一种面向手工铺贴过程控制的系统的制作方法

本实用新型属于工艺制造领域，具体涉及一种面向手工铺贴过程控制的系统。

背景技术：

复合材料成型过程中，手工铺贴仍然占预浸料或干纤维铺贴中很大的比例。为了确保预浸料或干纤维铺贴精度，复合材料制造领域普遍采用传统激光投影装置。传统激光投影装置能有效投影铺层的边界和坐标系，但是所有的投影都是静态的。对于尺寸较小、外形简单的结构，由于纤维弯曲及裁片变形较小，预浸料或干纤维裁片能通过传统激光投影装置投影静态边界进行定位，从而实现准确铺贴。对于尺寸较大、外形复杂的结构，同一个铺层，由于铺贴起始点、压实顺序或剪口位置等不同，均会导致裁片纤维方向与设计方向存在不同程度的差异。尺寸越大，外形越复杂，这种差异会越大。传统激光投影装置的静态投影无法从根本上有效解决设计铺层与制造铺层不一致问题。实际工程中，只能通过操作人员规范每一个铺层的铺贴起始点、压实顺序和剪口位置确保设计铺层与制造铺层一致性。每一个复合材料制件，其铺层数量巨大，涉及的纤维铺层方向多，难免操作人员不犯错误。

鉴于此，为了确保尺寸较大、外形复杂结构设计铺层与制造铺层的一致性，有效控制裁片的铺贴流程及铺贴质量，实用新型一种面向手工铺贴过程控制的系统。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种面向手工铺贴过程控制的系统，所述系统包括动态激光投影装置和手工铺贴工具，所述手工铺贴工具上设有信号发射头，所述动态激光投影装置上设有与所述信号发射头相连接的感应单元；

进一步地，所述激光投影装置还包括投影单元、分析单元和处理单元，所述感应单元通过分析单元连接处理单元，所述投影单元连接分析单元；

进一步地，所述手工铺贴工具包括铺贴压板、裁刀和辅助加热工具；

进一步地，所述系统还包括自动下料机和喷墨打印机，所述自动下料机连接所述喷墨打印机；

进一步地，所述分析单元为计算机设备；

进一步地，所述投影单元为投影仪或其他投影设备；

进一步地，所述处理单元为蜂鸣报警器；

进一步地，所述信号发射头为红外线或超声波信号发射器。

本实用新型的有益效果如下：

1)相对于传统的激光投影装置，该系统不仅静态投影裁片铺贴边界和坐标系，还能按顺序动态投影铺贴起始区域、顺序压实区域及剪口位置等信息；

2)感应单元能扫描裁片的条形码信息，同时判断裁片是否与需要铺贴的投影边界一致；将裁片条形码的位置设计在铺贴起始区域能确保铺贴开始前确定裁片的准确性；由于投影铺贴起始区域与条形码标记位置一一对应，方便操作人员快速识别裁片的摆放位置及确定纤维铺贴方向；

3)利用带有信号发射头的手工铺贴工具在投影区域进行相关操作时，动态激光投影装置通过扫描并分析发射信号的路径，判断是否完成相关操作；如果系统判断完成相关操作，动态激光投影装置将自动投影下一步需要操作的区域。通过该功能，实现铺贴过程可控，确保产品间铺层的一致性，同时确保设计铺层与制造铺层的一致，从而减少人为因素对铺贴质量的影响；

4)如果利用带有信号发射头的手工铺贴工具在非投影工作区域工作或放置时间过长，系统会蜂鸣报警，投影线由实线变为闪烁态；对于操作人员发现已经投影过的区域不满足工艺要求，对已经投影过的区域进行相应操作，而带有信号发射头的手工铺贴工具不会触发蜂鸣，也不会使投影线由实线变为闪烁态。

附图说明

图1为本实用新型面向手工铺贴过程控制的系统示意图；

图2为本实用新型中铺贴起始区域及裁片信息确定图；

图3为本实用新型中铺贴起始区域裁片压实图；

图4为本实用新型中顺序压实区域裁片铺贴图；

图5为本实用新型中裁片剪口图；

图6为本实用新型控制系统中激光投影装置的单元结构图；

其中，1-动态激光投影装置，2-模具，3-裁片铺贴边界，4-铺贴起始区域，5-铺贴压板，51-铺贴压板信号发射头，6-顺序压实区域，7-剪口位置，8-裁刀，9-辅助加热工具，91-辅助加热工具信号发射头。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也完全理解本实用新型。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。下面为本实用新型的举出最佳实施例：

如图1-图6所示，一种面向手工铺贴过程控制系统，其特征在于，所述系统包括动态激光投影装置1和手工铺贴工具，所述手工铺贴工具上设有信号发射头，所述动态激光投影装置1上设有与所述信号发射头相连接的感应单元11，所述激光投影装置还包括投影单元13、分析单元12和处理单元14，所述感应单元通过分析单元12连接处理单元14，所述投影单元13连接分析单元12，所述手工铺贴工具包括铺贴压板5、裁刀8和辅助加热工具9，所述铺贴压板5、裁刀8和辅助加热工具9上分别设有铺贴压板信号发射头51、裁刀信号发射头81和辅助加热工具信号发射头91，所述系统还包括自动下料机和喷墨打印机，所述自动下料机连接所述喷墨打印机，所述分析单元12为计算机设备，所述投影单元13为投影仪或其他投影设备，所述处理单元为蜂鸣报警器14，所述信号发射头为红外线或超声波信号发射器。

本实用新型所述手工铺贴过程对该系统的工作原理如下：

a裁片信息确认

根据需要，利用自动下料机将预浸料或干纤维织物裁剪为所需形状的裁片，并在裁片对应的铺贴起始区域喷墨打印编号条形码。自动下料机所采用的编号与投影单元所投射的裁片铺贴边界3编号一致。将编号条形码打印在该裁片的铺贴起始区域，同时结合投影单元所投射的铺贴起始区域4，如图2所示，方便操作人员快速确认裁片的摆放位置，避免反复比对，浪费大量时间；另一方面，将裁片的铺贴起始区域放置于投影单元所投射的铺贴起始区域4后，感应单元能扫描裁片上的条形码，并与裁片铺贴边界3的编码进行对比。如果编码一致，投影的铺贴起始区域4将由闪烁状态转变为实线状态，提醒操作人员进行下一步工序；如果编码不一致，投影的铺贴起始区域4将一直保持闪烁状态，并发出蜂鸣提醒操作人员裁片选择错误，需要更改裁片。只有当裁片选择正确后，投影的铺贴起始区域4将由闪烁状态转变为实线状态，报警声消除。这将从根本上消除裁片与铺层不对应的错误。

b裁片顺序压实

铺贴起始区域及材料信息确定后，投影单元所投射的铺贴起始区域4由闪烁状态转变为实线状态，如图3所示。利用铺贴压板5将裁片压实。压实过程中，铺贴压板5在铺贴起始区域4来回反复压实裁片。同时，感应单元接收来自铺贴压板信号发射头51发射的信号，并记录其移动路径，通过分析单元的分析软件，判断该区域是否完成压实操作。如果系统判断该区域已完成压实操作，投影的铺贴起始区域4实线消失，而后续顺序压实区域6出现实线投影，如图4所示。

同样，利用铺贴压板5将裁片在当前顺序压实区域6压实，并利用系统判断该区域是否完成压实操作，如果完成压实操作，该区域投影消失，而后续顺序压实区域出现实线投影。系统依次投影各顺序压实区域，直至整个裁片在裁片铺贴边界3内完成压实。

在整个压实操作过程中，铺贴压板5等带有信号发射头的手工铺贴工具必须确保在对应区域进行操作,压实过程中，如果裁片粘性低，可以采用辅助加热工具9加热裁片，提高裁片粘性，确保铺贴质量。如果在裁片铺贴边界3内，当前顺序压实区域6以外的区域放置过长时间或进行压实操作，系统将闪烁当前顺序压实区域6，并发出蜂鸣报警。只有当手工铺贴工具移出非当前铺贴压实区域，当前顺序压实区域6投影将由闪烁变为实线，蜂鸣解除。操作人员在进行当前相应操作时，如果发现已经投影过的顺序压实区域不满足工艺要求，如压实不均、夹杂气体、层间粘接不牢等，停止当前操作而对已经投影过的顺序压实区域进行相应操作，而带有信号发射头的手工铺贴工具此时不在当前顺序压实区域6工作，也不会触发蜂鸣，进而导致当前顺序压实区域6的投影闪烁。

c剪口

对于尺寸较大、外形较复杂的结构，在手工铺贴过程中，需要对裁片进行剪口，以保证铺贴的质量。通常，操作人员会根据裁片铺贴的实际情况进行剪口。由于铺贴起始区域及压实顺序的不统一，往往会导致需要剪口的地方也不统一。因此，在采用该系统后，在确定铺贴起始区域4及各顺序压实区域6后，往往剪口位置7也能确定，如图5所示。通过剪口分析单元中的现有的商业软件，能有效确定剪口位置7。铺贴压板5压实当前顺序压实区域6时，感应单元接收铺贴压板信号发射头51信号，判断铺贴压板5接近剪口位置7时，投影单元投射的剪口位置7，并为实线状态。操作人员利用裁刀8进行剪口。感应单元接收裁刀信号发射头81发射的信号，并记录其移动路径，通过系统软件，判断该区域是否完成剪口操作。如果系统判断该区域已完成剪口操作，投影的剪口位置7实线消失，操作人员继续当前顺序压实区域6的裁片压实。剪口过程中，当前顺序压实区域6保持实线投影。

以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。