[发明专利]多层碳纤维布预成型缝合机器人

说明书

本发明公开了一种多层碳纤维布预成型缝合机器人，包括缝制模块、引导穿刺针存储模块、固定模块，所述固定模块用于固定碳纤维布并且实现碳纤维布在Y轴的位移，所述缝制模块设置两个并且分别位于固定模块的两侧，用于模拟人工完成人工缝制中左、右手的循环缝制动作；所述引导穿刺针存储模块位于其中一个缝制模块的下侧用于存储已经连接碳纤维线的引导穿刺针。本发明通过缝制模块模拟工人左右手缝制动作，使其完成碳纤维预制体的缝制，通过机器人替代了人，降低了生产成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明属于碳纤维布缝制技术领域，具体涉及一种多层碳纤维布预成型缝合机器人。

背景技术

在烧结碳纤维材料前需将多层碳纤布密集缝制于已加工好的石墨治具的表面上以形成烧结前的预制形状；受诸多因素影响，该缝制工艺目前只能由缝制工手工缝制完成，因为烧结工艺要求多层炭纤维不与石墨预制体紧密贴合，所以在石墨预制体上加工了大量贯穿的连接孔，缝制要求单股碳纤维线需多次穿过一个连接孔及对应位置的多层碳纤维布并带有一定的拉尽力；由于预制体上连接孔数量较大，碳纤维线在径向受力极易断裂，预制体缝制工作量大且难度高，人工缝制时，生产效率、成本控制等难以满足生产要求。

目前碳纤维预制体采用人工缝制，由于预制体需要密集缝合，在大批量生产时需要使用大量劳动力以完成工作量，人工成本巨大，缝合使用的碳纤维线因为极易断裂，缝制人员的技术水平有高有低，造成生产效率低下，生产进度难以控制，并且预制体生产中使用的碳纤维布价格极其昂贵，由于人工操作不能保持较高的一致性，易出现废品造成极大的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多层碳纤维布预成型缝合机器人。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种多层碳纤维布预成型缝合机器人，包括缝制模块、引导穿刺针存储模块、固定模块，所述固定模块用于固定碳纤维布并且实现碳纤维布在Y轴的位移，所述缝制模块设置两个并且分别位于固定模块的两侧，用于模拟人工完成人工缝制中左、右手的循环缝制动作；所述引导穿刺针存储模块位于其中一个缝制模块的下侧用于存储已经连接碳纤维线的引导穿刺针。

上述方案中，所述缝制模块包括框架、Z轴位移机构、倒置穿刺和拉线机构，所述框架内设置Z轴位移机构，所述倒置穿刺和拉线机构滑动设置在Z轴位移机构上。

上述方案中，所述倒置穿刺和拉线机构包括X轴位移机构、滑块、旋转气缸、位移气缸、穿刺夹持爪、导向夹持爪、变位夹持爪，所述X轴位移机构的下侧滑动设置滑块，所述滑块的下侧靠近固定模块的一侧设置旋转气缸，另一侧设置位移气缸，所述旋转气缸的下侧设置穿刺夹持爪、导向夹持爪，所述位移机构的下侧设置变位夹持爪。

上述方案中，所述穿刺夹持爪上设置有大于引导穿刺针直径的通孔，所述导向夹持爪上设置有接近引导穿刺针直径的锥孔。

上述方案中，所述倒置穿刺和拉线机构还包括浸液保护机构，所述浸液保护机构设置在X轴位移机构的下侧。

上述方案中，所述浸液保护机构包括用于容纳液体的底板和支架，所述底板上设置有用于容纳液体的溶液槽，所述底板的两侧通过若干个支架固定在X轴位移机构的下侧。

上述方案中，所述X轴位移机构包括基板、传动带、前导向轮、后导向轮、X轴驱动电机、直线导轨，所述基板的前后两侧分别是设置前导向轮、后导向轮，所述传动带绕设在前导向轮、后导向轮上，并且与X轴驱动电机连接，所述直线导轨位于基板的底部，所述滑块滑动设置在直线导轨上并且与传送带连接。

上述方案中，所述Z轴位移机构包括Z轴驱动电机、Z轴滚珠丝杠、Z轴直线导轨，所述Z轴驱动电机设置在框架顶部，并且与至少两个Z轴滚珠丝杠连接，所述Z轴滚珠丝杠、Z轴直线导轨在框架内均设置若干个并且贯穿倒置穿刺和拉线机构的基板。