熱塑性復(fù)合材料熱壓成型輸送裝備的研制.pdf

1、環(huán)境惡化、資源短缺和能源危機(jī)使得綠色環(huán)保材料在國(guó)內(nèi)外受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注和重視。連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料以輕質(zhì)高強(qiáng)、抗沖擊韌性高、耐疲勞損傷性能高、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、耐熱性好、耐化學(xué)腐蝕性和耐水性好、生產(chǎn)效率高、易于儲(chǔ)存并可焊接、循環(huán)利用等一系列優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成功應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、海洋工程、醫(yī)療衛(wèi)生、體育用品等領(lǐng)域。目前，采用具有成型效率高、環(huán)境污染小、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)的熱壓成型工藝來(lái)制備連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料部件已成為國(guó)際研究熱

2、點(diǎn)。制備高效率生產(chǎn)的熱塑性復(fù)合材料部件的關(guān)鍵難點(diǎn)之一是研制適合于熱壓成型工藝輸送裝備。
　　本文主要針對(duì)國(guó)內(nèi)熱壓成型熱塑性復(fù)合材料規(guī)?；慨a(chǎn)需求，研制了集復(fù)合材料板材的輸送、預(yù)熱、熱壓成型等工序?yàn)橐惑w的熱塑性復(fù)合材料熱壓成型輸送裝備，將極大促進(jìn)熱塑性復(fù)合材料在軍、民用領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本論文主要工作如下：
　　1、深入分析熱塑性復(fù)合材料熱壓成型工藝流程和輸送裝備應(yīng)具備的功能及各功能間復(fù)雜邏輯關(guān)系，明確各個(gè)工位的布局，確

3、定輸送裝備的總體設(shè)計(jì)方案。
　　2、根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的功能要求，確定了各個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)框架；運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了搬運(yùn)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)；結(jié)合機(jī)械手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及動(dòng)作要求，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的氣動(dòng)控制回路。
　　3、為實(shí)現(xiàn)各個(gè)工序的連續(xù)化、自動(dòng)化，完成了輸送裝備的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了由觸摸屏、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、各類傳感器以及電磁閥組成的電氣控制系統(tǒng)。采用 PLC與觸摸屏聯(lián)合控制，伺服電機(jī)與氣壓驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了復(fù)

4、合材料板的快速平穩(wěn)搬運(yùn)。
　　4、為保證復(fù)合材料板材受熱均勻，提高加熱效率。合理設(shè)計(jì)了輸送設(shè)備的溫度場(chǎng)結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用先進(jìn)溫度控制原理設(shè)計(jì)了由溫度控制器、周波控制器、固態(tài)繼電器及熱電偶組成的溫度控制系統(tǒng)。通過(guò)板材對(duì)輻射能的吸收過(guò)程分析，結(jié)合板材的溫升實(shí)驗(yàn)的研究，對(duì)溫度控制的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，達(dá)到板材的快速均勻加熱效果。
　　5、為了驗(yàn)證成型裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性，裝備在經(jīng)過(guò)分析和設(shè)計(jì)之后，需要進(jìn)行機(jī)械及控制系統(tǒng)的集成與調(diào)試。通過(guò)系統(tǒng)