Cabezal (20) de colocación automatizada de cinta de material compuesto,

que comprende:

un rodillo (34) para compactación de la cinta (26) sobre un sustrato (24)y

un cortador (42) adyacente al rodillo (34) para el corte de la cinta (26) en el rodillo (34);

caracterizado porque:

el cortador (42) incluye una cuchilla de corte rotativa y

el cortador puede girar en una dirección de rotación opuesta a la dirección de rotación del rodillo (34).

Procedimiento y aparato para colocar unos segmentos cortos de cinta de material compuesto

Campo técnico

La presente divulgación se refiere en general a procedimientos y equipos automatizados para depositar capas de material compuesto y atiende más particularmente a un procedimiento y aparato para la colocación de cortos segmentos de cinta de material compuesto sobre un sustrato durante el proceso de colocación.

Antecedentes

Las estructuras de material compuesto tales como las usadas en las industrias de automoción, marítima y aeroespacial se puede fabricar usando máquinas de aplicación automatizada de material compuesto, comúnmente denominadas como máquinas de colocación automatizada de fibra (AFP) . Las máquinas AFP se pueden usar en la industria de aeronaves, por ejemplo, para fabricar componentes estructurales y revestimientos colocando tiras relativamente estrechas de material compuesto, cinta de fibra recortada o “estopas” sobre una herramienta de fabricación. La cinta se puede colocar sobre la herramienta en segmentos paralelos que pueden estar en un contacto sustancialmente borde con borde para formar una capa.

Las máquinas AFP conocidas emplean un cabezal de colocación de cinta que dispensa, corta y compacta segmentos de cinta sobre la superficie de la herramienta cuando un cabezal de colocación de cinta se mueve mediante un dispositivo robótico sobre la superficie de la herramienta. Estos cabezales de colocación de cinta incluyen típicamente una bobina de alimentación de cinta y un mecanismo de dispensación que extrae la cinta desde la bobina y guía la cinta en una punta entre un rodillo de compactación y la superficie de la herramienta. Una hoja de corte dentro del mecanismo de dispensación situado aguas arriba del rodillo de compactación corta la cinta hasta una longitud de segmento deseada. La longitud mínima de un segmento de cinta que se puede situar mediante el cabezal de colocación de cinta puede gobernarse por lo tanto mediante la distancia entre el punto en el que se compacta la cinta sobre la superficie de la herramienta y el punto en el que la cinta es cortada por la cuchilla.

Por ejemplo, el documento US 2008/0302483 desvela un cabezal de corte de alimentación motorizado para la aplicación de material compuesto de fibra sobre una superficie. En algunas aplicaciones, se pueden requerir segmentos relativamente cortos que tienen una longitud menor que la longitud del segmento mínima que se puede cortar por los cabezales de cinta conocidos. En otras palabras, la longitud de segmento deseada puede ser menor que la distancia desde el punto de compactación hasta el punto en el que se realiza al corte. En estas circunstancias, puede ser necesario colocar segmentos que sean más largos que las longitudes de segmento óptimas, añadiendo de ese modo peso y/o coste a la pieza, o requiriendo la necesidad de recortar las capas de cinta en exceso.

En consecuencia, existe la necesidad de un cabezal de colocación de cinta y un procedimiento para el corte de segmentos de cinta que permita la colocación de segmentos de longitud más corta.

El documento US 2007/0034340 desvela un aparato y un proceso para la colocación de adhesivos de sellado sobre contenedores. Con el dispositivo de este documento, se pasa una tira de papel sobre una rueda de polea, desde la que se aplica a un contenedor de cartón. Una hoja del cuchillo corta la tira a intervalos, mientras que un vacío mantiene las tiras sobre la rueda de polea.

Sumario

La presente invención proporciona un cabezal de colocación automática de cinta de material compuesto de acuerdo con la reivindicación independiente 1 y un procedimiento de corte de la cinta de material compuesto de acuerdo con la reivindicación 6.

De acuerdo con las realizaciones desveladas, se pueden colocar cortos segmentos de cinta de material compuesto mediante los cabezales de colocación automatizada de cinta mediante el corte de la cinta dentro del cabezal en un punto que esté tan cercano como sea posible al punto de compactación. El corte de segmentos cortos se hace posible mediante la colocación de un cortador en la proximidad del rodillo de compactación para minimizar la distancia entre el punto de compactación y el punto en el que se corta la cinta. El rodillo de compactación se puede usar como un yunque contra el que se mantiene la cinta mientras se corta por una cuchilla del cortador que puede incidir sobre el rodillo durante un corte. El cortador incluye una cuchilla de corte rotativa.

De acuerdo con una realización desvelada, un cabezal de colocación automática de cinta de material compuesto comprende un rodillo para la compactación de la cinta sobre un sustrato. Un cortador adyacente al rodillo corta la cinta en el rodillo. El cortador incluye una cuchilla de corte rotativa.

De acuerdo con otra realización, se proporciona un cabezal de colocación automatizada de cinta para la colocación de cinta de material compuesto sobre un substrato. El cabezal incluye un suministro de cinta y un rodillo para la compactación de la cinta contra el sustrato cuando el cabezal se mueve sobre el sustrato. Se proporcionan medios

para la alimentación de la cinta desde el suministro de cinta hasta el rodillo. Se proporciona un cortador para el corte de la cinta contra el rodillo. El cortador es un cortador rotativo situado adyacente al rodillo que gira en una dirección opuesta a la dirección de rotación del rodillo. Se pueden proporcionar medios para la sincronización de la operación del cortador con la alimentación de la cinta desde el suministro de cinta al rodillo. El cortador se puede colocar para cortar la cinta sustancialmente en un punto tangente sobre la superficie del rodillo.

De acuerdo con otra realización, se proporciona un procedimiento de corte de cinta de material compuesto para la colocación sobre un sustrato mediante un cabezal de colocación automatizada de cinta. El procedimiento incluye la alimentación de la cinta de material compuesto desde un suministro de la cinta hasta un rodillo sobre el cabezal. La cinta se corta en el rodillo y el rodillo se usa para compactar la cinta cortada contra el substrato. El corte de la cinta se realiza mediante un cortador rotativo. El corte de la cinta puede incluir el uso del rodillo como un yunque contra el que se mantiene la cinta durante un corte.

La realización desvelada satisface la necesidad de corte de cinta dispensada por el cabezal de colocación automatizada de cinta en una situación que esté tan próxima como sea posible al punto de compactación de la cinta sobre el sustrato, para permitir que se coloquen sobre el sustrato segmentos cortos de cinta de longitud mínima.

Breve descripción de las ilustraciones

La FIG. 1 es una ilustración de una vista lateral del aparato automatizado para la colocación de cortos segmentos de cinta de material compuesto sobre un sustrato. La FIG. 2 es una ilustración de las etapas de un procedimiento para la colocación de segmentos de cinta de material compuesto sobre un sustrato de acuerdo con las realizaciones desveladas. La FIG. 3 es una ilustración del área designada como “A” mostrada en la FIG. 1. La FIG. 4 es una de ilustración de una vista similar a la FIG. 3, pero mostrando un segmento de cinta justamente después de que la cinta haya sido cortada a su longitud. La FIG. 5 es una ilustración de una vista en planta de una capa que tiene una orientación de deposición de 45 grados con áreas de esquina que requieren segmentos cortos de cinta. La FIG. 6 es una ilustración de una vista en planta de una capa que tiene una orientación de deposición de 0 grados con áreas estrechas que requieren segmentos cortos de cinta. La FIG. 7 es una ilustración de una vista lateral y una realización alternativa de un aparato no de acuerdo con la invención, que emplea un cortador oscilante. La FIG. 8 es una ilustración de una vista lateral que muestra el cortador colocado en una localización alternativa adyacente al rodillo de compactación. La FIG. 9 ilustra un amplio diagrama de bloques de un sistema de control usado para controlar el funcionamiento del cabezal de cinta ilustrado en las FIGS. 1 y 7.

Descripción detallada

Refiriéndonos primero a la FIG. 1, las realizaciones desveladas se refieren de modo amplio a un cabezal de colocación de cinta 20 que forma parte de una máquina de colocación automatizada de fibra (no mostrada) . El cabezal... [Seguir leyendo]

1. Cabezal (20) de colocación automatizada de cinta de material compuesto, que comprende:

un rodillo (34) para compactación de la cinta (26) sobre un sustrato (24) y un cortador (42) adyacente al rodillo (34) para el corte de la cinta (26) en el rodillo (34) ;

caracterizado porque:

el cortador (42) incluye una cuchilla de corte rotativa y el cortador puede girar en una dirección de rotación opuesta a la dirección de rotación del rodillo (34) .

2. El cabezal (20) de colocación de la cinta de la reivindicación 1, en el que el cortador (42) incluye medios para el desplazamiento de la cuchilla a través de la cinta (26) y contra el rodillo (34) .

3. El cabezal (20) de colocación de la cinta de la reivindicación 2, en el que los medios para el desplazamiento de la cuchilla incluyen:

medios para el montaje de la cuchilla para su giro en una dirección opuesta a la dirección de rotación del rodillo (34) y un motor para la rotación de la cuchilla.

4. El cabezal (20) de colocación de la cinta de la reivindicación 1, que comprende además:

medios para la alimentación de la cinta (26) en el rodillo y medios para la sincronización de la rotación del cortador rotativo con los medios de alimentación de la cinta.

5. El cabezal de colocación de la cinta de la reivindicación 1, que comprende además:

un suministro de cinta de material compuesto (25) y medios de guía (30) para el guiado de la cinta desde el suministro hasta el rodillo y

en el que el cortador rotativo está montado para su rotación de modo que la cuchilla del cortador pase en la proximidad de un punto tangente sobre el rodillo (34) y corte la cinta generalmente en el punto tangente sobre el rodillo (34) .

6. Un procedimiento de corte de cinta de material compuesto (26) para la colocación sobre un sustrato (24) mediante un cabezal de colocación automatizada de cinta (20) , que comprende:

la alimentación de la cinta de material compuesto desde un suministro de la cinta hasta un rodillo (34) sobre el cabezal; el corte de la cinta (26) en el rodillo y el uso del rodillo (34) para compactar la cinta cortada contra el sustrato (24) ;

caracterizado porque

la etapa de corte de la cinta se realiza usando un cortador rotativo e incluye la rotación de la cuchilla de corte en la proximidad al rodillo, de modo que la cuchilla rotativa corte la cinta contra el rodillo en la que el cortador rotativo se gira en una dirección de rotación opuesta a la dirección de rotación del rodillo (34) .

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el que el corte de la cinta incluye:

el uso del rodillo (34) como un yunque y el mantenimiento de la cinta (36) contra el rodillo durante el corte.

8. Un procedimiento de deposición de segmentos cortos de cinta de material compuesto sobre un sustrato (24) usando un cabezal de colocación automatizada de cinta (20) , que comprende:

llevar la cinta (26) desde un suministro de la cinta hasta el cabezal (20) ; la alimentación de la cinta a través de una guía (30) hasta el cabezal (20) ; el uso de la guía (30) para guiar la cinta hacia el rodillo de compactación (34) y la realización del procedimiento de corte de la cinta de acuerdo con la reivindicación 6 de modo que la cinta sea cortada en un segmento corto después de que la cinta se haya movido a lo largo de la guía (30) .