[發(fā)明專利]一種機(jī)器人針刺設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610265448.5
• 申請(qǐng)日: 2016-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105755680B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳利;陳小明;張春燕;耿偉;宋磊磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H18/02
• 分類號(hào): D04H18/02;B25J9/00
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟(jì)群,王瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料立體預(yù)制件制造設(shè)備，具體為一種機(jī)器人針刺設(shè)備。

背景技術(shù)

三維針刺成型技術(shù)分為平面預(yù)制件針刺成型和復(fù)雜構(gòu)件(異型)預(yù)制件針刺成型。平面預(yù)制件針刺成型研究較為廣泛，如Pierre Olry(U.S.Patent 4790052)開(kāi)發(fā)了平板預(yù)制件針刺成型技術(shù)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)預(yù)制件的均勻針刺成型；Olry P等(U.S.Patent 6009605)發(fā)明了一種圓形針刺機(jī)，該機(jī)器利用螺旋變形帶來(lái)制備復(fù)合材料剎車盤的預(yù)制件；一種環(huán)形預(yù)制件制備機(jī)器由Delecroix V等(U.S.Patent 7251871)開(kāi)發(fā)，該機(jī)器直接利用商業(yè)紗線制備環(huán)形預(yù)制件，節(jié)省制備螺旋帶的中間環(huán)節(jié)，從而降低了生產(chǎn)制造成本。以上的針刺技術(shù)屬于平面針刺成型技術(shù)，適合制備形狀較為簡(jiǎn)單的預(yù)制件，在制備高厚或者異形結(jié)構(gòu)預(yù)制件時(shí)，上述針刺技術(shù)就顯示出其局限性。

對(duì)于異型預(yù)制件針刺成型技術(shù)，Olry P(U.S.Patent 4621662)發(fā)明了“Novoltex”針刺成型技術(shù)，該技術(shù)利用針刺纖維帶制備軸對(duì)稱非圓柱形狀的預(yù)制件，特別用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)噴管尾錐復(fù)合材料的增強(qiáng)體，但該技術(shù)在制備變錐角或者球面等復(fù)雜曲面形狀預(yù)制件時(shí)存在局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種機(jī)器人針刺設(shè)備。該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間曲面預(yù)制件的針刺成型，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單、靈活高效。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種機(jī)器人針刺設(shè)備，包括六自由度機(jī)器人、芯模和位于六自由度機(jī)器人工作范圍內(nèi)的工作臺(tái)；所述工作臺(tái)上表面安裝有芯模，芯模與伺服電機(jī)的輸出軸連接；其特征在于所述設(shè)備還包括氣動(dòng)針刺頭組件；所述氣動(dòng)針刺頭組件與六自由度機(jī)器人連接；

所述氣動(dòng)針刺頭組件包括連接法蘭、導(dǎo)柱安裝板、調(diào)整滑塊、基座、八個(gè)直線軸承、四個(gè)導(dǎo)向軸、四根導(dǎo)柱、剝網(wǎng)板、刺針、針板、隔板、連接板、氣缸和連接塊；所述氣動(dòng)針刺頭組件通過(guò)連接法蘭與六自由度機(jī)器人連接；所述連接法蘭與連接塊連接；所述連接塊與基座連接；所述基座上安裝有氣缸和四個(gè)直線軸承；所述調(diào)整滑塊與基座螺紋連接；所述導(dǎo)柱安裝板與調(diào)整滑塊螺紋連接；所述連接板的一側(cè)分別與氣缸的活塞桿和四根導(dǎo)向軸連接；所述導(dǎo)向軸通過(guò)各自的直線軸承與基座連接；所述連接板的另一側(cè)通過(guò)隔板與針板螺紋連接；所述刺針通過(guò)螺紋連接安裝在針板上；所述四根導(dǎo)柱的一端安裝有剝網(wǎng)板，另一端穿過(guò)各自的直線軸承和基座的通孔與導(dǎo)柱安裝板螺紋連接；所述調(diào)整滑塊上開(kāi)有長(zhǎng)條槽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1.采用多關(guān)節(jié)機(jī)器人帶動(dòng)氣動(dòng)針刺頭組件到達(dá)空間任意方向和位置，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空間曲面預(yù)制件的針刺成型，適應(yīng)性更強(qiáng)；

2.采用氣缸作為針刺的執(zhí)行元件，特別的是剝網(wǎng)板不參與運(yùn)動(dòng)，有效簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便維護(hù)，成本較低；

3.本發(fā)明采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，定位精度高，承載能力大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，為保證針刺精度和產(chǎn)品質(zhì)量提供了保障。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明機(jī)器人針刺設(shè)備一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖2是本發(fā)明機(jī)器人針刺設(shè)備一種實(shí)施例的氣動(dòng)針刺頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明機(jī)器人針刺設(shè)備一種實(shí)施例的工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明機(jī)器人針刺設(shè)備實(shí)施例1的預(yù)制件結(jié)構(gòu)示意圖。(圖中1、六自由度機(jī)器人；2、氣動(dòng)針刺頭組件；3、芯模；4、工作臺(tái)；2.1、連接法蘭；2.2、導(dǎo)柱安裝板；2.3、調(diào)整滑塊；2.4、基座；2.5、直線軸承；2.6、導(dǎo)向軸；2.7、導(dǎo)柱；2.8、剝網(wǎng)板；2.9、刺針；2.10、針板；2.11、隔板；2.12、連接板；2.13、氣缸；2.14、連接塊；2.15、長(zhǎng)條槽；5、底氈；6、預(yù)制件)

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。