模块式的智能激光加工设备制造技术

本发明专利技术公开了模块式的智能激光加工设备，包括机器人滑台、机械臂，机械臂包括基座部、大臂部、小臂部、激光切割头，小臂部与大臂部通过第一驱动机构转动连接；大臂部分为靠近基座部的固定体、靠近小臂部的偏心体，固定体上固定连接导轨盘，导轨盘上设置螺旋状的导轨；偏心体上固定连接偏心盘；转台包括底座、支撑桶、转盘，支撑桶内设置电机；支撑桶的顶面设置第一环形凹槽，第一环形凹槽内放置若干钢珠；转盘底面设置第二环形凹槽，钢珠的上半部分位于第二环形凹槽内。本发明专利技术用以解决现有技术中工业机器人容易误判切割边界、导致切割作业的完整性与自动化程度有限的问题，实现避免对切割边界的误判、提高切割完整性与自动化程度的目的。

【技术实现步骤摘要】
模块式的智能激光加工设备
本专利技术涉及工业切割领域，具体涉及模块式的智能激光加工设备。
技术介绍
激光切割，是指利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝，完成对材料的切割。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。现有技术中，激光切割技术已经大量应用于工业生产中，结合工业机器人共同使用。现有技术中的激光切割设备，由工业机器人在滑台上进行移动，从而带动激光切割头随之进行移动，对物体表面进行探测和切割。现有的工业机器人与滑台之间的配合已经十分灵敏可靠，然而现有技术中，当被切割物体表面具有突然出现的较深的孔洞或凹陷结构时，激光切割头非常容易将其误判为到达切割边界，从而影响切割完整性，需要工作人员在旁修正引导，自动化程度有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供模块式的智能激光加工设备，以解决现有技术中工业机器人容易误判切割边界、导致切割作业的完整性与自动化程度有限的问题，实现避免对切割边界的误判、提高切割完整性与自动化程度的目的。本专利技术通过下述技术方案实现：模块式的智能激光加工设备，包括机器人滑台、能够在所述机器人滑台上移动的机械臂，所述机械臂包括基座部、大臂部、小臂部、激光切割头，所述基座部用于与机器人滑台滑动连接，所述大臂部固定连接在基座部上，所述小臂部与大臂部通过第一驱动机构转动连接，所述激光切割头固定连接在小臂部上；所述基座部、小臂部分别连接在大臂部的相对两侧，所述大臂部分为靠近基座部的固定体、靠近小臂部的偏心体，所述固定体朝向偏心体所在方向的一侧固定连接导轨盘，所述导轨盘上设置螺旋状的导轨；所述偏心体朝向固定体所在方向的一侧固定连接偏心盘，偏心盘上连接万向轮，所述万向轮能够在所述导轨内移动；还包括用于驱动所述万向轮转动的第二驱动机构；还包括用于放置工件的转台，所述激光切割头朝向所述转台所在方向，所述转台包括底座、固定在底座上的支撑桶、放置在支撑桶上的转盘，所述支撑桶内设置电机，所述电机用于驱动所述转盘转动；所述支撑桶的顶面设置第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的截面呈半圆形，第一环形凹槽内放置若干钢珠，所述钢珠的外径与第一环形凹槽的截面的直径相等；所述转盘底面设置第二环形凹槽，第二环形凹槽的截面呈半圆形，所述第二环形凹槽与第一环形凹槽相互正对，且第二环形凹槽的截面直径与第一环形凹槽的截面直径相等，所述钢珠的上半部分位于第二环形凹槽内。针对现有技术中工业机器人容易误判切割边界、导致切割作业的完整性与自动化程度有限的问题，本专利技术提出模块式的智能激光加工设备，本设备包括机器人滑台，机械臂在机器人滑台上进行移动，实现常规的移位功能。机械臂与机器人滑台相配合属于现有技术，在此不做赘述。本专利技术中的机械臂包括依次相连的基座部、大臂部、小臂部、激光切割头，基座部用于与机器人滑台滑动连接，大臂部固定连接在基座部上，小臂部连接在大臂部上。所述小臂部与大臂部通过第一驱动机构转动连接，第一驱动机构用于驱动小臂部进行转动，从而使得固定在小臂部上的激光切割头能够灵活的进行转动，实现常规的切割作业。本专利技术的专利技术点在于大臂部分为靠近基座部的固定体、靠近小臂部的偏心体，导轨盘固定在固定体上，偏心盘固定在偏心体上，固定体和偏心体之间通过导轨盘和偏心盘实现连接。具体的，导轨盘上设置螺旋状的导轨，偏心盘上设置与所述导轨相匹配的万向轮，万向轮能够在导轨内移动，同时万向轮起到连接作用，因此万向轮必然与导轨相匹配，不会从导轨中脱落。本领域技术人员可根据实际需要将导轨设置为T型槽、凹型槽、燕尾槽等常见结构，从而使得万向轮能够在其中不脱落且稳定的滚动。第二驱动机构用于驱动所述万向轮转动。本专利技术具体使用时，在初始状态下，万向轮位于螺旋状的导轨的最中心位置。当激光切割头判断达到自认为的被切割工件边界时，激光切割头关闭切割用的激光，仅开启定位探测用的传感功能。由第二驱动机构驱动万向轮沿导轨进行转动，万向轮进行螺旋线方向的移动，带动偏心盘移动，偏心盘带动偏心体移动，从而最终带动激光切割头进行螺旋状的移动，使得激光切割头不断对周围进行探测并扩大探测范围直至万向轮到达螺旋状的导轨的最外端，此时激光切割头在被切割物体的边界周围不断探测，以此判断是否真的到达了切割边界、还是遇到较深的孔洞或凹陷导致的误判。当激光切割头是由于遇到较深的孔洞或凹陷产生误判时，螺旋状的移动路径则能够逐步扩大探测边界的范围，从而跳过孔洞或凹陷，探测到孔洞或凹陷的另一侧的工件表面，以此表明此处为错误的边界，需要继续向前移动切割，该信号反馈至机械臂的控制柜，即可自动控制机械臂的基座部继续在滑台上向前滑动，使得激光切割头继续向前切割，以此克服了现有技术中工业机器人容易误判切割边界、导致切割作业的自动化程度有限的问题，实现了避免对切割边界的误判、提高切割完整性与自动化程度的目的。此外，被切割的工件放置在转台的转盘上，由支撑桶内的电机驱动转盘进行转动，实现对工件灵活方便的角度调整。转盘转动时，钢珠的下半部分位于第一环形凹槽内、上半部分位于第二环形凹槽内，利用相互匹配且正对的第一环形凹槽、第二环形凹槽，使得钢珠无法脱离两个环形凹槽所围绕形成的截面呈圆形的通道内，从而通过钢珠实现对支撑桶和转盘之间的活动连接，使得转盘的转动非常灵活、摩阻极小，确保转动精度极高，确保对被切割物体的角度的精确调整。优选的，所述第二驱动机构包括固定在偏心盘上的两个安装件，两个安装件之间设置转轴，所述转轴能够绕自身轴线进行转动，所述转轴穿过所述万向轮的轮毂、与万向轮固定连接；所述转轴上固定套设涡轮，所述涡轮上设置有相啮合的蜗杆，所述涡轮的轴线与所述转轴的轴线共线，所述蜗杆的轴线与所述转轴的轴线相互垂直，所述蜗杆由步进电机驱动进行转动，所述步进电机嵌设在所述偏心体内。本方案对第二驱动机构作出了具体限定，本方案工作时，由步进电器驱动蜗杆转动，蜗杆转动带动涡轮进行转动。由涡轮蜗杆实现变向换位，再由涡轮带动转轴转动，转动带动万向轮转动。本方案中的万向轮为被动滚动，其在导轨内仅利用自身万向转动的特点，便于在螺旋状的导轨中也能够快速灵活的进行方向的调整。优选的，所述支撑桶的外壁固定刻度条。所述刻度条用于为工作人员提供辅助判断的参照，确保对角度调整人工干预时的准确性。优选的，所述支撑桶的外壁固定振动传感器。通过所述振动传感器，在工件被激光切割时，监测完全切开切断的瞬间的晃动，该晃动表征了切口选取的合适程度、切割速率与深度是否稳定，通过振动传感器的监测，便于对工作人员提供反馈，进一步提高本专利技术的智能化程度。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术模块式的智能激光加工设备，当激光切割头是由于遇到较深的孔洞或凹陷产生误判时，螺旋状的移动路径则能够逐步扩大探测边界的范围，从而跳过孔洞或凹陷，探测到孔洞或凹陷的另一侧的工件表面，以此表明此处为错误的边界，需要继续向前移动切割，该信号反馈至机械臂的控制柜，即可自动控制机械臂的基座部继续在滑台上向前滑动，使得激光切割头继续向前切割，以此克服本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模块式的智能激光加工设备，包括机器人滑台(1)、能够在所述机器人滑台(1)上移动的机械臂，所述机械臂包括基座部(2)、大臂部(3)、小臂部(4)、激光切割头(5)，其特征在于，所述基座部(2)用于与机器人滑台(1)滑动连接，所述大臂部(3)固定连接在基座部(2)上，所述小臂部(4)与大臂部(3)通过第一驱动机构(16)转动连接，所述激光切割头(5)固定连接在小臂部(4)上；所述基座部(2)、小臂部(4)分别连接在大臂部(3)的相对两侧，所述大臂部(3)分为靠近基座部(2)的固定体(31)、靠近小臂部(4)的偏心体(32)，所述固定体(31)朝向偏心体(32)所在方向的一侧固定连接导轨盘(6)，所述导轨盘(6)上设置螺旋状的导轨(7)；所述偏心体(32)朝向固定体(31)所在方向的一侧固定连接偏心盘(8)，偏心盘(8)上连接万向轮(9)，所述万向轮(9)能够在所述导轨(7)内移动；还包括用于驱动所述万向轮(9)转动的第二驱动机构；还包括用于放置工件的转台，所述激光切割头(5)朝向所述转台所在方向，所述转台包括底座(15)、固定在底座(15)上的支撑桶(17)、放置在支撑桶(17)上的转盘(18)，所述支撑桶(17)内设置电机(19)，所述电机(19)用于驱动所述转盘(18)转动；所述支撑桶(17)的顶面设置第一环形凹槽(20)，所述第一环形凹槽(20)的截面呈半圆形，第一环形凹槽(20)内放置若干钢珠(21)，所述钢珠(21)的外径与第一环形凹槽(20)的截面的直径相等；所述转盘(18)底面设置第二环形凹槽(22)，第二环形凹槽(22)的截面呈半圆形，所述第二环形凹槽(22)与第一环形凹槽(20)相互正对，且第二环形凹槽(22)的截面直径与第一环形凹槽(20)的截面直径相等，所述钢珠(21)的上半部分位于第二环形凹槽(22)内。...

【技术特征摘要】
1.模块式的智能激光加工设备，包括机器人滑台(1)、能够在所述机器人滑台(1)上移动的机械臂，所述机械臂包括基座部(2)、大臂部(3)、小臂部(4)、激光切割头(5)，其特征在于，所述基座部(2)用于与机器人滑台(1)滑动连接，所述大臂部(3)固定连接在基座部(2)上，所述小臂部(4)与大臂部(3)通过第一驱动机构(16)转动连接，所述激光切割头(5)固定连接在小臂部(4)上；所述基座部(2)、小臂部(4)分别连接在大臂部(3)的相对两侧，所述大臂部(3)分为靠近基座部(2)的固定体(31)、靠近小臂部(4)的偏心体(32)，所述固定体(31)朝向偏心体(32)所在方向的一侧固定连接导轨盘(6)，所述导轨盘(6)上设置螺旋状的导轨(7)；所述偏心体(32)朝向固定体(31)所在方向的一侧固定连接偏心盘(8)，偏心盘(8)上连接万向轮(9)，所述万向轮(9)能够在所述导轨(7)内移动；还包括用于驱动所述万向轮(9)转动的第二驱动机构；还包括用于放置工件的转台，所述激光切割头(5)朝向所述转台所在方向，所述转台包括底座(15)、固定在底座(15)上的支撑桶(17)、放置在支撑桶(17)上的转盘(18)，所述支撑桶(17)内设置电机(19)，所述电机(19)用于驱动所述转盘(18)转动；所述支撑桶(17)的顶面设置第一环形凹槽(20)，所述第一环形凹槽(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁祥义，谢志国，
申请(专利权)人：成都福莫斯智能系统集成服务有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51