碳纤维复合材料生产线及生产方法技术

本发明专利技术涉及碳纤维复合材料机械自动化设备技术领域，尤其涉及碳纤维复合材料生产线及生产方法，其包括自动转运装置以及设置在自动转运装置侧边的成型碳纤维复合材料零件的碳纤维成型装置、冷却碳纤维复合材料零件的冷却装置、对碳纤维复合材料零件进行切边的切边装置和清除碳纤维复合材料上杂物的清洗装置；该生产线及生产方法能够全自动化生产碳纤维复合材料，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。

Carbon fiber composite material production line and production method

The invention relates to a carbon fiber composite material mechanical automation equipment technical field, in particular to the production line of carbon fiber composite material and a production method thereof, comprising an automatic transfer device and automatic transfer device arranged on the side of the molding of carbon fiber composite carbon fiber parts forming device, cooling the carbon fiber composite material parts, cooling device of carbon fiber composite parts cutting edge cutting device and remove debris on the carbon fiber composite material cleaning device; the production line and production method capable of producing carbon fiber composite material automatic production line, effectively improve the high production efficiency of carbon fiber composite materials.

【技术实现步骤摘要】
碳纤维复合材料生产线及生产方法
本专利技术涉及碳纤维复合材料机械自动化设备
，尤其涉及碳纤维复合材料生产线及生产方法。
技术介绍
随着科技的进步，各种碳纤维材料不断涌现，光是在汽车上，内饰、整体框架、燃料罐、座椅加热垫、轮毂、碳纤维汽车方向盘、碳纤维汽车行李箱盖等都可以用碳纤维来制作。碳纤维覆盖了很多行业，而且还在不断扩张中。它给我们的生活带来了更有品质的生活，给我们提供了更舒适、更安全的环境。碳纤维复合材料生产在生产的过程中，工件需要从一道工序转运到另一道工序，且转运的过程中下一道工序对工件的不同面进行加工，这样就需要对工件进行翻转，以适应不同面的加工，然而工件的有些表面已经加工过就不适宜吸盘对其进行吸附，以防止对已加工的表面进行破坏。公布号为CN103803324A的中国专利公开了一种板材翻转装置及其翻转方法，包括支座架、承料台、升降装置、吸盘转座、吸盘架、吸盘、水平移动装置，所述升降装置和水平移动装置分别驱动所述吸盘转座竖直和水平运动，所述吸盘转座连接所述吸盘架，所述吸盘架上连接所述吸盘，所述吸盘在静止时保持在吸盘架顶部。它是利用吸盘和工件吸附后重心位置相对于吸盘转座偏心的特点，来实现对工件的180度翻转。该装置存在以下的一些问题：一、该板材翻转装置的承料台为两平行的支架，使得翻转后放置于其上的材料不够平稳；二、该板材翻转装置依靠偏心和重心的作用，通过升降装置和吸盘转座的配合实现材料的翻转，翻转误差大，效率低，装置间的协调繁琐。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供碳纤维复合材料生产线及生产方法，该生产线及生产方法能够全自动化生产碳纤维复合材料，能够实现对零件的上下两面可选择性吸附并进行上下翻转，灵活性强，保证材料翻转后的平稳性，提高翻转精度，减少翻转和转运所需时间，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：碳纤维复合材料生产线，包括自动转运装置以及设置在自动转运装置侧边的成型碳纤维复合材料零件的碳纤维成型装置、翻转工作台、冷却碳纤维复合材料零件的冷却装置、对碳纤维复合材料零件进行切边的切边装置和清除碳纤维复合材料上杂物的清洗装置；自动转动装置在碳纤维成型装置、翻转工作台、冷却装置、切边装置和清洗装置之间转运碳纤维复合材料零件，包括水平移动轨道、设置在水平移动轨道上可水平移动的行走底座和固定在行走底座上的机器人，机器人的机械臂上连接有吸盘支架，吸盘支架安装有真空吸盘，机器人带动吸盘支架上下翻转和竖直方向移动。其中，所述自动转运装置的侧边靠近冷却装置设置有翻转工作台，翻转工作台的形状与碳纤维复合材料零件相贴合，翻转工作台面对机器人的侧面上设置有供吸盘支架上下运动的通道，通道的宽度大于真空吸盘的宽度且通道的深度大于真空吸盘的高度。其中，所述碳纤维成型装置包括薄壁表面构件成型装置和支撑构件成型装置；薄壁表面构件成型装置用于成型薄壁表面构件，薄壁表面构件中的碳纤维平行于表面分布，支撑构件成型装置用于成型支撑构件，支撑构件中的增强纤维呈随机分布。其中，所述切边装置包括切边铣刀、定位装置和负压吸气式除尘装置，切边铣刀设置在机器人的侧边且由机器人带动水平移动，定位装置固定被切边零件的位置，定位装置与机器人之间设置有感应相互位置的传感器，负压吸气式除尘装置利用负压去除切边装置产生的含碳纤维的粉尘。其中，所述机器人包括依次顺序连接的转盘、第一机械臂、第二机械臂和旋转关节，转盘设置于行走底座上，第一机械臂下端与转盘转动副连接，第一机械臂下端与行走底座转动副连接，第一机械臂上端与第二机械臂一端转动副连接，第二机械臂另一端与旋转关节固定连接，旋转关节的转动部固定，旋转关节的转动部与吸盘支架固定连接。其中，所述行走底座包括驱动机构以及检测实时位置的传感器，驱动机构驱动行走底座在水平移动轨道上行走。其中，所述驱动机构是伺服电机，传感器是一种与伺服电机相连接的编码器。其中，所述水平移动轨道设置有编码器的校正装置，校正装置是为作为编码器的零位的机械挡块。采用上述碳纤维复合材料生产线生产碳纤维复合材料的方法，包含如下步骤：第一步：碳纤维复合材料在碳纤维成型装置内成型；第二步：自动转运装置的驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，同时机器人带动吸盘支架在竖直方向移动，从而使真空吸盘伸入成型装置内，吸附并取出已经成型的零件；第三步：驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，带动机器人将零件转运至翻转工作台并将零件放置在翻转工作台的通道的上方，机器人带动吸盘支架伸入通道内；真空吸盘对零件的下表面进行吸附后上移至翻转工作台的上方后进行翻转；第四步：驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，带动机器人将翻转后的零件送往冷却装置进行冷却；第五步：机器人的真空吸盘从冷却装置取出成型零件，驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，带动机器人将冷却后的零件送往切边装置进行切边和除尘；第六步：行走机器人的真空吸盘从切边装置取出切边后的零件，驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，带动机器人将切边后的零件送往清洗装置清洗进行清洗；第七步：行走机器人从清洗装置取出清洗后的零件，堆放至成品区域。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的生产线及生产方法能够全自动化生产碳纤维复合材料，能够实现对零件的上下两面可选择性吸附并进行上下翻转，灵活性强，保证材料翻转后的平稳性，提高翻转精度，减少翻转和转运所需时间，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的自动转运装置的侧面结构示意图；图3为本专利技术的机器人的结构示意图；图4为本专利技术的翻转工作台的的结构示意图。附图标记说明：1-自动转运装置、11-水平移动轨道、111-机械挡块、12-行走底座、13-机器人、131-转盘、132-第一机械臂、133-第二机械臂、134-旋转关节、135-吸盘支架、136-真空吸盘、2-碳纤维成型装置、21-薄壁表面构件成型装置、22-支撑构件成型装置、3-翻转工作台、31-通道、4-冷却装置、5-切边装置、51-切边铣刀、52-定位装置、53-负压吸气式除尘装置、6-清洗装置。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：参见图1，碳纤维复合材料生产线，包括自动转运装置1、碳纤维成型装置2、翻转工作台3、冷却装置4、切边装置5和清洗装置6；参见图2，所述自动转动装置包括水平移动轨道11、行走机构以及存储装置；所述行走机构包括行走底座12和机器人13；所述行走底座12在水平移动轨道11上行走，行走底座12包括驱动机构以及检测实时位置的传感器，所述驱动机构驱动行走底座12在水平移动轨道11上行走。本实施例中，所述驱动机构是伺服电机，所述传感器是一种与伺服电机相连接的编码器。参见图3，所述机器人13固定在行走底座12上，包括依次顺序连接的转盘131、第一机械臂132、第二机械臂133和旋转关节134，转盘131设置于行走底座12上，第一机械臂132下端与转盘131转动副连接，第一机械臂132下端与行走底座12转动副连接，第一机械臂132上端与第二机械臂133一端转动副连接，第二机械臂133另一端与旋转关节134固定连接，旋转关节134的转动部固定连接有吸盘支架135本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳纤维复合材料生产线，其特征在于：包括自动转运装置（1）以及设置在自动转运装置（1）侧边的成型碳纤维复合材料零件的碳纤维成型装置（2）、冷却碳纤维复合材料零件的冷却装置（4）、对碳纤维复合材料零件进行切边的切边装置（5）和清除碳纤维复合材料上杂物的清洗装置（6）；自动转运装置（1）在碳纤维成型装置（2）、翻转工作台（3）、冷却装置（4）、切边装置（5）和清洗装置（6）之间转运碳纤维复合材料零件，其包括水平移动轨道（11）、设置在水平移动轨道（11）上可水平移动的行走底座（12）和固定在行走底座（12）上的机器人（13），机器人（13）的机械臂上连接有吸盘支架（135），吸盘支架（135）安装有真空吸盘（136），机器人（13）带动吸盘支架（135）上下翻转和竖直方向移动。

【技术特征摘要】
1.碳纤维复合材料生产线，其特征在于：包括自动转运装置（1）以及设置在自动转运装置（1）侧边的成型碳纤维复合材料零件的碳纤维成型装置（2）、冷却碳纤维复合材料零件的冷却装置（4）、对碳纤维复合材料零件进行切边的切边装置（5）和清除碳纤维复合材料上杂物的清洗装置（6）；自动转运装置（1）在碳纤维成型装置（2）、翻转工作台（3）、冷却装置（4）、切边装置（5）和清洗装置（6）之间转运碳纤维复合材料零件，其包括水平移动轨道（11）、设置在水平移动轨道（11）上可水平移动的行走底座（12）和固定在行走底座（12）上的机器人（13），机器人（13）的机械臂上连接有吸盘支架（135），吸盘支架（135）安装有真空吸盘（136），机器人（13）带动吸盘支架（135）上下翻转和竖直方向移动。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料生产线，其特征在于：所述自动转运装置（1）的侧边靠近冷却装置（4）设置有翻转工作台（3），翻转工作台（3）的形状与碳纤维复合材料零件相贴合，翻转工作台（3）面对机器人（13）的侧面上设置有供吸盘支架（135）上下运动的通道（31），通道（31）的宽度大于真空吸盘（136）的宽度且通道（31）的深度大于真空吸盘（136）的高度。3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料生产线，其特征在于：所述碳纤维成型装置（2）包括薄壁表面构件成型装置（21）和支撑构件成型装置（22）；薄壁表面构件成型装置（21）用于成型薄壁表面构件，薄壁表面构件中的碳纤维平行于表面分布，支撑构件成型装置（22）用于成型支撑构件，支撑构件中的增强纤维呈随机分布。4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料生产线，其特征在于：所述切边装置（5）包括切边铣刀（51）、定位装置（52）和负压吸气式除尘装置（53），切边铣刀（51）设置在机器人（13）的侧边且由机器人（13）带动水平移动，定位装置（52）固定被切边零件的位置，定位装置（52）与机器人（13）之间设置有感应相互位置的传感器，负压吸气式除尘装置（53）利用负压去除切边装置（5）产生的含碳纤维的粉尘。5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料生产线，其特征在于：所述机器人（13）包括依次顺序连接的转盘（131）、第一机械臂（132）、第二机械臂（133）和旋转关节（134），转盘（131）设置于行走底座（12）上，第一机械臂（132）下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良光，陈晖，王永刚，施跃文，廖永辉，
申请(专利权)人：福建海源自动化机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35