CN109968156A - 一种纤维制品自动化综合工作台及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纤维制品自动化综合工作台及其运行方法，包括工作机器人以及围绕工作机器人设置的打磨箱、烘箱、喷漆箱、产品周转台，其中，工作机器人的末端执行器能够装夹待加工件并按预设的轨迹进行移动；打磨箱面向工作机器人的一侧敞口设置，打磨箱的内壁上安装有组合切割组件、砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件以及精抛光组件，且砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件的功能执行器均可相对于打磨箱的内壁方向伸出以使用或回缩收起。其技术方案将多道后处理工序集成在一个工作台面上，能有效防止碳纤维灰尘污染环境，有很好的社会效益和经济效益。

Description

一种纤维制品自动化综合工作台及其运行方法

技术领域

本发明涉及树脂连续纤维成型后处理领域，尤其涉及一种纤维制品自动化综合工作台。

背景技术

目前树脂连续纤维成型后处理工序多，碳纤维灰尘污染环境，对操作工人身体健康及设备由于碳灰尘污染引起的设备故障，使得现有技术中对树脂连续纤维成型后的处理较难。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在能够将多道后处理工序集成在一个工作台面上的纤维制品自动化综合工作台及其运行方法，用以克服上述技术缺陷。

具体技术方案如下：

一种纤维制品自动化综合工作台，包括工作机器人以及围绕工作机器人设置的打磨箱、烘箱、喷漆箱、产品周转台，其中，

工作机器人的末端执行器能够装夹待加工件并按预设的轨迹进行移动；

打磨箱面向工作机器人的一侧敞口设置，打磨箱的内壁上安装有组合切割组件、砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件以及精抛光组件，且砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件的功能执行器均可相对于打磨箱的内壁方向伸出以使用或回缩收起。

较佳的，工作机器人包括底座、安装于底座上的机械手臂以及安装于机械手臂上的末端执行器；

末端执行器包括连接于机械手臂末端的外侧框、安装于外侧框内的底框、安装于底框表面上的工作台框架、以及阵列布置于工作台框架上的多个夹持立柱，且每一夹持立柱均可伸出至工作台框架的表面或回缩入工作台框架内并固定在工作台框架上。

较佳的，砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件均包括固装于打磨箱的箱体内壁上的固定支架、铰接于固定支架上的活动支架、固装于活动支架远离固定支架一端的功能执行器、固装于打磨箱的箱体内壁上的控制气缸，且控制气缸的活塞杆头端与活动支架相铰接。

较佳的，砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件依次布置于打磨箱面向工作机器人一侧的内壁上。

较佳的，组合切割组件包括固装于打磨箱的内侧壁上的连接支架、固装于连接支架上的切割电机、套装于切割电机的输出轴上的切割刀片。

较佳的，精抛光组件包括固装于打磨箱的内侧壁上的安装支架、固装于安装支架上的活动电机支架、安装于活动电机支架上的抛光电机、安装于活动电机支架上的精抛光头，且抛光电机的输出轴上套装有传动轮，传动轮通过皮带传动连接精抛光头。

较佳的，组合切割组件和精抛光组件分别设置于打磨箱内的左右两侧的内壁上。

较佳的，打磨箱的箱体上还安装有负压装置,水槽装置，冲水冷却装置及出水阀。

较佳的，还包括控制箱，工作机器人、控制气缸、功能执行器、切割电机、抛光电机分别与控制箱相电连，且控制箱内设有PLC控制器。

本发明还提供了上述纤维制品自动化综合工作台的运行方法，包括步骤：

步骤a，调整工作机器人的末端执行器，通过调节夹持立柱在工作台框架上形成与待加工件形状相配的结构并夹持待加工件；

步骤b，组合切割组件运行，末端执行器按预设轨迹带着待加工件进行切边或打孔作业；

步骤c，组合切割组件停止运行，砂带粗打磨组件、砂带细打磨组件、圆形细打磨组件、圆形精打磨组件依次弹出运行并在完成作业后回缩，由末端执行器夹持并按预设轨迹移动待加工件依次进行各项工作；

步骤d，启动精抛光组件的精抛光头工作，末端执行器带着待加工件按预设的轨迹进行精抛光工作；

步骤e，待完成精抛光工作后，启动安装在箱体上的出水阀，末端执行器带着待加工件按预设的轨迹完成水洗步骤；

步骤f，末端执行器按预设的轨迹移动依次将待加工件送入烘箱进行烘干操作、送入喷漆箱内进行喷漆操作，最后移送至产品周转台上。

上述技术方案的有益效果在于：

将多道后处理工序集成在一个工作台面上，并能有效的防止碳纤维灰尘污染环境，对操作工人身体健康及由于碳灰尘污染引起的设备故障有了很好的保障，有很好的社会效益和经济效益，克服了树脂连续纤维成型后处理中现有技术的不足。

附图说明

图1为本发明纤维制品自动化综合工作台的立体图；

图2为本发明纤维制品自动化综合工作台另一视角的立体图；

图3为本发明纤维制品自动化综合工作台的俯视图；

图4为本发明纤维制品自动化综合工作台中工作机器人的立体图；

图5为本发明纤维制品自动化综合工作台中打磨箱的立体图；

图6为本发明纤维制品自动化综合工作台中打磨箱内的各部件的立体图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至6对本发明提供的纤维制品自动化综合工作台作具体阐述。

参阅图1和图2，为纤维制品自动化综合工作台的立体图；结合图3，为纤维制品自动化综合工作台的俯视图；以及图4，为纤维制品自动化综合工作台中工作机器人的立体图；以及图5，为纤维制品自动化综合工作台中打磨箱的立体图；以及图6，为纤维制品自动化综合工作台中打磨箱内的各部件的立体图。

如图1至图6中所示，本发明提供的纤维制品自动化综合工作台包括工作机器人2以及围绕工作机器人2设置的打磨箱1、烘箱3、喷漆箱4、产品周转台5，其中，工作机器人2的末端执行器8能够装夹待加工件并按预设的轨迹进行移动；打磨箱1面向工作机器人2的一侧敞口设置，且打磨箱1的内壁上安装有组合切割组件11、砂带粗打磨组件12、砂带细打磨组件13、圆形细打磨组件14、圆形精打磨组件15以及精抛光组件16，且砂带粗打磨组件12、砂带细打磨组件13、圆形细打磨组件14、圆形精打磨组件15的功能执行器均可相对于打磨箱1的内壁方向伸出以使用或回缩收起。

在一种优选的实施方式中，具体如图4中所示，工作机器人2包括底座21、安装于底座21上的机械手臂22以及安装于机械手臂22上的末端执行器8，且末端执行器8包括连接于机械手臂22末端的外侧框81、安装于外侧框81内的底框82、安装于底框82表面上的工作台框架83、以及阵列布置于工作台框架83上的多个夹持立柱84，每一夹持立柱84均可伸出至工作台框架83的表面或回缩入工作台框架83内并固定在工作台框架83上。具体的，在工作台框架83表面开设槽孔或螺孔，以卡接或螺接的方式实现夹持立柱84相对于工作台框架83表面上下移动及固定的效果。具体使用中，待加工产品一般呈弧形，针对于不易于夹持的问题，本实施例的末端执行器8可通过将部分位置的夹持立柱84摁入或旋入工作台框架83内以形成与待加工产品相配的外形凹陷区，以方便的夹持待加工件，方便可靠且易于实现。此外，机械手臂22的驱动方式与现有机器人手臂的驱动方式相同，基本都是通过在关节部位加装电机和/或电动推杆和/或气缸实现，为本领域技术人员易于理解的方式，非本发明所要展现的创新点，故这里省略赘述。

在一种优选的实施方式中，具体如图1、图3、图5以及图6中所示，砂带粗打磨组件12、砂带细打磨组件13、圆形细打磨组件14、圆形精打磨组件15均包括固装于打磨箱1的箱体内壁上的固定支架6、铰接于固定支架6上的活动支架7、固装于活动支架7远离固定支架6一端的功能执行器、固装于箱体内壁上的控制气缸(图中未示出)，且控制气缸的活塞杆头端与活动支架7相铰接，从而能够实现各组件的功能执行器均能按需要伸出使用或回缩收容至打磨箱1的内壁上。各组件的区别在于，砂带粗打磨组件12的功能执行器为粗打磨砂带机121，砂带细打磨组件13的功能执行器为细打磨砂带机131，两者区别主要在于砂带的选择上，圆形细打磨组件14的功能执行器为圆形细打磨头141，圆形精打磨组件15的功能执行器为圆形精打磨头151，两者的区别主要在于磨头的选择上。进一步的，砂带粗打磨组件12、砂带细打磨组件13、圆形细打磨组件14、圆形精打磨组件15依次布置于打磨箱1面向工作机器人2一侧的内壁上。

作为进一步的优选实施方式，组合切割组件11包括固装于打磨箱1的内侧壁上的连接支架111、固装于连接支架111上的切割电机112、套装于切割电机112的输出轴上的切割刀片113。进一步的，精抛光组件16包括固装于打磨箱1的内侧壁上的安装支架161、固装于安装支架161上的活动电机支架162、安装于活动电机支架162上的抛光电机163、安装于活动电机支架162上的精抛光头164，且抛光电机163的输出轴上套装有传动轮165，传动轮165通过皮带传动连接精抛光头164，以实现驱动功能。进一步的，组合切割组件11和精抛光组件16分别设置于打磨箱1内的左右两侧的内壁上。

在一种优选的实施方式中，具体如图2和图3中所示，打磨箱1的箱体上还安装有出水阀17，用以进行对待加工件进行水洗的操作。进一步的，纤维制品自动化综合工作台还包括控制箱(图中未示出)，且上述的工作机器人2、控制气缸、功能执行器、切割电机112、抛光电机163分别与控制箱相电连，且控制箱内设有PLC控制器，用以控制各元器件的工作状态与运行轨迹。具体使用中，控制气缸可通过加装电磁阀等器件与控制箱电连，各阀门则通过阀门执行器与控制箱电连。此外，本实施例中提及或未提及的其他各元器件均与控制箱相电连，以实现统一控制各部件按预设的运行方式逐步运行的功能，且PLC控制器采用DVP-24ES2等常规类型，均可实现本实施例需求的功能。

作为进一步的优选实施方式，打磨箱内还安装有负压装置,水槽装置，冲水冷却装置，负压装置包括设置在打磨箱上的多个吸附管和连接吸附管的气阀，用以起到对打磨箱内吸尘防止向外扩散粉尘的功能；水槽装置则设置在打磨箱内底面，用以容置使用后的冷却水；冲水冷却装置包括设置在每一组件上的水冷喷头，用以对每一组件运行后进行水冷操作。且上述的负压装置,水槽装置，冲水冷却装置常应用于本领域的切割、打磨及抛光设备中，常应用水冷或油冷方式，故这里省略赘述，且图中省略示出。

作为进一步的优选实施方式，喷漆箱4内中空形成有喷漆室，喷漆箱4内的一侧具有喷枪41，且喷漆室内的底面上设有滤板42。进一步的，烘箱3内可以红外加热或蒸汽加热的方式对加工件进行烘干处理。进一步的，打磨箱1、烘箱3、喷漆箱4以及产品周转台5沿逆时针方向依次排列的设置于工作机器人2的四周，且四者依次互成90度夹角的设置，固装于地面上。

基于上述技术方案，将多道后处理工序集成在一个工作台面上，并能有效的防止碳纤维灰尘污染环境，对操作工人身体健康及由于碳灰尘污染引起的设备故障有了很好的保障，有很好的社会效益和经济效益，克服了树脂连续纤维成型后处理中现有技术的不足。

本发明还提供了上述纤维制品自动化综合工作台的运行方法，包括步骤：

步骤a，调整工作机器人2的末端执行器8，通过调节夹持立柱84在工作台框架83上形成与产品形状相配的结构并夹持待加工件；具体的，夹持立柱84可根据产品形状需要做上下移动调整并固定以装夹待加工件；

步骤b，组合切割组件11运行，末端执行器8按预设轨迹带着待加工件进行切边或打孔作业。具体的，启动组合切割组件11的切割电机112，切割电机112的输出轴上的切割刀片113旋转工作，冲水冷却装置工作,工作机器人2的末端执行器8按预设的轨迹带着待加工件进行切边或打孔作业；

步骤c，组合切割组件11停止运行，砂带粗打磨组件12、砂带细打磨组件13、圆形细打磨组件14、圆形精打磨组件15依次弹出运行并在完成作业后回缩，由末端执行器8夹持并按预设轨迹移动待加工件依次进行各项工作，且各项工作是在在冲水冷却装置工作状态下完成；

具体的，待完成切边或打孔作业后，切割电机112停止运行，由控制气缸推动活动支架7将砂带粗打磨组件12的粗打磨砂带机121以背离打磨箱1内壁的方向弹出，粗打磨砂带机121运行，冲水冷却装置运行,末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹进行粗打磨工作；

待完成粗打磨工作后，控制气缸拉动活动支架7将砂带粗打磨组件12的粗打磨砂带机121以面向打磨箱1内壁的方向收回，另一控制气缸推动活动支架7将砂带细打磨组件13的细打磨砂带机131以背离打磨箱1内壁的方向弹出，细打磨砂带机131运行，冲水冷却装置运行,末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹进行细打磨工作；

待完成细打磨工作后，该控制气缸拉动活动支架7将砂带细打磨组件13的细打磨砂带机131以面向打磨箱1内壁的方向收回，另一控制气缸推动活动支架7将圆形细打磨组件14的圆形细打磨头141以背离打磨箱1内壁的方向弹出，圆形细打磨头141运行，冲水冷却装置运行,末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹进行圆形细打磨工作；

待完成圆形细打磨工作后，该控制气缸拉动活动支架7将圆形细打磨组件14的圆形细打磨头141以面向打磨箱1内壁的方向收回，另一控制气缸推动活动支架7将圆形精打磨组件15的圆形精打磨头151以背离打磨箱1内壁的方向弹出，圆形精打磨头151运行，冲水冷却装置运行,末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹进行圆形精打磨工作；

步骤d，待完成圆形精打磨工作后，该控制气缸拉动活动支架7将圆形精打磨组件15的圆形精打磨头151以面向打磨箱1内壁的方向收回，启动精抛光组件16的精抛光头164工作，冲水冷却装置运行,末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹进行精抛光工作；

步骤e，待完成精抛光工作后，启动安装在箱体上的出水阀17，末端执行器8带着待加工件按预设的轨迹完成水洗步骤；

步骤f，末端执行器8按预设的轨迹移动依次将待加工件送入烘箱3进行烘干操作、送入喷漆箱4内进行喷漆操作，最后移送至产品周转台5上，产品进入下一道工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，包括工作机器人(2)以及围绕所述工作机器人(2)设置的打磨箱(1)、烘箱(3)、喷漆箱(4)、产品周转台(5)，其中，

所述工作机器人(2)的末端执行器(8)能够装夹待加工件并按预设的轨迹进行移动；

所述打磨箱(1)面向所述工作机器人(2)的一侧敞口设置，所述打磨箱(1)的内壁上安装有组合切割组件(11)、砂带粗打磨组件(12)、砂带细打磨组件(13)、圆形细打磨组件(14)、圆形精打磨组件(15)以及精抛光组件(16)，且所述砂带粗打磨组件(12)、砂带细打磨组件(13)、圆形细打磨组件(14)、圆形精打磨组件(15)的功能执行器均可相对于所述打磨箱(1)的内壁方向伸出以使用或回缩收起。

2.如权利要求1所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述工作机器人(2)包括底座(21)、安装于所述底座(21)上的机械手臂(22)以及安装于所述机械手臂(22)上的所述末端执行器(8)；

所述末端执行器(8)包括连接于所述机械手臂(22)末端的外侧框(81)、安装于所述外侧框(81)内的底框(82)、安装于所述底框(82)表面上的工作台框架(83)、以及阵列布置于所述工作台框架(83)上的多个夹持立柱(84)，且每一所述夹持立柱(84)均可伸出至所述工作台框架(83)的表面或回缩入所述工作台框架(83)内并固定在所述工作台框架(83)上。

3.如权利要求1或2所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述砂带粗打磨组件(12)、砂带细打磨组件(13)、圆形细打磨组件(14)、圆形精打磨组件(15)均包括固装于所述打磨箱(1)的箱体内壁上的固定支架(6)、铰接于所述固定支架(6)上的活动支架(7)、固装于所述活动支架(7)远离所述固定支架(6)一端的所述功能执行器、固装于所述打磨箱(1)的箱体内壁上的控制气缸，且所述控制气缸的活塞杆头端与所述活动支架(7)相铰接。

4.如权利要求3所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述砂带粗打磨组件(12)、砂带细打磨组件(13)、圆形细打磨组件(14)、圆形精打磨组件(15)依次布置于所述打磨箱(1)面向所述工作机器人(2)一侧的内壁上。

5.如权利要求4所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述组合切割组件(11)包括固装于所述打磨箱(1)的内侧壁上的连接支架(111)、固装于所述连接支架(111)上的切割电机(112)、套装于所述切割电机(112)的输出轴上的切割刀片(113)。

6.如权利要求5所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述精抛光组件(16)包括固装于所述打磨箱(1)的内侧壁上的安装支架(161)、固装于所述安装支架(161)上的活动电机支架(162)、安装于所述活动电机支架(162)上的抛光电机(163)、安装于所述活动电机支架(162)上的精抛光头(164)，且所述抛光电机(163)的输出轴上套装有传动轮(165)，所述传动轮(165)通过皮带传动连接所述精抛光头(164)。

7.如权利要求6所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述组合切割组件(11)和精抛光组件(16)分别设置于所述打磨箱(1)内的左右两侧的内壁上。

8.如权利要求7所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，所述打磨箱(1)的箱体上还安装有出水阀(17)。

9.如权利要求8所述的纤维制品自动化综合工作台，其特征在于，还包括控制箱，所述工作机器人(2)、控制气缸、功能执行器、切割电机(112)、抛光电机(163)分别与所述控制箱相电连，且所述控制箱内设有PLC控制器。

10.如上述权利要求1-9任一项所述的纤维制品自动化综合工作台的运行方法，其特征在于，包括步骤：

步骤a，调整工作机器人(2)的末端执行器(8)，通过调节夹持立柱(84)在工作台框架(83)上形成与待加工件形状相配的结构并夹持待加工件；

步骤b，组合切割组件(11)运行，末端执行器(8)按预设轨迹带着待加工件进行切边或打孔作业；

步骤c，组合切割组件(11)停止运行，砂带粗打磨组件(12)、砂带细打磨组件(13)、圆形细打磨组件(14)、圆形精打磨组件(15)依次弹出运行并在完成作业后回缩，由末端执行器(8)夹持并按预设轨迹移动待加工件依次进行各项工作；

步骤d，启动精抛光组件(16)的精抛光头(164)工作，末端执行器(8)带着待加工件按预设的轨迹进行精抛光工作；

步骤e，待完成精抛光工作后，启动安装在箱体上的出水阀(17)，末端执行器(8)带着待加工件按预设的轨迹完成水洗步骤；

步骤f，末端执行器(8)按预设的轨迹移动依次将待加工件送入烘箱(3)进行烘干操作、送入喷漆箱(4)内进行喷漆操作，最后移送至产品周转台(5)上。