一种引线针与纤维自动连接装置

技术领域

本申请涉及编织机械技术领域，特别涉及一种引线针与纤维自动连接装置。

背景技术

细编穿刺织物具有良好的整体结构性能和超高的体积分数，其复合材料具有优异的隔热和抗离子冲刷性能，被广泛应用于航空航天等领域关键部件，当做抗烧蚀复合材料。

目前细编穿刺织物生产过程中Z向纤维的置换是穿刺工艺中关键工序，影响Z向纤维置换效率关键因素是引线针与纤维连接。

目前生产过程中引线针与纤维的连接主要通过人工将置换纤维穿入引线针针鼻，由于针鼻尺寸极其微小，人工操作难度大、劳动强度高，生产效率较低，产品生产周期长。因此，亟需研制一套引线针与纤维自动连接装置。

发明内容

本申请提供了一种引线针与纤维自动连接装置，可用于解决现有技术人工操作难度大的技术问题。

本申请提供一种引线针与纤维自动连接装置，装置包括：

纤维连接机构、菱形孔纠平机构、同步带输送机、引线针对齐机构、引线针以及机架；

同步带输送机的两侧分别设置引线针对齐机构以及菱形孔纠平机构；

纤维连接机构与菱形孔纠平机构并列放置在同步带输送机同侧，引线针放置在同步带输送机的V型块中，机架用于安装固定所有机构。

可选的，纤维连接机构包括送丝机构和钢圈成型机构；

送丝机构包括4个包胶辊轮、调节机构以及送丝机构壳体；

包胶辊轮设置在送丝机构壳体的外部；

包胶辊轮两两为一组，按照左右方向依次布置；

其中，两组包胶辊轮中，下方的辊轮为主动轮，上方的为被动轮；

送丝机构与钢圈机构并列放置，不锈钢丝在送丝机构的两组辊轮的驱动下向前运动进入钢圈机构中，不锈钢丝在钢圈成型机构中导向槽的导向下，穿过引线针针孔包绕着纤维自动成圈，实现引线针与纤维的自动连接；

调节机构包括调节块、调节螺栓、盖板以及锁止螺母，调节螺栓穿过锁止螺母与调节块采用销钉式连接，调节块通过凹槽设计嵌在前面板上；

送丝机构壳体包括相互拼接的上面板、两组侧板、前面板、底板以及设置于上面板的两组盖板；

每一盖板对应一个调节块；

盖板安装在上面板上，盖板中央设置有与调节螺栓相匹配的螺纹孔，安装时调节螺栓旋入盖板的螺纹孔中；通过旋转调节螺栓可带动调节块上下运动调整其位置，最后通过锁止螺栓锁死调节螺栓。

可选的，钢圈成型机构包括：不锈钢丝成型导槽、剪丝气缸安装板、剪丝气缸、挤压气缸、固定架以及挤压推板；

不锈钢丝成型导槽一端为四分之一圆弧状，不锈钢丝成型导槽平直部分与剪丝气缸安装板相贴合；

剪丝气缸安装在剪丝气缸安装板上，挤压气缸安装在固定架上，在挤压气缸的前端设置挤压推板；

挤压气缸靠近不锈钢丝成型导槽圆弧端，设置了挤压推板；

不锈钢丝成型导槽为不锈钢丝提供导向，使其自动绕制成圆形；

当不锈钢丝绕制成圆形圈后，送丝机构停止送丝，剪丝气缸将不锈钢丝圈末端剪断，挤压推板在挤压气缸的推动下将不锈钢丝圈挤压成扁平状。

可选的，菱形孔纠平机构包括：U型位姿保持架，其通过两块连接板及两根导柱与底座相连接；

其中，两根导柱相互平行，两端分别各自设置连接板以及底座；

连接板夹持U型位姿保持架；

U型位姿保持架的末端设置了下压气缸；下压气缸靠近连接板的端部设置上压块；

U型位姿保持架的另一端设置了缺口，用于通过菱形针孔；

当引线针被同步带输送机运送至与菱形孔纠平机构下压块平齐时，引线针对齐机构推动引线针菱形孔进入下压块正下方，下压气缸驱动下压块向下运动将菱形孔位姿调整至与地面平行，引线针对齐机构再次推动引线针直至引线针的菱形孔进入U型位姿保持架中，最后同步带输送机继续向前输送引线针，直至引线针的菱形孔移动至U型位姿保持架末端缺口处。

可选的，同步带输送机包括两组铝型材支架；两组铝型材支架通过三根横梁相互连接；

铝型材支架的内侧设置了4个连接角码；

铝型材支架的两端设置了两组传动轴安装架；

两组同步带轮通过传动轴及传动轴固定在安装架上；

传动轴的一侧设置了减速机模组，减速机模组处安装了伺服电机；

同步带轮上套有两组同步带；

同步带上设置有多组V型槽固定块；

伺服电机的动力通过减速机模组传导至传动轴处，传动轴带动同步带轮驱动同步带作旋转运动，同步带上的V型槽固定块被带动向前运动，实现引线针的输送。

可选的，引线针对齐机构包括线性模组；

线性模组通过两块工字型底座与安装底板相连接；

线性模组远离铝型材支架的一侧安装伺服电机；

在线性模组的上侧设置连接横板，用于加固线性模组；

安装板与线性模组相连；

在安装板的上侧设置了推针板，推针板上设置传感器；

当引线针对齐机构的传感器检测到引线针到达时发送脉冲信号，同步带输送机停止运行，线性模组在伺服电机的带动下向前运动，通过推针板推动引线针运动至合适位置，便于菱形孔纠平机构实现引线针位姿调整，当位姿调整完成后，推针板再次推动引线针使引线针的菱形孔进入U型位姿保持架中。

可选的，引线针包括菱形针孔与针体；菱形针孔的材料为弹性材料。

可选的，机架从一侧到另一侧依次包括左侧框架、主框架、右侧框架；

其中，左侧框架为阶梯形状，包括用于固定菱形孔纠平机构的第一安装板；以及固定纤维连接机构的第二安装板

本申请结构简单，多个结构之间的配合和衔接非常精准与流畅，能够满足引线针与纤维的自动连接，且机构能够实现全自动操作，大大提高了工作效率。

本申请能够适应不同的纤维种类，比如碳纤维、石英纤维等，适应强。

附图说明

图1为本申请实施例提供的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的菱形孔纠平机构结构示意图；

图3为本申请实施例提供的图2中A部分局部放大图；

图4为本申请实施例提供的纤维连接机构中的钢圈成型机构；

图5为本申请实施例提供的V型槽固定块；

图6为本申请实施例提供的菱形孔引线针；

图7为本申请实施例提供的引线针受力变形示意图；

图8为本申请实施例提供的铝型材左框架；

图9为本申请实施例提供的结构示意图之二。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

下面首先结合图1对本申请实施例适用的可能的系统架构进行介绍。

本申请提供了一种引线针与纤维自动连接装置，装置包括：

纤维连接机构1、菱形孔纠平机构2、同步带输送机3、引线针对齐机构4、引线针5以及机架6；

同步带输送机3的两侧分别设置引线针对齐机构4以及菱形孔纠平机构2；

纤维连接机构1与菱形孔纠平机构4并列放置在同步带输送机同侧，引线针5放置在同步带输送机3的V型块中，机架6用于安装固定所有机构。

纤维连接机构1包括送丝机构和钢圈成型机构；

送丝机构包括4个包胶辊轮1105、调节机构以及送丝机构壳体；

包胶辊轮1105设置在送丝机构壳体的外部；

包胶辊轮1105两两为一组，按照左右方向依次布置；

其中，两组包胶辊轮中，下方的辊轮为主动轮，上方的为被动轮；

送丝机构与钢圈机构并列放置，不锈钢丝在送丝机构的两组辊轮1105的驱动下向前运动进入钢圈机构中，不锈钢丝在钢圈成型机构中导向槽的导向下，穿过引线针针孔包绕着纤维自动成圈，实现引线针与纤维的自动连接；

调节机构包括调节块1101、调节螺栓1102、盖板1103以及锁止螺母1104，调节螺栓1102穿过锁止螺母1104与调节块1101采用销钉式连接，调节块1101通过凹槽设计嵌在前面板上；

送丝机构壳体包括相互拼接的上面板1108、两组侧板1109、前面板1106、底板1107以及设置于上面板1108的两组盖板1103；

每一盖板1103对应一个调节块1101；

盖板1103安装在上面板上，盖板中央设置有与调节螺栓1102相匹配的螺纹孔，安装时调节螺栓旋1102入盖板的螺纹孔中；通过旋转调节螺栓1102可带动调节块上下运动调整其位置，最后通过锁止螺栓锁死调节螺栓1102。

钢圈成型机构包括：不锈钢丝成型导槽1202、剪丝气缸安装板1203、剪丝气缸1204、挤压气缸1207、固定架1204以及挤压推板1206；

不锈钢丝成型导槽1202一端为四分之一圆弧状，不锈钢丝成型导槽1202平直部分与剪丝气缸安装板1203相贴合；

剪丝气缸安装板1203一端设置剪丝气缸1204；

剪丝气缸安装板1203的中间垂直设置固定架1204；

固定架1206安装挤压气缸1207；

挤压气缸1208靠近不锈钢丝成型导槽1202圆弧端，设置了挤压推板1206；

不锈钢丝成型导槽1202为不锈钢丝提供导向，使其自动绕制成圆形；剪丝气缸1204安装在剪丝气缸安装板1203上，挤压气缸1207安装在固定架1204上，在挤压气缸1207的前端设置挤压推板；

当不锈钢丝绕制成圆形圈后，送丝机构停止送丝，剪丝气缸1204将不锈钢丝圈末端剪断，挤压推板在挤压气缸的推动下将不锈钢丝圈挤压成扁平状。

菱形孔纠平机构2包括：U型位姿保持架201，其通过两块连接板205及两根导柱207与底座206相连接；

其中，两根导柱207相互平行，两端分别各自设置连接板205以及底座206；

连接板205夹持U型位姿保持架201；

U型位姿保持架201的末端设置了下压气缸202；下压气缸202靠近连接板205的端部设置上压块203；

U型位姿保持架201的另一端设置了缺口，用于通过菱形针孔；

当引线针5被同步带输送机3运送至与菱形孔纠平机构2下压块平齐时，引线针对齐机构4推动引线针菱形孔进入下压块正下方，下压气缸202驱动下压块向下运动将菱形孔位姿调整至与地面平行，引线针对齐机构4再次推动引线针5直至引线针的菱形孔进入U型位姿保持架201中，最后同步带输送机3继续向前输送引线针5，直至引线针5的菱形孔移动至U型位姿保持架201末端缺口处。

同步带输送机3包括两组铝型材支架310；两组铝型材支架310通过三根横梁307相互连接；

铝型材支架310的内侧设置了4个连接角码303；

铝型材支架310的两端设置了两组传动轴安装架309；

两组同步带轮306通过传动轴308及传动轴301固定在安装架309上；

传动轴301的一侧设置了减速机模组302，减速机模组302处安装了伺服电机311；

同步带轮306上套有两组同步带304；

同步带304上设置有多组V型槽固定块；V型槽固定块采用V型开口设计，便于引线针放置。V型槽固定块底部衔接一定长度矩形槽，可避免钢针由于设备振动脱出。

伺服电机的动力通过减速机模组传导至传动轴处，传动轴301带动同步带轮306驱动同步带304作旋转运动，同步带上的V型槽固定块被带动向前运动，实现引线针的输送。

引线针对齐机构4包括线性模组403；

线性模组403通过两块工字型底座402与安装底板401相连接；

线性模组403远离铝型材支架310的一侧安装伺服电机408；

在线性模组403的上侧设置连接横板404，用于加固线性模组；

安装板405与线性模组403相连；

在安装板405的上侧设置了推针板406，推针板406上设置传感器407；

当引线针对齐机构4的传感器检测到引线针到达时发送脉冲信号，同步带输送机停止运行，线性模组403在伺服电机的带动下向前运动，通过推针板406推动引线针运动至合适位置，便于菱形孔纠平机构2实现引线针位姿调整，当位姿调整完成后，推针板406再次推动引线针使引线针的菱形孔进入U型位姿保持架中。

引线针5包括菱形针孔与针体；菱形针孔的材料为弹性材料。

如图7所示，7(a)到7(b)为菱形针在受力状态下的形变图。

机架6从一侧到另一侧依次包括左侧框架、主框架、右侧框架；

其中，左侧框架为阶梯形状，包括用于固定菱形孔纠平机构2的第一安装板619；以及固定纤维连接机构1的第二安装板617。

左框架包括2根613立柱及4根612立柱，其均竖直布置。在左框架的左右方向设置2根第一连接横杆611，前后方向设置6根第二连接横杆615，在左框架的中部设置2根第三连接横杆614，在左框架的上部设置2根第四连接横杆615。并且在左框架上部设置一块安装板619，便于固定安装菱形孔纠平机构。在左框架的中部设置一块安装板617，并在安装板617和619上设置三角形安装块616，便于固定纤维连接机构。主框架包括4根长方形布置的横梁624，并在设备的上下方向设置4根第一立柱622及2根第二立柱623，同时通过4根横梁621将主框架所有零件连接为一个整体。右框架包括2根横梁633，在横梁下方设置2根立柱631。在横梁633与立柱631之间设置斜向支撑梁632。

本申请结构简单，多个结构之间的配合和衔接非常精准与流畅，能够满足引线针与纤维的自动连接，且机构能够实现全自动操作，大大提高了工作效率。

本申请能够适应不同的纤维种类，比如碳纤维、石英纤维等，适应强。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。