[发明专利]工业机器人及其用于预浸料自动铺带的末端执行器

说明书

本发明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。

技术领域

本发明实施例涉及复合材料铺带设备技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。