工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器制造技术

本发明专利技术实施例公开了工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器，安装于工业机器人的末端，包括：主支架，所述主支架安装于所述工业机器人的末端；放卷辊组件，放卷辊组件安装于所述主支架，预浸带料卷安装于所述放卷辊组件的放卷辊上；切刀组件，所述切刀组件安装于所述主支架上，所述切刀组件包括水平驱动件、垂直驱动件和切刀，所述切刀与所述水平驱动件和所述垂直驱动件均传动连接；铺带压辊组件；加热组件；衬纸收卷组件。该末端执行器采用激光扫描加热复合材料预浸料的方式提高了加热效率、自动铺带的线速度和作业可达性，同时采用了具有水平驱动件和垂直驱动件的自动切割装置，可完成任意形状带料断口的切割。

Industrial robot and its end actuator used in prepreg automatic laying

【技术实现步骤摘要】
工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器
本专利技术实施例涉及复合材料铺带设备
，具体涉及一种工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器。
技术介绍
随着以碳纤维酚醛为代表的复合材料预浸料在航空航天、高级汽车制造领域的广泛应用，对应的复合材料预浸料自动铺带设备也随之诞生。利用工业机器人重复定位精度高、可离线编程的特点，这些复合材料预浸料自动铺带设备往往使用各种工业机器人作为自动铺带的运动执行机构，同时这些自动铺带设备逐步改进并进化成可与工业机器人进行接口并集成控制的末端执行器。现有的复合材料预浸料自动铺带设备在与工业机器人进行接口并联动时普遍存在以下技术缺陷。其一是现有设备通常采用红外加热或热空气加热两种方式，受制于预浸料加热源的热传导效率限制，导致铺带的线速度较低，此类加热源必须设置在尽可能靠近压辊的位置，增加了铺带作业的空间要求、影响了铺带机构的可达性、阻碍了人工观察视线。其二是铺带的切割断口形状单一且无法调整，在对异型面进行铺带时由于切割断口不能适应型面变化，导致需要人工手动干预、增加了后置处理的工作量、降低了自动铺带效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器，以解决或部分解决上述至少一个问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种用于预浸料自动铺带的末端执行器，安装于工业机器人的末端，包括：主支架，所述主支架安装于所述工业机器人的末端；放卷辊组件，放卷辊组件安装于所述主支架，预浸带料卷安装于所述放卷辊组件的放卷辊上；切刀组件，所述切刀组件安装于所述主支架上，所述切刀组件包括水平驱动件、垂直驱动件和切刀，所述切刀与所述水平驱动件和所述垂直驱动件均传动连接；铺带压辊组件，所述铺带压辊组件包括主压辊，所述主压辊通过主驱动件可运动地安装于所述主支架，所述主压辊在所述主驱动件的作用下靠近或远离待铺带工件，且所述主压辊靠近所述待铺带工件时，压紧于所述待铺带工件的表面；加热组件，所述加热组件的加热端朝向所述主压辊，并加热所述主压辊上的带料；衬纸收卷组件，衬纸收卷组件安装于所述主支架，所述带料的衬纸端头固定在衬纸收卷组件中的衬纸收卷辊上。在工作过程中，将卷绕有带料的预浸带料卷安装在放卷辊上，带料的活动端抽出，绕过主压辊后，衬纸端头固定在衬纸收卷辊上；利用主驱动件令主压辊靠近待铺带工件，以使带料待铺带工件的表面相贴合，而后启动放卷辊，带料不断释放，带料在通过加热组件时受热融化，并通过与待铺带工件之间的协同工作完成铺带，失去带料的衬纸不断缠绕在衬纸收卷辊上，以实现衬纸回收；当铺带完成后，启动切刀组件，切刀在水平驱动件和垂直驱动件的共同作用下，利用水平进给量和垂直进给量等参数的调整，实现复杂端口的切割。这样，该末端执行器采用激光扫描加热复合材料预浸料的方式提高了加热效率、自动铺带的线速度和作业可达性，同时采用了具有水平驱动件和垂直驱动件的自动切割装置，可完成任意形状带料断口的切割，其结合工业机器人可以完成较复杂外形工件的表面自动铺带。进一步地，所述放卷辊组件还包括阻尼器，所述放卷辊与主支架轴承连接，所述阻尼器固定于主支架的一侧，且所述阻尼器与所述放卷辊相连接。进一步地，所述垂直驱动件为两个，两所述垂直驱动件分别安装于所述主支架的两侧，所述水平驱动件在竖直方向可活动地安装于所述垂直驱动件，所述切刀通过支架沿水平方向可活动地安装于所述水平驱动件。进一步地，所述切刀组件还包括切割垫板，所述切割垫板固定安装于所述切刀与所述放卷辊，且所述带料自所述切割垫板的工作面上通过，所述切刀垂直于切割垫板。进一步地，所述加热组件包括激光振镜和加热装置支架，所述激光振镜固定安装于加热装置支架，所述激光振镜的出光口对准所述主压辊的下辊面。进一步地，述主驱动件包括压辊气缸，所述压辊气缸通过气缸支架安装于所述主支架，所述加热装置支架与所述气缸支架固定连接；所述铺带压辊组件还包括第一固定轴，所述第一固定轴安装于所述气缸支架，所述主压辊通过轴承可转动地安装于所述第一固定轴。进一步地，所述铺带压辊组件还包括：两组摆动臂，两所述摆动臂的第一端分别可转动地安装于所述第一固定轴的两端；第二固定轴，所述第二固定轴的两端分别安装于两所述摆动臂的第二端；摆动压辊，所述摆动压辊可转动地安装于所述第二固定轴；摆动气缸，所述摆动气缸的一端与所述第二固定轴铰接，其另一端与所述气缸支架铰接有两件并沿固定轴二对称布置，摆动气缸的一端与固定轴二铰接，另一端与气缸支架铰接。进一步地，还包括速度测量辊组件，所述速度测量辊组件包括速度测量辊和旋转编码器，所述速度测量辊与主支架可转动连接，所述旋转编码器固定安装于所述主支架并与速度测量辊传动连接。进一步地，所述衬纸收卷组件还包括收卷电机，所述衬纸收卷辊与所述主支架转动连接，所述收卷电机固定于所述主支架并与衬纸收卷辊传动连接。本专利技术还提供一种工业机器人，包括机器人本体还包括安装于所述机器人本体的末端执行器，所述末端执行器为如上所述的末端执行器。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的末端执行器的正面轴测图；图2为图1的主视图；图3为图1的俯视图；图4为图3的A-A剖视图；图5为图1的背面轴测图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在一种具体实施方式中，如图1-5所示，本专利技术所提供的用于预浸料自动铺带的末端执行器，安装于工业机器人的末端100，该末端执行器用于复合材料预浸料自动铺带，与工业机器人配合使用，该末端执行器包括主支架1、放卷辊组件2、切刀组件4、铺带压辊组件6、加热组件5和衬纸收卷组件7。其中，所述主支架1安装于所述工业机器人的末端100，放卷辊组件2安装于所述主支架1，预浸带料卷安装于所述放卷辊组件2的放卷辊上，所述切刀组件4安装于所述主支架1上，所述切刀组件4包括水平驱动件、垂直驱动件和切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预浸料自动铺带的末端执行器，安装于工业机器人的末端，其特征在于，包括：/n主支架，所述主支架安装于所述工业机器人的末端；/n放卷辊组件，放卷辊组件安装于所述主支架，预浸带料卷安装于所述放卷辊组件的放卷辊上；/n切刀组件，所述切刀组件安装于所述主支架上，所述切刀组件包括水平驱动件、垂直驱动件和切刀，所述切刀与所述水平驱动件和所述垂直驱动件均传动连接；/n铺带压辊组件，所述铺带压辊组件包括主压辊，所述主压辊通过主驱动件可运动地安装于所述主支架，所述主压辊在所述主驱动件的作用下靠近或远离待铺带工件，且所述主压辊靠近所述待铺带工件时，压紧于所述待铺带工件的表面；/n加热组件，所述加热组件的加热端朝向所述主压辊，并加热所述主压辊上的带料；/n衬纸收卷组件，衬纸收卷组件安装于所述主支架，所述带料的衬纸端头固定在衬纸收卷组件中的衬纸收卷辊上。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于预浸料自动铺带的末端执行器，安装于工业机器人的末端，其特征在于，包括：
主支架，所述主支架安装于所述工业机器人的末端；
放卷辊组件，放卷辊组件安装于所述主支架，预浸带料卷安装于所述放卷辊组件的放卷辊上；
切刀组件，所述切刀组件安装于所述主支架上，所述切刀组件包括水平驱动件、垂直驱动件和切刀，所述切刀与所述水平驱动件和所述垂直驱动件均传动连接；
铺带压辊组件，所述铺带压辊组件包括主压辊，所述主压辊通过主驱动件可运动地安装于所述主支架，所述主压辊在所述主驱动件的作用下靠近或远离待铺带工件，且所述主压辊靠近所述待铺带工件时，压紧于所述待铺带工件的表面；
加热组件，所述加热组件的加热端朝向所述主压辊，并加热所述主压辊上的带料；
衬纸收卷组件，衬纸收卷组件安装于所述主支架，所述带料的衬纸端头固定在衬纸收卷组件中的衬纸收卷辊上。


2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述放卷辊组件还包括阻尼器，所述放卷辊与主支架轴承连接，所述阻尼器固定于主支架的一侧，且所述阻尼器与所述放卷辊相连接。


3.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述垂直驱动件为两个，两所述垂直驱动件分别安装于所述主支架的两侧，所述水平驱动件在竖直方向可活动地安装于所述垂直驱动件，所述切刀通过支架沿水平方向可活动地安装于所述水平驱动件。


4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述切刀组件还包括切割垫板，所述切割垫板固定安装于所述切刀与所述放卷辊，且所述带料自所述切割垫板的工作面上通过，所述切刀垂直于切割垫板。


5.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗刚，谢珊珊，周林桐，付忠奎，
申请(专利权)人：湖北三江航天红阳机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42