Z-pin超聲植入的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種Z-pin超聲植入的裝置，包括一臺6軸工業(yè)機器人，一把超聲槍，一個雙動滑臺氣缸和氣動控制系統(tǒng)。所述超聲槍固定在氣缸滑塊上，可隨滑塊往復運動。所述滑臺氣缸被固定在機器人末端法蘭上。所述氣動控制系統(tǒng)包括兩個接近開關(guān)，兩個節(jié)流閥，一個電磁閥和一個調(diào)壓閥，用于控制超聲槍行程和超聲槍運動速度。本實用新型的有益效果為，擴展了Z-pin超聲植入的應用范圍，能夠在任意型面進行植入加工。能夠調(diào)節(jié)植入壓力和植入深度，提高了植入質(zhì)量。
【專利說明】Z-p in超聲植入的裝置

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)機器人【技術(shù)領域】，尤其涉及一種用于Z-Pin超聲植入的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲輔助Z-pin植入是一種復合材料三維增強方法，主要適用于預浸料成型復合材料層合板殼。其基本原理是用超聲槍產(chǎn)生機械微振動，將針狀細桿(即Pin)沿Z向壓入到未固化的層合構(gòu)件中。在摩擦力和共固化等作用下，Pin針像釘子一樣將層合板的各個鋪層固結(jié)在一起，能顯著提高層合件的抗分層，抗剝離等層間性能。
[0003]目前，Z-pin超聲輔助植入以人工手動植入為主。其植入精度差，效率低。自動化超聲輔助植入設備最初只用于平板。宋清華等人在2012年研制針對圓柱圓錐類回轉(zhuǎn)體的自動化植入平臺。(參考文獻為圓錐類構(gòu)件Z-pin自動超聲輔助植入平臺設計與研究[J].南京航空航天大學學報，2013，45(5): 700-707.)。本實用新型提供了一種基于6軸工業(yè)機器人的新型通用超聲輔助植入裝置，擴展了 Z-pin超聲植入的應用范圍，能夠在任意型面進行植入加工。能夠調(diào)節(jié)植入壓力和植入深度，提高了植入質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)效率和精度較低，植入設備靈活性較差等問題，本實用新型提供了一種基于工業(yè)機器人的Z-pin超聲植入裝置。可以在任意型面進行植入加工，并且能夠控制植入壓力和下壓量。
[0005]一種Z-pin超聲植入的裝置，其特征在于:包括機器人、雙動滑臺氣缸、氣動控制系統(tǒng)、超聲槍；其中雙動滑臺氣缸包括滑塊和缸體，滑塊將缸體分成第一腔室和第二腔室；第一腔室設置有第一接近開關(guān)，第二腔室設置有第二接近開關(guān)；其中氣動控制系統(tǒng)包括第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)、第一節(jié)流閥、第二節(jié)流閥、下壓氣路、抬起氣路、電磁閥、調(diào)壓閥；其中電磁閥具有一個入口、兩個并行出口，該入口經(jīng)過調(diào)壓閥與壓縮空氣相連，兩個出口分別與下壓氣路、抬起氣路相連，下壓氣路經(jīng)過第一節(jié)流閥與雙動滑臺氣缸的第一腔室相連，抬起氣路經(jīng)過第二節(jié)流閥與雙動滑臺氣缸的第二腔室相連；上述超聲槍固定在雙動滑臺氣缸的滑塊上，可隨滑塊往復運動；上述雙動滑臺氣缸的缸體固定在所述機器人末端法蘭上。
[0006]I擴展了 Z-pin超聲植入的應用范圍，能夠在任意型面進行植入加工。
[0007]2能夠調(diào)節(jié)植入壓力和下壓量，提高了植入質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為基于工業(yè)機器人的Z-pin超聲植入裝置整體結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為氣動控制系統(tǒng)原理圖；
[0010]圖中標號名稱:1、超聲槍，2、滑塊,3、缸體,4、機器人,21、第一接近開關(guān),22、第二接近開關(guān)，23、第一節(jié)流閥，24、第二節(jié)流閥，25、下壓氣路，26、抬起氣路，27、電磁閥，28、調(diào)壓閥。

【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，雙動滑臺氣缸的缸體3安裝在機器人4末端法蘭上。
[0012]超聲槍I固定在氣缸的滑塊2上。超聲槍可隨滑塊往復運動。
[0013]如圖2所示，壓縮空氣從氣管29依次通過調(diào)壓閥28，電磁閥27，被分下壓氣路25和抬起氣路26，分別送到兩個節(jié)流閥，最終連接到到氣缸4的兩個腔室。其中調(diào)壓閥28用來調(diào)節(jié)氣壓以保證一定的植入壓力，電磁閥27用來控制氣流通斷以控制超聲槍的下壓或抬起。節(jié)流閥用來控制氣體流量大小，以調(diào)節(jié)滑臺運動速度。氣缸一側(cè)裝有兩個接近開關(guān)，當滑臺靠近時，接近開關(guān)輸出信號。用來調(diào)整滑臺行程。接近開關(guān)的位置可根據(jù)需要植入深度調(diào)整。
[0014]在工作時，機器人根據(jù)設定程序，帶動超聲槍移動到需要進行植入的位置。到達后，電磁閥控制下壓氣路打開，滑臺帶動超聲槍下壓。當滑臺靠近第二接近開關(guān)22時，植入完成。第二接近開關(guān)22輸出信號，關(guān)閉下壓氣路，打開抬起氣路26，氣缸帶動超聲槍抬起。抬起動作完成后，第一接近開關(guān)21輸出信號，機器人帶動超聲槍移動到下一個需要植入加工的位置。重復操作，即可完成植入加工。
【權(quán)利要求】
1.一種ζ-pin超聲植入的裝置，其特征在于: 包括機器人(4)、雙動滑臺氣缸、氣動控制系統(tǒng)、超聲槍(I)； 其中雙動滑臺氣缸包括滑塊(2)和缸體(3)，滑塊(2)將缸體(3)分成第一腔室和第二腔室；第一腔室設置有第一接近開關(guān)(21)，第二腔室設置有第二接近開關(guān)(22)； 其中氣動控制系統(tǒng)包括第一接近開關(guān)(21)、第二接近開關(guān)(22)、第一節(jié)流閥(23)、第二節(jié)流閥(24)、下壓氣路(25)、抬起氣路(26)、電磁閥(27)、調(diào)壓閥(28);其中電磁閥(27)具有一個入口、兩個并行出口，該入口經(jīng)過調(diào)壓閥(28)與壓縮空氣相連，兩個出口分別與下壓氣路(25)、抬起氣路(26)相連，下壓氣路(25)經(jīng)過第一節(jié)流閥(23)與雙動滑臺氣缸的第一腔室相連，抬起氣路(26)經(jīng)過第二節(jié)流閥(24)與雙動滑臺氣缸的第二腔室相連； 上述超聲槍(I)固定在雙動滑臺氣缸的滑塊(2)上，可隨滑塊往復運動； 上述雙動滑臺氣缸的缸體(3)固定在所述機器人(4)末端法蘭上。
【文檔編號】B29C70/54GK203957370SQ201420353791
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】肖軍, 王若舟, 宋清華 申請人:南京航空航天大學