U型天线罩预制体织物的缝合模具、缝合装置及缝合方法

1.一种u型天线罩预制体织物的缝合模具，其特征在于：用于u型天线罩预制体织物的圆柱面缝合成型的圆柱面缝合模具和用于u型天线罩预制体织物的顶部球面缝合成型的顶部球面缝合模具；所述圆柱面缝合模具由底座法兰、组合芯模及第一外压板组成；所述底座法兰连接机器人；所述组合芯模外表面与织物内型面相吻合，第一外压板内表面与织物外型面相吻合，二者组合后型腔尺寸为织物尺寸，通过二者的加压从而实现对织物压缩定型；所述组合芯模和第一外压板均为分层可拆卸结构，每层第一外压板对应一段组合芯模；所述顶部球面缝合模具由机器人法兰、芯模、第二外压板及定位针组成；所述机器人法兰连接机器人；所述芯模外表面、第二外压板内表面与织物的圆柱面表面相吻合；所述芯模与第二外压板在圆周方向同一位置上配有定位孔，所述定位孔中插入定位针；芯模和第二外压板对已缝合完成的织物圆柱面加压固定。

2.根据权利要求1所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合模具，其特征在于：所述第一外压板分为三层，按照其空间位置分为外层外压板、中间层外压板和里层外压板；每层第一外压板均由两个相同的半圆型外压板组成；所述组合芯模分为四段，每段组合芯模按照其空间位置分别与第一外压板的对应层相配合；所述底座法兰一端通过法兰螺栓与机器人连接固定，另一端通过螺栓与第一外压板和组合芯模连接固定。

3.根据权利要求1所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合模具，其特征在于：所述第二外压板和芯模均采用薄壁中空结构；所述机器人法兰一端通过法兰螺栓与机器人连接固定，另一端通过螺栓与第二外压板和芯模连接固定。

4.一种u型天线罩预制体织物的缝合装置，其特征在于：包括六自由度机器人、单针穿刺机和如权利要求1-3任一所述的缝合模具；所述六自由度机器人通过螺纹连接安装到机器人底座上；所述六自由度机器人的机器人第六关节通过螺纹连接安装圆柱面缝合模具的底座法兰或顶部球面缝合模具的机器人法兰。

5.一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，使用如权利要求4所述的缝合装置，其特征在于，包括以下步骤：s1、准备缝合设备：将六自由度机器人、单针穿刺机安装并移动到工作位置，单针穿刺机与六自由度机器人的机器人第六关节安装在同一方向上；

6.根据权利要求5所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，其特征在于：所述s1中通过示教器将机器人和单针穿刺机分别移动到工作位置；将圆柱面缝合模具中的底座法兰连接固定在机器人第六关节上，再将圆柱面缝合模具中的外压板组装好并与底座法兰连接固定，为织物单元层铺层的铺覆做准备。

7.根据权利要求5所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，其特征在于：所述s3包括s3-1单元层铺层设计和s3-2原料的制备；所述s3-1为在建模软件中等比例绘出3d织物模型，沿着织物模型的任一母线方向将其分割，分割出两对称曲面，然后将分割生成的两曲面展平得到两对称的单元层铺层；将分割展平的单元层铺层导出到绘图软件中，在绘图软件中将两个对称的单元层铺层沿着扇形顶部进行拼接，形成一个完整、连续的单元层铺层，拼接完的单元层铺层展平形状呈双扇形结构；所述s3-2具体为根据s3-1中单元层铺层的尺寸形状裁好相应形状的纸膜，预先用纸膜进行位置排布，最后根据纸膜在基布上裁出对应的单元层铺层，重复s3-2直到制备出所有所需的单元层铺层。

8.根据权利要求7所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，其特征在于：所述s4具体为将s3中制备好的单元层铺层进行第一层铺覆，确保单元层铺层与第一外压板内表面紧密贴合；铺覆下一层单元层铺层时，将其在扇形开口位置处相对于上一层错开大于0度、小于等于20度的角度进行铺覆；铺覆完成后，用一打孔针在织物顶部球面圆心位置处打一通孔，然后用螺栓穿过织物通孔将最里侧的组合芯模固定到底座法兰上，然后依次用螺栓组装其余组合芯模，通过组合芯模和第一外压板加压将织物固定在模具中，准备缝合。

9.根据权利要求5所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，其特征在于：所述s5包括s5-1织物圆柱面缝合和s5-2织物顶部球面缝合；所述s5-1包括第一缝合区域缝合和第二缝合区域缝合，待完成铺覆的织物在圆柱面缝合模具中固定好之后，拆除圆柱面缝合模具中的外层外压板及其对应的一段组合芯模，预先加载好程序的六自由度机器人带动圆柱面缝合模具位于初始位置，用机针以改进锁式缝合方式进行第一缝合区域的缝合；第一缝合区域缝合完成后，拆除中间层外压板及其对应的一段组合芯模，重复上述第一缝合区域缝合过程，直至预制体织物第二缝合区域缝合完成，至此天线罩预制体织物圆柱面缝合完成；然后进行s5-2织物顶部球面缝合，卸下未完工的织物和圆柱面缝合模具，将顶部球面缝合模具中的机器人法兰通过法兰螺栓与机器人第六关节连接固定，通过螺栓将芯模底部与机器人法兰连接固定，将已完成圆柱面缝合的织物套在芯模上，再将第二外压板套在该织物上并通过螺栓将第二外压板与机器人法兰连接固定；透过第二外压板、织物及芯模在定位孔中插入定位针，防止织物在缝合过程中来回窜动，织物被芯模与第二外压板加压固定在中间，织物顶部球面裸露在外，重复上述第一缝合区域缝合过程，直至织物第三缝合区域缝合完成，至此天线罩预制体织物全部缝合完成。

10.根据权利要求9所述的一种u型天线罩预制体织物的缝合方法，其特征在于：所述s5-1中的第一缝合区域缝合过程具体为将机针安装在单针穿刺机三爪卡盘上，在机针针尖处的穿线孔中穿入纤维纱线，单针穿刺机带动机针刺入织物内部，然后机针沿原路径略微退出，在针尖处形成线环，用细长钩针勾取线环并穿入底线，机针进一步退出织物，细长钩针释放线环，将织物内腔的线环与底线锁紧，完成一点处缝合，通过示教器单步运行程序，机器人第六关节带动缝合模具在圆周方向上转过指定角度，每转过一个角度，进行一点处缝合，织物一圆周方向缝合完成后，机器人第六关节带动缝合模具沿着模具轴向方向步进一个量，继续下一圆周方向上的缝合，重复上述缝合步骤，直至织物第一缝合区域缝合完成。