[发明专利]运送材料的板层以通过心轴成形的设备、方法及介质

说明书

提供运送材料的板层以通过心轴成形的设备、方法及介质。一个实施例是一种包括机器人的末端执行器的设备。该设备包括框架、以及附接到框架的固定杯组件。固定杯组件包括用于保持层的吸杯、气动管线、以及与吸杯耦接并容纳气动管线的轴，该轴使得吸杯能够竖直地平移。该设备还包括浮动杯组件。每个浮动杯组件包括：伯努利杯；对伯努利杯施加正压气体的气动管线；与伯努利杯耦接并容纳气动管线的轴，该轴使得伯努利杯能够竖直地平移；以及使得伯努利杯能够围绕轴的端部枢转以与表面一致的轴承。

技术领域

本发明涉及机器人技术的领域，特别是用于机器人的末端执行器。

背景技术

机器人可用于多种目的和活动。在制造和制作环境中，使用一些机器人来拾取材料的板层并将其运送到心轴以成形。这些机器人可包括拾取板层并对板层施加力以使板层与心轴一致的末端执行器。

例如，在正在制作碳纤维增强聚合物(CFRP)的环境中，机器人可使用末端执行器来拾取板层并在对板层限定复杂表面的心轴上形成板层。此操作可对多个板层执行多次，以构造干燥碳纤维的复合预成型件。然后该复合预成型件可用可固化树脂浸渍，并固化以形成CFRP。在将这些板层放在心轴上的堆叠处理的过程中，仍希望防止在任意板层内形成皱褶，因为皱褶在任何所制作的CFRP中都是不希望有的。而且，由于干燥碳纤维的板层是易损的，所以确保末端执行器不施加将使板层在运输和成形过程中卷曲或损坏的力也仍是重要的。因此，CFRP的制作者继续寻找有用且划算的末端执行器技术。

发明内容

本文中描述的实施例提供增强的机器人末端执行器，其包括多个伯努利杯和一个吸杯(suction cup，吸盘)以运送材料的板层。伯努利杯使得该板层的部分能够在保持至末端执行器的同时水平地浮动，并且还能够枢转和偏转以使该板层的面与该板层位于其上的心轴的表面一致。伯努利杯相对于该板层的浮动确保末端执行器将该板层保持在位，而不损坏该板层或产生皱褶，甚至当使该板层与心轴的表面一致时。

一个实施例是一种包括机器人的末端执行器的设备。该设备包括框架、以及附接到框架的固定杯组件。固定杯组件包括用于保持该板层的吸杯、对吸杯的内部施加负压气体的气动管线、以及与吸杯耦接并容纳气动管线的轴，该轴使得吸杯能够竖直地平移。该设备还包括附接到框架的浮动杯组件。每个浮动杯组件包括：伯努利杯；对伯努利杯施加正压气体的气动管线；与伯努利杯耦接并容纳气动管线的轴，该轴使得伯努利杯能够竖直地平移；以及使得伯努利杯能够围绕轴的端部枢转以与一表面一致的轴承。

另一实施例是一种方法。该方法包括：经由一个吸杯和多个伯努利杯保持干燥碳纤维的板层与机器人的末端执行器接触，而不使该板层成形；将该板层定位在具有弯曲表面的心轴上，而不使该板层成形；以及使该板层与心轴的弯曲表面一致。这导致伯努利杯沿着该板层浮动，并且当该板层改变形状时竖直地偏转。

另一实施例是包含编程指令的非暂时性计算机可读介质，当由处理器执行时，该编程指令用来执行一种方法。该方法包括：经由一个吸杯和多个伯努利杯保持干燥碳纤维的板层与机器人的末端执行器接触，不使该板层成形；将该板层定位在具有弯曲表面的心轴上，不使该板层成形；以及使该板层与心轴的弯曲表面一致。这导致伯努利杯沿着该板层浮动、枢转，并且当该板层改变形状时竖直地偏转。

下面可描述其他代表性实施例(例如，与上述实施例相关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能和优点可在各种实施例中独立地实现，并且可在其他实施例中组合，参考以下描述和附图可看到这些实施例的进一步细节。

附图说明

现在仅通过实例并参考附图描述本发明的一些实施例。在所有图上，相同的参考数字代表相同的元件或相同类型的元件。

图1是一个代表性实施例中的在制造单元内操作的机器人的框图。

图2至图3是举例说明了一个代表性实施例中的用于运输并成形干燥碳纤维的板层的机器人的末端执行器的图示。