[发明专利]一种混合切换双工位针刺机器人

说明书

本发明公开了一种混合切换双工位针刺机器人，包括机械臂、针刺执行器、双工位工作平台、芯模一、芯模二和芯模底座；针刺执行器安装在机械臂上；芯模一和芯模二固定于各自的芯模底座上；所述双工位工作平台包括机架、升降组件、旋转变位组件、回转运动组件和直线移位组件。本机器人可实现复杂空间曲面预制件的高质高效针刺成型，设备较为简单、编程较容易；同时，采用旋转/直线混合切换双工位，大大降低了工作台的空间占用量，且较简单的系统使得设备的总体成本较低。本机器人仅需采用一个机器人外部回转轴和一个直线升降运动轴，总共8轴。

技术领域

本发明涉及复合材料立体预制件制造设备，具体为一种混合切换双工位针刺机器人。

背景技术

异型预制件针刺成型技术一直是国内外的研究热点。Olry P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。申请号为201610265448.5的文献公开了一种针刺机器人设备，包括六自由度机器人、气动针刺头组件和回转机构，用于复杂曲面预制体的针刺成型，然而，在刺完一遍后，继续在预制体上铺放原材料时，机器人需要停机，导致生产效率较低。为了提高预制体的生产效率，公开号为CN112301556A的文献提出了一种直线型双工位的针刺机器人设备，通过加入直线双工位，实现了一个工位上针刺，另一个工位上人工同时铺放，来回切换，人和机器人能够协同生产，提高了生产效率，然而，该设备的直线双工位采用两个机器人外部回转轴和一个直线运动轴，针刺机器人系统总共9轴，系统较为复杂、编程难度较大；另外，该直线型双工位切换时需要占据的空间大，且复杂的系统导致设备成本较高。

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，提供一种混合切换双工位针刺机器人。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种混合切换双工位针刺机器人，包括机械臂和针刺执行器；针刺执行器安装在机械臂上；其特征在于，该机器人还包括双工位工作平台、芯模一、芯模二和芯模底座；芯模一和芯模二固定于各自的芯模底座上；

所述双工位工作平台包括机架、升降组件、旋转变位组件、回转运动组件和直线移位组件；

所述升降组件包括丝杆升降机安装板、丝杆升降机、电机、传感器支撑板、传感器一、传感器二、传感器三、丝杆螺母、丝杆螺母安装板、支撑轴、支撑轴定位板和凸轮分割器安装板；

丝杆升降机安装板固定于机架上；丝杆升降机的底座固定于丝杆升降机安装板上；电机的壳体固定于机架上，其输出端与丝杆升降机的输入端连接；丝杆升降机的输出轴的末端转动安装于支撑轴定位板中；支撑轴定位板固定于机架上；丝杆螺母与丝杆升降机的输出轴螺纹连接；丝杆螺母与丝杆螺母安装板固定连接；支撑轴滑动安装于支撑轴定位板中，一端固定于丝杆螺母安装板上，另一端固定有凸轮分割器安装板；传感器支撑板固定于丝杆升降机安装板上；传感器一、传感器二和传感器三分别固定于传感器支撑板的不同高度处，用于确定不同工况下丝杆螺母安装板的位置；

所述旋转变位组件包括凸轮分割器、变位板、定位销、压紧气缸支架、压紧气缸和压板；

凸轮分割器的壳体固定于凸轮分割器安装板上，其输出端上固定有变位板；压紧气缸支架固定于变位板上；压紧气缸的缸体固定于压紧气缸支架上，其活塞杆上固定有压板；变位板上设置有定位销，与芯模底座上的定位孔配合，实现对芯模一和芯模二的定位；压板与芯模底座配合，实现对芯模一和芯模二进行压紧固定；

所述回转运动组件包括回转机构底板、回转机构、前置气动卡盘和立式气动卡盘；

回转机构底板固定于机架上；回转机构的壳体固定于回转机构底板上，输出端与前置气动卡盘固定连接；立式气动卡盘通过直线移位组件滑动安装于机架上；前置气动卡盘和立式气动卡盘分别与各自的芯模底座上的气动卡盘连接件配合。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：