大尺度石材雕刻机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大尺度石材雕刻机器人，包括基座，以及安装于基座上的转动摆臂机构，转动摆臂机构末端与雕刻机连接运动组件连接，雕刻机安装于雕刻机连接运动组件上。所述转动摆臂机构包括安装在底座上的第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴与第一摆臂固联形成第一转动副。第二驱动电机固定在第一摆臂上，其输出轴与第二摆臂固联形成第二转动副。第三驱动电机固定在第二摆臂上，其输出轴与第三摆臂固联形成第三转动副；第四驱动电机固定在第三摆臂上，其输出轴与第五摆臂固联形成第四转动副；第五摆臂与雕刻机连接运动组件固联。该机器人结构紧凑、易于维护，使用简单，可以实现雕刻物的自主完成石材的雕刻。

Large-scale stone carving robot

The utility model discloses a large-scale stone carving robot, which comprises a base and a rotating swing arm mechanism mounted on the base. The end of the rotating swing arm mechanism is connected with the motion component of the carving machine, and the carving machine is mounted on the motion component of the carving machine. The rotating swing arm mechanism comprises a first driving motor mounted on a base, and the output shaft of the first driving motor is fixed with the first swing arm to form a first rotating pair. The second drive motor is fixed on the first swing arm, and its output shaft is fixed with the second swing arm to form a second rotating pair. The third drive motor is fixed on the second swing arm, and its output shaft is fixed with the third swing arm to form a third rotating pair; the fourth drive motor is fixed on the third swing arm, and its output shaft is fixed with the fifth swing arm to form a fourth rotating pair; and the fifth swing arm is fixed with the motion component of the engraving machine. The robot is compact in structure, easy to maintain and easy to use. It can realize the independent completion of stone carving.

【技术实现步骤摘要】
大尺度石材雕刻机器人
本技术涉及一种机器人技术，尤其适用于一种大尺度石材雕刻机器人。
技术介绍
石材雕刻尤其是大型石材雕刻对于技术工人的水平具有很高的要求，然而，雕刻过程中产生的粉尘、噪声等污染物，导致尘肺病、听力损伤等职业病多发。石雕产业面临专业技术人才匮乏、用工成本逐年升高等问题，严重制约了该产业的健康长期发展。中国专利文献201510268112.X，公开了一种六自由度混联式水射流雕刻机器人，其结构包括底座、立柱组件、升降装置、两自由度摇臂、三自由度并联刀架和射流雕刻装置。在底座内设有水槽，两自由度摇臂在升降装置的驱动下可沿着立柱升降，三自由度并联刀架套装在两自由度摇臂上并可沿着两自由度摇臂上横移，射流雕刻装置中的喷枪安装在三自由度并联刀架上，且具有空间六个运动自由度。该专利文献提出的雕刻机器人可实现对亚克力制品的下料切割、雕刻、倒角、楼镜和修边等加工作业，该专利申请提出的雕刻机器人在雕刻作业时作用力小，不适用于石材雕刻。中国专利文献201220306802.1公开了一种石材立体工艺制品雕刻机器人，其结构包括末端执行器和机器人本体。末端执行器包含电主轴、连接座、刀柄和金刚石刀具；电主轴、连接座、刀柄和金刚石刀具依次连接；连接座与机器人本体末端相连。雕刻机器人本体包括腕部、小臂、大臂、溜板座以及在关节处的伺服电机和减速机；雕刻机器人腕部、小臂、大臂、溜板座依次连接，在连接的关节处设置有伺服电机和减速机；雕刻机器人溜板座与立柱丝杠副相连。立柱丝杠副包括滚珠丝杠、电机、立柱和配重；滚珠丝杠、电机和配重均设置在立柱上，配重和机器人本体分列于立柱的两侧。该专利文献提出的雕刻机器人本体为串联结构，刚度与并联或者混联机械臂相比较差，不适用于大尺度石材的雕刻。中国专利申请201710622724.3公开了一种雕刻机器人，其结构包括雕刻杆、距离传感器、雕刻杆连接座、连接杆、第一支臂、活动螺栓、第二支臂、固定座、第三支臂，雕刻杆连接于雕刻杆连接座的下端表面，雕刻杆连接座的内部设有距离传感器，连接杆连接于雕刻杆连接座的右侧，第一支臂的左侧连接有连接杆，第一支臂与第二支臂通过活动螺栓相连接，第二支臂与第三支臂相连接，第三支臂焊接于固定座的左侧。该专利申请设有距离传感器，实现了该雕刻机器人在使用时拥有可以检测设备与雕刻物之间距离的功能，可以精确控制设备的雕刻深度。但是，该专利申请提出的雕刻机器人本体为传统串联机械臂，刚度与并联或者混联机械臂相比较差，不适用于大尺度石材的雕刻。中国专利申请201710058326.3公开了一种雕刻码垛机器人，其结构包括基座、固设在基座上的动力装置、由动力装置驱动的摆臂组件、设置在摆臂组件前端的执行装置以及保持执行装置平衡的平衡组件，所述执行装置包括钱接在摆臂组件前端的电机安装座、固设在电机安装座上的执行电机以及由执行电机驱动转动的吸盘组件，所述电机安装座上还设有平面雕刻组件。该专利申请的目的在于提供一种用于石板材智能搬运且对石板材进行平面雕刻的雕刻码垛机器人，不能完成三维立体雕刻。中国专利申请201710525733.0公开了一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其结构包括机器人本体、刀库系统、固定平台、地平铁、物料台、工作台支架、工作台、控制柜、上下料机构、模组支架、丝杠式模组、除尘系统及冷水机。机器人本体安装在地平铁上表面中部，固定平台固定在工作台支架上，工作台支架固定在地平铁上表面，物料台固定在地面上，工作台通过工作台支架固定在地平铁上表面，所述的控制柜设置在地面上，控制柜通过电源线和信号线分别与机器人本体的电源输入端及信号输入端相连。丝杠式模组中的丝杠水平设置，丝杠与伺服电机传动连接，丝杠式模组与伺服电机整体通过模组支架与模组支撑架连接，丝杠式模组的固定端通过加强筋固定在工作台上，铝型材通过连接板固定在丝杠式模组的活动端上，铝型材通过连接板一与气缸的缸体连接，气缸的活塞杆下端通过连接板二与海绵吸盘连接，四爪定心夹具固定在工作台上，刀库系统通过刀库支撑板固定在刀库支撑架上，除尘系统通过吸尘气管与机器人本体的末端执行器连通，冷水机通过水管与机器人本体的末端执行器连通。该专利申请提出的雕刻机器人适用于木雕加工，不能完成大型石材的雕刻任务。上述雕刻机器人均不能满足大尺度石材雕刻对机器人本体刚度的需求。此外，激光雕刻机采用激光作为加工工具进行雕刻加工，对加工材料有一定的限制，它无法加工石材等材料。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种大尺度石材雕刻机器人，该机器人结构紧凑、易于维护，使用简单，可以实现自主完成石材的雕刻。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种大尺度石材雕刻机器人，包括基座，以及安装于基座上的转动摆臂机构，转动摆臂机构末端与雕刻机连接运动组件连接，雕刻机安装于雕刻机连接运动组件上。所述转动摆臂机构包括安装在底座上的第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴与第一摆臂固联形成第一转动副；第二驱动电机固定在第一摆臂上，其输出轴与第二摆臂固联形成第二转动副；第三驱动电机固定在第二摆臂上，其输出轴与第三摆臂固联形成第三转动副；第四驱动电机固定在第三摆臂上，其输出轴与第五摆臂固联形成第四转动副；第五摆臂与雕刻机连接运动组件固联。所述雕刻机连接运动组件包括与第五摆臂固联的底盘，底盘上沿圆周方向均匀分布固定连接三个运动支撑组件一端，三个运动支撑组件的另一端分别与支撑环以及位于支撑环中部的顶盘相连；运动支撑组件与顶盘连接形成球面副。雕刻机固定在顶盘的上表面。每个运动支撑组件均包括一个L型底板，L型底板的水平部分末端上竖直安装有第一丝杠支撑组件，L型底板水平部分沿其长度方向的两侧分别设置有第一直线导轨，其中一块L型底板的竖直部分固定于所述底盘上表面上，底盘下表面上安装有运动支撑组件驱动电机，运动支撑组件驱动电机与穿过L型底板的竖直部分的第一丝杠的一端连接，第一丝杠的另一端第一丝杠支撑组件上；第一丝杠上通过螺纹安装支撑块，支撑块下部安装有两个第一滑块组，两个第一滑块组分别对应安装在两个第一直线导轨上构成两个直线导轨副；支撑块上通过销轴与驱动连杆一端相连构成第五转动副，驱动连杆另一端设有球形件，该球形件与所述顶盘连接形成球面副。与运动支撑组件驱动电机相邻的竖板侧面上安装有一个放置支撑块撞击的挡块。本技术与现有技术相比具有以下特点：(1)本技术提出的大尺度石材雕刻机器人，采用混联结构，机器人承载能力较大，机械刚性较高。(2)本技术提出的大尺度石材雕刻机器人，可以完成不同尺寸的石材雕刻。(3)本技术提出的大尺度石材雕刻机器人，自动化程度高，大大降低了人工成本。附图说明图1是本技术的雕刻机器人本体结构示意图；图2是图1中A-A向剖面图；图3是本技术的雕刻机运动支撑系统结构示意图；其中，11.雕刻机器人基座，12.雕刻机器人第一转动副，13.雕刻机器人第一摆臂，14.雕刻机器人第二转动副，15.雕刻机器人第二摆臂，16.雕刻机器人第三转动副，17.雕刻机器人第三摆臂，18.雕刻机器人第四转到副，19.雕刻机器人第五摆臂，110.雕刻机连接组件底盘，111.雕刻机运动支撑系统，112.雕刻机连接组件支撑环，113.雕刻机，114.雕刻机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺度石材雕刻机器人，其特征是，包括基座，以及安装于基座上的转动摆臂机构，转动摆臂机构末端与雕刻机连接运动组件连接，雕刻机安装于雕刻机连接运动组件上。

【技术特征摘要】
1.一种大尺度石材雕刻机器人，其特征是，包括基座，以及安装于基座上的转动摆臂机构，转动摆臂机构末端与雕刻机连接运动组件连接，雕刻机安装于雕刻机连接运动组件上。2.如权利要求1所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，所述转动摆臂机构包括安装在底座上的第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴与第一摆臂固联形成第一转动副。3.如权利要求2所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，第二驱动电机固定在第一摆臂上，其输出轴与第二摆臂固联形成第二转动副。4.如权利要求3所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，第三驱动电机固定在第二摆臂上，其输出轴与第三摆臂固联形成第三转动副。5.如权利要求4所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，第四驱动电机固定在第三摆臂上，其输出轴与第五摆臂固联形成第四转动副。6.如权利要求5所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，第五摆臂与雕刻机连接运动组件固联。7.如权利要求6所述的大尺度石材雕刻机器人，其特征是，所述雕刻机连接运动组件包括与第五摆臂固联的底盘，底盘上沿圆周方向均匀分布固定连接三个运动支撑组件一端，三个运...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，阮久宏，杨福广，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：新型
国别省市：山东,37