[发明专利]复合材料三维编织装置及方法

说明书

本发明涉及复合材料编织技术领域，提供一种复合材料三维编织装置及方法。该复合材料三维编织装置，包括框架；控制机构，控制机构设于框架上，用以获取织造路径；织造机构，织造机构设于框架上，并与控制机构电连接，用以接收织造路径指令，并三维织造预制体；压实机构，压实机构设于框架上，并与控制机构电连接，用以对织造至设定高度的预制体进行压实。本发明通过控制机构获取织造路径，织造机构按照织造轨迹自动编织预制体，当预制体编织至设定高度时压实机构对预制体进行自动压实，提高自动化程度，降低了织造过程中的人为干预，提高了织造效率，减少人工成本，提高了压实效率和精度，提高编织质量。

技术领域

本发明涉及复合材料编织技术领域，尤其涉及一种复合材料三维编织装置及方法。

背景技术

三维编织复合材料具有强度高、模量高、耐高温、结构无层、设计方便等优点。传统的高性能金属材料将被三维编织复合材料所取代，因此在航空航天、武器装备等诸多领域三维编织均得到了高度重视和应用。

根据设备的特点和编织工艺，三维编织可分为两种类型：三维旋转编织机和笛卡尔三维编织机，三维旋转编织机可实现高速自动编织，笛卡尔三维编织机由于编织设备和技术的限制而具有较低的编织效率。

麦格纳编织机是佛罗伦萨于1982年发明的一种新型编织设备。磁铁安装在麦格纳编织机的纱线载体周围，以提供导纱之间的定位；相邻的纱线载体通过磁力确保在正确的位置；驱动装置布置在每排和每列的两端，以完成纱线载体的垂直和水平往复运动，实现了四步编织技术，促进了多向增强复合材料在航空工业中的应用，受到各国研究所及公司的极大关注。

然而，三维编织技术更多地只用于加工截面尺寸变化较小的预型件，对于复杂形状的预型件需通过在编织过程中改变纤维排布或数量，使得加工工序复杂化，不易于自动化控制。

发明内容

本发明提供一种复合材料三维编织装置及方法，用以解决现有技术中三维编织复合材料无法自动压实，自动化程度低的缺陷，实现提高复合材料预制体织造过程中压实过程的自动化水平，提高织造效率。

本发明提供一种复合材料三维编织装置，包括：

框架；

控制机构，所述控制机构设于所述框架上，用以获取织造路径；

织造机构，所述织造机构设于所述框架上，并与所述控制机构电连接，用以接收织造路径指令，并三维织造预制体；

压实机构，所述压实机构设于所述框架上，并与所述控制机构电连接，用以对织造至设定高度的所述预制体进行压实。

根据本发明提供的一种复合材料三维编织装置，所述框架包括架体和编织底板，所述编织底板设于所述架体的底侧，所述编织底板设有固定板，所述固定板设有呈阵列排布的编织导向柱，所述编织导向柱用以预先绕设底层织丝。

根据本发明提供的一种复合材料三维编织装置，所述压实机构包括电缸、第一压实板和第二压实板，所述电缸连接于所述架体上，所述第一压实板连接于所述电缸的伸缩端，所述电缸驱动所述第一压实板沿竖直方向靠近或远离所述编织底板，所述第二压实板可拆卸的设于所述第一压实板上，所述第二压实板设有与所述编织导向柱一一对应适配的穿孔。

根据本发明提供的一种复合材料三维编织装置，所述固定板设有取件框，所述取件框用以取走所述预制体，所述取件框设有导向片，所述导向片穿设于所述编织导向柱之间。

根据本发明提供的一种复合材料三维编织装置，还包括丝杠滑台，所述丝杠滑台的驱动端与所述取件框连接，用以沿水平方向驱动所述取件框靠近或远离所述编织导向柱。

根据本发明提供的一种复合材料三维编织装置，所述控制机构包括控制器和图像采集件，所述图像采集件设于所述织造机构的驱动端，用以采集所述底层织丝的轮廓，所述图像采集件与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与所述织造机构和所述压实机构连接。