(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210886334.8 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 东莞华南设计创新院 地址 523808 广东省东莞 市松山湖园区学 府路1号9栋 318室 (72)发明人 高航　王一奇　邹建军　侯晓峰　 (74)专利代理 机构 广东科言知识产权代理事务 所(普通合伙) 44671 专利代理师 何树良 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/26(2020.01) (54)发明名称 一种用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化 方法 (57)摘要 本发明提供了一种用于预浸料抓取的真空 吸盘排布优化方法， 包括以下步骤： 预设预浸料 的尺寸参数、 真 空吸盘的数量及真空吸盘的初始 排布方式； 以预浸料在被真空吸盘抓取过程中产 生的最大悬垂变形量w为目标函数， 以相邻真空 吸盘的间距L1、 L2和最外侧真 空吸盘与预浸料边 缘的边距L3、 L4为自变量， 建立真空吸盘抓取点 位排布的优 化数学模型； 通过Matlab软件对目标 函数进行多目标线性有约束优化， 以预浸料在被 真空吸盘抓取过程中产生的最大悬垂 变形量w最 小为优化目标， 得到真空吸盘在预浸 料上的抓取 点位排布。 本发 明可以快速得到真空吸盘在预浸 料上的最优抓取点位， 提高真空吸盘抓取预浸料 的稳定性， 有效提高生产效率和成型质量， 降低 生产成本 。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115203855 A 2022.10.18 CN 115203855 A 1.一种用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 预设预浸料的尺寸 参数、 真空吸盘的数量及真空吸盘的初始排布方式； 步骤S2， 以预浸料在被真空吸盘抓取过程中产生的最大悬垂变形量w为目标函数， 以相 邻真空吸盘的间距 L1、 L2和最外侧真空吸盘与预浸 料边缘的边距 L3、 L4为自变量， 建立公式 （1） 所示的真空吸盘抓取点 位排布的优化数 学模型： （1） 其中， E是预浸料的弹性模量， I是截面的惯性矩， q是预浸料在自重作用下受到的竖直 向下的均布载荷， a是预浸料的长度， b是预浸料的宽度， m、 n分别 是预浸料在长度和 宽度方 向上的真空吸盘数量， L1、 L2分别是相邻真空吸盘在长度和宽度方向上的间距， L3、 L4分别 是最外侧真空吸盘与预浸料长度和宽度边 缘的边距； 步骤S3， 通过Matlab软件对目标函数进行多目标线性有约束优化， 以预浸料在被真空 吸盘抓取过程中产生的最大悬垂变形量w最小为优化 目标， 得到真空吸盘在预浸料上 的抓 取点位排布。 2.如权利要求1所述的用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法， 其特征在于， 步骤S2 之前还包括以下步骤： 建立真空吸盘抓取 预浸料的力学模型， 将相邻真空吸盘抓取带状预浸料和单真空吸盘抓取带状预浸料简化为固端梁和悬臂 梁模型， 在被真空吸盘抓取过程中产生的最大悬垂变形即为最大挠度值， 分别得到其最大挠 度； 将其推广至矩形预浸料， 则 在面内真空吸盘间的最大悬垂 量h是预浸料在长度和宽度方 向上分别产生的悬垂变形量的叠加， 真空吸盘与预浸料边缘产生的最大悬垂变形位于预浸 料的角落 位置。 3.如权利要求1或2所述的用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法， 其特征在于， 所 述真空吸盘呈阵列设置 于吸盘架上。 4.如权利要求3所述的用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法， 其特征在于， 所述吸 盘架上设有竖向导轨、 装设于竖向导轨的竖向滑块、 装设于竖向滑块上 的横向导轨及装设 于横向导轨上的横向滑块， 所述真空吸盘设置 于所述横向滑块上。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115203855 A 2一种用于预浸料 抓取的真空吸盘排布优化方 法 技术领域 [0001]本发明涉及自动化抓取技术领域， 尤其涉及一种用于预浸料抓取的真空吸盘排布 优化方法。 背景技术 [0002]在复合材料自动化生产过程中， 针对预浸料的抓取是其中的一项重要工艺。 复合 材料自动抓取技术对于提高生产效率、 保证产品质量起到关键作用。 目前主要采用真空吸 盘对预浸料进行抓取， 真空吸盘在预浸料上 的抓取点位直接影响抓取 的质量， 不合理的真 空吸盘排布方法会造成预浸料在后续铺放过程中产生褶皱等缺陷， 甚至造成预浸料脱落， 而真空吸盘的数量过多会影响结构复杂性， 增加真空损失， 提高了对设备的要求。 因此， 合 理排布真空吸盘在预浸料上 的位置， 在满足抓取稳定性的同时尽量减少真空吸盘的数量， 对提高复合材 料自动化 生产质量具有重要意 义。 [0003]目前一般采用经验设计方法进行真空吸盘的排布 设计， 通过实际生产过程中的抓 取质量反馈对排布方案进行修 正， 缺乏科 学合理的真空吸盘排布优化设计方法。 发明内容 [0004]本发明为解决现有设计需要经过多次实验修正， 比较麻烦的技术问题， 提供了一 种用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法。 [0005]本发明提供了一种用于预浸料抓取的真空吸盘排布优化方法， 包括以下步骤： 步骤S1， 预设预浸料的尺寸 参数、 真空吸盘的数量及真空吸盘的初始排布方式； 步骤S2， 以预浸料在被真空吸盘抓取过程中产生的最大悬垂变形量w为目标函数， 以相邻真空吸盘的间距 L1、 L2和最外侧真空吸盘与预浸 料边缘的边距 L3、 L4为自变量， 建立 公式 （1） 所示的真空吸盘抓取点 位排布的优化数 学模型： （1） 其中， E是预浸料的弹性模量， I是截面的惯性矩， q是预浸料在自重作用下受到的 竖直向下的均布载荷， a是预浸料的长度， b是预浸料的宽度， m、 n分别 是预浸料在长度和 宽 度方向上的真空吸盘数量， L1、 L2分别是相邻真空吸盘在长度和宽度方向上的间距， L3、 L4 分别是最外侧真空吸盘与预浸料长度和宽度边 缘的边距； 步骤S3， 通过Matlab软件对目标函数进行多目标线性有约束优化， 以预浸料在被 真空吸盘抓取过程中产生的最大悬垂变形量w最小为优化 目标， 得到真空吸盘在预浸料上 的抓取点 位排布。 [0006]进一步地， 步骤S2之前还 包括以下步骤： 建立真空吸盘抓取 预浸料的力学模型，说　明　书 1/4 页 3 CN 115203855 A 3