一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法
阅读说明：本技术 一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法 (Automatic preparation method of composite material honeycomb silencing cap ) 是由 史湘宁 杨进军 马建忠 刘文品 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法,包括以下操作步骤：(1)视觉识别及轨迹规划；(2)切换涂胶模式；(3)涂胶；(4)涂胶头(13-3)返回原位；(5)裁切胚料；(6)检测是否有胚料送出,若没有,继续步骤五直至有胚料送出；若有,则进行下一步；(7)切换植入模式；(8)吸取胚料；(9)植入胚料；(10)压实胚料；(11)加热固化胶层后形成蜂窝消声帽,然后植入头(11-7)返回原位。本发明提供的自动化制备方法代替人工制备的方法,提高了产品质量、生产效率,降低生产成本。(The invention provides an automatic preparation method of a composite material honeycomb silencing cap, which comprises the following operation steps: (1) visual identification and trajectory planning; (2) switching a gluing mode; (3) gluing; (4) the gluing head (13-3) returns to the original position; (5) cutting the blank; (6) detecting whether a blank is sent out, if not, continuing the fifth step until the blank is sent out; if yes, carrying out the next step; (7) switching an implantation mode; (8) sucking the blank; (9) implanting the blank; (10) compacting the blank; (11) after the adhesive layer is heated and cured, a honeycomb silencing cap is formed, and then the implant head (11-7) returns to the original position. The automatic preparation method provided by the invention replaces a manual preparation method, improves the product quality and the production efficiency, and reduces the production cost.)
技术领域
本发明属于航空航天用材料制备技术领域，具体涉及一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法。
背景技术
复材蜂窝为蜂窝状的复合材料型材，因其突出的力学性能稳定性、耐腐蚀性、阻燃性、耐环境性和透波性，在航空航天领域的应用最为广泛。复材蜂窝在航空制造领域主要用于吸声、降噪和吸波，其加工过程中需要在蜂窝孔的指定深度制备消声帽，消声帽制备的好坏直接决定该复材蜂窝的吸声降噪效果。
目前制备复材蜂窝消声帽的方法是人工制备：首先手动裁切胚料，然后手动拾取胚料放置于蜂窝孔上端，接着手动拿胶棒蘸胶液并深入蜂窝内壁涂胶，手动用已加热金属棒将胚料植入已经涂胶的蜂窝孔内，压实胚料与蜂窝孔内壁，形成复材蜂窝消声帽。该操作过程繁琐，这种方式严重依赖操作人员的经验和技术水平，造成生产效率低下，人工成本高昂，产品一致性差，影响产品质量。
同时，目前复材蜂窝供应量逐步增大，人工制备效率低产量少，已经不能满足市场的需求。
因此迫切需要一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法，解决人工制备存在的各种问题，对提高航空航天中复材蜂窝制备的整体水平有着非常重要的意义。
发明内容
本发明目的是提供一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法，以替代传统的复材蜂窝消声帽手工制备的大部分工序方法，解决现有人工制备存在的各种问题：人工裁切胚料，使得胚料大小不一致；人工涂胶使得涂胶位置不一致，并且存在胶水滴漏的问题；人工植入深度不一致；人工加热铁棒固化胶层，使得加热温度不一致，并且存在安全隐患；以及整套人工制备生产效率低、质量稳定性差。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法，包括以下操作步骤：
(1)视觉识别及轨迹规划：视觉识别相机(1)识别复材蜂窝(11)每个蜂窝孔的中心位置，将数据导入软件中进行运动轨迹规划，指导机器人(5)之后的涂胶与植入操作轨迹；
(2)切换涂胶模式：第一锁缸(11-3)向下伸出，带动涂胶头(11-5)从连接板(11-2)下端伸出；
(3)涂胶：根据步骤(1)的涂胶运动轨迹规划，机器人(5)带动涂胶装置(13)进入复材蜂窝(10)的选定的一个蜂窝孔指定深度，电缸(13-2)开始旋转运动，带动涂胶头(13-3)在蜂窝内壁旋转涂胶；
(4)涂胶头(13-3)返回原位：根据步骤一的涂胶运动轨迹规划，机器人(5)带动涂胶头(13-3)离开蜂窝孔返回原位，第一锁缸(11-3)向上返回原位，带动涂胶头(13-3)从连接板(11-2)下端缩回；
(5)裁切胚料：裁料装置(2)开始工作，收料轮(2-9)收集一段废料，送料轮(2-1)送一段新料到冲刀(2-6)下方，冲刀(2-6)冲下一个胚料，接料盘(2-7)某工位接住胚料并旋转送出；
(6)检测是否有胚料送出，若没有，继续步骤五直至有胚料送出；若有，则进行下一步；
(7)切换植入模式：第二锁缸(11-6)向下伸出，带动植入头(11-7)从连接板(11-2)下端伸出；
(8)吸取胚料：机器人(5)控制植入头(11-7)置于胚料上方，外挂电气箱(8)中真空发生器工作，植入头(11-7)中间的气孔抽真空吸取胚料；
(9)植入胚料：根据步骤(1)的植入运动轨迹规划，机器人(5)带动吸附着胚料的植入头(11-7)，将胚料植入已涂胶蜂窝孔指定胶层位置；
(10)压实胚料：植入头(11-7)末端膨胀，将胚料与蜂窝孔内壁压实；
(11)加热固化胶层后形成蜂窝消声帽，然后植入头(11-7)返回原位。
具体地，上述步骤(6)中，检测是否有胚料送出的操作由安装在接料盘(2-7)工位上的光电传感器(2-8)完成。
具体地，上述步骤(11)中，加热固化胶层的具体操作为：加热圈(11-8)工作，使植入头(11-7)末端加热固化胶层，使胚料与蜂窝内壁紧密结合在一起，形成蜂窝消声帽。
具体地，上述步骤(11)中，植入头(11-7)返回原位的操作为：植入头(11-7)末端收缩与胚料脱离，机器人(5)带动植入头(11-7)离开蜂窝孔返回原位，第二锁缸(11-6)向上返回原位，带动植入头(11-7)从连接板(11-2)下端缩回。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提出一种视觉识别、自动涂胶、自动裁切胚料、自动抓取、自动植入、自动压实粘合胚料与蜂窝、以及自动加热固化胶层等一系列操作的自动化制备方法，实现复材蜂窝消声帽的自动化制备，代替人工制备的方法，提高了产品质量、生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为：复材蜂窝侧视图；
图2为：复材蜂窝消声帽自动制备装置的俯视图；
图3为：机器人末端执行器侧视图；
图4为：裁料装置俯视图。
图中：1为视觉识别相机，2为裁料装置，3为涂胶控制箱，4为储胶罐，5为机器人，6为机器人底座，7为机器人末端执行器，8机器人控制箱，9为外挂电气箱，10为加工平台，11为复材蜂窝；2-1为放料轮，2-2为布料，2-3为为导向轮，2-4为显示屏，2-5为冲刀，2-6为裁料平台，2-7为接料盘，2-8为光电传感器，2-9为收料轮，2-10为连接块；11-1为过渡板，11-2为连接板，11-3为第一锁缸，11-4为电缸，11-5为涂胶头，11-6为第二锁缸，11-7为植入头，11-8为加热圈。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
一种复材蜂窝消声帽的自动化制备方法，包括以下操作步骤：
步骤一、视觉识别及轨迹规划：如图2所示，首先视觉识别相机1识别复材蜂窝11每个蜂窝孔的中心位置，将数据导入软件中进行运动轨迹规划，指导机器人5之后的涂胶与植入操作轨迹；
步骤二、切换涂胶模式：如图2、图3所示，第一锁缸11-3向下伸出，带动涂胶头11-5从连接板11-2下端伸出；
步骤三、涂胶：如图2、图3所示，根据步骤一的涂胶运动轨迹规划，机器人5带动涂胶装置13进入复材蜂窝10的选定的一个蜂窝孔指定深度，电缸13-2开始旋转运动，带动涂胶头13-3在蜂窝内壁旋转涂胶；
步骤四、涂胶头13-3返回原位：如图2、图3所示，根据步骤一的涂胶运动轨迹规划，机器人5带动涂胶头13-3离开蜂窝孔返回原位，第一锁缸11-3向上返回原位，带动涂胶头13-3从连接板11-2下端缩回；
步骤五、裁切胚料：如图4所示，裁料装置2开始工作，收料轮2-9收集一段废料，送料轮2-1送一段新料到冲刀2-6下方，冲刀2-6冲下一个胚料，接料盘2-7某工位接住胚料并旋转送出；
步骤六、检测是否有胚料送出：光电传感器2-8检测接料盘2-7工位上是否有胚料，若没有，继续步骤五直至有胚料送出；若有，则进行下一步；
步骤七、切换植入模式：如图2、图3所示，第二锁缸11-6向下伸出，带动植入头11-7从连接板11-2下端伸出；
步骤八、吸取胚料：机器人5控制植入头11-7置于胚料上方，外挂电气箱8中真空发生器工作，植入头11-7中间的气孔抽真空吸取胚料；
步骤九、植入胚料：根据步骤一的植入运动轨迹规划，机器人5带动吸附着胚料的植入头11-7，将胚料植入已涂胶蜂窝孔指定胶层位置；
步骤十、压实胚料：植入头11-7末端膨胀，将胚料与蜂窝孔内壁压实；
步骤十一、加热固化胶层：加热圈11-8工作，使植入头11-7末端加热固化胶层，使胚料与蜂窝内壁紧密结合在一起，形成蜂窝消声帽；
步骤十二、植入头11-7返回原位：植入头11-7末端收缩与胚料脱离，机器人5带动植入头11-7离开蜂窝孔返回原位，第二锁缸11-6向上返回原位，带动植入头11-7从连接板11-2下端缩回。
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