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专利号: 2022116698696
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:其采用一种铺放执行器,该铺放执行器包括中脊模组、肋条模组以及弹性玻璃纤维棒;所述中脊模组包括中脊线性执行器和中脊电机;所述肋条模组包括肋条线性执行器、肋条电机和若干吸力单元;

所述吸取铺放方法包括如下工艺步骤:

1),上位机获取织物的位置信息和所需铺设模具曲率,确定机械臂运动路径及铺放执行器所需工艺参数;

2),在上位机输出机械臂运动路径及铺放执行器所需工艺参数后,机械臂沿预定轨迹移动,同时铺放执行器调整姿态,中脊电机控制中脊上的中脊线性执行器,改变弹性玻璃纤维棒形状,肋条电机控制肋条线性执行器改变肋条模组形状,以准备吸取所需织物;

3),当机械臂运动到可吸取织物的预定位置之后,吸力单元通过上位机输出的参数各自改变吸力强度,完成织物的吸取;

4),织物吸取完成后,机械臂沿预定轨迹移动到待铺放位置处,途中铺放执行器调整姿态,通过中脊电机和肋条电机的控制,分别由弹性玻璃纤维棒和肋条线性执行器形成两个曲率,实现与待铺放位置曲率相同的双曲率曲面;

5),机械臂与铺放执行器运动到铺放织物的指定位置之后,织物贴合在铺放位置之后,吸力单元撤力之后,机械臂移动离开铺放位置,至此完成一次柔性织物的铺放。

2.如权利要求1所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:所述中脊电机连接并控制中脊线性执行器的拉杆伸缩;所述中脊线性执行器连接于弹性玻璃纤维棒上,其能改变弹性玻璃纤维棒的形状,实现中脊模组的弯曲,形成铺放执行器的主方面曲率。

3.如权利要求2所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:所述中脊模组上设置有一连接件,所述连接件与机械臂相连,从而将整个铺放执行器固连在机械臂上。

4.如权利要求1所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:所述肋条线性执行器均匀对称的安装在弹性玻璃纤维棒上,其随弹性玻璃纤维棒联动,使得肋条模组的纵向曲率由中脊模组的曲率控制。

5.如权利要求4所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:所述肋条电机连接并驱动肋条线性执行器收缩,以改变肋条模组的形状,使肋条模组的横向曲率由肋条线性执行器的位移量控制,获得铺放执行器的次方面曲率。

6.如权利要求1所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:相邻吸力单元通过花键连接,从而形成若干吸力单元组;所述吸力单元组分别安装在肋条线性执行器上;其中,每组吸力单元组居中的吸力单元与弹性玻璃纤维棒相连,使得每组吸力单元组的中间部位的曲率与中脊模组的曲率一致;每组吸力单元组两边的吸力单元的姿态由肋条模组决定,从而整个吸力面形成双曲率曲面。

7.如权利要求1所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:步骤1)中,铺放执行器总共需要选择145个工艺参数:3个参数用于中脊电机位置,15个参数用于肋条电机位置,127个参数用于每个吸力单元的强度。

8.如权利要求1所述的适应复杂曲面的柔性织物吸取铺放方法,其特征在于:所述上位机的控制方法包括如下步骤:

1‑1),使用CATIA软件将待铺放曲面模具模型和铺放执行器集成到CAD模型中;在CATScript宏和python框架的帮助下,铺放执行器被移动到待铺放曲面模具模型的位置;然后,铺放执行器的脊和肋变形,并且在每个变形步骤之后测量吸力面和模具表面之间的距离;

1‑2),离线编程软件根据铺放执行器的期望位置,使用逆运动学求解出机械臂各个关节的运动参数进行机械臂运动轨迹规划,根据脊和肋的变形参数,计算中脊线性执行器和肋条线性执行器的行程;

1‑3),机械臂各个关节对应的伺服电机驱动关节按软件给定运动轨迹运动,使铺放执行器到达期望位置;中脊电机和肋条电机反转,带动线性执行器中的拉杆收缩,改变中脊和肋条形状,使吸力面的曲率与待铺放模具曲率相符。

1‑4),完成上述步骤后,织物按照预定铺放位置。

1‑5),完成铺放后,机械臂反向运动回初始位置,中脊电机和肋条电机正转,带动线性执行器中的拉杆伸长,吸力面由双曲面转为平面,准备吸取下一组织物。