一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置

摘要

一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置，包括上料工作台、涂覆机器人、涂覆台、压机、冷压定型机、上料机器人、下料机器人和运输台，运输台还包括第七轴和驱动装置，驱动装置的输出端连接上料机器人和下料机器人，上料机器人和下料机器人上设有可拆卸的机械爪，以使上料机器人和下料机器人在运输台的第七轴上径向移动，进而便于通过上料机器人和下料机器人抓取待加工的复合材料。本发明通过将所述上料工作台、涂覆机器人、涂覆台、压机、冷压定型机围绕所述运输台设置，运输台上通过第七轴安装上料机器人和下料机器人，进而增加上料机器人、下料机器人的上料区间和下料区间，提升产线的灵活性。

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料生产技术领域，尤其是一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置。

背景技术

在对聚氨酯树脂体系或者玻璃纤维等复合材料进行湿法工艺加工是现有的常规加工方式，而RTM工艺加工相对于湿法工艺加工需要增加涂覆步骤，在实际加工过程中，湿法工艺加工的产线定型的情况下，直接增加一道工艺不仅意味着整个产线排布方式的变化，而且会导致占用大量的生产空间，严重情况下甚至需要更换厂房，导致生产成本剧增，所以，根据此状况，需设计一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置，包括上料工作台、涂覆机器人、涂覆台、压机、冷压定型机、上料机器人、下料机器人和运输台，，所述上料工作台、涂覆机器人、涂覆台、压机、冷压定型机围绕所述运输台设置；

所述上料工作台用于存放待加工的复合材料；

所述涂覆台用于放置需要涂覆的复合材料；

所述涂覆机器人用于将树脂和固化剂涂覆在待加工的复合材料上，通过设置涂覆台和涂覆机器人的设计，在传统的湿法工艺上直接增加RTM工艺的生产流程，实现产线的二合一，提高生产效率；

所述压机用于将待加工的复合材料在高温模具中固化成型；

所述冷压定型机用于对固化成型后的复合材料在冷却模具中进行降温定型；

所述运输台还包括第七轴和驱动装置，所述驱动装置的输出端连接上料机器人和下料机器人，所述上料机器人和下料机器人上设有可拆卸的机械爪，以使所述上料机器人和下料机器人在所述运输台的第七轴上径向移动，进而便于通过上料机器人和下料机器人抓取待加工的复合材料，增加可抓取空间，所述第七轴设有上料区间和下料区间，所述上料区间和下料区间具有重叠区间，通过上料区间和下料区间重叠设计，减少生产占用空间，节约生产用地，在增加了RTM工艺的基础上减少了生产占地面积。

优选的，所述压机设置在沿所述运输台上第七轴的径向的一侧，另一侧设有上料工作台，所述涂覆台和所述冷压定型机位于所述第七轴的径向的两端，所述涂覆机器人位于所述涂覆台的一侧，所述压机到第七轴安装涂覆台一端的平行距离是压机到所述第七轴安装冷压定型机一端的平行距离的1.1-1.3倍，既压机位于第七轴偏向冷压定型机的一端，进而根据压机的实际生产时间和冷压定型机的生产时间，达到上料机械手和下料机械手配合的最高效率。

优选的，沿所述第七轴底边设有齿条，所述上料机器人和下料机器人均安装在定位板上，所述定位板与所述第七轴滑动连接，所述驱动装置包括安装在所述定位板上的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设有与所述齿条啮合的齿轮，通过第一驱动电机带动齿轮转动，进而实现上料机器人和下料机器人在第七轴上的位移，且通过定位板增加位移时的稳定性。

优选的，所述运输台下侧设有若干个组固定机构，所述固定机构包括固定在地面的第一固定盘和安装在所述运输台下侧的第二固定盘，所述第一固定盘与所述第二固定盘叠放连接，所述第一固定盘上设有若干个贯穿槽，第一固定盘和第二固定盘叠放连接保证了运输台的稳定性，第一固定盘与地面接触位置设有贯穿槽，加强了第一固定盘的柔性，避免在上料机器人和下料机器人工作时与第一固定盘产生共振，减少对整体结构稳定性的影响。

优选的，所述第七轴沿径向设有第一工位、第二工位和第三工位，所述上料区间包括第一工位和第二工位，所述下料区间包括第二工位和第三工位，所述第一工位、第二工位、第三工位的比例为0.8:1.2:1，此比例与压机、冷压定型机的工作周期吻合，达到生产效率的最大化。

优选的，还包括下料工作台，所述下料工作台位于所述上料工作台一侧，所述下料工作台包括下料支架和设于所述下料支架上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端连接有传送带，第二驱动电机带动传送带，便于将加工完成的复合材料输出工作区域。

优选的，还包括物料架，所述物料架位于所述上料工作台和下料工作台之间，所述物料架包括物料底架，所述物料底架上设有两个物料支架，两个所述物料支架的一端呈60°连接，进而能够保证物料架的整体稳定性。

优选的，所述上料工作台的数量为2个，且靠近所述物料架的上料工作台对应所述第七轴的中间位置，远离所述物料架的上料工作台对应所述上料机器人的位置，进而保证整体的生产效率。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过将所述上料工作台、涂覆机器人、涂覆台、压机、冷压定型机围绕所述运输台设置，运输台上通过第七轴安装上料机器人和下料机器人，进而增加上料机器人、下料机器人的上料区间和下料区间，提升产线的灵活性。

2、本发明通过将上料区间和下料区间之间设置重叠区间，通过调控上料机器人和下料机器人之间工作配合的时间差，进而最大化的利用第七轴的运输空间，实现在增加RTM工艺的基础上不扩大厂房占用面积，达到占地面积最小、利用率最高的效果，大大减少了生产成本。

附图说明

图1是本发明的产线示意图；

图2是本发明图1中A处的放大图；

图3是本发明图1中B处的放大图；

图4是本发明图1中C处的放大图；

图5是本发明图1中D处的放大图。

图中：1、上料工作台；2、涂覆机器人；3、涂覆台；4、压机；5、冷压定型机；6、上料机器人；7、下料机器人；8、运输台；9、物料架；10、下料工作台；71、传送带；72、第二驱动电机；73、下料支架；81、第七轴；82、齿条；83、定位板；84、第一驱动电机；85、固定机构；851、第一固定盘；852、第二固定盘；91、物料底架；92、物料支架。

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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明的一种复合材料湿法工艺和RTM工艺共用生产装置，上料工作台1、涂覆机器人2、涂覆台3、压机4(短行程液压机)、冷压定型机5、上料机器人6、下料机器人7和运输台8，所述上料工作台1、涂覆机器人2、涂覆台3、压机4、冷压定型机5围绕所述运输台8设置，涂覆机器人2还包括高压注射机和安装在涂覆机器人2上的涂覆头，上料工作台1用于存放待加工的复合材料，复合材料为环氧树脂体系(或者聚氨酯树脂体系)、碳纤维(玻璃纤维)等复合材料，涂覆台3用于放置需要涂覆的复合材料，涂覆机器人2用于将树脂和固化剂涂覆在待加工的复合材料上，压机4用于将待加工的复合材料在高温模具中固化成型，冷压定型机5用于对固化成型后的复合材料在冷却模具中进行降温定型，运输台8还包括第七轴81和驱动装置，驱动装置的输出端连接上料机器人6和下料机器人7，上料机器人6和下料机器人7上设有可拆卸的机械爪，以使上料机器人6和下料机器人7在运输台8的第七轴81上径向移动，第七轴81设有上料区间和下料区间，上料区间和下料区间具有重叠区间，上料区间为上料机器人6的活动区间，下料区间为下料机器人7的活动区间，上料区间和下料区间叠合的部分为上料机器人6和下料机器人7公用的区间,在图1中，上料区间为第七轴81左端位置，下料区间为第七轴81右端位置，上料区间和下料区间叠合区间为第七轴81中间位置，利用叠合区间，可以减少整个产线的占用面积，提高产线的生产效率，避免运输台上上料机器人6和下料机器人7各自占用上料区间和下料区间的浪费。

如图1所示，压机4设置在沿运输台8上第七轴81的径向的一侧，另一侧设有上料工作台1，涂覆台3和冷压定型机5位于第七轴81的径向的两端，涂覆机器人2位于涂覆台3的一侧，压机4到第七轴81安装涂覆台3一端的平行距离是压机4到第七轴81安装冷压定型机5一端的平行距离的1.1-1.3倍，既压机4位于第七轴81偏向冷压定型机5的一端，以输送台8为中心，在输送台8四周设置上料工作台1、涂覆台3、涂覆机器人2、压机4和冷压定型机5，节省产线的占用面积，同时根据压机4的实际生产时间和冷压定型机5的生产时间，达到上料机械手和下料机械手配合的最高效率。

如图2所示，沿第七轴81底边设有齿条82，齿条82安装在输送台8上，且通过螺栓固定，上料机器人6和下料机器人7均安装在定位板83上，定位板83增加上料机器人6和下料机器人7的稳定性，定位板83与第七轴81滑动连接，驱动装置包括安装在定位板83上的第一驱动电机84，第一驱动电机84的输出端设有与齿条82啮合的齿轮，通过第一驱动电机84带动齿轮转动，进而实现上料机器人6和下料机器人7在第七轴81上的位移，驱动装置整体结构简单，便于安装、拆卸，能够缩减整体结构、减少产线的占用空间。

如图3所示，运输台8下侧设有若干个组固定机构85，固定机构85包括固定在地面的第一固定盘851和安装在运输台8下侧的第二固定盘852，第一固定盘851与第二固定盘852叠放连接，第一固定盘851上设有若干个贯穿槽，第一固定盘851和第二固定盘852叠放连接保证了运输台8的稳定性，第一固定盘851与地面接触位置设有贯穿槽，加强了第一固定盘851的柔性，避免在上料机器人6和下料机器人7工作时与第一固定盘851产生共振，减少对整体结构稳定性的影响。

第七轴81沿径向设有第一工位、第二工位和第三工位，上料区间包括第一工位和第二工位，下料区间包括第二工位和第三工位，第一工位、第二工位、第三工位的比例为0.8:1.2:1，第二工位为上料区间和下料区间的叠合区间，此比例与压机4、冷压定型机5的工作周期吻合，达到生产效率的最大化。

如图4所示，还包括下料工作台10，下料工作台10位于上料工作台1一侧，下料工作台10包括下料支架73和设于下料支架73上的第二驱动电机72，第二驱动电机72的输出端连接有传送带71，第二驱动电机72带动传送带71，便于将加工完成的复合材料输出工作区域。

如图5所示，还包括物料架9，物料架9位于上料工作台1和下料工作台10之间，物料架9包括物料底架91，物料底架91上设有两个物料支架92，两个物料支架92的一端呈60°连接，进而能够保证物料架9的整体稳定性，物料架9上存放有供上料机器人6和下料机器人7更换的机械爪，进而适配不同的复合材料。

如图1所示，上料工作台1的数量为2个，且靠近物料架9的上料工作台1对应第七轴81的中间位置，远离物料架9的上料工作台1对应上料机器人6的位置，进而保证整体的生产效率。

具体实施时，在进行湿法工艺时，第一驱动电机84带动齿轮转动，齿轮与齿条82啮合带动上料机器人6在第七轴81上运动，上料机器人6从上料工作台1抓取待加工的复合材料，放置在压机4的模具中，压机4将模具合模，并施加一定的锁模力，注射机将树脂体系以一定的比例、压力和温度输送到注射头，并注射到模具中，树脂体系在模具中很快浸润复合材料，模具升温至工艺温度，树脂体系固化完成，制成碳纤维复合材料制件，接着第一驱动电机84带动下料机器人7在第七轴81上运动，下料机器人7从压机4中取出碳纤维复合材料制件放置到冷压定型机5中，冷压定型机5进行冷压定型，接着下料机械手将冷压定型后的碳纤维复合材料制件取出放在下料工作台10上，第二驱动电机72带动传送带71转动，将下料工作台10上的成品输送到工作区域外，供工作人员收集。

在进行RTM工艺时，第一驱动电机84带动齿轮转动，齿轮与齿条82啮合带动上料机器人6在第七轴81上运动，上料机器人6从上料工作台1抓取待加工的复合材料，放置在涂覆台3上，树脂体系通过高压注射机将树脂和固化剂以一定的比例、压力和温度输送到涂覆头，涂覆头安装在涂覆机器人2上，机器人则按照工艺轨迹和速度在织物上方运行，操作人员启动涂覆程序，涂覆头开关打开，树脂和固化剂混合液体从涂覆头专用出胶口流出，通过机器人的运行轨迹，树脂体系会均匀的涂覆在复合材料上，接着上料机器人6将涂覆好的复合材料放置在压机4的模具中，压机4将模具合模，并施加一定的锁模力，注射机将树脂体系以一定的比例、压力和温度输送到注射头，并注射到模具中，树脂体系在模具中很快浸润复合材料，模具升温至工艺温度，树脂体系固化完成，制成碳纤维复合材料制件，接着第一驱动电机84带动下料机器人7在第七轴81上运动，下料机器人7从压机4中取出碳纤维复合材料制件放置到冷压定型机5中，冷压定型机5进行冷压定型，接着下料机械手将冷压定型后的碳纤维复合材料制件取出放在下料工作台10上，第二驱动电机72带动传送带71转动，将下料工作台10上的成品输送到工作区域外，供工作人员收集。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。