一种全自动纤维材料裁切工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种全自动纤维材料裁切工艺，属于玻璃纤维加工技术领域，本发明专利技术可以通过控制系统统一控制所有设备，先由压料定位装置中的定位球对材料进行初步定位，裁切设备系统中通过超声波切割机器人实现对原材料的自动切割，切割过程中定位球实时感知超声波制造的热量，并触发保护动作，先向切割部位喷出纳米磁性液体，随后喷出硝石粉末，利用硝石溶解于水时吸收大量热量的特点，既可以对切割部位进行降温，同时使得材料切割过程中的碎屑与磁性粒子结合成为冰粒，并在磁吸作用下被收集，实现定位、降温和回收为一体的高效保护，并通过视觉检测设备对裁切路径进行导向和对裁切效果进行评估，大幅提高玻璃纤维材料的裁切效率及效果。

【技术实现步骤摘要】
一种全自动纤维材料裁切工艺
本专利技术涉及玻璃纤维加工
，更具体地说，涉及一种全自动纤维材料裁切工艺。
技术介绍
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。玻璃纤维生产工艺有两种：两次成型-坩埚拉丝法，一次成型-池窑拉丝法。坩埚拉丝法工艺繁多，先把玻璃原料高温熔制成玻璃球，然后将玻璃球二次熔化，高速拉丝制成玻璃纤维原丝。这种工艺有能耗高、成型工艺不稳定、劳动生产率低等种种弊端，基本被大型玻纤生产厂家淘汰，池窑拉丝法把叶腊石等原料在窑炉中熔制成玻璃溶液，排除气泡后经通路运送至多孔漏板，高速拉制成玻纤原丝。窑炉可以通过多条通路连接上百个漏板同时生产。这种工艺工序简单、节能降耗、成型稳定、高效高产，便于大规模全自动化生产，成为国际主流生产工艺，用该工艺生产的玻璃纤维约占全球产量的90％以上。玻璃纤维材料在成为成品之前存在裁切这一道工序，现有技术中对于裁切工序，上料、裁切、检测、收卷往往都是分隔开来的，不仅导致自动化程度较低，且严重拖慢玻璃纤维材料的裁切效率，另外由于玻璃纤维材料的脆性特点，在裁切时容易出现误切、切伤等现象，良品率降低，裁切过程中出现的碎屑粉尘也存在极大的潜在风险。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种全自动纤维材料裁切工艺，可以通过控制系统统一控制所有设备，首先成卷材料由人工搬运至放卷系统设备上自动上料，材料平铺进入裁切设备系统，先由压料定位装置中的定位球对材料进行初步定位，裁切设备系统中通过超声波切割机器人实现对原材料的自动切割，切割过程中定位球实时感知超声波制造的热量，并触发保护动作，先向切割部位喷出纳米磁性液体，随后喷出硝石粉末，利用硝石溶解于水时吸收大量热量的特点，既可以对切割部位进行降温，同时使得材料切割过程中的碎屑与磁性粒子结合成为冰粒，并在磁吸作用下被收集，实现定位、降温和回收为一体的高效保护，并通过视觉检测设备对裁切路径进行导向和对裁切效果进行评估，大幅提高玻璃纤维材料的裁切效率及效果。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种全自动纤维材料裁切工艺，包括以下步骤：S1、预先将裁切任务输入至控制系统中，并准备好成卷的玻璃纤维材料；S2、成卷材料由人工搬运至放卷系统设备上自动上料，材料平铺进入裁切设备系统中的裁切平台上；S3、裁切设备系统中先通过压料定位装置根据裁切任务中的裁切路径自主调节定位方式，然后对裁切平台上的玻璃纤维材料进行定位；S4、由切割机器人根据压料定位装置的定位沿裁切路径实现对原材料的自动切割，并满足切割尺寸和精度；S3、当切割完成后，经视觉检测设备对成品料进行视觉检测，若不满足要求，则废料由收卷系统自动进行回收。进一步的，所述放卷系统和收卷系统均由伺服电机控制，并与裁切平台的速度保持相匹配。进一步的，所述裁切设备系统包括切割机器人和视觉检测设备，且二者相邻安装，所述切割机器人由六轴机器人和超声波设备两部分组成，所述超声波设备将市电转换成高频高电压的交流电，然后由线缆输送至超声波换能器，利用切割刀头的刀刃，换能器将超声波能量集中输入到被切割材料的切割位置，所述视觉检测设备既可以对裁切路径进行引导，同时可以对裁切完成后的效果进行视觉检测。进一步的，所述压料定位装置包括调节盘，所述调节盘下端面开设有多个均匀分布的分布槽，所述分布槽内安装有电磁铁，所述分布槽内还吸附有定位球，可以通过电磁铁吸附定位球来形成不同的路径导向，充分满足不同的裁切任务。进一步的，所述定位球包括磁吸块、隔热球体、弹性压块，且磁吸块和弹性压块连接于隔热球体上下两端，所述隔热球体内端连接有多个水平环形阵列分布的双释球，所述双释球下端连接有触发杆，且触发杆贯穿隔热球体并延伸至外侧，所述双释球上还连接有延伸至隔热球体外侧的控释管，磁吸块用来与电磁铁配合进行吸附悬挂，弹性压块则可以形变配合玻璃纤维材料进行压合，触发杆用来感知切割热量并触发双释球的释放动作，并通过控释管完成先释放纳米磁性液体、后释放硝石粉末的效果。进一步的，所述双释球包括承载球体和隔离板，且隔离板连接于承载球体内中心处，所述隔离板上端连接有吸水海绵，所述吸水海绵上端连接有泡腾崩解剂，所述泡腾崩解剂上端覆盖有防水透气膜，所述承载球体下端开设有延伸孔，所述延伸孔内连接有形变膜，且形变膜与触发杆连接，所述承载球体内还连接有限位板，且限位板位于隔离板和形变膜之间，隔离板起到隔离作用，在触发杆感知到热量并触发膨胀动作后，挤压形变膜向承载球体内伸展，从而推动纳米磁性液体从控释管中释放，进而通过控释管的回流特性再次触发硝石粉末的释放，其中泡腾崩解剂在接触到吸水海绵吸收的水分后，开始溶解并触发反应释放出大量气体，气体夹带硝石粉末完成释放，限位板起到对触发杆的限位作用，避免出现纳米磁性液体一直释放的现象，从而导致硝石粉末在释放时在控释管中与水分接触提前结冰。进一步的，所述防水透气膜上侧填充有硝石粉末，所述隔离板下侧填充有纳米磁性液体，硝石粉末溶于水后会吸收大量热量，从而迫使沾有纳米磁性液体的碎屑快速结冰形成带有磁性的冰粒，既可以加速降温进程，同时可以通过电磁铁的磁吸作用进行吸附回收。进一步的，所述触发杆包括热膨胀杆和导热杆，所述导热杆镶嵌连接于隔热球体上，且热膨胀杆连接于双释球和导热杆之间，导热杆起到导热作用，热膨胀杆则可以在吸收热量后膨胀，进而挤压形变膜完成纳米磁性液体的释放动作。进一步的，所述控释管包括主释管、辅释管和导水纤维管，所述主释管与隔离板下侧的承载球体相连通，所述辅释管连通于承载球体与主释管之间，所述导水纤维管连通于主释管和吸水海绵之间，主释管主要用来释放纳米磁性液体，在释放过程中导水纤维管回吸水分并输送至吸水海绵中，从而触发硝石粉末的释放动作，硝石粉末借由辅释管进入到主释管中，准确跟上纳米磁性液体释放的动作，进行精准降温和回收。进一步的，所述隔热球体内端上侧安装有补充包，所述补充包与双释球之间连接有加液管，所述加液管内间隙配合有磁性封球，所述磁性封球与双释球之间连接有弹性撑杆，所述补充包下端开设有多个与磁性封球相对应的进水孔，且进水孔与磁性封球之间过盈配合，通过电磁铁的磁吸作用可以保证磁性封球始终对进水孔进行封堵，在撤销磁场后可以实现对双释球内纳米磁性液体的补充。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案可以通过控制系统统一控制所有设备，首先成卷材料由人工搬运至放卷系统设备上自动上料，材料平铺进入裁切设备系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、预先将裁切任务输入至控制系统中，并准备好成卷的玻璃纤维材料；/nS2、成卷材料由人工搬运至放卷系统设备上自动上料，材料平铺进入裁切设备系统中的裁切平台上；/nS3、裁切设备系统中先通过压料定位装置根据裁切任务中的裁切路径自主调节定位方式，然后对裁切平台上的玻璃纤维材料进行定位；/nS4、由切割机器人根据压料定位装置的定位沿裁切路径实现对原材料的自动切割，并满足切割尺寸和精度；/nS5、当切割完成后，经视觉检测设备对成品料进行视觉检测，若不满足要求，则废料由收卷系统自动进行回收。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、预先将裁切任务输入至控制系统中，并准备好成卷的玻璃纤维材料；
S2、成卷材料由人工搬运至放卷系统设备上自动上料，材料平铺进入裁切设备系统中的裁切平台上；
S3、裁切设备系统中先通过压料定位装置根据裁切任务中的裁切路径自主调节定位方式，然后对裁切平台上的玻璃纤维材料进行定位；
S4、由切割机器人根据压料定位装置的定位沿裁切路径实现对原材料的自动切割，并满足切割尺寸和精度；
S5、当切割完成后，经视觉检测设备对成品料进行视觉检测，若不满足要求，则废料由收卷系统自动进行回收。


2.根据权利要求1所述的一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：所述放卷系统和收卷系统均由伺服电机控制，并与裁切平台的速度保持相匹配。


3.根据权利要求1所述的一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：所述裁切设备系统包括切割机器人和视觉检测设备，且二者相邻安装，所述切割机器人由六轴机器人和超声波设备两部分组成，所述超声波设备将市电转换成高频高电压的交流电，然后由线缆输送至超声波换能器，利用切割刀头的刀刃，换能器将超声波能量集中输入到被切割材料的切割位置，所述视觉检测设备既可以对裁切路径进行引导，同时可以对裁切完成后的效果进行视觉检测。


4.根据权利要求1所述的一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：所述压料定位装置包括调节盘(1)，所述调节盘(1)下端面开设有多个均匀分布的分布槽，所述分布槽内安装有电磁铁(2)，所述分布槽内还吸附有定位球(3)。


5.根据权利要求4所述的一种全自动纤维材料裁切工艺，其特征在于：所述定位球(3)包括磁吸块(31)、隔热球体(32)、弹性压块(33)，且磁吸块(31)和弹性压块(33)连接于隔热球体(32)上下两端，所述隔热球体(32)内端连接有多个水平环形阵列分布的双释球(4)，所述双释球(4)下端连接有触发杆(5)，且触发杆(5)贯穿隔热球体(32)并延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凡，刘晓波，于江波，纪旭阳，隋鹏，张博，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11