CN113829649A - 一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于曲面的Z‑pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，包括：一制孔装置，包括制孔基座和安装在其下方的制孔针；一送丝装置，包括送丝基座和安装在其上的导管，送丝基座可拆卸连接至制孔基座；导管用于供Z‑pin丝材通过，导管平行、间隔位于制孔针旁，导管的出口与制孔针的尖端之间具有高度差；送丝基座上设有用于向导管输送丝材的丝材导入机构；一裁剪装置，包括气动剪刀，气动剪刀可拆卸连接至制孔基座或送丝基座；气动剪刀的裁剪位置位于导管的出口处，气动剪刀用于裁剪Z‑pin丝材，以满足复杂曲面构件植Z‑pin需求。

Description

一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器 装置

技术领域

本发明属于复合材料Z-pin自动化植入机械手臂末端执行器装备技术领域， 具体涉及一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置。

背景技术

由于复合材料层合板的Z方向缺乏增强纤维，当复合材料层合板Z方向受力 时极易发生分层与破坏。目前，Z-pin增韧技术在工程中应用广泛。其由缝合技 术发展而来，在复合材料层合板固化前，在Z方向植入Z-pin，复合材料固化后， Z-pin将复合结构各层“钉”在一起，使复合材料Z向强度和刚度大幅度提高。 目前在工程应用中，多采用预制孔植入工艺方法来实现Z-pin植入，这种方法可 减少层合板内初始损伤，但大部分采用人工植入，费时费力，且植入效率低，植 入精度低，特别是对于复杂曲面构件，其厚度不断发生变化，人工植Z-pin难以 满足精度需求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执 行器装置，以满足复杂曲面构件植Z-pin需求。

本发明采用以下技术方案：一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末 端执行器装置，包括：

一制孔装置，包括制孔基座和安装在其下方的制孔针；

一送丝装置，包括送丝基座和安装在其上的导管，送丝基座可拆卸连接至 制孔基座；导管用于供Z-pin丝材通过，导管平行、间隔位于制孔针旁，导管的 出口与制孔针的尖端之间具有高度差，制孔针相较于所述导管更靠近待植入层合 板；送丝基座上设有用于从上至下向导管输送丝材的丝材导入机构；

一裁剪装置，包括气动剪刀，气动剪刀可拆卸连接至制孔基座或送丝基座； 气动剪刀的裁剪位置位于导管的出口处，气动剪刀用于裁剪Z-pin丝材；

其中，所述制孔基座或所述送丝基座用于连接至机械臂，用以通过所述机 械臂的升降和转动来控制制孔针沿曲面层合板表面的法向方向制孔，同时，所述 导管跟随所述制孔针同步下移、使裁剪后的Z-pin丝材进入上一次由制孔针制得 孔中；制孔深度等于所述制孔针的尖端与所述气动剪刀裁剪位置之间的高度差。

进一步的，制孔针通过一高度调节机构连接至制孔基座上，高度调节机构 用于调节制孔针尖端相对于导管出口之间的间距，以调节制孔深度。

进一步的，高度调节机构包括第一伺服电机，第一伺服电机连接有丝杆， 丝杆上套设有法兰盘，所法兰盘固定连接有连接架，连接架的底部连接有制孔针， 法兰盘还安装在一滑块导轨机构上；

其中，第一伺服电机用于通过其工作带动法兰盘沿着丝杆在滑块导轨机构 上往复移动，从而实现连接架和制孔针相对于丝杆的升降，进而调节制孔针的高 度位置。

进一步的，丝材导入机构包括设置在导管两侧的主动辊子和从动辊子，主 动辊子通过齿轮与第二伺服电机连接；导管位于主动辊子和从动辊子之间的管体 断开，使得主动辊子和从动辊子均与Z-pin丝材接触，以通过摩擦力带动Z-pin 丝材在导管中行进。

进一步的，沿着导管的轴线方向，设置两个主动辊子以及两个从动辊子， 在两个主动辊子分别同轴连接有两个齿轮，在两个齿轮之间还设置有一个与第二 伺服电机连接的齿轮。

进一步的，每个从动辊子与送丝基座之间均设有压紧弹簧。

进一步的，包括一六自由度的机械臂，机械臂连接设置在制孔基座或送丝 基座上。

本发明采用的第二种技术方案是，一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械 手臂末端执行器装置的工作方法，包括以下内容：

调整制孔针与气动剪刀裁剪位置的高度差等于预设的植入深度，并固定制 孔针和气动剪刀的位置；设置制孔基座或送丝基座跟随机械臂动作的升降距离， 使其等于气动剪刀裁剪位置至曲面层合板表面的垂直距离；

在曲面层合板表面第一位置处法向制孔；

移动至述曲面层合板表面第二位置继续法向制孔，制孔的同时，气动剪刀 在导管出口处裁剪Z-pin线材，并使得被裁剪的Z-pin线材植入第一位置所制孔 中。

本发明的有益效果是：该装置实现了Z-pin的自动化植入，提高了生产效率； 采用制孔植pin同时进行的工艺，提高了植Z-pin的效率；采用两组主从辊子传 动机构，传动效果好，Z-pin丝不会出现打滑的现象；制孔装置的升降可满足不 同制孔深度的需求，适用于不同厚度的层合板；整个装置尺寸小，方便操作，做 为末端执行器安装在六自由度的机械手臂上，适用于复杂曲面构件的Z-pin法向 植入；气动剪刀在层合板表面进行剪切pin丝，剪裁效果好；制孔深度可调，适 应不同深度植入可以应用于复杂曲面构件的植pin。

附图说明

图1是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的整体结构图；

图2是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的制孔装置的结构图；

图3是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的送丝装置结构图；

图4是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的主从辊子的结构图；

图5是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的裁剪装置的结构图；

图6是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的装置底板结构图；

图7是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的从动辊子轴承架结构图；

图8是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的导管固定架结构图；

图9是本发明一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置 的待植入的复杂曲面构件示意图。

其中，1.第一伺服电机，2.联轴器，3.针固定架，4.丝杆固定端头，5.丝杆， 6.导轨，7.滑块，8.法兰固定架，9.法兰盘，10.连接架，11.制孔针固定架，12. 制孔针压紧套，13.制孔针，14.底板连接架，15.装置底板，16.第二伺服电机， 17.法兰联轴器，18.齿轮，19.主动辊子，20.从动辊子，21.主动辊子轴承架， 22.从动辊子轴承架，23.压紧弹簧，24.从动辊子轴承架固定架，25.导管固定架，26.导管，27.从动辊子轴承架挡板，28.轴承，29.固定架，30.气动剪刀，31.复 杂曲面构件

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装 置，如图1所示，包括制孔装置、送丝装置和裁剪装置。

其中，如图2所示，制孔装置包括制孔基座和安装在其下方的制孔针13。 如图3和图4所示，送丝装置包括送丝基座和安装在其上的导管26，所述送丝基 座可拆卸连接至所述制孔基座；所述导管26用于供Z-pin丝材通过，所述导管 26平行、间隔位于所述制孔针13旁，所述导管26的出口与所述制孔针13的尖 端之间具有高度差，即制孔针13相比导管26的出口更靠近待植入层合板。所述 送丝基座上设有用于从上至下向所述导管26输送丝材的丝材导入机构。如图5 所示，裁剪装置包括气动剪刀30，所述气动剪刀30可拆卸连接至所述制孔基座 或所述送丝基座；所述气动剪刀30的裁剪位置位于所述导管26的出口处，所述气动剪刀30用于裁剪Z-pin丝材。

其中，所述制孔基座或所述送丝基座用于连接至机械臂，用以通过所述机 械臂的升降和转动来控制制孔针13沿曲面层合板表面的法向方向制孔，同时， 所述导管26跟随所述制孔针13同步下移、使裁剪后的Z-pin丝材进入上一次由 制孔针制得孔中；制孔深度等于所述制孔针13的尖端与所述气动剪刀30裁剪位 置之间的高度差；制孔基座或所述送丝基座跟随机械臂动作的升降距离，等于所 述气动剪刀30裁剪位置至所述曲面层合板表面的垂直距离，以保证所述气动剪 刀30在层合板表面位置处裁剪。对比非表面裁剪，在层合板表面位置处裁剪可 以在制完孔后，依据孔深裁好的pin丝通过导管依靠重力进入孔内，由于植pin 一般是树脂基材料，具备流动性，孔内可能发生变形，而pin丝重力较轻，无法直插底部，在材料表面形成露头。表面裁剪依靠机械臂直接将丝材送入制好的孔 内底部，之后表面裁剪，几乎不存在露头现象。

在一些实施例中，制孔针13通过一高度调节机构连接至所述制孔基座上， 所述高度调节机构用于调节制孔针13尖端相对于所述导管26出口之间的间距， 以调节制孔深度。制孔装置的升降可满足不同制孔深度的需求，适用于不同厚度 的层合板。

在一些实施例中，高度调节机构包括第一伺服电机1，所述第一伺服电机1 连接有丝杆5，所述丝杆5上套设有法兰盘9，所法兰盘9固定连接有连接架10， 所述连接架10的底部连接有所述制孔针13，所述法兰盘9还安装在一滑块导轨 机构上；其中，所述第一伺服电机1用于通过其工作带动所述法兰盘9沿着所述 丝杆5在滑块导轨机构上往复移动，从而实现所述连接架10和制孔针13相对于 丝杆5的升降，进而调节所述制孔针13的高度位置。连接架10可以设置为Z形。

在一些实施例中，丝材导入机构包括设置在所述导管26两侧的主动辊子19 和从动辊子20，所述主动辊子19通过齿轮18与第二伺服电机16连接；所述导 管26位于主动辊子19和从动辊子20之间的管体断开，使得主动辊子19和从动 辊子20均与Z-pin丝材接触，以通过摩擦力带动Z-pin丝材在导管26中行进。

在一些实施例中，沿着所述导管26的轴线方向，设置两个所述主动辊子19 以及两个从动辊子20，在两个所述主动辊子19分别同轴连接有两个齿轮18，在 两个齿轮18之间还设置有一个与所述第二伺服电机16连接的齿轮18。设置两组 主从动辊子，传动效果好，Z-pin丝不会出现打滑的现象。

在一些实施例中，每个所述从动辊子20与所述送丝基座之间均设有压紧弹 簧23。

在一些实施例中，所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端 执行器装置还包括一六自由度的机械臂，所述机械臂连接设置在所述制孔基座 或所述送丝基座上。整个装置尺寸小，方便操作，做为末端执行器安装在六自由 度的机械手臂上，适用于复杂曲面构件的Z-pin法向植入。

实施例1

如图1、2所示，制孔装置包含第一伺服电机1，联轴器2，针固定架3，两个 丝杆固定端头4，丝杆5，导轨6，滑块7，法兰固定架8，法兰盘9，连接架10， 制孔针固定架11，制孔针压紧套，制孔针13，底板连接架14；其中第一伺服电 机1安装在针固定架3顶端，丝杆5通过联轴器2与第一伺服电机1连接，穿过 针固定架3，并通过丝杆固定端头4安装在针固定架3上；导轨6安装在针固定 架3左侧，滑块7安装在导轨6上，法兰固定架8安装在滑块7上，法兰盘9穿 过丝杆5安装在法兰固定架8上，其中所述的法兰盘9内圈有螺纹；Z形连接固 定架10左端穿过丝杆5，安装在法兰固定架8下端，右侧下端安装制孔针固定架 11，制孔针13安装在针固定架11的针槽内，并通过制孔针压紧套12压紧，整 体制孔装置通过底板连接架14安装在装置底板15左侧；

如图3、4所示，送丝装置包含第二伺服电机16，法兰联轴器17，三组齿轮 18，两个主动辊子19，两个从动辊子20，主动辊子轴承架21，四个从动辊子轴 承架22，两个压紧弹簧23，两个从动辊子轴承架固定架24，三组导管固定架25， 三段导管26，从动辊子轴承架挡板27，六个轴承28；其中主动辊子轴承架21安 装在装置底板15右侧，第二伺服电机16安装在主动辊子轴承架21右侧中间； 三组齿轮18竖直排列并相互啮合，其中中间的齿轮18通过法兰联轴器17与第 二伺服电机16连接，两个主动辊子19分别安装在上部与下部的齿轮18右侧， 并通过轴承28安装在主动辊子轴承架21上；从动辊子轴承架22安装在装置底 板的预设空位内，通过从动辊子轴承架固定架24固定；两个从动辊子20与主动 辊子19平行对应，每个从动辊子20的两端通过轴承28安装在两侧从动辊子轴 承架22上；从动辊子轴承架挡板27安装在装置底板15预设空位端部；三组导 管26通过导管固定架25安装在装置底板15中间空位，中间的导管26安装在两 组主动辊子19与从动辊子20之间的空隙；所述的从动辊子轴承架固定架24顶 部为圆柱结构，压紧弹簧23安装在从动辊子轴承架固定架24的圆柱结构上，并 通过从动辊子轴承架挡板27实现压紧；

如图6、7所示，所述的从动辊子轴承架22上下两端设有开槽，与装置底板 15的预设空位的凸起对应，实现安装并可以进行水平运动；

如图8所示，导管固定架25内有导管槽，可通过导管固定架25的松紧来固 定夹紧适应不同尺寸Z-pin丝的导管26。

如图5所示，裁剪装置包含固定架29，气动剪刀30；其中气动剪刀30通过 固定架29呈45°角安装在装置底板15右侧下部。

第二伺服电机16带动齿轮18组转动，从而带动主动辊子20转动，根据纤维 直径，通过压紧弹簧23来压紧从动辊子20与主动辊子19，从而夹紧Z-pin丝材， 使Z-pin丝材从顶端导管26经中部导管26运动到底部导管26，要求Z-pin丝材 的首端与制孔针13底部平齐，根据层合板的叠层厚度，通过第一伺服电机1带 动丝杆5旋转，使通过法兰固定架8安装在滑块7上并穿过丝杆5的法兰盘9在 导轨6上升降运动，并通过连接架10带动制孔针13进行升降，来确定制孔深度， 停止第一伺服电机1，至此调整完毕；工作过程中，机械手臂带动装置运动至对 应的制孔、植Z-pin区域后，沿Z方向下降实现制孔后再沿原路径退回，完成预制孔的制备，沿Y方向移动3mm至下一孔位，沿Z方向下降，与此同时第二伺 服电机16根据预先编写的动作程序带动齿轮18组转动，从而带动主动辊子20 转动，两组主从辊子带动纤维Z-pin丝材沿导管26向下运动植入深度后，第二 伺服电机16中断，气动剪刀30在层合板表面剪切Z-pin丝实现植Z-pin，如此往 复实现一排Z-pin的植入，机械手臂带动装置沿X方向移动至下一排空位，循环 此过程，实现该区域的Z-pin植入工作。

本发明还提供了一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器 装置的工作方法，包括以下内容：

首先，调整所述制孔针13与所述气动剪刀30裁剪位置的高度差等于预设 的植入深度，并固定所述制孔针13和所述气动剪刀30的位置；设置所述制孔基 座或所述送丝基座跟随机械臂动作的升降距离，使其等于所述气动剪刀30裁剪 位置至所述曲面层合板表面的垂直距离；

其次，在所述曲面层合板表面第一位置处法向制孔；

再移动至述曲面层合板表面第二位置继续法向制孔，制孔的同时，所述气 动剪刀30在所述导管26出口处裁剪Z-pin线材，并使得被裁剪的Z-pin线材植 入第一位置所制孔中。

按照上述方法循环进行，可以实现在层合板表面植入Z-pin线材阵列。

实施例2

取由T800碳纤维/Epoxy预浸料铺叠而成如图9所示的复杂曲面构件31，铺 层顺序为[0/45/0/-45]6s，植入厚度分别为5mm，10mm，15mm。取Z-pin为直径 为0.5mm的聚酰亚胺纤维Z-pin，所有Z-pin的植入密度均为3mm×3mm。

复杂曲面构件的形状复杂，其厚度会改变，可以依据其各区域厚度进行分区。 对于平均厚度大的区域，大孔深植pin，平均厚度小的区域，小孔深植pin。所 以根据复杂曲面构件31待植入聚酰亚胺纤维Z-pin区域的厚度对其进行区域划 分，并分别记为第一植入区，第二植入区，第三植入区。将该设备通过装配底板 15上的螺栓孔与IRB2600型机械手臂完成装配连接。

完成上述装配工作后，将已经缠绕好聚酰亚胺纤维Z-pin丝材手动引导聚酰 亚胺纤维Z-pin丝材30进入导管26，启动第二伺服电机16带动齿轮18组转动， 从而带动主动辊子20转动，根据纤维直径0.5mm，拉动从动辊子轴承架固定架 24，通过压紧弹簧23来压紧从动辊子20与主动辊子19，从而夹紧聚酰亚胺纤维 Z-pin丝材，使Z-pin丝材从顶端导管26经中部导管26运动到底部导管26，要 求聚酰亚胺纤维Z-pin丝材的首端与制孔针13底部平齐。根据复杂曲面构件31 第一植入区的厚度为5mm，通过启动第一伺服电机1带动丝杆5旋转，使通过法 兰固定架8安装在滑块7上并穿过丝杆5的法兰盘9在导轨6上升降运动，并通过连接架10带动制孔针13进行升降，来确定制孔深度为5mm，停止第一伺服电 机1，至此调整完毕；

工作过程中，IRB2600型机械手臂根据预先设定好的程序和植入路径，沿复杂 曲面构件31第一植入区植入点的法向，带动制孔针13正交垂直刺入复杂曲面构 件31后再沿原路径退回，完成预制孔的制备。IRB2600型机械手臂沿植入路径前 进3mm，重复上述动作制备下一个预制孔；与此同时，第二伺服电机16根据预先 编写的动作程序带动齿轮18组转动，从而带动主动辊子20转动，两组主从辊子 带动聚酰亚胺纤维Z-pin丝材沿导管26向下运动5mm后，第二伺服电机16中断， 气动剪刀30在复杂曲面构件31表面裁剪聚酰亚胺纤维Z-pin丝材，得到长度为 5mm的聚酰亚胺纤维Z-pin植入制备好的预制孔中，要求植入预制孔内的聚酰亚 胺纤维Z-pin端口要与复杂曲面构件31第一植入区的表面平齐，即聚酰亚胺纤 维Z-pin不露头。至此设备完成聚酰亚胺纤维Z-pin的植入，重复上述动作实现 下一预制孔聚酰亚胺纤维Z-pin的植入，直至完成第一植入区的工作。循环上述 操作，实现第二植入区和第三植入区的植Z-pin工作。

本发明的用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置实现了 Z-pin的自动化植入，提高了生产效率；采用制孔植pin同时进行的工艺，提高了 植Z-pin的效率；采用两组主从辊子传动机构，传动效果好，Z-pin丝不会出现打 滑的现象；制孔装置的升降可满足不同制孔深度的需求，适用于不同厚度的层合 板；整个装置尺寸小，方便操作，做为末端执行器安装在六自由度的机械手臂上， 适用于复杂曲面构件的Z-pin法向植入；气动剪刀在层合板表面进行剪切pin丝， 剪裁效果好；制孔深度可调，适应不同深度植入可以应用于复杂曲面构件的植 pin。

Claims (8)

1.一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，包括：

一制孔装置，包括制孔基座和安装在其下方的制孔针(13)；

一送丝装置，包括送丝基座和安装在其上的导管(26)，所述送丝基座可拆卸连接至所述制孔基座；所述导管(26)用于供Z-pin丝材通过，所述导管(26)平行、间隔位于所述制孔针(13)旁，所述导管(26)的出口与所述制孔针(13)的尖端之间具有高度差，所述制孔针(1)相较于所述导管(10)更靠近待植入层合板；所述送丝基座上设有用于从上至下向所述导管(26)输送丝材的丝材导入机构；

一裁剪装置，包括气动剪刀(30)，所述气动剪刀(30)可拆卸连接至所述制孔基座或所述送丝基座；所述气动剪刀(30)的裁剪位置位于所述导管(26)的出口处，所述气动剪刀(30)用于裁剪Z-pin丝材；

其中，所述制孔基座或所述送丝基座用于连接至机械臂，用以通过所述机械臂的升降和转动来控制制孔针(13)沿曲面层合板表面的法向方向制孔，同时，所述导管(26)跟随所述制孔针(13)同步下移、使裁剪后的Z-pin丝材进入上一次由制孔针(1)制得孔中；制孔深度等于所述制孔针(13)的尖端与所述气动剪刀(30)裁剪位置之间的高度差。

2.如权利要求1所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，所述制孔针(13)通过一高度调节机构连接至所述制孔基座上，所述高度调节机构用于调节制孔针(13)尖端相对于所述导管(26)出口之间的间距，以调节制孔深度。

3.如权利要求2所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，所述高度调节机构包括第一伺服电机(1)，所述第一伺服电机(1)连接有丝杆(5)，所述丝杆(5)上套设有法兰盘(9)，所法兰盘(9)固定连接有连接架(10)，所述连接架(10)的底部连接有所述制孔针(13)，所述法兰盘(9)还安装在一滑块导轨机构上；

其中，所述第一伺服电机(1)用于通过其工作带动所述法兰盘(9)沿着所述丝杆(5)在滑块导轨机构上往复移动，从而实现所述连接架(10)和制孔针(13)相对于丝杆(5)的升降，进而调节所述制孔针(13)的高度位置。

4.如权利要求1或2所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，所述丝材导入机构包括设置在所述导管(26)两侧的主动辊子(19)和从动辊子(20)，所述主动辊子(19)通过齿轮(18)与第二伺服电机(16)连接；所述导管(26)位于主动辊子(19)和从动辊子(20)之间的管体断开，使得主动辊子(19)和从动辊子(20)均与Z-pin丝材接触，以通过摩擦力带动Z-pin丝材在导管(26)中行进。

5.如权利要求4所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，沿着所述导管(26)的轴线方向，设置两个所述主动辊子(19)以及两个从动辊子(20)，在两个所述主动辊子(19)分别同轴连接有两个齿轮(18)，在两个齿轮(18)之间还设置有一个与所述第二伺服电机(16)连接的齿轮(18)。

6.如权利要求4所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，每个所述从动辊子(20)与所述送丝基座之间均设有压紧弹簧(23)。

7.如权利要求1或2所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置，其特征在于，包括一六自由度的机械臂，所述机械臂连接设置在所述制孔基座或所述送丝基座上。

8.如权利要求1-7中任意一项权利要求所述的一种用于曲面的Z-pin自动化植入的机械手臂末端执行器装置的工作方法，其特征在于，包括以下内容：

调整所述制孔针(13)与所述气动剪刀(30)裁剪位置的高度差等于预设的植入深度，并固定所述制孔针(13)和所述气动剪刀(30)的位置；设置所述制孔基座或所述送丝基座跟随机械臂动作的升降距离，使其等于所述气动剪刀(30)裁剪位置至所述曲面层合板表面的垂直距离；

在所述曲面层合板表面第一位置处法向制孔；

移动至述曲面层合板表面第二位置继续法向制孔，制孔的同时，所述气动剪刀(30)在所述导管(26)出口处裁剪Z-pin线材，并使得被裁剪的Z-pin线材植入第一位置所制孔中。

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