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使得綠色環(huán)保材料在國內(nèi)外受到越來越廣泛的關(guān)注和重視。連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料以輕質(zhì)高強、抗沖擊韌性高、耐疲勞損傷性能高、可設(shè)計性強、耐熱性好、耐化學(xué)腐蝕性和耐水性好、生產(chǎn)效率高、易于儲存并可焊接、循環(huán)利用等一系列優(yōu)勢，已經(jīng)成功應(yīng)用于航空航天、交通運輸、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、自動化程度高等特點的熱壓成型工藝來制備連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料部件已成為國際研究熱

2、點。制備高效率生產(chǎn)的熱塑性復(fù)合材料部件的關(guān)鍵難點之一是研制適合于熱壓成型工藝輸送裝備。
　　本文主要針對國內(nèi)熱壓成型熱塑性復(fù)合材料規(guī)模化量產(chǎn)需求，研制了集復(fù)合材料板材的輸送、預(yù)熱、熱壓成型等工序為一體的熱塑性復(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，明確各個工位的布局，確

3、定輸送裝備的總體設(shè)計方案。
　　2、根據(jù)各個機構(gòu)的功能要求，確定了各個機構(gòu)的設(shè)計框架；運用模塊化的設(shè)計思想，設(shè)計了搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)；結(jié)合機械手的結(jié)構(gòu)特點及動作要求，設(shè)計了機械手的氣動控制回路。
　　3、為實現(xiàn)各個工序的連續(xù)化、自動化，完成了輸送裝備的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。設(shè)計了由觸摸屏、可編程控制器、伺服驅(qū)動系統(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，伺服電機與氣壓驅(qū)動相結(jié)合的控制系統(tǒng)實現(xiàn)了復(fù)

4、合材料板的快速平穩(wěn)搬運。
　　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)計了輸送設(shè)備的溫度場結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用先進(jìn)溫度控制原理設(shè)計了由溫度控制器、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)。通過板材對輻射能的吸收過程分析，結(jié)合板材的溫升實驗的研究，對溫度控制的參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，達(dá)到板材的快速均勻加熱效果。
　　5、為了驗證成型裝備系統(tǒng)設(shè)計可行性，裝備在經(jīng)過分析和設(shè)計之后，需要進(jìn)行機械及控制系統(tǒng)的集成與調(diào)試。通過系統(tǒng)