本发明专利技术公开了一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置，包括喷管、定滚子、吸盘、夹钳、揭膜滚子、夹持装置、储存装置、夹持装置内部伸缩气缸、夹持装置支架伸缩气缸、揭膜滚子伸缩气缸、机架和控制器。本发明专利技术利用保护膜和板材的导热系数和膨胀系数的不同，通过对保护膜喷射冷剂，造成局部保护膜收缩或膨胀产生初次分离，然后利用吸盘、夹钳施加机械力扩大材料分离程度，最后采用揭膜滚子连续揭膜，最终完成分离保护膜的任务。本发明专利技术通过控制器控制实现了自动化操作，而且采用逐级揭膜降低了揭膜难度，适合多种材料连续揭膜，效率提高50％以上。
An automatic device for removing the protective film on the surface of plate materials
【技术实现步骤摘要】
一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置
本专利技术属于复合材料自动铺放领域，特别涉及一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置。
技术介绍
在飞行器结构中，轻量化一直是设计师追求的目标。复合材料以其高强度和低重量的特点，在航空航天中得到了越来越广泛的应用。现代飞行器的机翼和螺旋桨往往用复合材料预浸料作为蒙皮。制造复合材料机翼时，需要人工将复合材料预浸料一层层地铺叠在一起。铺叠复合材料预浸料时，第一步就是将复合材料预浸料的保护膜揭掉。由于保护膜很薄很软，边缘又很整齐，没有多余部分，揭膜时纤维增强复合材料预浸料和保护膜会一起动，很难将其分离开来。目前的分离方法：人工缓慢搜索缝隙，然后用指甲将缝隙挑开、然后撕开。但是由于工人在铺设时需要戴手套，揭膜时不得不将手套脱下，揭完膜后还要再将手套戴上，当铺设多层材料时，频繁的揭膜会直接降低生产效率。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要提供一种能够提高生产效率的板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术的原理是利用保护膜和原始板材的导热系数和膨胀系数的不同。通过对保护膜或板材表面施加冷却剂，造成局部应力集中，导致保护膜收缩或涨开，使板材和保护膜之间产生微小分离制造起撕角，然后通过施加机械力扩大保护膜和板材分离程度，最终通过滚子连续揭膜。一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置，包括喷管、定滚子、吸盘、夹钳、揭膜滚子、夹持装置、储存装置、夹持装置内部伸缩气缸、夹持装置伸缩气缸、揭膜滚子伸缩气缸、机架和控制器；所述的喷管通过电磁阀与储存装置相连；所述的电磁阀通过数据线与控制器连接；所述的储存装置储存冷却剂；所述的冷却剂用于使接触材料产生冷缩作用，使保护膜与板材产生分离；所述的夹持装置为整体框架结构，夹持装置的上部安装夹钳、下部安装夹持装置内部伸缩气缸，夹持装置的下端与夹持装置支架伸缩气缸的推杆端连接；所述的夹钳为敞口“凹”型、由三段直边组成，左侧直边的始端为一个半圆、右侧直边的末段设置滑槽；夹钳的右侧直边通过固定轴与夹持装置连接，夹钳绕固定轴旋转；所述的夹持装置内部伸缩气缸的推杆端通过圆柱销与夹钳的滑槽滑动连接；夹持装置内部伸缩气缸伸缩时，带动推杆端的圆柱销在夹钳的滑槽内滑动，并带着夹钳绕固定轴转动；所述的吸盘与夹持装置内部伸缩气缸的推杆端固定连接，当夹持装置内部伸缩气缸伸出时吸盘位于最高处，并且吸盘端面高于夹钳的始端半圆，超出高度为5-35mm，确保抓取时，吸盘先于夹钳与保护膜接触；所述的夹持装置内部伸缩气缸、吸盘和夹钳构成联动机构，当夹持装置内部伸缩气缸的推杆端收缩时，吸盘向下移动然后夹钳顺时针转动，将保护膜压紧在夹持装置的上表面；当夹持装置内部伸缩气缸的推杆端伸出时，夹钳先逆时针转动松开隔膜，然后吸盘上移，上移高度高于夹钳，确保下一次揭膜时，吸盘先接触保护膜；所述的吸盘通过电磁阀与真空泵连接；所述的夹持装置支架伸缩气缸的固定端与机架固定连接；所述的定滚子固定在机架；所述的定滚子和揭膜滚子均安装于机架的上部，且定滚子和揭膜滚子的轴线在同一个水平面上；所述的揭膜滚子伸缩气缸水平固定在机架上，揭膜滚子伸缩气缸的推杆端和揭膜滚子相连，当保护膜被夹持装置扯下后，所述的揭膜滚子伸缩气缸的推杆端推动揭膜滚子伸出，进入板材和保护膜之间，并将保护膜顶在定滚子上；所述的揭膜滚子与电机连接，当定滚子和揭膜滚子夹紧保护膜后，电机带动揭膜滚子转动，将保护膜连续撕去；所述的控制器固定在机架上，控制器为带有通讯功能的PLC控制器，通过控制器的1、2、3通道分别与夹持装置内部伸缩气缸、夹持装置支架伸缩气缸和揭膜滚子伸缩气缸的接触式位置传感器连接，控制器的4通道与控制冷却剂喷射的电磁阀相连，控制器的5通道与控制吸盘的气路通断的电磁阀相连，控制器的6通道与控制揭膜滚子转动的电机相连；所述的定滚子的下方设置收集桶，用于存放揭膜滚子揭下的保护膜。进一步地，所述的喷管为单个或多个细管。进一步地，所述的夹持装置为“匚”型框架，由上平板、立板和下平板组成；所述的夹钳通过固定轴安装在上平板上，所述的夹持装置内部伸缩气缸固定在立板上，所述的夹持装置支架伸缩气缸固定在下平板上。本专利技术的效果和益处是：1、本专利技术通过喷射冷剂制造初级分离，然后通过机械扩大分离程度，最后用滚子连续揭膜，通过逐级揭膜降低揭膜难度，机构合理可行性好；克服了人工揭膜时人工撕去保护膜的工序并且采用滚子连续揭膜，效率提高50％以上。2、本专利技术通过控制器控制冷却剂的喷射过程、各个气缸和吸盘气路的通断、以及滚子电机的转动方式，实现了自动化操作，适合大批量揭膜作业；3、本专利技术可以同时适应多种带有保护膜的板材，适用范围广。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的送料动作示意图；图3是本专利技术的喷管的喷射作示意图；图4是本专利技术的保护膜和板材分离示意图；图5是本专利技术的吸盘抓取保护膜的动作示意图；图6是本专利技术的保护膜被机械力揭开的揭膜动作示意图；图7是本专利技术的揭膜滚子右弹出动作示意图；图8是本专利技术的揭膜滚子连续揭膜并收集废弃保护膜的动作示意图；图9是本专利技术的喷管作用原理示意图，其中释放区域S可以为点、连续或离散线段以及片状区域；T表示释放介质作用时间；图10是本专利技术的保护膜的机械分离的原理示意图，其中V表示夹钳夹住保护膜后揭膜的速度；ɑ表示夹钳夹住保护膜后揭膜的角度；图11是本专利技术的揭膜滚子的连续揭膜原理示意图，其中W表示揭膜滚子的转速。图中：1、喷管，2、定滚子，3、吸盘，4、夹钳，5、揭膜滚子，6、夹持装置，7、储存装置，8、板材，9、保护膜，10、送料吸盘，11、夹持装置内部伸缩气缸，12、夹持装置支架伸缩气缸，13、揭膜滚子伸缩气缸，14、机架，15、控制器，16、收集桶。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步地说明。如图1-11所示，一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置，包括喷管1、定滚子2、吸盘3、夹钳4、揭膜滚子5、夹持装置6、储存装置7、夹持装置内部伸缩气缸11、夹持装置支架伸缩气缸12、揭膜滚子伸缩气缸13、机架14和控制器15；所述的喷管1通过电磁阀与储存装置7相连；所述的电磁阀通过数据线与控制器15连接；所述的储存装置7储存冷却剂；所述的冷却剂用于使保护膜9产生冷缩作用，并与板材8之间产生分离；所述的夹持装置6为整体框架结构，夹持装置6的上部安装夹钳4、下部安装夹持装置内部伸缩气缸11，夹持装置6的下端与夹持装置支架伸缩气缸12的推杆端连接；所述的夹钳4为敞口“凹”型、由三段直边组成，左侧直边的始端为一个半圆、右侧直边的末段设置滑槽；夹钳4的右侧直边通过固定轴与夹持装置6连接，夹钳4绕固定轴旋转；所述的夹持装置内部伸缩气缸11的推杆端通过圆柱销与夹钳4的滑槽滑动连接；夹持装置内部伸缩气缸11伸缩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置，其特征在于：包括喷管(1)、定滚子(2)、吸盘(3)、夹钳(4)、揭膜滚子(5)、夹持装置(6)、储存装置(7)、夹持装置内部伸缩气缸(11)、夹持装置支架伸缩气缸(12)、揭膜滚子伸缩气缸(13)、机架(14)和控制器(15)；/n所述的喷管(1)通过电磁阀与储存装置(7)相连；所述的电磁阀通过数据线与控制器(15)连接；所述的储存装置(7)储存冷却剂；所述的冷却剂用于使保护膜(9)或板材(8)产生收缩和膨胀，并使保护膜(9)与板材(8)产生分离；/n所述的夹持装置(6)为整体框架结构，夹持装置(6)的上部安装夹钳(4)、夹持装置内部伸缩气缸(11)，夹持装置(6)的下端与夹持装置支架伸缩气缸(12)的推杆端连接；/n所述的夹钳(4)为敞口“凹”型、由三段直边组成，左侧直边的始端为一个半圆、右侧直边的末段设置滑槽；夹钳(4)的右侧直边通过固定轴与夹持装置(6)连接，夹钳(4)绕固定轴旋转；所述的夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端通过圆柱销与夹钳(4)的滑槽滑动连接；夹持装置内部伸缩气缸(11)伸缩时，带动推杆端的圆柱销在夹钳(4)的滑槽内滑动，并带着夹钳(4)绕固定轴转动；/n所述的吸盘(3)与夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端固定连接，当夹持装置内部伸缩气缸(11)伸出时吸盘(3)位于最高处，并且吸盘(3)端面高于夹钳(4)的始端半圆，超出高度为5-35mm，确保抓取时，吸盘(3)先于夹钳(4)与保护膜(9)接触；/n所述的夹持装置内部伸缩气缸(11)、吸盘(3)和夹钳(4)构成联动机构，当夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端收缩时，吸盘(3)向下移动然后夹钳(4)顺时针转动，将保护膜(9)压紧在夹持装置(6)的上表面；当夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端伸出时，夹钳(4)先逆时针转动松开隔膜，然后吸盘(3)上移，上移高度高于夹钳(4)，确保下一次揭膜时，吸盘(3)先接触保护膜(9)；所述的吸盘(3)通过电磁阀与真空泵连接；/n所述的夹持装置支架伸缩气缸(12)的固定端与机架(14)固定连接；/n所述的定滚子(2)固定在机架(14)上；所述的定滚子(2)和揭膜滚子(5)均安装于机架(14)的上部，且定滚子(2)和揭膜滚子(5)的轴线在同一个水平面上；/n所述的揭膜滚子伸缩气缸(13)水平固定在机架(14)上，揭膜滚子伸缩气缸(13)的推杆端和揭膜滚子(5)相连，当保护膜(9)被夹持装置(6)扯下后，所述的揭膜滚子伸缩气缸(13)的推杆端推动揭膜滚子(5)伸出，进入板材(8)和保护膜(9)之间，并将保护膜(9)顶在定滚子(2)上；/n所述的揭膜滚子(5)与电机连接，当定滚子(2)和揭膜滚子(5)夹紧保护膜(9)后，电机带动揭膜滚子(5)转动，将保护膜(9)连续撕去；/n所述的控制器(15)固定在机架(14)上，控制器(15)为带有通讯功能的PLC控制器，通过控制器(15)的1、2、3通道分别与夹持装置内部伸缩气缸(11)、夹持装置支架伸缩气缸(12)和揭膜滚子伸缩气缸(13)的接触式位置传感器连接，控制器(15)的4通道与控制冷却剂喷射的电磁阀相连，控制器(15)的5通道与控制吸盘(3)的气路通断的电磁阀相连，控制器(15)的6通道与控制揭膜滚子(5)转动的电机相连；/n所述的定滚子(2)的下方设置收集桶(16)，用于存放揭膜滚子(5)揭下的保护膜(9)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种板类材料表面保护膜的自动化揭膜装置，其特征在于：包括喷管(1)、定滚子(2)、吸盘(3)、夹钳(4)、揭膜滚子(5)、夹持装置(6)、储存装置(7)、夹持装置内部伸缩气缸(11)、夹持装置支架伸缩气缸(12)、揭膜滚子伸缩气缸(13)、机架(14)和控制器(15)；
所述的喷管(1)通过电磁阀与储存装置(7)相连；所述的电磁阀通过数据线与控制器(15)连接；所述的储存装置(7)储存冷却剂；所述的冷却剂用于使保护膜(9)或板材(8)产生收缩和膨胀，并使保护膜(9)与板材(8)产生分离；
所述的夹持装置(6)为整体框架结构，夹持装置(6)的上部安装夹钳(4)、夹持装置内部伸缩气缸(11)，夹持装置(6)的下端与夹持装置支架伸缩气缸(12)的推杆端连接；
所述的夹钳(4)为敞口“凹”型、由三段直边组成，左侧直边的始端为一个半圆、右侧直边的末段设置滑槽；夹钳(4)的右侧直边通过固定轴与夹持装置(6)连接，夹钳(4)绕固定轴旋转；所述的夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端通过圆柱销与夹钳(4)的滑槽滑动连接；夹持装置内部伸缩气缸(11)伸缩时，带动推杆端的圆柱销在夹钳(4)的滑槽内滑动，并带着夹钳(4)绕固定轴转动；
所述的吸盘(3)与夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端固定连接，当夹持装置内部伸缩气缸(11)伸出时吸盘(3)位于最高处，并且吸盘(3)端面高于夹钳(4)的始端半圆，超出高度为5-35mm，确保抓取时，吸盘(3)先于夹钳(4)与保护膜(9)接触；
所述的夹持装置内部伸缩气缸(11)、吸盘(3)和夹钳(4)构成联动机构，当夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端收缩时，吸盘(3)向下移动然后夹钳(4)顺时针转动，将保护膜(9)压紧在夹持装置(6)的上表面；当夹持装置内部伸缩气缸(11)的推杆端伸出时，夹钳(4)先逆时针转动松开隔膜，然后吸盘(3)上移，上移高度高于夹钳(4)，确保下一次揭膜时，吸盘(3)先接...
【专利技术属性】
技术研发人员：高航，戚嘉亮，刘玮，
申请(专利权)人：珂尔默东莞制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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