CN112045748B - 航天器热控多层的自动化制造生产线 - Google Patents

航天器热控多层的自动化制造生产线 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种航天器热控多层的自动化制造生产线，包括铺缝一体化单元、转载定位单元、数控裁剪单元和接地线量化铆接单元，所述铺缝一体化单元用于对芯料进行自动铺设和仿形缝制，所述转载定位单元用于将缝制好的芯料转移定位至多功能数控裁剪单元，所述数控裁剪单元用于将芯料自动裁剪成预设的形状，将表面膜裁剪成与芯料相匹配的形状，所述接地线量化铆接单元用于热控多层上的接地线的自动铆接固定。自动化立体存取单元、自动化立体存取单元、铺缝一体化单元、多功能数控裁剪单元和接地线量化铆接单元相互协作替代了手工作业，使得热控多层制造效率提高，质量一致性改善。

Description

航天器热控多层的自动化制造生产线
技术领域
本发明一般涉及航天器热控多层制作领域，尤其涉及一种航天器热控多层的自动化制造生产线。
背景技术
热控多层是航天器上的一类柔性产品，安装在航天器及设备表面，它直接影响到航天器的温度控制及在轨运行效果。根据航天器外形、尺寸的不同，需要设计、制造不同形状、不同层数的热控多层。面对各类复杂航天器的研制，以空间复杂曲面为代表的热控多层制造数量和难度不断增加。传统的下料、铺料、缝制、取样、画线、裁剪的纯手工制造模式，严重影响了航天器热控多层制造的精确度、生产效率和质量一致性水平，是航天器研制过程中亟待解决的难题之一。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种航天器热控多层的自动化制造生产线，将手工制造模式转变为自动化制造模式，提升了热控多层制造效率，制造精确度以及质量一致性水平。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种航天器热控多层的自动化制造生产线，包括铺缝一体化单元、转载定位单元、数控裁剪单元和接地线量化铆接单元，所述铺缝一体化单元用于对芯料进行自动铺设和仿形缝制，所述转载定位单元用于将缝制好的芯料转移定位至多功能数控裁剪单元，所述数控裁剪单元用于将芯料自动裁剪成预设的形状，将表面膜裁剪成与芯料相匹配的形状，所述接地线量化铆接单元用于热控多层上的接地线的自动铆接固定。
在一个实施例中,铺缝一体化单元包括铺料模块、缝制模块和安装机架,所述铺料模块用于多层芯料的自动铺设，所述缝制模块用于铺设完成的多层芯料的仿形缝制，所述安装机架支撑所述铺料模块和所述缝制模块，所述铺料模块和所述缝制模块在所述安装机架上沿Y向移动，所述安装机架上安装有夹料机构，夹料机构用于固定多层芯料，实现在仿形缝制过程中芯料的位置固定。
在一个实施例中,所述夹料机构包括第一驱动气缸、齿条、夹布转轴、齿轮、夹布梁、下夹板和上夹板，所述夹布梁和所述第一驱动气缸分别设于所述齿条两端，所述上夹板安装于所述夹布梁上，所述下夹板与所述下夹板一端铰接，所述齿轮转动连接于所述夹布转轴上，所述齿轮分别与所述齿条和所述下夹板的下端面啮合，所述第一驱动气缸与所述齿条固连，所述下夹板的下端面为斜面，以使得所述齿轮转动时所述下夹板的一端绕所述上夹板的一端转动。
在一个实施例中,所述铺料模块包括张力控制装置、拉料装置和裁剪装置，所述张力控制装置实现材料在自动铺设过程中的张力控制，所述拉料装置夹持原材料在安装机架上行走到设定的位置，所述裁剪装置将原材料在出料口处裁断；所述缝制模块包括缝制鞍架和缝制机头，缝制鞍架实现缝制机头在缝制平面内X向的精确移动，缝制机头实现垂直于缝制平面的Z向运动，以及缝制步长的控制。
在一个实施例中，所述张力控制装置包括送料机构、张紧机构、传感器及固定座，所述送料机构与所述张紧机构位于所述固定座的同一表面且相距设置，所述送料机构包括至少一个缠绕隔热材料的料轴，通过所述料轴的转动，输出所述隔热材料；所述张紧机构用于控制所述隔热材料的张紧程度；所述传感器用于实时检测内所述隔热材料的输出量；在工作时，所述隔热材料的输出方向与所述隔热材料通过所述张紧机构时的方向相同。
在一个实施例中，转载定位单元包括横梁式夹具和传动机构，所述横梁式夹具用于夹住芯料入料端，芯料端面与夹具平行，所述传动机构上具有固定夹具的安装槽，通过设定转载距离或位置，将芯料转载至多功能数控裁剪单元指定位置。
在一个实施例中，接地线量化铆接单元包括固定机架以及设于所述固定机架上的铆钉送料单元和执行单元；所述铆钉送料单元包括铆钉储罐、铆钉送料机构及下料流道，所述铆钉储罐能够旋转将放置其中的铆钉逐一排出，所述铆钉送料机构用于将排出的铆钉逐一送至所述下料流道入口，铆钉自动沿所述下料流道滑至底部的铆接位置；所述执行单元包括冲孔机构和铆接机构，所述冲孔机构和所述铆接机构共用第二驱动气缸作为动力，所述冲孔机构用于完成热控多层的冲孔加工，铆接机构用于铆钉、接地线和热控多层的铆接固定。
在一个实施例中，所述冲孔机构包括冲孔冲头和冲孔底座，通过所述冲孔冲头与所述冲孔底座的圆孔配合完成热控多层用接地线的铆接孔加工；所述铆接机构包括铆接冲头和铆接底座，所述铆接底座用于定位接地线、热控多层和垫片，所述铆接冲头下冲过程中自动穿过所述下料流道底部的铆钉和铆接底座上的接地组件、热控多层和垫片，完成铆钉翻边铆接。
在一个实施例中，接地线量化铆接单元还包括监控单元，所述监控单元包括控制面板、图像采集装置和压力测量装置，所述图像采集装置包括摄像头，所述摄像头用于监控操作位置的状态，当有异物位于安全范围内，则无法进行冲孔或铆接操作，所述压力测量装置包括设于所述第二驱动气缸下方的压力传感器，所述压力传感器实时测量冲孔力和铆接力，当所述铆接力达到预设值时，停止铆接冲头下压动作完成铆接，所述控制面板用于获取所述压力传感器采集的测量信息，并根据所述测量信息绘制所述冲孔力和所述铆接力的曲线，自动记录每次所述冲孔力和所述铆接力的最大值。
在一个实施例中，自动化制造生产线还包括自动化立体存取单元，所述自动化立体存取单元用于热控多层的原材料和制成品的自动存取。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
根据本申请实施例提供的技术方案提出了一种航天器热控多层的自动化制造生产线，包括铺缝一体化单元、转载定位单元、数控裁剪单元和接地线量化铆接单元，所述铺缝一体化单元用于对芯料进行自动铺设和仿形缝制，所述转载定位单元用于将缝制好的芯料转移定位至多功能数控裁剪单元，所述数控裁剪单元用于将芯料自动裁剪成预设的形状，将表面膜裁剪成与芯料相匹配的形状，所述接地线量化铆接单元用于热控多层上的接地线的自动铆接固定。自动化立体存取单元、自动化立体存取单元、铺缝一体化单元、多功能数控裁剪单元和接地线量化铆接单元相互协作替代了手工作业，使得热控多层制造效率提高，质量一致性改善。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明实施例航天器热控多层的自动化制造生产线的结构示意图；
图2是本发明实施例铺缝一体化单元的结构示意图；
图3是本发明实施例铺料模块的结构示意图；
图4是本发明实施例缝制模块的结构示意图；
图5是本发明实施例夹料机构的结构示意图；
图6是本发明实施例转载定位单元一个视角的结构示意图；
图7是本发明实施例转载定位单元另一个视角的结构示意图；
图8是本发明实施例张力控制装置的原理图；
图9是本发明实施例张力控制装置的结构示意图；
图10是本发明实施例接地线量化铆接单元的结构示意图；
图11是本发明实施例安装架及其上设置机构的结构示意图；
图12是本发明实施例铆钉送料单元的结构示意图；
图13是本发明实施例排序机构的结构示意图；
图14是本发明实施例铆钉送料机构的结构示意图；
图15是本发明实施例机台及其上设置机构的结构示意图；
图16是本发明实施例航天器热控多层接地线铆接过程示意图。
图中：1-铺缝一体化单元，11-铺料模块，111-张力控制装置，1111-料轴，1112-第一支撑架，1113-施压件，1114-升降件，1115-第二支撑架，1116-传感器，1117-固定座，1118-隔热材料，1119-料筒，112-拉料装置，113-裁剪装置，12-缝制模块，121-缝制鞍架，122-缝制机头，13-安装机架，14-夹料机构，141-第一驱动气缸，142-齿条，143-夹布转轴，144-齿轮，145-夹布梁，146-下夹板，147-上夹板，2-转载定位单元，21-横梁式夹具，211-安装槽，22-传动机构，3-数控裁剪单元，4-接地线量化铆接单元，41-铆钉送料单元，411-铆钉储罐，4111-振动盘，4112-螺旋形轨道，41121-进料端，41122-出料端，412-下料流道，413-铆钉送料机构，4131-推料气缸，4132-推料抓手，41321-槽，4133-固定件，41331-空腔，41332-接料槽，41333-通孔，42-监控单元，421-图像采集装置，422-压力测量装置，423-控制面板，43-执行单元，431-气缸，432-冲孔冲头，433-铆接底座，434-铆接冲头，435-冲孔底座，44-升降单元，441-电机，442-联轴器，443-第一转换器，444-第一传动杆，445-第二转换器，446-第二传动杆，447-第三转换器，448-支撑支脚，45-固定机架，451-机台，452-安装架，46-铆钉，47-接地线，48-热控多层，49垫片，51-原材料存取模块,52-制成品存取模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如背景技术中提到的，热控多层是航天器上的一类柔性产品，安装在航天器及设备表面，它直接影响到航天器的温度控制及在轨运行效果。根据航天器外形、尺寸的不同，需要设计、制造不同形状、不同层数的热控多层。面对各类复杂航天器的研制，以空间复杂曲面为代表的热控多层制造数量和难度不断增加。传统的下料、铺料、缝制、取样、画线、裁剪的纯手工制造模式，严重影响了航天器热控多层制造的精确度、生产效率和质量一致性水平，是航天器研制过程中亟待解决的难题之一。
因此，如何提高航天器热控多层制造的精确度、生产效率和质量一致性水平将成为本申请的改进方向。本发明的基本构思是其方法是自动化立体存取单元、自动化立体存取单元、铺缝一体化单元、多功能数控裁剪单元和接地线量化铆接单元相互协作替代了手工作业，使得热控多层制造效率提高，质量一致性改善。
如图1至图16所示，其示出了本发明的航天器热控多层的自动化制造生产线。
如图1所示，本发明提供一种航天器热控多层的自动化制造生产线，包括铺缝一体化单元、转载定位单元2、数控裁剪单元3和接地线量化铆接单元4，所述铺缝一体化单元1用于对芯料进行自动铺设和仿形缝制，所述转载定位单元2用于将缝制好的芯料转移定位至多功能数控裁剪单元3，所述数控裁剪单元3用于将芯料自动裁剪成预设的形状，将表面膜裁剪成与芯料相匹配的形状，所述接地线量化铆接单元4用于热控多层上的接地线的自动铆接固定。
另外，自动化制造生产线还包括自动化立体存取单元，所述自动化立体存取单元用于热控多层的原材料和制成品的自动存取。
需要说明的是，铺缝一体化单元1用于5-20层镀铝聚酯膜和涤纶网组成的多层芯料的自动铺设和仿形缝制，缝制精度优于1mm；转载定位单元2的定位精确度优于1mm；数控裁剪单元3的裁剪精度在0.2mm以内；接地线量化铆接单元4的铆接力控制精度优于1N。
在本实施例中，自动化制造生产线还包括处理系统，所述处理系统包括复杂形面热控多层数字化设计单元、电子图纸转换单元、仿形缝制轨迹生成单元、表面膜图形自动生成单元和生产制造管理系统，所述复杂形面热控多层数字化设计单元用于复杂形面热控多层的结构化、参数化设计；所述电子图纸转换单元用于热控多层电子图纸转换为多功能数控裁剪单元3可识别的标准制式；所述仿形缝制轨迹生成单元用于热控多层芯料缝制轨迹的数字化设计；表面膜图形自动生成单元自动生成与热控多层芯料匹配的表面膜图形；热控多层生产制造管理系统用于工艺文件编制、生产监控、数据包生成及物料管理。
需要说明的是，复杂形面热控多层数字化设计单元设计精度优于1mm，仿形缝制轨迹生成单元满足行距30mm-100mm的缝制轨迹参数化自动生成；表面膜图形自动生成单元根据芯料图形的外廓线，可自动进行20mm-40mm的参数化外扩，根据芯料内部开孔的轮廓线，软件可自动进行20mm-40mm的参数化内缩，自动生成与热控多层芯料匹配的表面膜图形。
如图2所示，在本实施例中，铺缝一体化单元1包括铺料模块11、缝制模块12和安装机架13,所述铺料模块11用于多层芯料的自动铺设，所述缝制模块12用于铺设完成的多层芯料的仿形缝制，所述安装机架13支撑所述铺料模块11和所述缝制模块12，所述铺料模块11和所述缝制模块12在所述安装机架13上沿Y向移动，所述安装机架13上安装有夹料机构14，夹料机构14用于固定多层芯料，实现在仿形缝制过程中芯料的位置固定。
如图3至图5所示，具体地，所述夹料机构14包括第一驱动气缸141、齿条142、夹布转轴143、齿轮144、夹布梁145、下夹板146和上夹板147，所述夹布梁145和所述第一驱动气缸141分别设于所述齿条142两端，所述上夹板147安装于所述夹布梁145上，所述下夹板146与所述下夹板146一端铰接，所述齿轮144转动连接于所述夹布转轴143上，所述齿轮144分别与所述齿条142和所述下夹板146的下端面啮合，所述第一驱动气缸141与所述齿条142固连，所述下夹板146的下端面为斜面，以使得所述齿轮144转动时所述下夹板146的一端绕所述上夹板147的一端转动。其中，夹料机构14采用气动开合方式，分为左、右两个，单侧夹持宽度30mm。
具体地，所述铺料模块11包括张力控制装置111、拉料装置112和裁剪装置113，所述张力控制装置111实现材料在自动铺设过程中的张力控制，所述拉料装置112夹持原材料在安装机架13上行走到设定的位置，所述裁剪装置113将原材料在出料口处裁断；所述缝制模块12包括缝制鞍架121和缝制机头122，缝制鞍架121实现缝制机头122在缝制平面内X向的精确移动，缝制机头122实现垂直于缝制平面的Z向运动，以及缝制步长的控制。
拉料装置112用于将送料机构送出的原材料夹持住后，在安装机架13上行走到设定的位置，并在裁断机构裁断原材料后，将原材料松开实现铺设，重复该过程至设定的层数。缝制鞍架121可沿安装机架13上的Y向导轨往复移动，缝制鞍架121上安装有X向导轨，使缝制机头122可沿导轨横向往复移动，缝制机头122实现垂直于缝制平面的Z向运动，以及缝制步长的控制，安装机架13上的夹料机构14将铺设后的芯料夹紧，缝制鞍架121和缝制机头122协同工作完成料芯的缝制。
需要说明的是，拉料距离0-4200mm，拉料最大速度为2m/s，加速度为4mm/s2。缝制鞍架121工作中移动的最大速度为12.5mm/s，加速度为7.8mm/s2。从而实现任意图形1-30mm范围步长的参数化设定缝制，缝制精度优于1mm。
如图8和图9所示，其中所述张力控制装置111包括送料机构、张紧机构、传感器1116及固定座1117。用于航天器的隔热材料1118包括反射层和间隔层，例如一层反射层、一层间隔层及另一层反射层依次从上至下层叠组成一种隔热材料1118，其中，反射层为双面镀铝聚酯膜，间隔层为涤纶网。隔热材料1118敷设或包裹在航天器的外表面，用于保证处于工作状态下的航天器的温度在设计范围内。
送料机构与张紧机构位于固定座1117的同一表面且相距设置，送料机构包括至少一个缠绕隔热材料1118的料轴1111，通过料轴1111的转动，输出隔热材料1118；张紧机构用于控制隔热材料1118的张紧程度；传感器1116用于检测单位时间内隔热材料1118的输出量。送料机构与张紧机构可以均位于固定座1117的上表面，且送料机构与张紧机构相距设置。输出的隔热材料1118可以被拉料装置112(未示出)夹持，输出的隔热材料1118依次通过张紧机构和拉料装置112，张紧机构可以向上顶起或者下压隔热材料1118，实现隔热材料1118的张紧。
送料机构可以包括料轴1111和驱动电机，驱动电机与料轴1111可以通过皮带或链轮连接，驱动电机间接使得料轴1111转动，从而控制隔热材料1118的输出。传感器1116可以位于送料机构的正下方，传感器1116和送料机构分别与该用于航天器隔热材料1118铺设的控制装置的控制系统电连接，若传感器1116获取单位时间内隔热材料1118的输出量大于阈值，即隔热材料1118的输出量大于实际在铺设时使用量，则控制系统控制送料机构动作，使得驱动电机降低转速。反之，若传感器1116获取单位时间内隔热材料1118的输出量小于阈值，则控制系统控制送料机构动作，使得驱动电机提高转速。
定义缠绕于料轴1111的隔热材料1118为料筒1119，料筒1119的半径r随着隔热材料1118的输出逐渐变小。随着料筒1119的半径r变小，通过送料机构与传感器1116的协同配合，使得料轴1111的转动速度逐渐提高，保证单位时间内输出隔热材料1118量与单位时间内铺设隔热材料1118量大致相等，从而实现精确、实时控制隔热材料1118的输出，避免铺设时隔热材料1118拉伸变形或者铺设后隔热材料1118收缩褶皱。张紧机构的设置，进一步避免铺设时隔热材料1118拉伸变形或者铺设后隔热材料1118收缩褶皱，最终实现隔热材料1118的自动化铺设。
建立XY坐标系，X方向与隔热材料1118的传输方向相同，隔热材料1118朝右传输；Y方向竖向向上。在该用于铺设航天器隔热材料1118的控制装置工作时，隔热材料1118从送料机构1输出，且其输出方向相切于料筒1119，该输出方向可以沿X方向斜向上、沿X方向斜向下或者沿X方向水平输出；隔热材料1118通过张紧机构时，且其通过方向可以沿X方向斜向上、沿X方向斜向下或者沿X方向水平。隔热材料1118的输出方向大致沿X方向，隔热材料1118的通过方向大致沿X方向，两者的方向相同。
作为可实现的优选方式，送料机构包括第一支撑架1112和三个料轴1111，该三个料轴1111分别为：第一料轴、第二料轴及第三料轴，各料轴从上往下依次转动连接至第一支撑架1112。第一料轴缠绕双面镀铝聚酯膜，第二料轴缠绕涤纶网，第三料轴缠绕双面镀铝聚酯膜。第一料轴、第二料轴及第三料轴分别对应一个传感器1116和一个驱动电机，实现第一料轴、第二料轴及第三料轴独立控制，有利于精确、实时控制双面镀铝聚酯膜或涤纶网的输出，避免铺设时隔热材料1118拉伸变形或者铺设后隔热材料1118收缩褶皱。
具体地，料轴1111的长度为1.5mˉ1.8m。可以适应幅宽1.5mˉ1.8m的双面镀铝聚酯膜或涤纶网。
作为可实现的优选方式，张紧机构包括第二支撑架1115、至少一个施压件1113及至少一个升降件1114。各升降件1114从上往下依次设置于第二支撑架1115，一个施压件1113至少对应一个升降件1114，且施压件1113连接至升降件1114。施压件1113用于提供作用力于隔热材料1118；升降件1114用于驱动施压件1113沿竖直方向往复运动且锁定施压件1113。施压件1113可以是滚轮、圆杆或者链轮等；升降件1114可以是电动气缸、液压缸或者弹簧平衡器等。根据隔热材料11185的张紧程度，调整升降件1114的行程，实现隔热材料1118处于合适的张紧状态。
具体地，施压件1113为压杆，该压杆的截面为圆形且质量500g。升降件1114为弹簧平衡器。弹簧平衡器借助卷簧积蓄的能量，使所悬挂的操作工具(如压杆)处于无重状态。一个压杆对应两个弹簧平衡器，一个弹簧平衡器悬挂压杆的一端，另一个弹簧平衡器悬挂压杆的另一端，两个弹簧平衡器输出力值相同且同步运动，使得沿竖直方向运动的压杆的轴线始终水平，其中，压杆的轴线与料轴1111的轴线相互平行，使得上述的隔热材料1118的输出方向与隔热材料1118的通过方向相同。
压杆下压于隔热材料1118，压杆与隔热材料1118线接触。在压杆处于工作状态下，压杆处于静平衡，对压杆受力分析，隔热材料1118向上支撑压杆的作用力为F2，卷簧向上拉压杆的作用力为F1，杆件的自重为G，故F1+F2＝G。当隔热材料1118处于松弛状态，F2减小，压杆自动向下运动，至压杆再次下压于隔热材料1118，F1增大至F1a，F2减小至F2a，F1a+F2a＝G，实现隔热材料1118的自动张紧。当隔热材料1118处于过于张紧状态，F2增大，F1减小，压杆自动向上运动，F1减小至F1b，F2增大至F2b，F1a+F2a＝G，实现隔热材料1118的自动松弛，使得隔热材料1118处于适当的张紧状态。上述结构的张紧机构，能够自动调节隔热材料1118的张紧程度，有助于实现隔热材料1118的自动化铺设。
作为可实现的优选方式，传感器1116为光电传感器。如图8所示，光电传感器设置于送料机构的料轴1111的正下方150mmˉ200mm，该光电传感器检测距离长，能够进行10m以上的检测距离；对检测物体的限制少，检测物体可以是木材、塑料、布料或者玻璃等；响应时间短。
作为可实现的优选方式，固定座1117设置有推进气缸。推进气缸具有缸身和相对缸身作往复直线运动的活动端，第一支撑架1112设置于缸身，第二支撑架1115设置于活动端，使得第一支撑架1112与第二支撑架1115之间的间距可以调整，有利于精确、实时控制双面镀铝聚酯膜或涤纶网的输出，避免铺设时隔热材料1118拉伸变形或者铺设后隔热材料1118收缩褶皱。
如图6和图7所示，在本实施例中，转载定位单元2包括横梁式夹具21和传动机构22，所述横梁式夹具21用于夹住芯料入料端，芯料端面与夹具平行，所述传动机构22上具有固定夹具的安装槽211，通过设定转载距离或位置，将芯料转载至多功能数控裁剪单元3指定位置。
在本实施例中，如图10至图16所示，接地线量化铆接单元4包括铆钉送料单元41和执行单元43。所述铆钉送料单元41包括铆钉储罐411、铆钉送料机构413及下料流道412，所述铆钉储罐411能够旋转将放置其中的铆钉46从所述铆钉储罐411的漏口逐一排出，所述铆钉送料机构用于将排出的铆钉逐一送至所述下料流道412入口，铆钉46自动沿所述下料流道412滑至底部的铆接位置。所述执行单元43包括冲孔机构和铆接机构，两者共用第二驱动气缸431作为动力，所述冲孔机构用于完成热控多层的冲孔加工，铆接机构用于铆钉46、接地线47和热控多层48的铆接固定。
所述冲孔机构包括冲孔冲头432和冲孔底座435，通过所述冲孔冲头432与所述冲孔底座435的圆孔配合完成热控多层48用接地线的铆接孔加工；所述铆接机构包括铆接冲头434和铆接底座433，所述铆接底座433用于定位接地线47、热控多层48和垫片49，所述铆接冲头434下冲过程中自动穿过所述下料流道412底部的铆钉46和铆接底座433上的接地组件、热控多层48和垫片49，完成铆钉46翻边铆接。
接地线量化铆接单元4的工作过程分为三种模式，即一直冲孔，一直铆接和冲孔与铆接切换。通过所述气缸431能够平移往返于所述冲孔机构和所述铆接机构实现铆接模式和冲孔铆接的模式切换，所述模式切换的时间＜1s。作为一种可实现方式，冲孔和铆接操作通过脚踏开关实现。铆接过程每消耗一个铆钉46，所述铆钉送料机构会进行铆钉补充；所述铆钉送料机构能设定铆钉的下料数量，当所述下料数量达到设定值，所述铆钉储罐411停止旋转，所述铆钉储罐411的漏口不再排出铆钉。
进一步，接地线量化铆接单元4还包括监控单元42，所述监控单元包括控制面板423、图像采集装置421和压力测量装置422，所述图像采集装置423包括摄像头，所述摄像头用于监控操作位置的状态，当有异物位于安全范围内，则无法进行冲孔或铆接操作，所述压力测量装置422包括设于所述第二驱动气缸431下方的压力传感器，所述压力传感器实时测量冲孔力和铆接力，当所述铆接力达到预设值时，停止铆接冲头434下压动作完成铆接，所述控制面板423用于获取所述压力传感器采集的测量信息，并根据所述测量信息绘制所述冲孔力和所述铆接力的曲线，自动记录每次所述冲孔力和所述铆接力的最大值。需要说明的是，安全范围为以铆接或冲孔部位为中心50mm×50mm的矩形，并可根据铆接或冲孔的切换自动调整安全范围。
铆钉储罐411内设有排序机构，排序机构包括振动盘4111，在振动盘内壁设置有螺旋形轨道4112，螺旋形轨道4112的进料端41121位于振动盘4111的底端，螺旋形轨道4112的出料端41122位于振动盘4111的顶端并延伸出振动盘4111的外侧。
铆钉送料机构413，包括推料气缸4131和推料抓手4132。推料抓手4132固定在推料气缸4131的缸杆上，推料抓手4132开设有用于容纳物料的槽41321。在本方案中，推料气缸4131推动推料抓手4132在螺旋轨道的出料端和下料轨道的进料端之间移动，推料抓手4132接收从螺旋轨道4112的出料端送出的物料送至下料流道412的进料端。
进一步，铆钉送料机构413还包括一个固定件4133，将推料气缸4131于固定件4133固定，固定件内部开设有容纳推料抓手4132的空腔41331，固定件4133开设有与推料抓子的槽相配合的接料槽41332，推料气缸4131带动推料抓于4132在空腔内运动。在本方案中，固定件4133一方面用于固定驱动机构，另一方面对推料抓手起到导向和保护作用。推料抓子和固定件间隙配合，一方面使得结构紧凑，另一方面对推料抓手4132可以起到更好的导向作用。
其中，固定件4133的接料槽41331位于螺旋轨道4112的出料端41122的下方，固定件4133与下料流道412固定连接，固定件4133底部开设有与下料流道412连通的通孔4233，推料抓手4132从螺旋轨道的出料端接收物料后，推料气缸拉动推料抓手132运动，当推料抓手的槽41321运动至通孔41333时，物料从通孔掉下到下料轨道43。
所述固定机架45包括机台451和设于机台451上的安装架452，铆钉储罐411设置在安装架452上，下料流道412与铆钉储罐411连通，送料机构设于铆钉储罐411内。气缸431同样设于安装架452上，能够在安装架452的高度方向上上下移动，铆接底座433和冲孔底座435自上而下设于气缸431下方，铆接底座433设于安装架452上，冲孔底座435设于机台451上。需要说明的是，机台451用于放置电控系统并提供热控多层48操作放置台面，机台451的台面尺寸为950mm×650mm。
在一个实施例中，接地线量化铆接单元4还包括升降单元44，升降单元44设于机台的下方，通过升降单元44驱动自动化制造生产线整体的升降，以适应不同高度的工作工况，可调整起升范围为0-150mm。
所述升降单元44包括动力机构、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构和支撑支脚448，所述第一传动机构的传动方向沿第一方向，所述第二传动机构的传动方向沿第二方向，所述第三传动机构的传动方向沿第三方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直，所述第一方向沿所述动力机构的传输方向，第三方向沿所述支撑支脚48的方向。
具体地，所述动力机构包括电机441和联轴器442，所述第一传动机构包括第一转换器443和第一传动杆444，所述第二传动机构包括第二转换器445和第二传动杆446，所述第三传动机构包括第三转换器447，所述电机441通过所述联轴器442与所述第一转换器443连接，所述第二转换器445通过所述第一传动杆444与所述第二转换器445连接，所述第三转换器447通过所述第二传动杆446与所述第二转换器445连接，所述支撑脚连接于第三转换器447下方。
另外，为了便于整个装置的移动，机台451的下方四个角上分设有一个滚轮，通过滚轮与地面相对转动带动整个装置移动，方便且省力。
为便于对本发明的理解，下面结合实施例中接地线量化铆接单元4的产生过程具体结构，对本发明提供的航天器热控多层用接地线自动铆接过程进行举例说明。
结合本发明各个部件对接地线量化铆接单元4的工作过程进一步说明。利用升降单元44进行接地线量化铆接单元4高度的调整以便达到舒适的操作高度，铆钉送料单元41自动将铆钉输送至铆接位置，将热控多层48接地组件放置于执行单元43的冲孔底座435上，踩踏脚踏开关完成冲孔，执行单元43通过所述气缸431平移至铆接机构切换至铆接模式，将接地组件放置于执行单元43的铆接底座433上，踩踏脚踏开关完成接地组件的穿插铆接。整个过程通过监控单元42进行安全性监控和铆接力的反馈。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，包括铺缝一体化单元、转载定位单元、数控裁剪单元和接地线量化铆接单元，所述铺缝一体化单元用于对芯料进行自动铺设和仿形缝制，所述转载定位单元用于将缝制好的芯料转移定位至多功能数控裁剪单元，所述数控裁剪单元用于将芯料自动裁剪成预设的形状，将表面膜裁剪成与芯料相匹配的形状，所述接地线量化铆接单元用于热控多层上的接地线的自动铆接固定；
所述铺缝一体化单元包括铺料模块、缝制模块和安装机架 , 所述铺料模块用于多层芯料的自动铺设，所述缝制模块用于铺设完成的多层芯料的仿形缝制，所述安装机架支撑所述铺料模块和所述缝制模块，所述铺料模块和所述缝制模块在所述安装机架上沿Y向移动，所述安装机架上安装有夹料机构，夹料机构用于固定多层芯料，实现在仿形缝制过程中芯料的位置固定；
所述铺料模块包括张力控制装置、拉料装置和裁剪装置，所述张力控制装置实现材料在自动铺设过程中的张力控制，所述拉料装置夹持原材料在安装机架上行走到设定的位置，所述裁剪装置将原材料在出料口处裁断；所述缝制模块包括缝制鞍架和缝制机头，缝制鞍架实现缝制机头在缝制平面内X向的精确移动，缝制机头实现垂直于缝制平面的Z向运动，以及缝制步长的控制；
所述张力控制装置包括送料机构、张紧机构、传感器及固定座，所述送料机构与所述张紧机构位于所述固定座的同一表面且相距设置，所述送料机构包括至少一个缠绕隔热材料的料轴，通过所述料轴的转动，输出所述隔热材料；所述张紧机构用于控制所述隔热材料的张紧程度；所述传感器用于实时检测述隔热材料的输出量；在工作时，所述隔热材料的输出方向与所述隔热材料通过所述张紧机构时的方向相同；
所述张紧机构包括第二支撑架、至少一个施压件及至少一个升降件，各升降件从上往下依次设置于所述第二支撑架，一个施压件至少对应一个升降件，且施压件连接至升降件，所述施压件用于提供作用力于隔热材料，所述升降件用于驱动所述施压件沿竖直方向往复运动且锁定所述施压件；
所述夹料机构包括第一驱动气缸、齿条、夹布转轴、齿轮、夹布梁、下夹板和上夹板，所述夹布梁和所述第一驱动气缸分别设于所述齿条两端，所述上夹板安装于所述夹布梁上，所述上夹板与所述下夹板一端铰接，所述齿轮转动连接于所述夹布转轴上，所述齿轮分别与所述齿条和所述下夹板的下端面啮合，所述第一驱动气缸与所述齿条固连，所述下夹板的下端面为斜面，以使得所述齿轮转动时所述下夹板的一端绕所述上夹板的一端转动。
2.根据权利要求1所述的航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，转载定位单元包括横梁式夹具和传动机构，所述横梁式夹具用于夹住芯料入料端，芯料端面与夹具平行，所述传动机构上具有固定夹具的安装槽，通过设定转载距离或位置，将芯料转载至多功能数控裁剪单元指定位置。
3.根据权利要求1所述的航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，接地线量化铆接单元包括固定机架以及设于所述固定机架上的铆钉送料单元和执行单元；所述铆钉送料单元包括铆钉储罐、铆钉送料机构及下料流道，所述铆钉储罐能够旋转将放置其中的铆钉逐一排出，所述铆钉送料机构用于将排出的铆钉逐一送至所述下料流道入口，铆钉自动沿所述下料流道滑至底部的铆接位置；所述执行单元包括冲孔机构和铆接机构，所述冲孔机构和所述铆接机构共用第二驱动气缸作为动力，所述冲孔机构用于完成热控多层的冲孔加工，铆接机构用于铆钉、接地线和热控多层的铆接固定。
4.根据权利要求3所述的航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，所述冲孔机构包括冲孔冲头和冲孔底座，通过所述冲孔冲头与所述冲孔底座的圆孔配合完成热控多层用接地线的铆接孔加工；所述铆接机构包括铆接冲头和铆接底座，所述铆接底座用于定位接地线、热控多层和垫片，所述铆接冲头下冲过程中自动穿过所述下料流道底部的铆钉和铆接底座上的接地组件、热控多层和垫片，完成铆钉翻边铆接。
5.根据权利要求4所述的航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，接地线量化铆接单元还包括监控单元，所述监控单元包括控制面板、图像采集装置和压力测量装置，所述图像采集装置包括摄像头，所述摄像头用于监控操作位置的状态，当有异物位于安全范围内，则无法进行冲孔或铆接操作，所述压力测量装置包括设于所述第二驱动气缸下方的压力传感器，所述压力传感器实时测量冲孔力和铆接力，当所述铆接力达到预设值时，停止铆接冲头下压动作完成铆接，所述控制面板用于获取所述压力传感器采集的测量信息，并根据所述测量信息绘制所述冲孔力和所述铆接力的曲线，自动记录每次所述冲孔力和所述铆接力的最大值。
6.根据权利要求1所述的航天器热控多层的自动化制造生产线，其特征在于，自动化制造生产线还包括自动化立体存取单元，所述自动化立体存取单元用于热控多层的原材料和制成品的自动存取。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114888895A (zh) * 2022-06-23 2022-08-12 中国电子科技集团公司第十四研究所 一种热塑性粘结片聚四氟乙烯多层板高质量钻孔方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2773119Y (zh) * 2005-02-04 2006-04-19 李德锵 一种数控单针绗缝机的面料张紧机构
DE102006023680B8 (de) * 2006-04-20 2007-09-27 Nähmaschinenfabrik Emil Stutznäcker GmbH & Co KG Verfahren zur Herstellung von großflächigem Nähgut
CN201352509Y (zh) * 2008-12-22 2009-11-25 周均 电解电容器导针铝箔预冲孔铆接机构
CN207434391U (zh) * 2017-05-23 2018-06-01 珠海市椿田机械科技有限公司 一种铆钉自动送料装置
CN108950900B (zh) * 2018-06-20 2021-01-05 奥美医疗用品股份有限公司 一种横缝机及其制备毛巾的方法
CN109801039B (zh) * 2019-01-28 2021-06-22 北京卫星环境工程研究所 航天器热控多层的制作工时统计方法

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