复合材料预浸料超声浸渍方法及装置与流程

本发明涉及复合材料生产，尤其涉及一种复合材料预浸料超声浸渍方法及装置。

背景技术：

1、复合材料预浸料是指将连续纤维或织物等增强体预先浸渍于未固化或部分固化的树脂基体中，所得到的一种中间态复合材料半成品。预浸料既保持了增强体纤维的高强度、高模量特性，又通过树脂基体提供了可固化成型的基础，是制造高性能复合材料构件的重要原材料形式。在预浸料制备过程中，使树脂均匀、充分地渗透并包裹纤维增强体是核心工艺环节，这一过程通常称为“浸渍”。现有方式通常采用浸渍装置进行加工。

2、然而，现有技术中，难以根据实际需求调节材料在浸胶槽中的时间，导致无法控制复合材料上的树脂含量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合材料预浸料超声浸渍方法及装置，解决了现有技术中难以根据实际需求调节材料在浸胶槽中的时间，导致无法控制复合材料上的树脂含量的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种复合材料预浸料超声浸渍装置，包括机架、两根动力辊、超声波换能器、多根导流辊、两组调节组件和控制系统，所述机架具有两个浸胶槽，

3、所述两根所述动力辊和所述超声波换能器均设置在所述机架上，所述调节组件包括抵持构件、两个滑动件、弹簧、多根插杆、多块滑块和多根l杆，所述机架具有多个滑槽和多个凹槽，所述滑块与对应的所述滑槽滑动连接，所述l杆与对应的所述滑块固定连接，所述导流辊的两端分别与对应的所述l杆转动连接，所述滑块具有插槽，所述滑动件与对应的所述凹槽滑动连接，所述插杆与对应的所述滑动件固定连接，且所述插槽内具有一根所述插杆，所述抵持构件用于带动所述滑动件移动，所述弹簧的两端分别与对应的所述滑动件固定连接，所述控制系统与所述动力辊连接。

4、其中，所述抵持构件包括圆杆、施力块和椭圆板，所述圆杆与所述机架转动连接，所述施力块与所述圆杆固定连接，所述椭圆板与所述圆杆的外壁固定连接，所述椭圆板的外壁与对应的两个所述滑动件连接。

5、其中，所述滑动件包括块体、滑杆、连接杆和横杆，所述滑杆与对应的所述凹槽滑动连接，所述连接杆与所述滑杆固定连接，所述连接杆的两端分别与所述块体和所述横杆固定连接，所述块体与所述椭圆板的外壁接触，所述横杆与对应的所述插杆连接。

6、其中，所述控制系统包括张力采集模块、张力设定模块、偏差计算模块、自适应调控模块、阻力补偿模块和执行调节模块；

7、所述张力采集模块用于实时获取复合材料的入口张力值和出口张力值；

8、所述张力设定模块用于提供目标张力值；

9、所述偏差计算模块用于计算出口张力偏差及张力波动率；

10、所述阻力补偿模块用于输出所述动力辊的阻力扰动值作为前馈量；

11、所述自适应pid调控模块内部包含模糊规则表，用于根据所述出口张力偏差及其变化率在线调整比例系数、积分系数和微分系数；

12、所述执行调节模块用于基于所述自适应调控模块的参数调节所述动力辊的工作状态。

13、其中，所述控制系统还包括存储模块、挖掘模块和更新模块，所述存储模块用于存储整个生产过程中的张力数据、动力辊转速数据和工艺参数数据，所述挖掘模块采用关联规则挖掘算法或聚类分析算法对存储模块中累积的历史数据进行挖掘，识别出不同工艺条件下使出口张力波动最小化的最优控制参数组合，所述更新模块基于挖掘模块的输出结果对所述自适应调控模块中的模糊规则表进行更新替换。

14、其中，所述更新模块包括增量更新机制、验证机制和异常回退机制；

15、所述增量更新机制用于将挖掘模块输出的控制参数调整量以差量形式写入所述自适应调控模块，仅更新与当前工艺条件相关的模糊规则条目，无需更新整个模糊规则表；

16、所述验证机制在将所述挖掘模块输出的控制参数写入所述自适应调控模块之前，先在仿真环境中验证更新后的控制效果，如果验证通过则执行实际更新，如果验证异常，则通过所述异常退回机制自动回退至更新前的控制参数配置，并向操作人员发出提示。

17、本发明还提供一种复合材料预浸料超声浸渍方法，采用如上述所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，

18、包括：

19、启动所述超声波换能器向两个所述浸胶槽施加超声振动，同时通过两根所述动力辊牵引复合材料；

20、在牵引过程中，所述控制系统实时采集入口张力和出口张力，计算张力偏差及波动率；

21、所述阻力补偿模块根据动力辊转速变化率输出前馈量，所述自适应调控模块根据张力偏差和波动率在线调整pid参数并叠加前馈量后驱动所述动力辊调节转速，使复合材料在超声作用下连续完成浸渍。

22、本发明的一种复合材料预浸料超声浸渍方法及装置，在具体使用时，复合材料依次绕过其中一根所述动力辊、其中两根所述导流辊、所述超声波换能器以及剩下的所述导流辊和剩下的所述动力辊进而执行浸胶加工，通过所述动力辊作为动力带动复合材料运动，在需要调节对应的所述导流辊之间的距离时，首先通过所述抵持构件带动对应的两个所述滑动件相对运动，所述滑动件带动所述弹簧伸长，并带动对应的所述插杆移动，使得所述滑块上的所述插槽内的插杆滑出，然后滑动所述滑块，所述滑块进而带动对应的所述l杆移动，所述l杆进而带动对应的所述导流辊移动，从而使得相对应的两根所述导流辊之间的距离得到调整，然后松开所述抵持构件，此时所述弹簧复位带动两个所述滑动件相互靠近，进而带动多根所述插杆移动，使得对应的所述插杆插入至对应的所述插槽内，完成对所述滑块的锁止，进而完成的对所述导流辊的锁止，以此方式解决了现有技术中难以根据实际需求调节材料在浸胶槽中的时间，导致无法控制复合材料上的树脂含量的技术问题。

1.一种复合材料预浸料超声浸渍装置，包括机架，所述机架具有两个浸胶槽，其特征在于，

2.如权利要求1所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，

3.如权利要求2所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，

4.如权利要求3所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，

5.如权利要求4所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，

6.如权利要求5所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，

7.一种复合材料预浸料超声浸渍方法，采用如权利要求6所述的复合材料预浸料超声浸渍装置，其特征在于，