[发明专利]数字化多轴向水平放纱三维编织装置及编织方法

说明书

本发明提供了数字化多轴向水平放纱三维编织装置，包括通过螺纹连接的设备主体结构装置、控制电机驱动装置和承重装置。与现有技术相比，一方面本发明装置的结构简单、体积小、维护方便，是所有三维编织机中能够容纳纱锭数量最多的，解决了在编织大型结构件时需要的编织机尺寸过大的问题，大大降低了设备成本和编织成本。另一方面，工件滑孔的设计可以使编织加工工件进行往复编织增加编织厚度，通过三维编织整体成型的工件其编织纤维连续，稳定性高，结构性强很好的解决了复合材料板层间结合力弱的问题，对提升航空航天关键零件的成型有着重要价值。

技术领域

本发明涉及编织机技术领域，具体涉及一种数字化多轴向水平放纱三维编织装置及其运行方法。

背景技术

三维编织技术是一种实现纱线在X、Y、Z三维空间交织连接的编织技术，而三维编织装置是制备预制体(高可靠性复合材料)的关键装备，由于在Z轴上加入了纱线，不仅可以将预制体一次成型降低了加工难度，也能够很好的解决复合材料层合板层间结合力弱的问题。目前关于三维编织机主要有笛卡尔矩阵式和四齿拨盘型三维编织机。现有的笛卡尔矩阵式和四齿拨盘型三维编织机，由于能够携带的纱锭数量有限，很难将纱锭装满拨盘，在编织大型结构件时需要的编织机尺寸过大。并且数字化程度和灵活性低，需要人工调控纱线紧实度。例如，实现直径550mm的筒体，采用13k碳纤维按照45°编织夹角，则需要的编织纱锭数超过911只，使用现有的三维编织机的高度将超过13米，编织机的加工难度和编织成本大幅增加。功能单一，且兼容性低，常常一套编织设备只能编织一种形状的预制体，大大增加了设备成本和编织体的制造成本。现有的编织机按照编织预制体的成型方向可以分为竖直放纱编织机和水平放纱编织机，与现有竖直放纱编织机相比，水平放纱编织机没有场地高度的限制，方便预制体的制作与脱模。

发明内容

为了解决现有技术中编织设备编织大型结构件需要编织机的尺寸多大，功能单一，数字化程度低的问题，本发明提供了一种数字化多轴向水平放纱三维编织装置及其编织方法，该编织装置为六齿型三维编织装置，数字化程度高、单位携带纱锭数量大、结构紧凑体积小、功能多样化，灵活性高，可以同时编织多个样件、加工成本和编织成本低、编织结构致密、兼容性高，可以与Z向缝合，缠绕等设备相结合，最高可以进行三维七向编织。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种数字化多轴向水平放纱三维编织装置，包括：

一支撑安装盘，所述支撑安装盘一侧上设有运行安装槽，所述运行安装槽中央设有中心盘，所述运行安装槽内设有至少一层滑块驱动层，所述滑块驱动层包括若干同平面设置的六齿型拨盘，所述六齿型拨盘两两相邻且围绕所述中心盘呈环形设置；

所述运行安装槽的侧壁以及所述中心盘的侧壁上均设有与邻近的六齿型拨盘相配合的弧形壁段，所述弧形壁段与邻近的六齿型拨盘间隙配合且不影响六齿型拨盘自由转动；

所述六齿型拨盘为在中心设有连接孔的圆形转盘周向上均布6个首尾依次相连的弧形滑块槽所形成的六角星状结构；相邻两个六齿型拨盘绕各自的轴线自转所形成的圆形相交，相交的弧长与弧形滑块槽的弧长相等；

所述六齿型拨盘在静止状态时，相邻两个六齿型拨盘的弧形滑块槽相对、与运行安装槽侧壁相邻的六齿型拨盘的弧形滑块槽与弧形壁段相对；

驱动装置，包括若干与所述六齿型拨盘一一对应连接的第一控制电机，用于驱动所述六齿型拨盘自转；

运行滑块,配置于相对的两个弧形滑块槽所围成的运行槽内或弧形滑块槽与相对的弧形壁段围成的运行槽内，且与所述运行槽间隙配合，所述运行滑块上设有与六齿型拨盘轴线平行的纱线轴安装座。

作为本发明的进一步改进，所述纱线轴安装座包括纱线轴、纱线连杆和限位夹，所述纱线连杆与所述六齿型拨盘轴线平行设置，所述纱线轴能够自由转动的套设在所述纱线连杆上，所述限位夹用于限制所述纱线轴在所述纱线连杆上轴向滑动、防止纱线轴在纱线连杆上脱出。