一种复合材料智能快速取料铺层设备的制作方法

1.本实用新型涉及复合材料生产加工领域，特别涉及一种复合材料智能快速取料铺层设备和方法。


背景技术：

2.未来复合材料制品以汽车、消费类为主要发展方向，对传统金属，塑料产品进行替代，市场规模巨大，规模超过百亿美元，附加值高，所以相关设备的开发成为目前复合材料行业的热点之一。但该领域的相关设备在我国发展较晚，起步点较低，在我国所使用的设备大多依赖进口，缺乏自主知识产权，并且复合材料行业目前设备自动化程度较低，大部分生产工序需要人工制造，不易多工序协同合作，进而导致生产效率低且生产成本高，这成为我国在复合材料领域应用拓展的一大障碍。当前复合材料零部件生产线设备存在以下主要问题：目前设备自动化程度较低，大部分生产工序需要人工制造，缺乏统一标准的工艺流程，不易多工序协同合作，生产效率低，生产成本高。


技术实现要素：

3.针对目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，本实用新型提供了一种复合材料智能快速取料铺层设备，既解决了目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，提高了生产复合材料产品的效率和生产节拍，又实现人机的分离操作，实现了人机安全，保障安全生产。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种复合材料智能快速取料铺层设备，所述设备包括机器人，机器人抓手，托盘机架结构，上托盘，下托盘，模具机架，模具，控制系统，吸盘装置，抓模装置，托盘滑轨，托盘驱动装置，模具滑轨，模具驱动装置；
5.所述机器人，用于实现物料自动搬运；
6.所述机器人抓手，包括吸盘装置和抓模装置，用于抓取料片和模具；
7.所述托盘机架结构，包括托盘滑轨和托盘驱动装置，用于交替移入移出上、下托盘；
8.所述上托盘和下托盘，用于交替放置机器人抓取的料片；
9.所述模具机架，包括模具滑轨和模具驱动装置，用于移动铺层好的模具；
10.所述控制系统，内置有节拍时序控制器，根据复合材料件在生产线运转情况以及所需工艺，用于随时调整整个生产线上的时续及速度；
11.进一步的，所述控制系统分别与机器人，托盘机架结构，模具机架，托盘驱动装置，模具驱动装置相连接，用于控制设备的工艺顺序，调整设备的工作节拍，监控设备的工作状态。
12.进一步的，所述机器人与机器人抓手相连接；所述托盘机架结构与上托盘、下托盘、托盘滑轨和托盘驱动装置相连接；所述模具机架与模具滑轨和模具驱动装置相连。
13.进一步的，所述托盘机架结构上的托盘驱动装置将装有料片的上托盘移入安全房
间内，并同时将空置下托盘移出安全房间，准备装取机器人搬运的料片。
14.进一步的，所述模具机架上的模具驱动装置将铺层好的模具移出安全房间内，以便机器人抓手拾取搬运。
15.进一步的，所述托盘机架结构和模具机架装有相应的限位开关或光电开关，当托盘或模具移动动作到位后，可发出相应的信号给控制系统。
16.本实用新型具有以下有益效果及优点：
17.针对目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，本实用新型提供了一种复合材料智能快速取料铺层设备和方法，既解决了目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，提高了生产复合材料产品的效率和生产节拍，又实现人机的分离操作，实现了人机安全，保障安全生产；通过本方面的设备和方法，可以广泛应用于复合材料零部件，例如汽车制造以及其他民用产品。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.图1是本实用新型的一种智能柔性复合材料零部件生产线设备的示意图；
20.图2是本实用新型的一种智能柔性复合材料零部件生产线设备的部分结构示意图一；
21.图3是本实用新型的一种智能柔性复合材料零部件生产线设备的部分结构示意图二；
22.图4是本实用新型的一种智能柔性复合材料零部件生产线设备的部分结构示意图三；
23.图中的附图标记为：
24.1-机器人、2-机器人抓手、3-托盘机架结构、4-上托盘、5-下托盘、6-模具机架、7-模具、8-控制系统、9-吸盘装置、10-抓模装置、11-托盘滑轨、12
-ꢀ
托盘驱动装置、13-模具滑轨、14-模具驱动装置、15-抓模装置左抓手、16
-ꢀ
抓模装置右抓手、17-抓模装置驱动气缸、18-抓模气缸浮动接头、19-抓模气缸延长连接杆、20-抓模装置到位传感器、21-抓模装置打开左侧缓冲器、22
-ꢀ
抓模装置打开右侧缓冲器、23-吸盘装置真空吸盘、24-吸盘装置支架、25-托盘机架、26-上托盘驱动气缸、27-下托盘驱动气缸、28-上托盘、29-下托盘、 30-下托盘滑动导轨、31-上托盘滑动导轨、32-模具检测传感器、33-模具定位装置、34-模具机架、35-模具移动坦克连、36-模具驱动气缸、37-模具移动到位检测传感器、38-模具传送定位到位传感器。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“端部”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/开设有”、“连接”、等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1所示，为实现上述目的，本实用新型提供一种复合材料智能快速取料铺层设备，所述设备包括：机器人1，机器人抓手2，托盘机架结构3，上托盘4，下托盘5，模具机架6，模具7，控制系统8，吸盘装置9，抓模装置10，托盘滑轨11，托盘驱动装置12，模具滑轨13，模具驱动装置14。
29.在本实用新型实施例中，所述机器人1例如可以用于实现物料自动搬运。
30.具体的，所述机器人1的重复定位精度介于
±
0.2mm之间，因此运行速度快，节拍时间缩短，据分析，可以达到平均提速5％左右的改进。
31.本实用新型中的机器人可以采用高刚性结构例如钛合金材质等，从而更加坚固耐用。
32.在本实用新型中，所述机器人抓手2，包括吸盘装置9和抓模装置10，在一个实施例中，所述吸盘装置9的吸盘直径在30～60mm之间，例如可以是 35mm、40mm、55mm等；所述抓模装置10抓模机构采用从侧端定位销抓取，气缸控制两侧抓取时的位置，且气缸带有锁紧功能保证机器人在搬运模具时的位置，用于抓取料片和模具。
33.进一步的，所述机器人抓手上还包括缓冲结构，例如设置在抓模装置上。例如，所述缓冲结构的厚度介于10mm～50mm之间，例如20mm、30mm、40mm 等，可以是橡胶材质。
34.具体的，请参考图2，抓模装置10包括抓模装置左抓手15、抓模装置右抓手16、抓模装置驱动气缸17、抓模气缸浮动接头18、抓模气缸延长连接杆19、抓模装置到位传感器20、抓模装置打开左侧缓冲器21、抓模装置打开右侧缓冲器22，所述抓模装置驱动气缸17通过所述抓模气缸浮动接头18 与所述抓模气缸延长连接杆19相连接，并实现左右抓手的动作。所述抓模装置到位传感器20用于侦测装置所到达的位置，实现有效位移控制。
35.所述吸盘装置9包括吸盘装置真空吸盘23和吸盘装置支架24。
36.在本实用新型实施例中，所述托盘机架结构3，包括托盘滑轨11和托盘驱动装置12，用于交替移入移出上托盘28和下托盘29(如图3)。
37.所述上托盘4和下托盘5，用于交替放置机器人抓取的料片。例如，所述上托盘4和下托盘5的规格可以介于长宽高 500mm*500mm*110mm～1200mm*1200mm*500mm之间，例如在本实用新型实施例中，可以是800mm*700mmmm*110mm
38.请参考图3，所述托盘机架结构3包括托盘机架25、所述托盘驱动装置12包括上托盘驱动气缸26、下托盘驱动气缸27，所述托盘滑轨11包括下托盘滑动导轨30、上托盘滑动导轨31，分别与上下托盘相对应。
39.在本实用新型实施例中，所述模具机架6，包括模具滑轨13和模具驱动装置14，用于移动铺层好的模具7。
40.请参考图4，所述模具机架6包括模具检测传感器32、模具定位装置33、模具机架34、模具移动坦克连35、模具驱动气缸36、模具移动到位检测传感器37、模具传送定位到位传感器38。
41.在本实用新型实施例中，所述控制系统8，内置有节拍时序控制器，根据复合材料件在生产线运转情况以及所需工艺，用于随时调整整个生产线上的时续及速度。
42.进一步的，在本实用新型实施例中，所述控制系统8分别与机器人1，托盘机架结构3，模具机架6，托盘驱动装置12，模具驱动装置14相连接，用于控制设备的工艺顺序，调整设备的工作节拍，监控设备的工作状态。
43.在本实用新型实施例中，所述机器人1与机器人抓手2相连接；所述托盘机架结构3与上托盘4、下托盘5、托盘滑轨11和托盘驱动装置12相连接；所述模具机架6与模具滑轨13和模具驱动装置14相连。
44.在本实用新型实施例中，所述托盘机架结构3上的托盘驱动装置12将装有料片的上托盘4移入安全房间内，并同时将空置下托盘5移出安全房间，准备装取机器人1搬运的料片。
45.进一步的，所述模具机架6上的模具驱动装置14将铺层好的模具7移出安全房间内，以便机器人抓手拾取搬运。
46.进一步的，所述托盘机架结构3和模具机架6装有相应的限位开关或光电开关，当托盘或模具移动动作到位后，可发出相应的信号给控制系统。
47.本实用新型中，还提供一种复合材料智能快速取料铺层方法，包括如下步骤：
48.机器人1抓手上的吸盘装置9从原料机架上抓取料片，并将其放入托盘机架结构3的上托盘4中。
49.托盘机架4的托盘驱动装置12将上托盘4移入安全房间内，同时下托盘 5移出安全房间，以便机器人1继续放置料片。
50.人工在安全房间内将料片铺层在磨具机架6上的磨具7上，然后磨具机架6上的模具驱动装置14将铺好的磨具7移出安全房间，以便机器人1上的磨具抓手10抓取。
51.综上所述，针对目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，本实用新型提供了一种复合材料智能快速取料铺层设备和方法，既解决了目前复合材料零部件行业自动化程度低、生产效率低的问题，提高了生产复合材料产品的效率和生产节拍，又实现人机的分离操作，实现了人机安全，保障安全生产；通过本方面的设备和方法，可以广泛应用于复合材料零部件，例如汽车制造以及其他民用产品。
52.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。