本發(fā)明其涉及一種機器人纖維纏繞工作站，屬于工業(yè)機器人纖維纏繞技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
纖維纏繞復(fù)合材料管件（管道、三通、彎頭）及容器（氣瓶、儲罐）具有比剛度大、比強度高、耐腐蝕、易成型、使用壽命長等優(yōu)點，因此已在航空航天、汽車、船舶、海洋、石油天然氣、化工、輸配電等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用；目前，纖維纏繞復(fù)合材料管件采用的纏繞裝備還是落后的機械式纏繞機，但是手動控制纖維紗，其本質(zhì)仍然是手工成型，這種成型方式存在諸多問題：
（1）手工纏繞無法精確控制線型，無法保證制品得到設(shè)計要求的力學(xué)性能；
（2）設(shè)備的自由度低，因此只能實現(xiàn)環(huán)向纏繞，制品的軸向力學(xué)性能很差；
（3）手工纏繞無法控制含膠量，制品含膠量高，承壓能力差；
（4）無法快速更換芯模，需要人工更換；
（5）機械式纏繞機和控制系統(tǒng)之間通過電線連接，現(xiàn)場的工作情況必須工作人員現(xiàn)場查看及操作，無法遠程檢測及控制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種機器人纖維纏繞工作站，不僅僅可實現(xiàn)纖維纏繞復(fù)合材料管道，還能實現(xiàn)纖維纏繞復(fù)合材料異型管件（三通、彎頭）及容器（氣瓶、儲罐）的纏繞成型，而且還解決了現(xiàn)場控制柜的線路亂、線型不準確、芯模裝卸不便的問題，其纖維纏繞工作站具有生產(chǎn)效率高、勞動強度小、生產(chǎn)成本低、連續(xù)生產(chǎn)、成型質(zhì)量和加工環(huán)境優(yōu)等有點。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種機器人纖維纏繞工作站，它由遠程控制平臺和纖維纏繞機器人組等組成，遠程控制平臺包括遠程設(shè)計、遠程監(jiān)測和遠程管理，以及電腦和交換機，纖維纏繞機器人組包括至少一臺纖維纏繞機器人和纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜；遠程控制平臺和纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜之間通過交換機轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)進行傳送數(shù)據(jù)；根據(jù)纖維纏繞需要，遠程控制平臺通過以太網(wǎng)給現(xiàn)場控制柜控制發(fā)送控制指令，機器人的末端執(zhí)行器的三爪卡盤夾取相應(yīng)的芯模，進行相應(yīng)纖維纏繞。
進一步優(yōu)選，所述遠程控制平臺的上位機為電腦。
進一步優(yōu)選，所述遠程設(shè)計包括纏繞線型設(shè)計、工藝設(shè)計、軌跡優(yōu)化、虛擬驗證和后處理功能。
進一步優(yōu)選，所述遠程檢測包括監(jiān)控模塊、纏繞過程實時監(jiān)測、故障檢測及安全監(jiān)測。
進一步優(yōu)選，所述遠程管理包括任務(wù)調(diào)配和生產(chǎn)管理。
進一步優(yōu)選，所述纖維纏繞機器人組包括六自由度機器人、帶有三爪卡盤的末端執(zhí)行器和依次安裝在水平支架的導(dǎo)絲頭、膠槽、張力控制器和紗架。
進一步優(yōu)選，所述纖維纏繞機器人的控制柜包括相互通訊的機器人控制單元和紗線張力控制單元；
所述機器人控制單元控制三抓卡盤的末端執(zhí)行器進行芯模夾取、松開；所述三爪卡盤的末端執(zhí)行器采用氣動夾取、松開；
所述機器人控制單元與六自由度機器人、導(dǎo)絲頭以及紗線張力控制單元連接并控制六自由度機器人、導(dǎo)絲頭和張力控制器采用纖維連續(xù)纏繞方式進行纖維纏繞。
本發(fā)明的有益效果：
本發(fā)明的機器人纏繞工作站采用六自由度機器人進行抓取芯模，不僅僅能夠?qū)唵蔚墓艿览p繞，還能夠?qū)Ξ愋凸芗ㄈ?、彎頭）及容器（氣瓶、儲罐）進行纖維纏繞，并且機器人具有能夠高速、精確、穩(wěn)定運行和運行軌跡精確的特點，所以纏繞過程中芯模的運動平穩(wěn)且纏繞精度高，從而纏繞完成的制品的線型平滑穩(wěn)定且強度高；由于機器人自由度高，不僅僅只實現(xiàn)環(huán)向纏繞，還能螺旋或者環(huán)向和螺旋交叉，所以制品的軸向力學(xué)性能好；遠程控制平臺與纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜之間通過以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，控制機器人，能夠遠程設(shè)計、纏繞線型設(shè)計、工藝設(shè)計、軌跡優(yōu)化、虛擬驗證和后處理功能，任務(wù)調(diào)配和生產(chǎn)管理，以及纏繞過程實時監(jiān)測、故障檢測和安全監(jiān)測。本工作站的生產(chǎn)工藝簡單高效、可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)以及節(jié)省原材料等。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明：
圖1是本發(fā)明的機器人纖維纏繞工作站結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1.遠程控制平臺，2.纖維纏繞機器人組，3.遠程設(shè)計，4.遠程管理，5.遠程監(jiān)測，6.纖維纏繞機器人，7.纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜，8.線型設(shè)計，9.工藝設(shè)計，10.軌跡優(yōu)化，11.虛擬驗證，12.后處理，13.監(jiān)控模塊，14.纏繞過程實時監(jiān)測，15.故障檢測，16.安全監(jiān)測，17.任務(wù)調(diào)配，18.生產(chǎn)管理，19.末端執(zhí)行器驅(qū)動結(jié)構(gòu)，20.帶三抓卡盤的末端執(zhí)行器，21.導(dǎo)絲頭，22.膠槽，23.張力控制器，24.紗架，25.電腦，26.交換機，27.六自由度機器人。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖1與具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明：
一種機器人纖維纏繞工作站，它由遠程控制平臺1和纖維纏繞機器人組2構(gòu)成，其特征在于，所述遠程控制平臺1包括遠程設(shè)計3、遠程監(jiān)測5和遠程管理4，以及電腦25和交換機26，所述纖維纏繞機器人組2包括至少一臺纖維纏繞機器人6和纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜7；遠程控制平臺1和纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜7之間通過交換機26轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)進行傳送數(shù)據(jù)；根據(jù)纖維纏繞需要，遠程控制平臺1通過以太網(wǎng)給現(xiàn)場控制柜7控制發(fā)送控制指令，末端執(zhí)行器驅(qū)動器19驅(qū)動帶有三爪卡盤的末端執(zhí)行器20夾取相應(yīng)的芯模，進行相應(yīng)纖維纏繞。
所述遠程控制平臺1的上位機為電腦25。
所述遠程設(shè)計3包括線型設(shè)計8、工藝設(shè)計9、軌跡優(yōu)化10、虛擬驗證11和后處理12功能。
所述遠程檢測5包括監(jiān)控模塊13、纏繞過程實時監(jiān)測14、故障檢測15及安全監(jiān)測16。
所述遠程管理4包括任務(wù)調(diào)配17和生產(chǎn)管理18。
所述纖維纏繞機器人組6包括六自由度機器人27、帶有三爪卡盤的末端執(zhí)行器20和依次安裝在水平支架的導(dǎo)絲頭21、膠槽22、張力控制器23和紗架24。
所述纖維纏繞機器人的現(xiàn)場控制柜7包括相互通訊的機器人控制單元和相互通訊的末端執(zhí)行器驅(qū)動器19；
所述機器人控制單元控制帶有三爪卡盤的末端執(zhí)行器20進行芯模夾取、松開；所述帶有三爪卡盤的末端執(zhí)行器20采用氣動夾取、松開；
所述六自由度機器人27采用連續(xù)纖維纏繞方式進行纖維纏繞。