[發明專利]一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備及切割方法

有效

• 申請號: 201810909779.7
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109262746B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張云電;嚴明;李成巖;吳建全;康凱
• 申請（專利權）人: 杭州輝昂科技有限公司
• 主分類號: B26F3/00
• 分類號: B26F3/00;B26D7/22;B26D5/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

本發明公開了一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，包括工作臺、控制裝置、設置在工作臺一側的第一機器人及設置在工作臺另一側的第二機器人；所述第一機器人與第二機器人位置相對應，所述第一機器人上設有尖形刀超聲波粗切割裝置，所述第二機器人上設有圓形刀超聲波精切割裝置，所述第一機器人及第二機器人分別與控制裝置相連，并通過控制裝置來實現第一機器人及第二機器人進行切割動作。本發明的有益效果是：由于2臺機器人在同一個時間段內可以同時進行超聲波粗切割和超聲波精切割，可提高復合材料加工效率30~50%，從而提高了工廠產量，并保證了在雙面膠有效壽命的時間內完成大型復合材料的加工。

技術領域

本發明涉及復合材料加工領域，具體涉及一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備及切割方法。

背景技術

目前使用的復合材料六軸數控超聲波切割機床，將尖形刀超聲波切割聲學系統和圓形刀超聲波切割聲學系統安裝在一臺龍門銑床上，采用程序控制尖形刀和圓形刀依次進行超聲波切割。但是，這種設備存在下述缺點：1)在同一個時間里，只能有1把刀具進行超聲波切割，其他刀具全部處于等待狀態，使得加工時間延長，在雙面膠有效壽命(例如2小時)的時間內無法完成大型復合材料的超聲波切割。2)需要使用復雜的換刀裝置，增加設備成本。3)換能器與發生器之間的電傳輸系統在旋轉狀態下易出現故障。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了結構合理、穩定高效的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備及切割方法。

本發明的技術方案如下：

一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，包括工作臺、控制裝置、設置在工作臺一側的第一機器人及設置在工作臺另一側的第二機器人；所述第一機器人與第二機器人位置相對應，所述第一機器人上設有尖形刀超聲波粗切割裝置，所述第二機器人上設有圓形刀超聲波精切割裝置，所述第一機器人及第二機器人分別與控制裝置相連，并通過控制裝置來實現第一機器人及第二機器人進行切割動作。

所述的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，所述尖形刀超聲波粗切割裝置包括伺服電機、同步帶、上觸頭、導電滑環、超聲主軸、下觸頭、壓電換能器、變幅桿、套筒及外殼；所述外殼上設有行程開關，所述同步帶一端連接伺服電機的輸出端，另一端連接超聲主軸，伺服電機通過同步帶帶動超聲主軸旋轉；所述上觸頭安裝于超聲主軸內部，且與導電滑環相連；所述下觸頭安裝于壓電換能器頂部，且與上觸頭信號連接；所述變幅桿頂部固定安裝于壓電換能器底部，所述變幅桿底部安裝有尖形刀，所述超聲主軸與套筒固定連接，套筒與外殼相配合；所述壓電換能器設置在套筒內，且通過超聲主軸帶動套筒、壓電換能器、變幅桿及尖形刀同步轉動。

所述的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，所述圓形刀超聲波精切割裝置包括伺服電機、同步帶、上觸頭、導電滑環、超聲主軸、下觸頭、壓電換能器、變幅桿、套筒及外殼；所述外殼上設有行程開關，所述同步帶一端連接伺服電機的輸出端，另一端連接超聲主軸，伺服電機通過同步帶帶動超聲主軸旋轉；所述上觸頭安裝于超聲主軸內部，且與導電滑環相連；所述下觸頭安裝于壓電換能器頂部，且與上觸頭信號連接；所述變幅桿頂部固定安裝于壓電換能器底部，所述變幅桿底部安裝有圓形刀，所述超聲主軸與套筒固定連接，套筒與外殼相配合；所述壓電換能器設置在套筒內，且通過超聲主軸帶動套筒、壓電換能器、變幅桿及圓形刀同步轉動。

所述的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，所述工作臺與控制裝置之間對應位置處設有刀尖高度對刀儀，所述刀尖高度對刀儀與控制裝置相連。

所述的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，所述工作臺與控制裝置之間且靠近第一機器人一側的位置處設有尖形刀方位檢測裝置，所述尖形刀方位檢測裝置與控制裝置相連。

所述的一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備，其特征在于，所述工作臺端部上方位置設有熱釋電紅外傳感器。