技术领域
[0001] 本实用新型涉及
石英复合陶瓷或
碳纤维材料毡料自动化生产领域，特别是一种毡件比重自动测量系统。
背景技术
[0002] 在航空
航天器用壳体领域需要采用石英纤维编织体作为石英复合陶瓷结构的骨架，现有的技术方案是采用手工针刺的方式进行制作，在多晶
硅生产领域需要采用
碳纤维材料制作的碳碳
坩埚作为生产设备，这些都需要采用针刺加工方式进行生产，生产完成过后毡件外形不是完全规则形状，体积不好计算，另外在批量生产中，其在生产中重量也不能实时得到，造成其比重不好计算。
[0003] 现有的石英纤维编织体需要将成型后的比重维持在0.15 0.7g/cm3。通过成型后~比重可以判断加工生产
质量。但因为毡料外形和体重不能实时计算，往往通过人工视觉及触感来判断加工质量，对人的依赖度比较高，不同人员之间的个体差异对结果影响比较大，容易影响批次产品之间的质量差异。
实用新型内容
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种毡件比重自动测量系统，能够在生产完成后实时计算毡件比重。通过在生产过程中控制成品比重来控制批次产品的质量，减少生产批次产品之间的差异，达到生产质量控制的目的。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种毡件比重自动测量系统，它包括移动
工作台，在移动工作台上装有重量
传感器，在移动工作台一侧设有三维激光扫描装置。
[0006] 优选的方案中，在移动工作台的一侧上方设有悬臂机械手，悬臂机械手悬挂在
机械臂门架上，毡
工件位于悬臂机械手下方，并与下方毡模具连接，毡模具在通过
定位销定位在移动工作台上，悬臂机械手的自由端设有自动针刺装置，所述的自动针刺装置的下端设有沿轴向往复运动的刺针。
[0007] 优选的方案中，在移动工作台运动轨迹的上方设有三维激光扫描装置。
[0008] 优选的方案中，所述的三维激光扫描装置的结构为：它包括横跨在移动工作台运动轨迹上方的门架，在门架内设有弧形
导轨，弧形导轨两侧设有外激光
扫描仪，激光扫描仪可根据不同工件尺寸在弧形导轨上更改固定
位置。通过激光扫描仪对毡工件进行扫描，扫描完成后可自动生成毡工件外表面3D图形；通过激光扫描仪对毡模具外表面进行扫描，扫描完成后可自动生成毡模具外表面3D图形，通过DSP处理器对数据进行处理，可以得出毡工件体积，将体积数据进行数据变换后传送至PLC。
[0009] 优选的方案中，在移动工作台的上表面设有至少三个定位销，在定位销内固定有重量传感器。当毡工件不在移动工作台上时，重量传感器
感知的是毡模具零件重量，当毡工件位于移动工作台
台面上时，重量传感器感知的为毡模具和毡工件整体重量，将这两组
信号进过变送器送至PLC后，通过PLC计算两者差值即可得出毡工件重量。
[0010] PLC内部通过将体积数据和重量数据进行计算，可以得出毡工件的比重，可将比重数据与标准数据进行比较，得出比较结果输出值至LED面板，供技术人员参考。
[0011] 优选的方案中，所述的移动工作台为直线移动工作台，移动工作台设有检测移动工作台移动位置的传感器。
[0012] 优选的方案中，所述的移动工作台的结构为：
同步带绕过两个皮带辊并构成
啮合连接，工作台台面固定安装在皮带辊上，其中一个皮带辊与驱动旋转的驱动装置连接；
[0014] 优选的方案中，所述的移动工作台的结构为：同步带固定安装，工作台台面通过驱动装置与同步带连接，驱动装置内设有主动轮，主动轮与同步带啮合连接；
[0015] 传感器为检测主动轮转角的角传感器。
[0016] 本实用新型提供的一种毡件比重自动测量系统，通过采用自动计算测量体积和重量数据，通过数据计算转化为产品比重，可以方便地显示加工完成后工件的比重，可以控制批次毡件的加工质量，方便对质量进行控制管理及改良。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型的整体结构俯视示意图。
[0018] 图2为图1的A-A视图。
[0019] 图3为图1的B-B视图。
[0020] 图4为本实用新型中移动工作台另一优选驱动方案的示意图。
[0022] 图中：移动工作台1，三维激光扫描装置2，门架201，弧形导轨202，激光扫描仪203，定位销3，同步带4，皮带辊5，毡模具6，毡工件7，重量传感器8，机械臂门架9，自动针刺装置10，机械手11，主动轮12，LED面板13。
具体实施方式
[0023] 如图1 3中，一种毡件比重自动测量系统，它包括移动工作台1，在移动工作台1上~装有重量传感器8，在移动工作台一侧设有三维激光扫描装置2。
[0024] 优选的方案中，在移动工作台1的一侧上方设有机械手11，机械手11悬挂在机械臂门架9上，毡工件7位于机械手11下方，并与下方毡模具6连接，毡模具6在通过定位销3定位在移动工作台1上，悬臂在机械手11的自由端设有自动针刺装置10，所述的自动针刺装置10的下端设有沿轴向往复运动的刺针。由此结构，通过机械手11在毡件的外表面移动，自动针刺装置10通过刺针完成针刺加工操作。优选的方案中，所述的机械手11为5
自由度或6自由度机械手。例如采用新松或UO公司的市售机械手。
[0025] 优选的方案如图3中，所述的三维激光扫描装置2的结构为：它包括横跨在移动工作台1运动轨迹上方的门架201，在门架201内设有弧形导轨202，弧形导轨202两侧设有激光扫描仪203，激光扫描仪203可根据不同工件尺寸在弧形导轨202上更改固定位置。通过两个外表面激光扫描仪203对毡工件7进行扫描，扫描完成后可自动生成毡工件7外表面3D图形。当毡工件3不在移动工作台1上时，通过激光扫描仪203可对毡模具6外表面进行扫描，扫描完成后可自动生成毡模具6外表面3D图形，也即毡工件7的内表面3D图形，DSP处理器通过对内外表面的3D图形进行比对计算，可得知毡工件7的体积，将体积数据进行数据变换后传送至PLC。其中外激光扫描仪203为市售的产品，例如武汉海达数
云技术有限公司生产的高
精度三维激光测量仪。
[0026] 优选的方案中，在移动工作台1的上表面设有至少三个定位销3，在定位销3内固定有重量传感器8，重量传感器8上表面与毡模具6下方的凹台面
接触，当毡工件7不在移动工作台1上时，重量传感器8感知的是毡模具6零件重量，当毡工件7位于移动工作台1台面上时，重量传感器8感知的为毡模具6和毡工件7整体重量，将这两组信号进过变送器送至PLC后，通过PLC计算两者差值即可得出毡工件7重量。其中重量传感器8为市售的产品，例如欧路达的市售传感器AT8106。
[0027] PLC内部通过将体积数据和重量数据进行计算，可以得出毡工件7的比重，可将比重数据与标准数据进行比较，得出比较结果输出至LED面板13，供技术人员参考。
[0028] 优选的方案如图1中，所述的移动工作台1为直线移动工作台，移动工作台1设有检测移动工作台1移动位置的传感器。由此结构，通过移动工作台1承载毡模具6和毡工件7运行在各个工位，完成上料、摊铺、下料、测量和针刺加工各个工序。
[0029] 优选的方案如图1中，所述的移动工作台1的结构为：同步带4绕过两个皮带辊5并构成啮合连接，工作台台面固定安装在皮带辊5上，其中一个皮带辊5与驱动旋转的驱动装置连接；
[0030] 传感器为检测皮带辊5转角的角传感器，例如绝对值传感器。
[0031] 优选的方案中，所述的移动工作台1的结构为：同步带4固定安装，工作台台面通过驱动装置与同步带4连接，驱动装置内设有主动轮12，主动轮12与同步带4啮合连接；
[0032] 传感器为检测主动轮12转角的角传感器。
[0033] 如图1 3中，在移动工作台1的工作台台面上设有多个定位销3，在毡模具3上设有~多个销孔，由此方案，用于实现毡模具6的精确定位，以便于实现自动加工。
[0034] 优选的方案中，所述的自动针刺装置10的刺针由直线
电机、
气缸或圆周电机驱动往复运动；直线电机驱动的结构，例如
申请人申请的2018112931159电动针刺装置中的结构。气缸驱动的结构，例如申请人申请的201821788905X
气动针刺装置的结构。其中圆周电机通过
曲柄摇杆机构或
齿轮齿条机构驱动刺针往复运动。
[0035] 生产时，移动工作台1停放在图1中右侧的位置，重量传感器8将此时的重量通过变送器送至PLC存储。三维激光扫描装置2对毡模具6的外表面进行扫描，扫描后生成3D图形送至DSP处理器存储。人工摊铺毡料，摊铺完成后，移动工作台1向左移动，如图3中，在三维激光扫描装置2下方进行测量，生成毡工件7的三维形状，并计算毡工件7体积。移动工作台1再次向左移动，机械手11带动端头的自动针刺装置10以刺针距离三维形状一段距离，沿着三维形状的等距轮廓扫描，同时刺针高速往复运动，进行针刺操作，刺针带动纤维跨层，使各层间的毡料互相缠绕，形成工件半成品。针刺操作完成后，移动工作台1向右移动至图1的右边，继续摊铺，直至完成整个工件，完成后，PLC记录此时变送器送来的重量数据，与之前记录的数据进行计算，可得出毡工件7成品的重量，与之前体积数据进行计算，得出毡工件7成品比重，PLC将测量结果与标准进行比对，比较结果输出至LED显面板13，供技术人员参考。
[0036] 上述的
实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以
权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。
