一种蜂窝孔填充物自动化植入设备制造技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝孔填充物自动化植入设备。它包括支架、吸附平台、X\Y\Z轴运动系统、填充物放卷系统、视觉检测装置、填充物植入系统及控制系统；本发明专利技术可将成卷填充物通过视觉定位处理后将填充物填充至蜂窝孔格内设定植入路径，运行过程中利用视觉检测蜂窝孔格位置，将检测位置数据传输至填充执行机构，执行机构根据视觉采集的数据信息反馈，将填充物填充至蜂窝孔格内。本发明专利技术自动植入功能性填充单元所需时间短，精度控制性高，降低人工成本，且操作简便，自动化程度高，充分整合了相关的成熟技术，可满足高精度、批量快速的填充要求。

A Honeycomb Hole Filler Automated Implantation Equipment

The invention discloses an automatic implanting device for honeycomb hole filler. It includes bracket, adsorption platform, X Y Z axis motion system, filler unwinding system, visual detection device, filler implantation system and control system; the invention can fill filler into honeycomb hole lattice by visual positioning treatment and set implantation path, and use visual inspection to detect honeycomb hole lattice during operation. The position is transmitted to the filling actuator, which feeds back the filling material to the honeycomb cell according to the data information collected by the vision. The invention has the advantages of short time, high precision control, low labor cost, simple operation and high automation, and fully integrates the relevant mature technology, so as to meet the requirements of high precision and rapid batch filling.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝孔填充物自动化植入设备
本专利技术属于蜂窝孔填充领域，具体地说是一种蜂窝孔填充物自动化植入设备。
技术介绍
蜂窝质轻、高强、阻燃、介电性能好，作为轻质芯材夹层材料。在一些特殊的应用领域（例如有隔热及隔声应用环境），其六边形的空腔无法实现这些应用需求。选择目前常用的隔热或隔声材料（橡胶、玻璃毡等）存在强度低、质量重等缺点。无法满足目前航空航天行业高强度及轻量化设计的需求。因此需要对蜂窝芯材进行改性处理，目前主要的技术方式是利用蜂窝内腔空间，进行原位填充。然而在原位填充过程中，填充物用量精度难以把控。填充过程中，填充物会对蜂窝内腔进行挤压导致蜂窝形状变形。此外原位填入目前基本使用手工方法，耗费人力，配置时间长，不能满足工业化批量生产要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有设备无法实现填充物植入的不足，提出一种用于蜂窝孔填充物自动化植入的设备，能够通过视觉识别系统定位蜂窝内腔中心位置，并实现填充物植入，提高工作效率，最终达到快速填充，精准植入的目的。为实现以上技术目的，本专利技术的技术解决方案是：一种蜂窝孔填充物自动化植入设备，包括支架、吸附平台、X\Y\Z轴运动系统、填充物放卷系统、视觉检测装置、填充物植入系统及控制系统；其中所述X\Y\Z轴运动系统包括X轴运动系统、Y轴运动系统、Z轴运动系统；所述支架对其他设备提供刚性支撑；所述吸附平台用于吸附待填充的蜂窝芯材，使填充过程中的蜂窝不发生位置偏移；所述X轴运动系统为一个沿X轴向分布的横梁，用于加工时带动视觉检测装置及填充物植入系统横向移动；所述Y轴运动系统用于工作时带动整个横梁纵向运动；所述Z轴运动系统用于工作时带动视觉检测装置、填充物植入系统及上下运动，并适应不同厚度的蜂窝芯材，通过程序控制Z轴来调节填充深度；所述视觉检测装置，利用扫描方式对蜂窝孔格进行图像采集、分析处理并计算实际蜂窝孔的中心位置，将计算结果反馈至控制系统，并用于填充头的自动定位；所述填充物放卷系统用于将成卷的填充物经由牵引装置逐个放置于填充头处；所述控制系统用于三轴联动实现连续轨迹控制，可实现X\Y\Z轴运动系统的定位控制功能；所述填充物植入系统用于设定填充的深度，通过气缸推动作用，将填充物推入蜂窝芯材内腔，填充速度可以通过调整气压压力实现。作为优选，所述的蜂窝孔填充物自动化植入设备还包括填充物废料收卷系统，该填充物废料收卷系统用于当填充物完成植入后，将剩余废料收集成卷。作为优选，所述填充物植入系统包括：植入架、填充物牵引装置、填充物、植入头、填充物预成型装置，所述填充物在填充物牵引装置作用下，牵引至植入头下方，在植入头向下运动过程中，带动其下方填充物经过填充物预定型装置，并将填充物推入蜂窝内腔，填充深度通过控制系统进行设定。作为优选，所述填充物预定型装置为环状物，其内孔形状与蜂窝孔相同，使得填充物通过填充物预定型装置时变为适于填充蜂窝孔的形状。本专利技术的有益效果是：根据目前航空航天对于蜂窝芯材这种轻质的夹层材料提出的吸声及隔热等功能性需求。需要对蜂窝内腔进行合理填充才能实现上述性能要求。本专利技术的视觉识别系统，能够精准识别每个蜂窝内腔中心位置，通过生成的数据参数，反馈于设备控制系统，从而能够保证加工工程中，植入头的精准定位，同时控制系统能够对植入深度及植入量进行严格把控，保证良好的植入深度。将填充物设计成卷，设计填充物收放卷及牵引装置，将填充物逐个放置于指定蜂窝空腔之上，配合植入头完成填充物的填充作业。本专利技术视觉识别及自动植入功能所需时间短，效率高，能够有效降低人工成本，操作更加简便，自动化程度高，较比手工制备填充植入深度及填充量精度控制可自动控制，精度大幅提高，可满足功能性蜂窝芯材批量制备需要。附图说明图1是本专利技术一种蜂窝孔填充物自动化植入设备的整体结构示意图。图2是本专利技术中Z轴运动系统及其携带组件的结构示意图。图3是本专利技术中Z轴运动系统上的填充物植入系统结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作以详细说明。本专利技术一种蜂窝孔填充物自动化植入设备整体包括：X轴运动系统1、Y轴运动系统2、Z轴运动系统3、填充物收卷系统4、填充物放卷系统5、支架6、控制系统8、填充物植入系统、吸附平台10。Z轴运动系统3上安装有：填充物收卷系统4、填充物放卷系统5、植入架9、填充物牵引装置11、视觉识别系统12、填充物13。其中，填充物植入系统包括：植入架9、填充物牵引装置11、填充物13、植入头14、填充物预成型装置15、气缸。吸附平台10可以采用现有技术中的一些方式对蜂窝进行吸附，例如在吸附平台10表面设置有粘性或者吸附性的垫层。蜂窝孔填充物自动化植入设备的工作过程如下：将待填充蜂窝芯材7置于吸附平台10上并固定，将填充物13放置于放卷系统5，经由填充物牵引装置11，填充物13另一端与收卷系统4连接。手动控制X/Y/Z轴运动系统（包括X轴运动系统1，Y轴运动系统2，Z轴运动系统3）运行至待填充蜂窝芯材7基准孔格（视觉拍照定位的第一个孔格）位置后，设定基准孔格位置，执行视觉识别系统12，视觉识别系统12自动捕捉孔格中心坐标数据，将数据存储于控制系统8后，之后将坐标数据参数自动反馈至控制程序8，X/Y/Z轴运动系统带动植入系统进行定位调整，保证植入头14与待填充蜂窝内腔中心重合。填充物13在填充物牵引装置11作用下，牵引至植入头14下方。在植入头14向下运动过程中，带动其下方填充物13经过填充物预定型装置15，并将填充物13推入蜂窝内腔，填充深度可以通过控制系统8进行设定。待填充作业完成之后，X/Y/Z轴运动系统带动植入系统9移动至下一个蜂窝内腔附近，循环持续运行视觉及植入程序，待视觉识别装置12无法识别孔格时，整个填充作业结束。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蜂窝孔填充物自动化植入设备，其特征在于：包括支架（6）、吸附平台（10）、X\Y\Z轴运动系统、填充物放卷系统（5）、视觉检测装置（12）、填充物植入系统及控制系统（8）；其中所述X\Y\Z轴运动系统包括X轴运动系统（1）、Y轴运动系统（2）、Z轴运动系统（3）；所述支架（6）对其他设备提供刚性支撑；所述吸附平台（10）用于吸附待填充的蜂窝芯材（7），使填充过程中的蜂窝不发生位置偏移；所述X轴运动（1）系统为一个沿X轴向分布的横梁，用于加工时带动视觉检测装置（12）及填充物植入系统横向移动；所述Y轴运动系统（2）用于工作时带动整个横梁纵向运动；所述Z轴运动系统（3）用于工作时带动视觉检测装置（12）、填充物植入系统及上下运动，并适应不同厚度的蜂窝芯材（7），通过程序控制Z轴（3）来调节填充深度；所述视觉检测装置（12），利用扫描方式对蜂窝孔格进行图像采集、分析处理并计算实际蜂窝孔的中心位置，将计算结果反馈至控制系统（8），并用于填充头（14）的自动定位；所述填充物放卷系统（5）用于将成卷的填充物（13）经由牵引装置（11）逐个放置于填充头（14）处；所述控制系统（8）用于三轴联动实现连续轨迹控制，可实现X\Y\Z轴运动系统的定位控制功能；所述填充物植入系统用于设定填充的深度，通过气缸推动作用，利用填充头（14）将填充物（13）推入蜂窝芯材（7）内腔，填充速度可以通过调整气压压力实现。...

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝孔填充物自动化植入设备，其特征在于：包括支架（6）、吸附平台（10）、X\Y\Z轴运动系统、填充物放卷系统（5）、视觉检测装置（12）、填充物植入系统及控制系统（8）；其中所述X\Y\Z轴运动系统包括X轴运动系统（1）、Y轴运动系统（2）、Z轴运动系统（3）；所述支架（6）对其他设备提供刚性支撑；所述吸附平台（10）用于吸附待填充的蜂窝芯材（7），使填充过程中的蜂窝不发生位置偏移；所述X轴运动（1）系统为一个沿X轴向分布的横梁，用于加工时带动视觉检测装置（12）及填充物植入系统横向移动；所述Y轴运动系统（2）用于工作时带动整个横梁纵向运动；所述Z轴运动系统（3）用于工作时带动视觉检测装置（12）、填充物植入系统及上下运动，并适应不同厚度的蜂窝芯材（7），通过程序控制Z轴（3）来调节填充深度；所述视觉检测装置（12），利用扫描方式对蜂窝孔格进行图像采集、分析处理并计算实际蜂窝孔的中心位置，将计算结果反馈至控制系统（8），并用于填充头（14）的自动定位；所述填充物放卷系统（5）用于将成卷的填充物（13）经由牵引装置（11）逐个放置于填充头（14）处；所述控制系统（8）用于三...

【专利技术属性】
技术研发人员：史湘宁，纪双英，许健翔，郝巍，刘杰，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11