[发明专利]一种机器人针刺设备

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料立体预制件制造设备，具体为一种机器人针刺设备。

背景技术

三维针刺成型技术分为平面预制件针刺成型和复杂构件(异型)预制件针刺成型。平面预制件针刺成型研究较为广泛，如Pierre Olry(U.S.Patent 4790052)开发了平板预制件针刺成型技术，该技术可实现预制件的均匀针刺成型；Olry P等(U.S.Patent 6009605)发明了一种圆形针刺机，该机器利用螺旋变形带来制备复合材料刹车盘的预制件；一种环形预制件制备机器由Delecroix V等(U.S.Patent 7251871)开发，该机器直接利用商业纱线制备环形预制件，节省制备螺旋带的中间环节，从而降低了生产制造成本。以上的针刺技术属于平面针刺成型技术，适合制备形状较为简单的预制件，在制备高厚或者异形结构预制件时，上述针刺技术就显示出其局限性。

对于异型预制件针刺成型技术，Olry P(U.S.Patent 4621662)发明了“Novoltex”针刺成型技术，该技术利用针刺纤维带制备轴对称非圆柱形状的预制件，特别用于制造发动机喷管尾锥复合材料的增强体，但该技术在制备变锥角或者球面等复杂曲面形状预制件时存在局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种机器人针刺设备。该设备可实现复杂空间曲面预制件的针刺成型，设备结构简单、维护方便、操作简单、灵活高效。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种机器人针刺设备，包括六自由度机器人、芯模和位于六自由度机器人工作范围内的工作台；所述工作台上表面安装有芯模，芯模与伺服电机的输出轴连接；其特征在于所述设备还包括气动针刺头组件；所述气动针刺头组件与六自由度机器人连接；

所述气动针刺头组件包括连接法兰、导柱安装板、调整滑块、基座、八个直线轴承、四个导向轴、四根导柱、剥网板、刺针、针板、隔板、连接板、气缸和连接块；所述气动针刺头组件通过连接法兰与六自由度机器人连接；所述连接法兰与连接块连接；所述连接块与基座连接；所述基座上安装有气缸和四个直线轴承；所述调整滑块与基座螺纹连接；所述导柱安装板与调整滑块螺纹连接；所述连接板的一侧分别与气缸的活塞杆和四根导向轴连接；所述导向轴通过各自的直线轴承与基座连接；所述连接板的另一侧通过隔板与针板螺纹连接；所述刺针通过螺纹连接安装在针板上；所述四根导柱的一端安装有剥网板，另一端穿过各自的直线轴承和基座的通孔与导柱安装板螺纹连接；所述调整滑块上开有长条槽。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1.采用多关节机器人带动气动针刺头组件到达空间任意方向和位置，可实现复杂空间曲面预制件的针刺成型，适应性更强；

2.采用气缸作为针刺的执行元件，特别的是剥网板不参与运动，有效简化了运动机构，结构简单，方便维护，成本较低；

3.本发明采用伺服电机驱动水平旋转工作台，定位精度高，承载能力大，运转平稳可靠，为保证针刺精度和产品质量提供了保障。

附图说明

图1是本发明机器人针刺设备一种实施例的整体结构爆炸图；

图2是本发明机器人针刺设备一种实施例的气动针刺头组件的结构示意图；

图3是本发明机器人针刺设备一种实施例的工作台的结构示意图；

图4是本发明机器人针刺设备实施例1的预制件结构示意图。(图中1、六自由度机器人；2、气动针刺头组件；3、芯模；4、工作台；2.1、连接法兰；2.2、导柱安装板；2.3、调整滑块；2.4、基座；2.5、直线轴承；2.6、导向轴；2.7、导柱；2.8、剥网板；2.9、刺针；2.10、针板；2.11、隔板；2.12、连接板；2.13、气缸；2.14、连接块；2.15、长条槽；5、底毡；6、预制件)

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。