[发明专利]基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放方法及装置

权利要求书

1.一种基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放装置，其特征在于，包括底座、支架、控制装置、图像采集装置、升降机构、旋转机构、承载机构以及压制机构；

所述底座和支架配合连接，所述图像采集装置、升降机构、旋转机构、承载机构以及压制机构安装于所述支架上；

所述承载机构包括抽屉托盘和旋转托盘，所述抽屉托盘设置于所述旋转托盘上方，所述抽屉托盘为U型结构，所述旋转托盘用于承载下层碳纤维预浸料，所述旋转托盘用于承载上层待铺放碳纤维预浸料；

所述升降机构和所述旋转机构与所述旋转托盘配合连接，用于控制所述旋转托盘升降以及旋转；

所述图像采集装置设置在所述承载机构上方，用于采集下层碳纤维预浸料图像和上层待铺放碳纤维预浸料图像并发送至控制装置，所述控制装置用于根据所述下层碳纤维预浸料图像和上层待铺放碳纤维预浸料图像计算所述下层碳纤维预浸料和上层待铺放碳纤维预浸料之间的夹角；

所述控制装置用于根据夹角计算所需转动角度并判断旋转方向，根据所述旋转方向和所需转动角度生成旋转控制信号发送至所述旋转机构，所述旋转机构用于根据所述旋转控制信号控制旋转托盘转动到相应位置；

所述压制机构用于当旋转托盘转动到相应位置后下压将上层待铺放碳纤维预浸料和下层碳纤维预浸料压制为一体。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放装置，其特征在于，所述承载机构还包括滑轨、内挡块和外挡块；

所述滑轨设置在所述支架上，所述抽屉托盘与所述滑轨滑动连接；

所述内挡块和外挡块安装于所述支架上，用于对所述抽屉托盘进行限位。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放装置，其特征在于，所述压制机构包括回字压头、光轴、光轴固定座、直线滑动轴承、压缩弹簧、压力板、施力杆以及受力板；

所述光轴的一端通过光轴固定座与所述回字压头连接，另一端与所述直线滑动轴承连接，所述直线滑动轴承与所述压缩弹簧、压力板以及施力杆配合连接，所述直线滑动轴承安装于所述受力板上。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放装置，其特征在于，所述铺放装置还包括设置在所述旋转托盘周围的方形光源。

5.一种基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一所述的碳纤维预浸料定角度铺放装置进行碳纤维预浸料定角度的铺放，所述方法包括：

根据所需铺放的碳纤维预浸料的层数，通过所述升降机构调整所述旋转托盘与所述抽屉托盘之间的垂直距离至适当位置；

分别在所述旋转托盘和抽屉托盘上放置下层碳纤维预浸料和上层待铺放碳纤维预浸料；

通过图像采集装置采集下层碳纤维预浸料图像和上层待铺放碳纤维预浸料图像并发送至控制装置，

所述控制装置根据所述下层碳纤维预浸料图像和上层待铺放碳纤维预浸料图像计算所述下层碳纤维预浸料和上层待铺放碳纤维预浸料之间的夹角；

所述控制装置根据所述夹角计算所需转动角度并判断旋转方向，根据所述旋转方向和所需转动角度生成旋转控制信号发送至所述旋转机构；

所述旋转机构根据所述旋转控制信号控制旋转托盘转动到相应位置；

当旋转托盘转动到相应位置后所述压制机构下压将上层待铺放碳纤维预浸料和下层碳纤维预浸料压制为一体。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的碳纤维预浸料定角度铺放方法，其特征在于，所述承载机构还包括滑轨，所述下层碳纤维预浸料和上层待铺放碳纤维预浸料的纤维方向均垂直所述滑轨；

所述控制装置根据所述下层碳纤维预浸料图像和上层待铺放碳纤维预浸料图像计算所述下层碳纤维预浸料和上层待铺放碳纤维预浸料之间的夹角，包括：

建立直角坐标系；

对所述下层碳纤维预浸料图像进行分析，计算所述下层碳纤维预浸料与Y轴的第一角度；

对所述上层待铺放碳纤维预浸料图像进行分析，计算所述上层待铺放碳纤维预浸料与Y轴的第二角度；

所述第二角度与第一角度的差值为所述夹角。