基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，它由六自由度機器人、擴展軸、芯模驅(qū)動機構(gòu)和依次安裝在水平支架上的導(dǎo)絲頭、膠槽和紗架組成，其特征在于，所述六自由度機器人手臂末端連接擴展軸，所述擴展軸的另一端連接芯模驅(qū)動機構(gòu)。所述芯模驅(qū)動機構(gòu)由三爪卡盤、減速器、伺服電機、氣壓檢測和顯示裝置組成，所述三爪卡盤采用氣動抓取，連接減速器，所述減速器連接伺服電機，所述氣壓檢測裝置和顯示裝置安裝于驅(qū)動三爪卡盤的氣管上。本實用新型可實現(xiàn)復(fù)雜復(fù)合材料殼體的自動纏繞，并且不需要輔助設(shè)備，降低復(fù)合材料殼體生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量，實現(xiàn)纖維纏繞快速、高效、優(yōu)質(zhì)的工業(yè)化加工。
【專利說明】
基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及纏繞裝置，尤其涉及一種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體的纏繞
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料殼體(如高壓玻璃鋼彎管、三通、錐管、軸對稱回轉(zhuǎn)體等)具有耐腐蝕性強、重量輕、強度高及可設(shè)計等優(yōu)點，使其在油田、船舶、汽車、輸配電等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。目前，我國纖維纏繞復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品產(chǎn)量已位居世界第一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，針對簡單形狀的回轉(zhuǎn)體如容器、管道、電線桿等多采用傳統(tǒng)的機械式或數(shù)控式纏繞機，優(yōu)點是可實現(xiàn)自動纏繞、效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，然而缺點是不易實現(xiàn)異形殼體纏繞，芯模裝卡不方便，需要人工吊裝且每完成一個工件的纏繞都需要人工更換芯模，而且膠槽通常需要隨導(dǎo)絲頭做往返運動，因此膠液添加不方便，且運動慣量大，容易造成膠液的溢出；而針對復(fù)雜異型殼體(彎管、三通等)的纏繞多采用手工纏繞的方法，其缺點是:效率低、質(zhì)量差、纏繞線型不準(zhǔn)確，極大地限制了高附加值復(fù)合材料管體的制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對上述存在的問題，提出了基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，不僅可實現(xiàn)彎頭、三通、變徑管等復(fù)雜復(fù)合材料殼體的自動纏繞，而且解決了膠液添加不方便和裝卡不方便而需要輔助設(shè)備的缺點，降低復(fù)合材料殼體生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量，實現(xiàn)纖維纏繞管體快速、高效、優(yōu)質(zhì)的工業(yè)化加工。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]—種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，它由六自由度機器人、擴展軸、芯模驅(qū)動機構(gòu)和依次安裝在水平支架上的導(dǎo)絲頭、膠槽、紗架組成。
[0007]所述六自由度機器人裝置手臂末端連接擴展軸，所述擴展軸的另一端連接芯模驅(qū)動機構(gòu)；
[0008]所述芯模驅(qū)動機構(gòu)由三爪卡盤、減速器、伺服電機、氣壓檢測和顯示裝置組成，所述三爪卡盤采用氣動抓取，且連接減速器，所述減速器連接伺服電機，所述氣壓檢測及顯示裝置安裝于驅(qū)動三爪卡盤的氣管上。
[0009]所述的導(dǎo)絲頭和膠槽固定安裝在水平支架上，不隨著機器人的運動而運動，所述膠槽若不添加膠液進行纏繞，可實現(xiàn)復(fù)合材料殼體的干纖維纏繞。
[0010]本實用新型的優(yōu)點體現(xiàn)在:
[0011]本實用新型所述的裝置采用六自由度機器人抓取和帶動芯模，因此能夠進行如彎管、三通等復(fù)雜異型殼體的纏繞，并且由于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強度高且線型平滑穩(wěn)定。
[0012]采用機器人抓取和帶動芯模，因此在完成一件制品的纏繞并放到成品工位后，機器人可直接抓取下一個工件進行纏繞，因此更換芯模方便，實現(xiàn)了高度的自動化生產(chǎn)。
[0013]省去人工吊裝的工序，在降低成本的同時提高了效率;本實用新型所述的裝置采用導(dǎo)絲頭及膠槽都固定不動的裝置，避免了傳統(tǒng)的纏繞機膠槽隨導(dǎo)絲頭做往復(fù)運動時運動慣量大易造成膠液外溢且膠液添加不方便的影響。
[0014]在實際應(yīng)用中，如果需要纏繞質(zhì)量大的工件，可由機器人抓取導(dǎo)絲頭并由主軸驅(qū)動芯模旋轉(zhuǎn)進行纏繞，因此該裝置的適應(yīng)性強。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖中:1、六自由度機器人;2、擴展軸;3、芯模驅(qū)動機構(gòu);4、水平支架；
[0017]5、導(dǎo)絲頭;6、膠槽;7、紗架;8、三爪卡盤;9、減速器;10、伺服電機；
[0018]11、氣壓檢測裝置;12、顯示裝置;13、氣管。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明:
[0020]—種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，它由六自由度機器人1、擴展軸2、芯模驅(qū)動機構(gòu)3和依次安裝在水平支架4上的導(dǎo)絲頭5、膠槽6和紗架7組成，其特征在于，所述六自由度機器人I手臂末端連接擴展軸2，所述擴展軸2的另一端連接芯模驅(qū)動機構(gòu)3，所述芯模驅(qū)動機構(gòu)3由三爪卡盤8、減速器9、伺服電機10、氣壓檢測11和顯示裝置12組成，所述三爪卡盤8采用氣動抓取，連接減速器9，所述減速器9連接伺服電機10，所述氣壓檢測裝置11和顯示裝置12安裝于驅(qū)動三爪卡盤的氣管13上。
[0021 ]實施例:如圖所示，在應(yīng)用本實用新型時，應(yīng)用計算機給所要纏繞的殼體進行建模和計算，模擬仿真出加工方法和過程，模擬仿真后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成程序?qū)虢o計算機控制柜，然后機器人將根據(jù)控制柜的控制指令進行運動和加工，在加工時首先六自由度機器人I通過擴展軸2連接芯模驅(qū)動機構(gòu)3，所述芯模驅(qū)動機構(gòu)由伺服電機和減速器帶動三爪卡盤8旋轉(zhuǎn)，壓縮空氣經(jīng)由氣管13控制三爪卡盤進行芯模抓起，紗架7中的紗線經(jīng)過膠槽6浸膠，再通過導(dǎo)絲頭5纏繞到芯模上，導(dǎo)絲頭5、膠槽6和紗架固定在水平支架4上易于膠液添加，按已設(shè)定程序的指令控制六自由度機器人的運動帶動芯模旋轉(zhuǎn)和移動，從而將浸膠的紗線平穩(wěn)的纏繞到芯模上，完成后，將芯模和制品放到成品工位，機器人進行下一次抓取和纏繞作業(yè)。
【主權(quán)項】
1.一種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，它由六自由度機器人、擴展軸、芯模驅(qū)動機構(gòu)和依次安裝在水平支架上的導(dǎo)絲頭、膠槽和紗架組成，其特征在于，所述六自由度機器人手臂末端連接擴展軸，所述擴展軸的另一端連接芯模驅(qū)動機構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，其特征在于，所述芯模驅(qū)動機構(gòu)由三爪卡盤、減速器、伺服電機、氣壓檢測和顯示裝置組成，所述三爪卡盤采用氣動抓取，連接減速器，所述減速器連接伺服電機，所述氣壓檢測裝置和顯示裝置安裝于驅(qū)動三爪卡盤的氣管上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機器人的復(fù)合材料異型殼體纏繞裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)絲頭和膠槽固定安裝在水平支架上，不隨著機器人的運動而運動，所述膠槽不添加膠液進行纏繞，可實現(xiàn)復(fù)合材料殼體的干纖維纏繞。
【文檔編號】B29C70/38GK205601196SQ201620357201
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張曉冰, 崔崑, 鐘金重, 候治國, 張博文
【申請人】哈爾濱鑫睿德科技有限公司