具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种纤维增强金属层板结构件自动化铺层装置及方法，提高纤维增强金属层板结构件的粘接质量和粘接效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本实施例提供一种纤维增强金属层板结构件自动化铺层装置100，用于对纤维增强金属层板结构件施加粘合压力。纤维增强金属层板结构件具有凸出部和内凹部，凸出部具有外凸缘，内凹部具有内凹缘，过渡面用于连接相邻的两个内凹缘或相邻的两个外凸缘或相邻的一个内凹缘与一个外凸缘。外凸缘和内凹缘均为相邻两个过渡面之间起连接作用的边缘。

该自动化铺层装置包括压轮组件和机械手。压轮组件包括压轮座以及转动安装于压轮座上的压轮，压轮用于在纤维增强金属层板结构件上滚动施压。机械手与压轮座可拆卸式连接，用于移动压轮组件。其中，压轮包括内凹压轮、外凸压轮和平压轮。内凹压轮用于对外凸缘施压，内凹压轮的轮缘上设有用于接触外凸缘的环形凹槽。外凸压轮用于对内凹缘施压，外凸压轮的轮缘上设有用于接触内凹缘的环形凸起。环形凹槽和环形凸起均与压轮同轴。平压轮的施压面为圆柱面，平压轮用于对过渡面施压。机械手上转动安装有压轮。

在使用时，根据所需施压的部位选择对应的压轮，将压轮转动安装于机械手上，即可由机械手驱动压轮，使压轮在纤维增强金属层板结构件的待施压面上滚动施压。需要说明的是，当需要使用外凸压轮对内凹缘施压时，外凸压轮上的环形凸起的延伸方向应与内凹缘的延伸方向一致；当需要使用内凹压轮对外凸缘施压时，内凹压轮上的环形凹槽的延伸方向应与外凸缘的延伸方向一致。

本实施例中，机械手为四关节机械手，包括底座、第一支臂23、第二支臂22、第三支臂21、第四支臂20和控制器。底座与第一支臂23的第一端转动连接，该转动连接处为第一关节19；第一支臂23的第二端与第二支臂22的第一端转动连接，该转动连接处为第二关节14；第二支臂22的第二端与第三支臂21的第一端转动连接，该转动连接处为第三关节17；第三支臂21的第二端与第四支臂20的第一端转动连接，该转动连接处为第四关节16；第四支臂20的第二端用于与压轮转动相连。底座上安装有第一电机15，第一电机15控制第一支臂23的旋转。第一支臂23的第二端处安装有第二电机18，第二电机18控制第二支臂22的旋转。第二支臂22的第二端安装有第三电机13，第三电机13控制第三支臂21的旋转。第三支臂21的第二端安装有第四电机12，第四电机12控制第四支臂20的旋转。第一电机15、第二电机18、第三电机13和第四电机12均与控制器电连接，控制器优选为PLC控制器。根据控制器内预设的程序，可对第一电机15、第二电机18、第三电机13和第四电机12进行控制，从而控制压轮的运动轨迹。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它类型的机械手，只要能够移动压轮，使压轮在纤维增强金属层板结构件上滚动施压即可。

进一步的，本实施例还包括压轮支架，压轮支架用于放置待使用的压轮，以便于压轮的更换。

更进一步的，本实施例还包括压轮快换装置，压轮快换装置安装于机械手上，机械手通过压轮快换装置与压轮座可拆卸式连接。本实施例中，压轮快换装置的型号为USP-100(对应专利为日本专利第3717923号)，可直接在市场上购得，此处不再赘述。根据实际需要的不同，本领域技术人员也可选择其它类型的压轮快换装置，只要能够实现压轮组件的更换即可。

本实施例中，纤维增强金属层板结构件优选为通过电磁铁5固定于模具4上，包括由上至下依次设置的第一铝合金板1、纤维板2和第二铝合金板3。

本实施例还提供一种纤维增强金属层板结构件自动化铺层方法，使用上述的纤维增强金属层板结构件自动化铺层装置100，包括如下步骤：

S1、根据纤维增强金属层板结构件上凸出部和内凹部分布的情况，选择内凹压轮、外凸压轮和平压轮的使用顺序；

S2、根据每个内凹缘的尺寸，选择对应的外凸压轮的型号，使环形凸起能够与内凹缘接触；根据每个外凸缘的尺寸，选择对应的内凹压轮的型号，使环形凹槽能够与外凸缘接触；

S3、将整个铺层过程所需使用的压轮按使用顺序输入机械手的控制器内，由机械手按顺序使用及更换压轮。

为了使纤维增强金属层板结构件的粘合效果更好，步骤S3中的使用顺序包括一次正向顺序和一次逆向顺序。

具体的，如图3所示，本实施例的纤维增强金属层板结构件由左至右包括第一内凹缘R1、第二内凹缘R2、第三内凹缘R3和第四内凹缘R4四个内凹缘，还包括第一外凸缘R5、第二外凸缘R6、第三外凸缘R7、第四外凸缘R8和第五外凸缘R9五个外凸缘，以及过渡面。正向压轮更换顺序依次为第一压轮6、第二压轮7、第一压轮6、第三压轮8、第一压轮6、第四压轮9、第一压轮6、第四压轮9、第五压轮10、第四压轮9、第一压轮6、第四压轮9、第一压轮6、第六压轮11、第一压轮6、第六压轮11。其中，第三压轮8、第五压轮10、第六压轮11为外凸压轮，其上设置的环形凸起尺寸不同；第二压轮7、第四压轮9为内凹压轮，其上设置的环形凹槽尺寸不同；第一压轮6为平压轮。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。