一种新型复合材料格栅自动成型装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型复合材料格栅自动成型装置，包括机架，所述机架上安装有液压缸和支撑脚；所述液压缸和支撑脚上放置有栅格式铸塑模具；所述栅格式铸塑模具两侧设有用于完成上模和脱模的导向机构；所述栅格式铸塑模具上方设置有3D坐标运动式智能机器人本体机构；所述3D坐标运动式智能机器人本体机构包括机器人基座，所述机器人基座安装在第一导轨上，并能沿第一导轨移动，所述第一导轨安装在第二导轨上，并能沿第二导轨移动，所述第一导轨和第二导轨相互垂直；所述第一导轨和第二导轨通过各自的驱动机构实现运动；所述机器人基座上安装有机器人执行机构。本实用新型能够有效实现优质玻璃钢格栅的自动化化生产。
【专利说明】一种新型复合材料格栅自动成型装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及复合材料制品制造【技术领域】，特别是涉及一种新型复合材料格栅自动成型装置。
【背景技术】
[0002]和通用金属及非金属板材相比，玻璃钢格栅具有重量轻，强度高等优点，因此在交通和建筑等行业得到广泛应用。目前玻璃钢格栅的制造方法有两种:拉挤成型和模塑成型。拉挤成型是用拉挤的玻璃钢管棒材料装配胶合而成。因此，拉挤成型的璃钢格栅承受单向承载，具有结构松散，成品抗冲击性能差、耐腐性能较低，不易清洁等缺点，在玻璃钢格栅市场上的份额已经逐年减少。模塑成型的方法是将玻璃纤维交错编织在模具中，然后浇注树月旨，加热融合而成。其独特的成型方法，使得玻璃钢格栅的各向同性较好，因此产品性价比较高，目前市场份额较好。但是，国内模塑玻璃钢格栅的生产成型装备普遍落后，主要依靠手工成型工艺，自动化程度低，劳动强度大、生产效率低，严重制约着产品质量的提高和工人劳动条件的改善，生产成本居高不下。因此，迫切需要一种新型的复合材料格栅自动成型装置，来解决上述难题。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型复合材料格栅自动成型装置，能够有效实现优质玻璃钢格栅的自动化化生产，大大减少工人劳动强度，提高设备作业率和劳动生产率，在降低生产成本、提高产品质量和改善劳动强度。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种新型复合材料格栅自动成型装置，包括机架，所述机架上安装有液压缸和支撑脚；所述液压缸和支撑脚上放置有栅格式铸塑模具；所述栅格式铸塑模具两侧设有用于完成上模和脱模的导向机构；所述栅格式铸塑模具上方设置有3D坐标运动式智能机器人本体机构；所述3D坐标运动式智能机器人本体机构包括机器人基座，所述机器人基座安装在第一导轨上，并能沿第一导轨移动，所述第一导轨安装在第二导轨上，并能沿第二导轨移动，所述第一导轨和第二导轨相互垂直；所述第一导轨和第二导轨通过各自的驱动机构实现运动；所述机器人基座上安装有机器人执行机构。
[0005]所述3D坐标运动式智能机器人本体机构由机器人监测与控制执行子系统控制。
[0006]所述驱动机构包括电机和丝杠，所述第一导轨和第二导轨的直线运动通过电机驱动丝杠带动实现。
[0007]所述机器人执行机构包括纤维缠绕机构、灌胶机构和模压机构。
[0008]所述纤维缠绕机构包括绕丝嘴和张力器，所述绕丝嘴安装在机器人基座的侧面，玻璃纤维团上的玻璃纤维通过张力器绕在所述绕丝嘴上。
[0009]所述灌胶机构包括支撑架和滚筒，所述支撑架通过螺纹连接的方式安装在机器人基座上，所述滚筒设置在支撑架上，并由电机控制做旋转运动；所述滚筒上设有多列能够控制闭合的孔。
[0010]所述模压机构为矩阵式振动模压执行机构。
[0011]有益效果
[0012]由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本实用新型采用智能机器人控制技术，能有效实现优质玻璃钢格栅的自动化化生产，大大减少工人劳动强度，提高设备作业率和劳动生产率，在降低生产成本、提高产品质量和改善劳动强度上，显著提升了企业的竞争能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是玻璃钢格栅产品部分平面图；
[0014]图2是玻璃钢格栅的基本加工工艺流程图；
[0015]图3是新型复合材料格栅成型装备总结构主视图；
[0016]图4新型复合材料格栅成型装备总结构俯视图；
[0017]图5是玻璃纤维自动缠绕执行机构简图；
[0018]图6是玻璃纤维自动缠绕控制流程图；
[0019]图7是灌胶执行机构机构简图；
[0020]图8是机器人监测与控制执行子系统图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0022]本实用新型的实施方式涉及一种新型复合材料格栅自动成型装置，包括机架，所述机架上安装有液压缸和支撑脚；所述液压缸和支撑脚上放置有栅格式铸塑模具；所述栅格式铸塑模具两侧设有用于完成上模和脱模的导向机构；所述栅格式铸塑模具上方设置有3D坐标运动式智能机器人本体机构；所述3D坐标运动式智能机器人本体机构包括机器人基座，所述机器人基座安装在第一导轨上，并能沿第一导轨移动，所述第一导轨安装在第二导轨上，并能沿第二导轨移动，所述第一导轨和第二导轨相互垂直；所述第一导轨和第二导轨通过各自的驱动机构实现运动；所述机器人基座上安装有机器人执行机构。所述3D坐标运动式智能机器人本体机构由机器人监测与控制执行子系统控制。
[0023]如图2的工艺过程，将纤维缠绕、灌胶、模压和脱模工序实现智能机器人控制操作，最终实现玻璃钢格栅的自动化化生产。
[0024]如图3和图4所示，机架6在玻璃钢格栅的生产装备的底部支撑；同步液压支撑与移动机构由支撑脚7和4个液压缸4组成，并安装在机架6上；栅格式铸塑模具2采用同步液压支撑与移动机构(支撑脚7和液压缸4)支撑，在导向机构5的配合下完成上模与脱模工序，并采用矩阵式凸台和栅格空间结构；3D坐标运动式智能机器人本体机构包括机器人基座、机器人驱动机构、机器人传动机构、机器人执行机构，机器人基座10安装在Y向导轨11上，机器人基座10沿Y向横向移动，Y向导轨安装在X向导轨9上并做纵向移动，工作台通过伺服电机I和12驱动实现；导轨的直线运动靠滚珠丝杠8和13带动十字交叉滚子导轨来实现；机器人执行机构3安装在机器人基座10上，机器人执行机构3有三套执行机构分别来完成玻璃钢格栅成型过程中的不同工序。
[0025]玻璃纤维自动缠绕执行机构如图5所示，玻璃纤维团16上的玻璃纤维通过张力器15的作用保持一定的拉紧力，再经过安装在机器人底座10上的绕丝嘴14，按照图6所示的控制流程图，机器人底座10在X和Y向导轨的横纵向移动中实现玻璃纤维的自动缠绕。
[0026]灌胶执行机构如图7所示。支撑架17与机器人基座10采用螺纹连接，滚筒18靠电机M驱动做旋转运动，滚筒18上设有多列能控制闭合的小孔，工作时，电机旋转并打开孔，在机器人基座10的横纵向移动中实现自动灌胶。
[0027]模压机构为矩阵式振动模压执行机构。机器人基座10上更换矩阵式振动模压执行机构，实现对玻璃钢格栅成型的自动模压工序。
[0028]脱模。同步液压支撑与移动机构由支撑脚7和4个双向液压缸4组成，对液压缸的上下移动控制并且栅格式铸塑模具2在导向机构5的共同作用下实现上模和脱模工序，最后形成如图1所不的广品。
[0029]机器人监测与控制执行子系统如图9所示，PLC顺序控制模块控制事件的先后顺序；图像监控与处理模块完成系统作业过程的图像监控；数据采集模块、运动控制模块和强电控制模块相互协调，通过对实时数据进行采集，实现执行机构的轨迹运动控制和电压转换，并对机器人加工轨迹和生产数据实时监控；系统管理和协调模块用于控制和协调整个控制系统的执行，实现与分布式管理系统的数据交换。
[0030]不难发现，本实用新型采用智能机器人控制技术，能有效实现优质玻璃钢格栅的自动化化生产，大大减少工人劳动强度，提高设备作业率和劳动生产率，在降低生产成本、提高产品质量和改善劳动强度上，显著提升了企业的竞争能力。
【权利要求】
1.一种新型复合材料格栅自动成型装置，包括机架(6)，其特征在于，所述机架(6)上安装有液压缸(4)和支撑脚(7);所述液压缸(4)和支撑脚(7)上放置有栅格式铸塑模具(2);所述栅格式铸塑模具(2)两侧设有用于完成上模和脱模的导向机构(5);所述栅格式铸塑模具(2)上方设置有3D坐标运动式智能机器人本体机构；所述3D坐标运动式智能机器人本体机构包括机器人基座(10)，所述机器人基座(10)安装在第一导轨(11)上，并能沿第一导轨(11)移动，所述第一导轨(11)安装在第二导轨(9)上，并能沿第二导轨(9)移动，所述第一导轨(11)和第二导轨(9)相互垂直；所述第一导轨(11)和第二导轨(9)通过各自的驱动机构实现运动；所述机器人基座(10)上安装有机器人执行机构(3)。
2.根据权利要求1所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述3D坐标运动式智能机器人本体机构由机器人监测与控制执行子系统控制。
3.根据权利要求1所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述驱动机构包括电机(1，12)和丝杠(8，13)，所述第一导轨(11)和第二导轨(9)的直线运动通过电机(1,12)驱动丝杠(8，13)带动实现。
4.根据权利要求1所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述机器人执行机构(3)包括纤维缠绕机构、灌胶机构和模压机构。
5.根据权利要求4所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述纤维缠绕机构包括绕丝嘴(14)和张力器(15)，所述绕丝嘴(14)安装在机器人基座(10)的侧面，玻璃纤维团(16)上的玻璃纤维通过张力器(15)绕在所述绕丝嘴(14)上。
6.根据权利要求4所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述灌胶机构包括支撑架(17)和滚筒(18)，所述支撑架(17)通过螺纹连接的方式安装在机器人基座(10)上，所述滚筒(18)设置在支撑架(17)上，并由电机控制做旋转运动；所述滚筒(18)上设有多列能够控制闭合的孔。
7.根据权利要求4所述的新型复合材料格栅自动成型装置，其特征在于，所述模压机构为矩阵式振动模压执行机构。
【文档编号】B29C70/34GK203449613SQ201320493460
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】闫如忠, 纪正江, 闫夙, 祝贺, 林宇超, 刘振通, 王建康 申请人:东华大学