CN102744921B - 一种机械式智能插针装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机械式智能插针装置，包括电动缸、顶针、导向器、导向针管和缝合针；所述电动缸的输入端连接外设的驱动装置，输出端外壳的前端连接导向器，位于外壳内的输出端连接顶针；所述导向器、导向针管、缝合针从外到里顺次套接，导向针管的前端通过紧固件与导向器固接，缝合针可沿导向针管前后移动；所述顶针尾端连接电动缸，前端伸入导向针管内抵住缝合针。本发明具有调节插针速度及距离的功能，能够在预设好的速度、距离参数下准确插针；性能稳定，精确度高等特点，替代了相关产品用立体织物手工插针的工艺工序，实现了机械智能插针，避免了手工插针的工人手受伤，降低劳动强度，提高产品的质量和生产效率。

Description

一种机械式智能插针装置
技术领域
本发明涉及复合材料立体织物缝合技术中的插针工序，具体为一种机械式智能插针装置。
背景技术
复合材料具有质量轻、强度高、耐烧蚀等特点，已广泛应用于航空、航天、军工等尖端领域，并扩展到汽车、建筑、能源、环保、生物医疗和运动器械等方面，成为世界各国竞相重资投入的研究领域。但复合材料立体织物制造成本昂贵、生产效率很低。因此，如何在保证复合材料立体织物性能优势的前提下实现制造技术的智能化，缩短生产周期，降低生产成本，已经成为应用复合材料亟待解决的关键问题。
复合材料缝合技术因易于实现立体织物生产过程的自动化和机械化，生产效率高，已经成为复合材料研究领域的焦点。良好的的复合材料缝合技术能提高预制件穿过厚度方向层间断裂韧性、层间疲劳韧性和强度等性能。这项技术已经在航空、航天等领域得到了应用。随着相关产品用立体织物的尺寸趋于大型化、异型化，厚度尺寸也较厚，现有的缝合技术传统插针工序靠人工插针已满足不了工艺需求，需要设计一种替代人工插针的机械式智能插针装置来满足相关产品用立体织物缝合工艺的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的缝合技术传统插针工序靠人工插针，精度低、耗费人力多、成品稳定性差，无法满足相关产品用立体织物缝合工艺的需求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种机械式智能插针装置，包括电动缸、顶针、导向器、导向针管和缝合针；所述电动缸的输入端连接外设的驱动装置，输出端外壳的前端连接导向器，位于外壳内的输出端连接顶针；所述导向器、导向针管、缝合针从外到里顺次套接，导向针管的前端通过紧固件与导向器固接，缝合针可沿导向针管前后移动；所述顶针尾端连接电动缸，前端伸入导向针管内抵住缝合针。
本发明通过外设的驱动装置带动电动缸运动，并通过电动缸驱动顶针移动，顶针则把缝合针顶出，进行插针动作；导向针管的设置，可为缝合针起导向作用，使缝合针可准确***工作位置，更适用于手持插针的工作环境。前述电动缸是一种现有的动力设备，其工作原理是：通过各种电机(如伺服电机、步进电机等)的输出轴与电动缸连成一体，利用电机的旋转运动转换成直线运动，能准确完成直线往复运动，同时将伺服电机最佳优点—精确位置控制，精确推力控制；实现高精度直线运动。
作为本发明的一种改进方案，所述电动缸的输出端与顶针之间还设有磁环。磁环的设置，使顶针受磁化后可吸附缝合针，并带动受磁化的缝合针在导向针管中移动，同时导向针管也会受磁化并与缝合针产生相互吸附的作用，使在缝合过程中，缝合针不会掉落导向针管，导向针管与缝合针配套使用。
本发明的优点是：该装置具有调节插针速度及距离的功能，能够在预设好的速度、距离参数下准确插针；性能稳定，精确度高等特点，替代了相关产品用立体织物手工插针的工艺工序，实现了机械智能插针，避免了手工插针的工人手受伤，降低劳动强度，提高产品的质量和生产效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1前部放大示意图。
图3为本发明缝合针与导向针管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细说明：
如图1所示，本发明包括电动缸1、顶针5、导向器6、导向针管8和缝合针9；所述电动缸1的输入端连接外设的驱动装置，输出端外壳的前端连接导向器6，位于外壳内的输出端通过夹紧螺母2连接顶针5；夹紧螺母2上还设有磁环3，顶针5受磁环3磁化吸附缝合针9；所述导向器6、导向针管8、缝合针9从外到里顺次套接，导向针管8的前端通过紧固件与导向器6固接，缝合针9可沿导向针管8前后移动；所述顶针5尾端连接电动缸1，前端伸入导向针管8内抵住缝合针9；所述导向器6前端为凹字型，导向针管8的前端通过夹紧螺帽7与导向器6的前端固接。
前述电动缸1型号为SEA802-005，外设的驱动装置为步进电机10，步进电机10的型号为42BYGH250C，两者同轴相连，驱动器型号采用2HB40D,驱动步进电机10执行电动缸1。
步进驱动器由PLC控制器为核心控制型号为FX1N-24MT,设有触摸屏型号为F930GOT-BWD-C,所述的步进电机10由PLC控制***控制，控制***设有触摸屏和脚踏开关以方便操作；通过PLC控制***设定相关参数，电动缸1根据设定好的速度和距离参数驱动与顶针5接触的缝合针9的运动速度、距离。
该装置具体操作过程如下：
1.合上控制柜断路器；
2.在触摸屏上设置速度和距离参数，控制状态为自动状态；
3.启动步进电机驱动器；
4.手持机械式智能装置，操作脚踏开关；
5.***处于运行状态，执行电动缸1，电动缸1驱动顶于顶针5之上的缝合针9进行插针，当缝合针9按预设速度移动到预设距离后，电动缸1驱动顶于顶针5退回到初始位置，缝合针9留于试制织物内，完成一个控制循环。

Claims (4)

1.一种机械式智能插针装置，其特征在于，包括电动缸(1)、顶针(5)、导向器(6)、导向针管(8)和缝合针(9)；所述电动缸(1)的输入端连接外设的驱动装置，输出端外壳的前端连接导向器(6)，位于外壳内的输出端连接顶针(5)；所述导向器(6)、导向针管(8)、缝合针(9)从外到里顺次套接，导向针管(8)的前端通过紧固件与导向器(6)固接，缝合针(9)可沿导向针管(8)前后移动；所述顶针(5)尾端连接电动缸(1)，前端伸入导向针管(8)内抵住缝合针(9)。
2.根据权利要求1所述的一种机械式智能插针装置，其特征在于：所述电动缸(1)的输出端与顶针(5)之间还设有磁环(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种机械式智能插针装置，其特征在于：所述导向器(6)前端为凹字型，导向针管(8)的前端通过夹紧螺帽(7)与导向器(6)的前端固接。
4.根据权利要求1或2所述的一种机械式智能插针装置，其特征在于：顶针(5)通过夹紧螺母(2)连接电动缸(1)的输出端。
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