[發明專利]末端操縱器、末端操縱器系統和使用末端操縱器的方法

有效

• 申請號: 201810878835.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109383976B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: A.L.尼拉施克;S.謝爾;M.彼得森;S.G.范尼厄溫霍夫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B65G7/12
• 分類號: B65G7/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;譚祐祥

提供一種末端操縱器，其包括真空源和多個抓持表面，其中，每個抓持表面包括：多個真空區，其具有用于分配真空的非光滑部分；和多個開口，其限定于非光滑部分上，以便使用真空源來將真空分配于抓持表面上。多個抓持表面大體上布置成多邊形形狀。多個真空區大體上構造成抓持具有多個形狀的切除部。還提供用于使用具有多個抓持表面的末端操縱器來將切除部從材料片材移除的方法。

技術領域

本主題大致涉及自動化制造過程。更具體地，本主題涉及可適應于對各種各樣的形狀的相對較薄的構件進行搬運的設備。

背景技術

復合材料更普遍地用于制備多種多樣的構件。例如，碳纖維復合材料具有高強度和低重量，這導致碳纖維復合材料對于要求這些功能性的航空應用中的使用，具有吸引力。作為另一示例，陶瓷基質復合(CMC)材料能夠耐受相對極端的溫度；因此，對如下的方案特別感興趣：以由CMC材料制成的構件，代替燃氣渦輪發動機的燃燒氣體流動路徑內的構件。許多復合材料(諸如，碳纖維和 CMC材料)由層片形成，并且，可以將層片鋪疊，以形成預成形構件，然后，該預成形構件可以進行各種處理循環，以達成由復合材料制成的構件。

典型地，由層片制成的復合材料構件包括許多層片。從片材(例如，紡織材料片材)切割出每個層片，且然后，將所切割出的層片鋪疊，以形成一個或多個層片堆疊件，這些層片堆疊件形成構件預成形件。如本文中所使用的，堆疊件或層片堆疊件描述彼此疊放的不止一個層片。通常，將所切割出的層片從片材手動地移除，且手動地放置于層片存放區域中，或手動地堆疊。類似地，用于在其它應用(諸如，汽車、電子設備以及電信應用)中使用的構件可以由許多堆疊的切除部形成，這些切除部是從相對較薄的材料切割出的節段，且可以手動地操縱。因而，預成形件或切除部堆疊件的搬運和形成是一個耗時且勞動密集的過程，這增加構件成本。

使預成形過程的移除和存放或堆疊自動化的方案不但能夠降低零件成本，且縮短循環時間，而且還減少起因于層片移除和搬運的重復性而造成的對員工健康的顧慮。然而，必須克服若干障礙，以使如下的過程自動化：將層片從材料片材移除，并且，將層片移動到層片存放區域，或移動層片，以便堆疊。例如，為了使材料使用最大化，且使材料浪費最小化，將各種各樣的形狀和尺寸的層片嵌套于片材內，且然后切割，之后移除。因此，用于將層片移除的自動化設備必須能夠適應于各種各樣的層片形狀。同樣地，自動化設備必須能夠在不使留下或剩余的片材材料移位的情況下，將該層片從嵌套的層片移除。作為另一示例，對于大的層片，自動化設備必須能夠將層片在移除且移動時維持為基本上筆直或平坦的構造，以防止層片在移除或移動時損傷或扭曲。

因此，克服這些及其它障礙的自動化切除部或層片操縱設備將為理想的。例如，如下的用于機器人臂的末端操縱器將為有益的：能夠抓持一個或多個切除部或層片，且將其從材料片材移除。具體地，如下的末端操縱器將為有用的：其具有多個抓持表面，使得末端操縱器可以抓持具有各種各樣的形狀和/或尺寸的切除部或層片。另外，如下的方法將為有幫助的：其用于使用具有多個抓持表面的末端操縱器，來將切除部或層片移除。

發明內容

將在下文的描述中部分地闡明本發明的方面和優點，或可以從描述顯而易見本發明的方面和優點，或可以通過實踐本發明而得知本發明的方面和優點。

在本主題的一個示范性實施例中，大體上提供一種末端操縱器，該末端操縱器包括真空源和多個抓持表面，其中，每個抓持表面包括：多個真空區，其具有用于分配真空的非光滑部分；和多個開口，其限定于非光滑部分上，以便使用真空源，來將該真空分配于抓持表面上。多個抓持表面大體上布置成多邊形形狀。多個真空區大體上構造成抓持具有多個形狀的切除部。