本发明专利技术提供一种多自由度智能切割系统，所述多自由度智能切割系统包括工作台装置，在所述工作台装置上设置智能激光切割装置和智能控制系统，在所述工作台装置上还设置X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，在所述智能激光切割装置上设置A轴旋转机构、B轴旋转机构和激光切割头，工作时，所述智能控制系统先通过所述X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构确定所述智能激光切割装置的坐标位置，再通过所述A轴旋转机构、B轴旋转机构将所述激光切割头的旋转达到合适的切割角度。本发明专利技术所述的一种多自由度智能切割系统，具有较高的自由度和操作柔性，从而提高了智能激光切割装置的运动自由度和操作柔性，进而提高了产品的切割精度。度。度。
A multi degree of freedom intelligent cutting system and method
【技术实现步骤摘要】
一种多自由度智能切割系统及方法
[0001]本专利技术涉及激光切割领域，具体而言，涉及一种多自由度智能切割系统 及方法。
技术介绍
[0002]目前的激光切割自动化方案，一种是小型工作台加上激光切割头，能够 满足小型平面工件的切割要求，由于受到工作台大小的限制，对于超过工作 台大小的空间跨度较大或者立体的切割需求不能完成，对于体积较大的毛坯 要先进行预加工，先人工把毛坯切成合适装夹的大小，然后在装夹并完成切 割；另一种是采用桁车加机器人的方式，这样会出现多个关节，对某些位置 的逆求解可能会出现求解困难，有时甚至会出现无解的情况，故内部控制算 法一般采用多次正求解的方式规划拟合切割路径，故对于一块板多个切割形 状的情况进行路径优化困难，增加空行程，降低工作效率，目前这种方案的 解决办法一般是采用半自动化的状态，六轴和桁车采用两套控制系统，分别 控制，同时结合人工示教的方式进行控制；另一种是采用桁车加焊激光切割 头的方式，这种方式一般要根据常用工件的尺寸和精度要求选择合适的桁车， 且系统自由度较低，且机构柔性不够，有些需要切割多角度多位置的工件不 能完成，应用范围有限。方案一和方案三针对需要进一步加工或装配的工件， 对于进一步加工或者装配的过程中会导致工件的体积更大或者形状更加复杂 的情况，加工步骤只能是先进行切割，这会导致最后的产品精度难以保证。
[0003]有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种多自由度智能切割系统及方法，以解决现有 技术中切割装置自由度较低、柔性不够且产品精度低的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种多自由度智能切割系统，所述的一种多自由度智能切割系统包括工 作台装置，在所述工作台装置上设置智能激光切割装置和智能控制系统，在 所述工作台装置上还设置X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，在所 述智能激光切割装置上设置A轴旋转机构、B轴旋转机构和激光切割头，工作 时，智能控制系统先通过X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构确定智 能激光切割装置的坐标位置，再通过A轴旋转机构、B轴旋转机构将激光切割 头的旋转达到合适的切割角度。
[0007]本专利技术所述的一种多自由度智能切割系统，X轴移动机构、Y轴移动机构 和Z轴移动机构使得多自由度智能切割系统具有三个方向的位移自由度，A轴 旋转机构、B轴旋转机构使得多自由度智能切割系统具有两个方向的旋转自由 度，工作时，智能控制系统先通过X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机 构确定智能激光切割装置的坐标位置，再通过A轴旋转机构、B轴旋转机构将 激光切割头的旋转达到合适的切割角度；从而提高了智能激光切割装置的运 动自由度和操作柔性，进而提高了对产品的切割精度。
[0008]进一步的，所述B轴旋转机构安装在所述Z轴移动机构上，所述A轴旋 转机构安装
在所述B轴旋转机构上，所述激光切割头安装在所述A轴旋转机 构上。
[0009]该设置中B轴旋转机构、A轴旋转机构、Z轴移动机构与激光切割头相 互关联，不可分割，便于激光切割头切割时达到合适的切割角度，从而提高 了多自由度智能切割系统的运动自由度和操作柔性，进而提高了对产品的切 割精度。
[0010]进一步的，在所述智能激光切割装置上还设置模组移动机构，所述模组 移动机构设置在所述A轴旋转机构与所述激光切割头之间，所述模组移动机 构能够驱动所述激光切割头进行上下运动。
[0011]模组移动机构能够驱动所述激光切割头进行上下运动，模组移动机构对 激光切割头的切割位置进行微调，进一步便于激光切割头切割时达到合适的 切割角度，从而提高了多自由度智能切割系统的运动自由度和操作柔性，进 而提高了对产品的切割精度。
[0012]进一步的，在所述Z轴移动机构上水平安装所述B轴旋转机构，所述B 轴旋转机构与所述A轴旋转机构垂直设置，所述A轴旋转机构与所述模组移 动机构垂直设置，所述激光切割头安装在所述模组移动机构上。
[0013]该设置使得B轴旋转机构能够驱动激光切割头切割在水平面的旋转，B 轴旋转机构与A轴旋转机构垂直设置使得A轴旋转机构能够驱动激光切割头 切割在竖直面的旋转，A轴旋转机构与模组移动机构垂直设置使得模组移动 机构能够驱动激光切割头进行上下运动，进一步便于激光切割头切割时达到 合适的切割角度，从而提高了多自由度智能切割系统的运动自由度和操作柔 性，进而提高了对产品的切割精度。
[0014]进一步的，所述B轴旋转机构包括B轴旋转电机和第二减速器，在所述 Z轴移动机构的末端设置第一转接板，在所述第一转接板的下方水平设置B 轴旋转电机和第二减速器，所述B轴旋转电机能够驱动所述激光切割头围绕 所述Z轴移动机构进行B轴旋转运动。
[0015]进一步的，所述A轴旋转机构包括A轴旋转电机和第一减速器，在所述 B轴旋转机构的末端设置第一转接架，在所述第一转接架上竖向设置A轴旋 转电机和第一减速器，所述A轴旋转电机能够驱动所述激光切割头围绕所述 A轴旋转电机的中心进行A轴旋转运动。
[0016]进一步的，所述模组移动机构包括升降电机和第三减速器，在所述A轴 旋转机构的末端设置第二转接板，在所述第二转接板上水平设置升降电机和 第三减速器。
[0017]进一步的，在所述工作台装置上设置Y轴移动机构，在所述Y轴移动机 构上设置X轴移动机构，在所述X轴移动机构上设置和Z轴移动机构。
[0018]进一步的，所述工作台装置的工作平台设置为镂空结构。
[0019]该设置便于切割产生铁渣等废弃物从镂空结构的工作平台上掉落。
[0020]本专利技术的第二方面，提出了一种多自由度智能切割方法，所述的一种多 自由度智能切割方法使用任意一项上述的一种多自由度智能切割系统，一种 多自由度智能切割方法包括如下步骤：
[0021]开始；
[0022]装夹工件；
[0023]确认切割路径、速度和位移；
[0024]切割。
[0025]本专利技术的提出一种多自由度智能切割系统及方法，相对于现有技术而言， 本专利技术所述的一种多自由度智能切割系统及方法具有以下有益效果：
[0026]1)本专利技术所述的一种多自由度智能切割系统及方法，X轴移动机构、Y 轴移动机构和Z轴移动机构使得多自由度智能切割系统具有三个方向的位移 自由度，A轴旋转机构、B轴旋转机构使得多自由度智能切割系统具有两个方 向的旋转自由度，工作时，智能控制系统先通过X轴移动机构、Y轴移动机 构和Z轴移动机构确定智能激光切割装置的坐标位置，再通过A轴旋转机构、 B轴旋转机构将激光切割头的旋转达到合适的切割角度；从而提高了智能激 光切割装置的运动自由度和操作柔性，进而提高了对产品的切割精度。
[0027]2)本专利技术所述的一种多自由度智能切割系统及方法，能够切割大型工件， 自由度为5，可以运动学逆求解相对简单，便于应用路径规划算法对路径进行 优化。
[0028]3)本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多自由度智能切割系统，其特征在于，所述的一种多自由度智能切割系统包括工作台装置(1)，在所述工作台装置(1)上设置智能激光切割装置(5)和智能控制系统(6)，在所述工作台装置(1)上还设置X轴移动机构(2)、Y轴移动机构(3)和Z轴移动机构(4)，在所述智能激光切割装置(5)上设置A轴旋转机构(51)、B轴旋转机构(52)和激光切割头(56)，工作时，所述智能控制系统(6)先通过所述X轴移动机构(2)、Y轴移动机构(3)和Z轴移动机构(4)确定所述智能激光切割装置(5)的坐标位置，再通过所述A轴旋转机构(51)、B轴旋转机构(52)将所述激光切割头(56)的旋转达到合适的切割角度。2.根据权利要求1所述的一种多自由度智能切割系统，其特征在于，所述B轴旋转机构(52)安装在所述Z轴移动机构(4)上，所述A轴旋转机构(51)安装在所述B轴旋转机构(52)上，所述激光切割头(56)安装在所述A轴旋转机构(51)上。3.根据权利要求2所述的一种多自由度智能切割系统，其特征在于，在所述智能激光切割装置(5)上还设置模组移动机构(53)，所述模组移动机构(53)设置在所述A轴旋转机构(51)与所述激光切割头(56)之间，所述模组移动机构(53)能够驱动所述激光切割头(56)进行上下运动。4.根据权利要求3所述的一种多自由度智能切割系统，其特征在于，在所述Z轴移动机构(4)上水平安装所述B轴旋转机构(52)，所述B轴旋转机构(52)与所述A轴旋转机构(51)垂直设置，所述A轴旋转机构(51)与所述模组移动机构(53)垂直设置，所述激光切割头(56)安装在所述模组移动机构(53)上。5.根据权利要求4所述的一种多自由度智能切割系统，其特征在于，所述B...
【专利技术属性】
技术研发人员：许建平，王美冈，
申请(专利权)人：江苏新控智能机器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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