【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料制造領域，具體涉及了一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機。
技術介紹
1、在航空航天領域，預浸料自動鋪放技術被用于制造飛機零部件、衛星支架等關鍵部件，實現了輕量化、高強度和高耐久性的要求。在汽車領域，該技術被用于制造汽車車身、發動機罩、底盤等關鍵部件，提高了汽車的安全性和舒適性。在未來復合材料自動纖維鋪放工藝有望進一步發展，推動智能制造的深入實踐。但是現存針對纖維鋪放工藝的纖維鋪放設備仍存在許多缺點，例如結構復雜重量大導致制造成本很高；適應性弱無法滿足復雜曲面鋪放；工藝質量差預浸料無法在工作中完全剪斷等問題，嚴重影響了預浸料鋪放制品的工藝和成品質量，從而增加設備維護成本。
2、公開號為cn212499066u，名稱為“一種壓剪裝置、鋪放頭及纖維自動鋪放機”的專利中針對現有技術中存在的鋪放頭的壓緊裝置和剪切裝置分開設置，需先后操作壓緊裝置和剪切裝置來實現對纖維的壓緊、剪切，結構和操作復雜的技術問題，提供了一種壓剪裝置、鋪放頭及纖維自動鋪放機，實現對壓緊件和剪切件的驅動和控制，結構簡單，操作方便，實現鋪放頭在不同維度上運動，提高了鋪放質量。公開號為cn?211968496u，名稱為“一種復合材料自動鋪放不停頓切帶裝置”的專利中針對預浸帶鋪貼過程運動速度不均勻，加熱溫度在停頓區域存在較大波動的問題，提供了一種新型的復合材料自動鋪放不停頓的切帶裝置，實現在復合材料自動鋪放切帶時無需停頓，解除切帶作業邏輯對自動鋪放運動速度的影響，提高產品穩定性與性能一致性。公開號為cn115611053a
3、雖然現有的全功能預浸料鋪放頭種類多樣功能齊全，但是在實際預浸料鋪放過程中仍存在許多問題，特別是預浸料切斷裝置設計的不達標，導致預浸料在鋪放過程中總是存在連接問題，導致工程停頓，使得用戶對自動預浸料鋪放機的體驗感極差。其次，在裁刀切斷預浸料的過程中，瞬間產生的能量太大，導致預浸料斷裂處樹脂融化，沾黏在零件上，需要人為去調整，給加工效率帶來了嚴重影響。
技術實現思路
1、專利技術目的：為了克服現有技術中存在的不足，提供一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，實現預浸料剪切裝置的改善，在能完美切斷預浸料的同時也提高了鋪放頭的工作效率
2、技術方案：本專利技術提出的一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，包括機器人運動系統、位于機器人運動系統執行端的預浸料纖維鋪放頭；
3、預浸料纖維鋪放頭包括收放料系統、位于所述收放料系統下游的重送系統、與所述重送系統連接的絲束切斷系統、與絲束切斷系統連接的加熱與施壓系統；所述收放料系統用以將絲束傳輸給重送系統；所述重送系統、收料裝置、放料裝置和導向裝置均固定在一固定背板；所述重送系統包括傳動施壓裝置、承壓輥輪和與所述承壓輥輪連接的伺服系統，所述承壓輥輪上方裝有傳動施壓裝置；所述絲束切斷系統包括氮氣冷卻裝置、殘留張力檢測裝置和剪切裝置，氮氣冷卻裝置安裝在剪切裝置側方，剪切裝置用以剪切通過重送系統的絲束殘留張力檢測裝置用以檢測被剪切裝置剪切后的絲束的殘留張力；所述加熱與施壓系統包括加熱裝置和輸出施壓裝置，輸出施壓裝置安裝在固定背板左側最低端，所述加熱裝置安裝在輸出施壓裝置和所述絲束切斷系統中間。
4、優選地，所述機器人運動系統為六軸機器人。
5、優選地，所述收放料系統通過接頭法蘭與機器人運動系統相連接。
6、優選地，所述張力檢測系統包括張力傳感器，所述張力傳感器額定量程20-300n，輸出靈敏度2.0±0.1％mv/v。
7、優選地，所述伺服系統包含有伺服電機，所述伺服電機通過同步帶和聯通軸與承壓輥輪連接。
8、優選地，所述傳動施壓裝置根據機器人復合材料鋪放機鋪放位置進行施壓和放壓，當進行鋪放工作時，傳動施壓裝置先行工作對纖維進行壓緊處理，當鋪放工作結束后，傳動施壓裝置停止工作進行放壓，所述可調速的伺服系統中的伺服電機根據鋪放機的運動速度進行實時速度調節。
9、優選地，所述氮氣冷卻裝置接通氮氣源，當剪切裝置收到剪切命令時，氮氣冷卻裝置提前釋放氮氣冷卻預浸料。
10、優選地，所述絲束切斷系統還包括過渡塊，所述過渡塊前端的切斷槽與剪切裝置對齊，后端通過支撐桿固定在固定背板上。
11、優選地，所述加熱與施壓系統還包括傳導底板，所述通過支撐桿固定在固定背板上，接收從絲束切斷系統中已切割的預浸料，并輸送至加熱裝置進行加熱。
12、優選地，所述殘留張力檢測裝置與傳動施壓裝置和剪切裝置之間通過信號連接，殘留張力檢測裝置用以測量切斷后的預浸料是否殘留張力，當檢測到預浸料存在張力說明纖維未被完全剪斷，殘留張力檢測裝置釋放信號使傳動施壓裝置停止傳送，同時釋放信號給剪切裝置繼續剪切任務，直到殘留張力檢測裝置測量的預浸料沒有張力，說明預浸料已經被完全剪斷；此時，給剪切裝置停止剪切，同時傳動施壓裝置繼續傳送預浸料至預設位置。
13、有益效果：本專利技術提出的一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，提供了功能全面的低成本鋪放機結構設計，同時經過絲束切斷系統，可以使預浸料得到有效剪斷判斷且不會發生粘結，整體提高纖維鋪放頭的工作效率，該鋪放機可以通過檢測被剪預浸料是否存在殘留張力來預測預浸料是否斷裂。同時氮氣的冷卻也使預浸料脆性更高，切斷效果更明顯，整體上提升了預浸料剪斷效率，提高預浸料鋪放質量。
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1.一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，包括機器人運動系統(1)、位于機器人運動系統(1)執行端的預浸料纖維鋪放頭；
2.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述機器人運動系統(1)為六軸機器人。
3.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述收放料系統(2)通過接頭法蘭(10)與機器人運動系統(1)相連接。
4.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述張力檢測系統(6)包括張力傳感器，所述張力傳感器額定量程20-300N，輸出靈敏度2.0±0.1％mV/V。
5.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述伺服系統(14)包含有伺服電機，所述伺服電機通過同步帶和聯通軸與承壓輥輪(13)連接。
6.根據權利要求5所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述傳動施壓裝置(12)根據機器人復合
7.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述氮氣冷卻裝置(17)接通氮氣源，當剪切裝置(15)收到剪切命令時，氮氣冷卻裝置(17)提前釋放氮氣冷卻預浸料。
8.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述絲束切斷系統(4)還包括過渡塊(18)，所述過渡塊(18)前端的切斷槽與剪切裝置(15)對齊，后端通過支撐桿固定在固定背板(9)上。
9.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述加熱與施壓系統(5)還包括傳導底板(19)，所述通過支撐桿固定在固定背板(9)上，接收從絲束切斷系統(4)中已切割的預浸料，并輸送至加熱裝置(20)進行加熱。
10.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述殘留張力檢測裝置(16)與傳動施壓裝置(12)和剪切裝置(15)之間通過信號連接，殘留張力檢測裝置(16)用以測量切斷后的預浸料是否殘留張力，當檢測到預浸料存在張力說明纖維未被完全剪斷，殘留張力檢測裝置(16)釋放信號使傳動施壓裝置(12)停止傳送，同時釋放信號給剪切裝置(15)繼續剪切任務，直到殘留張力檢測裝置(16)測量的預浸料沒有張力，說明預浸料已經被完全剪斷；此時，給剪切裝置(15)停止剪切，同時傳動施壓裝置(12)繼續傳送預浸料至預設位置。
...【技術特征摘要】
1.一種含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，包括機器人運動系統(1)、位于機器人運動系統(1)執行端的預浸料纖維鋪放頭；
2.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述機器人運動系統(1)為六軸機器人。
3.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述收放料系統(2)通過接頭法蘭(10)與機器人運動系統(1)相連接。
4.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述張力檢測系統(6)包括張力傳感器，所述張力傳感器額定量程20-300n，輸出靈敏度2.0±0.1％mv/v。
5.根據權利要求1所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述伺服系統(14)包含有伺服電機，所述伺服電機通過同步帶和聯通軸與承壓輥輪(13)連接。
6.根據權利要求5所述的含纖維絲束在線切斷檢測特征的機器人復合材料鋪放機，其特征在于，所述傳動施壓裝置(12)根據機器人復合材料鋪放機鋪放位置進行施壓和放壓，當進行鋪放工作時，傳動施壓裝置(12)先行工作對纖維進行壓緊處理，當鋪放工作結束后，傳動施壓裝置(12)停止工作進行放壓，所述可調速的伺服系統(14)中的伺服電機根據鋪放機的運動速度進行實時速度調節。
7.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：莊妮，康超，王佳鵬，鄧博，李純金，韓大偉，江原，仲美靜，
申請(專利權)人：江蘇科技大學，
類型：發明
國別省市：
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