最初自動鋪絲機和鋪帶機都非常巨大，主要是因為它們是針對大型飛機結(jié)構(gòu)而開發(fā)的。隨著空客和波音選擇換發(fā)A320 和737民用飛機作為新的發(fā)展機型，而不再開發(fā)類似A350和787一樣應(yīng)用大量復(fù)合材料的新機型，大型自動鋪絲機和鋪帶機市場不再像前幾年那么強勁，機床供應(yīng)商轉(zhuǎn)而開發(fā)更為多樣化的復(fù)合材料鋪疊設(shè)備。

　　過去幾年來，我們已經(jīng)看到出現(xiàn)了各種復(fù)合材料鋪疊設(shè)備，特別是自動化鋪疊設(shè)備。幾家機床供應(yīng)商正在提供基于商業(yè)機器人的設(shè)備。其中最典型的是小型“雙工藝工作單元”設(shè)備。正如其名稱一樣，一臺機床具有執(zhí)行自動鋪絲和鋪帶的兩種能力。目前至少有兩家供應(yīng)商已經(jīng)開發(fā)了這種機床，一個是MTorres公司，另一個是Electroimpact公司。該工作單元相當(dāng)大，但相比制造飛機主結(jié)構(gòu)件的AFP/ATL系統(tǒng)更緊湊。設(shè)備可安裝在大多數(shù)現(xiàn)有工廠中，無需像以前那樣對主要設(shè)施進行更改。

　　雙工藝工作單元由機器人鋪疊機、鋪疊臺面和一個主軸箱/尾座工具站組成。機器人鋪疊機可沿在X軸方向的軌道運行，鋪疊臺主要用于鋪放平面層壓板，這些層壓板完成后會切割成各種片狀，然后成形為最終零件形狀。當(dāng)需要自動鋪絲成形更復(fù)雜形狀零件時，機器人旋轉(zhuǎn)到工作單元的一側(cè)，在這一側(cè)將鋪疊工具加載至主軸箱/尾座上。機器人可在一個工作單元區(qū)工作，而操作人員可在另一個工作區(qū)安全地完成相應(yīng)任務(wù)，如零件加載/卸載、零件檢測等。

　　MTorres和Electroimpact兩家公司的工作單元的窄帶材料線軸安裝在輸出頭上，當(dāng)輸出頭材料用完后，它可以快速更換一個新的輸出頭，大大節(jié)省加工準(zhǔn)備時間。例如，在Electroimpact公司的雙工藝工作單元中，這個過程只需要90秒就能完成。由于具備快速更換輸出頭這個能力，工作單元可采用普通的、單獨的絲束控制AFP頭來鋪放復(fù)雜形狀的零件，如果需要，可變換為尺寸小且復(fù)雜度低的ATL頭來鋪放平面層壓板。通過改變輸出頭，可實現(xiàn)從AFP工藝到通常的ATL工藝的轉(zhuǎn)換，特別適用于幾種材料形式。

　　這種基于機器人的工作單元，具有工藝柔性、更小尺寸、更易安裝和較低的成本，將對供應(yīng)小型復(fù)合材料飛機零件的二級供應(yīng)商具有更大吸引力。復(fù)合材料專家預(yù)測，雙工藝工作單元技術(shù)在未來幾年將成為通用復(fù)合材料成形設(shè)備。（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 任曉華）