CN107098146A - 一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法，该碳纤维复合材料生产线的自动转运装置包括行走机构、水平移动轨道、真空吸盘组和工作台；行走机构包括行走底座和机器人；行走底座在水平移动轨道上行走，机器人固定在行走底座上，机器人的自由端安装真空吸盘组，真空吸盘组包括吸盘支架，吸盘支架分成若干列，每列安装至少一个真空吸盘，机器人带动吸盘支架上下翻转和竖直方向移动。该碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法实现对零件的上下两面可选择性吸附并进行上下翻转，灵活性强，保证材料翻转后的平稳性，提高翻转精度，减少翻转和转运所需时间，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。

Description

一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法

技术领域

本发明涉及一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法，属于机械自动化设备技术领域。

背景技术

随着科技的进步，各种碳纤维材料不断涌现，光是在汽车上，内饰、整体框架、燃料罐、座椅加热垫、轮毂、碳纤维汽车方向盘、碳纤维汽车行李箱盖等都可以用碳纤维来制作。碳纤维覆盖了很多行业，而且还在不断扩张中。它给我们的生活带来了更有品质的生活，给我们提供了更舒适、更安全的环境。

碳纤维复合材料生产在生产的过程中，工件需要从一道工序转运到另一道工序，且转运的过程中下一道工序对工件的不同面进行加工，这样就需要对工件进行翻转，以适应不同面的加工，然而工件的有些表面已经加工过就不适宜吸盘对其进行吸附，以防止对已加工的表面进行破坏。

公布号为CN103803324A的中国专利公开了一种板材翻转装置及其翻转方法，包括支座架、承料台、升降装置、吸盘转座、吸盘架、吸盘、水平移动装置，所述升降装置和水平移动装置分别驱动所述吸盘转座竖直和水平运动，所述吸盘转座连接所述吸盘架，所述吸盘架上连接所述吸盘，所述吸盘在静止时保持在吸盘架顶部。它是利用吸盘和工件吸附后重心位置相对于吸盘转座偏心的特点，来实现对工件的180度翻转。该装置存在以下的一些问题：一、该板材翻转装置的承料台为两平行的支架，使得翻转后放置于其上的材料不够平稳；二、该板材翻转装置依靠偏心和重心的作用，通过升降装置和吸盘转座的配合实现材料的翻转，翻转误差大，效率低，装置间的协调繁琐。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法，该碳纤维复合材料生产线的自动转运装置及其转运方法实现对零件的上下两面可选择性吸附并进行上下翻转，灵活性强，保证材料翻转后的平稳性，提高翻转精度，减少翻转和转运所需时间，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。

本发明的技术方案如下：

一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，包括行走机构、水平移动轨道、真空吸盘组和工作台；行走机构包括行走底座和机器人；行走底座在水平移动轨道上行走，机器人固定在行走底座上，机器人的自由端安装真空吸盘组，真空吸盘组包括吸盘支架，吸盘支架分成若干列，每列安装至少一个真空吸盘，机器人带动吸盘支架上下翻转和竖直方向移动。

其中，所述工作台面对机器人的侧面上设置有供吸盘支架上下运动的通道，通道的宽度大于真空吸盘的宽度且通道的深度大于真空吸盘的高度。

其中，所述真空吸盘的吸嘴以吸盘支架为对称轴上下对称设置。

其中，所述行走底座包括驱动机构以及检测实时位置的传感器，所述驱动机构驱动行走底座在水平移动轨道上行走。

其中，所述驱动机构是伺服电机；所述传感器是一种与伺服电机相连接的编码器。

其中，所述水平移动轨道设置有编码器的校正装置。

其中，所述校正装置是为作为编码器的零位的机械挡块。

其中，所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，还包括存储装置，存储装置存储机器人的动作和停留位置等参数、接受传感器的反馈信息并且控制机器人的动作。

其中，所述机器人包括依次顺序连接的转盘、第一机械臂、第二机械臂和旋转关节，转盘设置于行走底座上，第一机械臂下端与转盘转动副连接，第一机械臂上端与第二机械臂一端转动副连接，第二机械臂另一端与旋转关节固定连接，旋转关节的转动部与吸盘支架固定连接。

一种碳纤维复合材料生产线的自动转运方法，包括上述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其步骤如下：

S1、所转运的零件放置于工作台上；

S2、驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，转盘转动，使得吸盘支架朝向工作台，机器人带动吸盘支架竖直方向移动；

S3、吸盘支架进入通道内，真空吸盘对零件的下表面进行吸附或是吸盘支架移动至工作台的上方，真空吸盘对零件的上表面进行吸附；

S4、吸附后，机器人带动零件翻转一百八十度；

S5、驱动机构驱动行走底座沿着水平移动轨道移动，带动机器人将翻转后的零件转运至下一道工序。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明实现对零件的上下两面可选择性吸附并进行上下翻转，灵活性强，保证材料翻转后的平稳性，提高翻转精度，减少翻转和转运所需时间，有效提高碳纤维复合材料生产线的生产效率。

2、本发明的工作台的特殊的通道设置，吸盘支架的列数与通道相配合，方便真空吸盘移至零件下表面进行吸附，实用性强。

3、本发明的机器人方便对吸盘支架进行翻转以及竖直方向的移动，无需翻转和竖直方向的移动的实时配合，使得反应更灵敏，翻转更快速，并且翻转后定位准确。

4、本发明的行走底座沿着水平移动轨道移动，机器人设置于行走底座上，真空吸盘吸附了零件后，方便对零件进行转运。

5、本发明设置有机械挡块作为校正装置，方便位置的确定。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2的工作台上放置了零件的沿A-A线的剖视图；

图4为机器人的结构示意图。

图中附图标记表示为：

1-行走机构、11-行走底座、12-机器人、120-转盘、121-第一机械臂、122-第二机械臂、123-旋转关节、2-水平移动轨道、3-真空吸盘组、31-吸盘支架、32-真空吸盘、4-工作台、41-通道、5-机械挡块、100-零件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1-3，一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，包括行走机构1、水平移动轨道2、真空吸盘组3和工作台4；行走机构1包括行走底座11和机器人12；行走底座11在水平移动轨道2上行走，机器人12固定在行走底座11上，机器人12的自由端安装真空吸盘组3，真空吸盘组3包括吸盘支架31，吸盘支架31分成若干列，每列安装至少一个真空吸盘32，真空吸盘32的吸嘴以吸盘支架31为对称轴上下对称设置，机器人12带动吸盘支架31上下翻转和竖直方向移动；工作台4的形状与所转运的零件100相贴合，工作台4面对机器人12的侧面上设置有供吸盘支架31上下运动的通道41，通道41的宽度大于真空吸盘32的宽度且通道41的深度大于真空吸盘32的高度。所转运的零件100需要翻转时可以先放在工作台4上，真空吸盘组3在零件100上方的时候不会有干涉；真空吸盘组3在零件100下方的时候，吸盘支架31的每个列都进入工作台4对应的通道41中，因此也不会干涉。这样，可以通过直接翻转吸盘支架31，就可以实现零件100的翻转，缩短了翻转零件100时间，提高了工作效率。

参见图1，所述行走底座11包括驱动机构以及检测实时位置的传感器，所述驱动机构驱动行走底座11在水平移动轨道2上行走。

参见图1，所述驱动机构是伺服电机。

参见图1，所述传感器是一种与伺服电机相连接的编码器。

参见图1，所述水平移动轨道2设置有编码器的校正装置，校正装置是为作为编码器的零位的机械挡块5。

参见图1，所述碳纤维复合材料生产线的自动转运装置还包括存储装置，存储装置存储机器人12的动作和停留位置等参数，机器人12在水平移动轨道2上行走，并将检测实时位置的传感器的读数以及机器人12的动作与运算于存储装置中存有的机器人12的动作和停留位置等参数做比较，根据比较的结果，反馈到机器人12，控制机器人12的动作，在某个设定的停留位置完成特定的动作。

参见图4，所述机器人12包括依次顺序连接的转盘120、第一机械臂121、第二机械臂122和旋转关节123，转盘120设置于行走底座11上，第一机械臂121下端与转盘120转动副连接，第一机械臂121上端与第二机械臂122一端转动副连接，第二机械臂122另一端与旋转关节123固定连接，旋转关节123的转动部与吸盘支架31固定连接。

一种碳纤维复合材料生产线的自动转运方法，基于上述碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其步骤如下：

S1、所转运的零件100放置于工作台4上；

S2、驱动机构驱动行走底座11沿着水平移动轨道2移动，转盘120转动，使得吸盘支架31朝向工作台4，机器人12带动吸盘支架31竖直方向移动；

S3、吸盘支架31进入通道41内，真空吸盘32对零件100的下表面进行吸附或是吸盘支架3移动至工作台4的上方，真空吸盘32对零件100的上表面进行吸附；

S4、吸附后，机器人12带动零件100翻转一百八十度；

S5、驱动机构驱动行走底座11沿着水平移动轨道2移动，带动机器人12将翻转后的零件100转运至下一道工序。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：包括行走机构（1）、水平移动轨道（2）、真空吸盘组（3）和工作台（4）；行走机构（1）包括行走底座（11）和机器人（12）；行走底座（11）在水平移动轨道（2）上行走，机器人（12）固定在行走底座（11）上，机器人（12）的自由端安装真空吸盘组（3），真空吸盘组（3）包括吸盘支架（31），吸盘支架（31）分成若干列，每列安装至少一个真空吸盘（32），机器人（12）带动吸盘支架（31）上下翻转和竖直方向移动。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述工作台（4）面对机器人（12）的侧面上设置有供吸盘支架（31）上下运动的通道（41），通道（41）的宽度大于真空吸盘（32）的宽度且通道（41）的深度大于真空吸盘（32）的高度。

3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述真空吸盘（32）的吸嘴以吸盘支架（31）为对称轴上下对称设置。

4.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述行走底座（11）包括驱动机构以及检测实时位置的传感器，所述驱动机构驱动行走底座（11）在水平移动轨道（2）上行走。

5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述驱动机构是伺服电机；所述传感器是一种与伺服电机相连接的编码器。

6.根据权利要求5所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述水平移动轨道（2）设置有编码器的校正装置。

7.根据权利要求6所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述校正装置是为作为编码器的零位的机械挡块（5）。

8.根据权利要求7所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：还包括存储装置，存储装置存储机器人（12）的动作和停留位置等参数、接受传感器的反馈信息并且控制机器人（12）的动作。

9.根据权利要求2-8中任一权利要求所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其特征在于：所述机器人（12）包括依次顺序连接的转盘（120）、第一机械臂（121）、第二机械臂（122）和旋转关节（123），转盘（120）设置于行走底座（11）上，第一机械臂（121）下端与转盘（120）转动副连接，第一机械臂（121）上端与第二机械臂（122）一端转动副连接，第二机械臂（122）另一端与旋转关节（123）固定连接，旋转关节（123）的转动部与吸盘支架（31）固定连接。

10.一种碳纤维复合材料生产线的自动转运方法，其特征在于：包括如权利要求2-9中任一权利要求所述的碳纤维复合材料生产线的自动转运装置，其步骤如下：

S1、所转运的零件（100）放置于工作台（4）上；

S2、驱动机构驱动行走底座（11）沿着水平移动轨道（2）移动，转盘（120）转动，使得吸盘支架（31）朝向工作台（4），机器人（12）带动吸盘支架（31）竖直方向移动；

S3、吸盘支架（31）进入通道（41）内，真空吸盘（32）对零件（100）的下表面进行吸附或是吸盘支架（3）移动至工作台（4）的上方，真空吸盘（32）对零件（100）的上表面进行吸附；

S4、吸附后，机器人（12）带动零件（100）翻转一百八十度；

S5、驱动机构驱动行走底座（11）沿着水平移动轨道（2）移动，带动机器人（12）将翻转后的零件（100）转运至下一道工序。