CN110815257B - 一种多关节机器人雕刻机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多关节机器人雕刻机，包括旋转电机，所述旋转电机的输出端固定连接有安装座，所述安装座的顶部固定连接有多关节曲臂，所述多关节曲臂上设置有第二角度电机以调节多关节曲臂的状态。本发明在具体的操作中，驱动装置有电动推杆的带动下向下移动，驱动装置与定位卡套接触，驱动装置转动下，能够带动定位卡套转动，由于钻头安装机构套接在旋转块内，从而实现将钻头带动转动，而更换钻头的时候，驱动装置升起，换刀盘转动，这样能够快度进行刀具更换的步骤，从而无需进行雕刻刀盘无需进出轻体进行更换钻头，该种更换刀具的方式快速，能够提高操作的效率，能够在短时间内对多种道具进行更换操作。

Description

一种多关节机器人雕刻机

技术领域

本发明涉及多关节机器人雕刻机技术领域，具体为一种用于腔雕的多关节机器人雕刻机。

背景技术

雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，雕刻机多种数据输入模式根据需要设置不同的钻铣模式。电脑雕刻机有激光雕刻和机械雕刻两类，这两类都有大功率和小功率之分。因为雕刻机的应用范围非常广泛，因此有必要了解各种雕刻机的最合适的应用范围。小功率的只适合做双色板、建筑模型、小型标牌、三维工艺品等，雕刻玉石、金属等则需要功率在1500W以上。大功率雕刻机可以做小功率雕刻机的东西。最适合做大型切割、浮雕、雕刻，随着编程***的升级和机器人行业的发展，以及对雕刻工艺的精益求精，在雕刻行业机器人利用编程编码后，在经过与雕刻机结合，机器雕刻机应运而生。

在雕刻中有一种雕刻的方式，对雕刻的产品进行腔雕，腔雕在传统的雕刻工艺中有着举足轻重的艺术表达形式，但是实际操作中十分的有难度，需要人工在狭窄的空间内进行雕刻，现有的设备无法进行腔掉操作，而现有的编程操作紧局限于平面雕刻，另外雕刻机的换刀操作比较麻烦，在更换刀具时，需要将雕刻端回撤至放刀机构处，再从刀盘上取刀操作，这样刀具更换的效率低下，在腔雕过程中，雕刻刀进出雕刻物的内腔易造成损坏，并且需要重现定位对雕刻的质量造成影响。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多关节机器人雕刻机，提出一种腔雕用的多关节机器人雕刻装置，具有实时快速换刀的功能，雕刻端无需进行进出腔体，增加了换刀的效率，无需在换刀后进行重新定位的操作。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多关节机器人雕刻机，包括旋转电机，所述旋转电机的输出端固定连接有安装座，所述安装座的顶部固定连接有多关节曲臂，所述多关节曲臂上设置有第二角度电机以调节多关节曲臂的状态，所述多关节曲臂的顶端固定连接有转动电机，所述转动电机的自由端固定连接有固定臂，所述固定臂的一端固定连接有雕刻刀盘；

所述雕刻刀盘包括固定盘，所述固定盘的左侧固定连接有套环，所述套环上套接有换刀盘，所述固定盘左侧的中部固定连接有电动推杆，所述电动推杆的自由端固定连接有驱动装置，所述驱动装置的底端贯穿所述套环内壁底部开设的圆槽；

所述换刀盘侧表面等距离开设有多个活动槽，所述活动槽内壁的两侧均开设有限位槽，所述限位槽内弹性连接有滑块，所述活动槽内套接有旋转块，所述滑块与所述旋转块的表面固定连接，所述旋转块内套接有钻头安装机构，所述钻头安装机构内套接有钻头，所述活动槽内套接有限位环，所述钻头安装机构靠近所述套环的一侧固定连接有定位卡套，所述定位卡套内固定连接有第一定位感应块；

所述驱动装置包括伺服电机和第二定位感应块，所述第二定位感应块的一侧始终有一个第一定位感应块与之靠近；

所述固定臂的顶部固定连接有第一角度调节电机，所述第一角度调节电机的输出端固定连接有齿轮，所述雕刻刀盘的右侧固定连接有内齿盘，所述齿轮与所述内齿盘啮合。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述电动推杆垂直设置在所述固定盘的左侧，所述电动推杆的自由端固定连接有推杆。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述滑块的一侧固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的一侧与所述限位槽内壁的一侧固定连接，所述伸缩杆上套接有复位弹簧。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述驱动装置还包括限位套，所述限位套贯穿所述套环内侧壁底部开设的圆槽内，所述限位套内套接有所述伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有转杆，所述转杆的底端连接有所述第二定位感应块。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述套环内壁镶嵌有滚轴，所述滚轴的侧表面与所述换刀盘的内侧壁搭接，且滚轴的数量为三个，呈三角状态分布。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述多关节曲臂包括第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂，所述第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂通过设置的第二角度电机活动连接。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述第二角度电机包括第二角度电机a、第二角度电机b、第二角度电机c和第二角度电机d。

于本发明所述的一种多关节机器人雕刻机，优选的，所述第二角度电机a将所述安装座与第一关节臂活动连接，所述第一关节臂通过第二角度电机b所述第二关节臂活动连接，所述第二关节臂通过第二角度电机c与所述第三关节臂活动连接，所述第三关节臂通过第二角度电机d与所述转动电机活动连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种多关节机器人雕刻机。具备以下有益效果：

(1)、本发明整体装置在使用时，多关节曲臂能够进行上下前后调节雕刻刀盘的位置，增加了雕刻刀盘移动的范围，在进行腔雕操作时，旋转电机使用时，旋转电机输出端上的安装座能够进行三百六十度转动，从而雕刻刀盘7能够对内腔的所有的空间内壁进行雕刻操作，转动电机能够调节雕刻刀盘位置，使之转动，保证了雕刻的刀具能够实现不同位置上切换。这样操作具有作用在于，当整体机体在对下方敞开式的雕刻物腔雕时，该雕刻物至于装置的上，且装置至于雕刻物的内腔，由于该装置具有全方位，多角度调节的活动范围，从而能够对内墙任意的角度进行雕刻，避免现有的人工雕刻的方式，极大的提高了雕刻的效率，而且机器人雕刻的质量和细节更加栩栩如生，无需人工操作，减少了劳动力和劳动成本。

(2)、本发明在具体的操作中，驱动装置有电动推杆的带动下向下移动，驱动装置与定位卡套接触，驱动装置转动下，能够带动定位卡套转动，由于钻头安装机构套接在旋转块内，从而实现将钻头带动转动，而更换钻头的时候，驱动装置升起，换刀盘转动，这样能够快度进行刀具更换的步骤，从而无需进行雕刻刀盘无需进出轻体进行更换钻头，该种更换刀具的方式快速，能够提高操作的效率，能够在短时间内对多种道具进行更换操作。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明雕刻刀盘的侧面剖视图；

图3为本发明雕刻刀盘的示意图；

图4为本发明内齿盘的示意图。

图中：1旋转电机、2安装座、3多关节曲臂、31第一关节臂、32第二关节臂、33第三关节臂、4第二角度电机、41第二角度电机a、42第二角度电机b、43第二角度电机c、44第二角度电机d、5转动电机、6固定臂、7雕刻刀盘、71固定盘、72换刀盘、73套环、74电动推杆、75推杆、76限位套、77伺服电机、78转杆、79圆槽、710活动槽、711滑块、712复位弹簧、713伸缩杆、714旋转块、715定位卡套、716钻头安装机构、717钻头、718第一定位感应块、719限位环、720第二定位感应块、8第一角度调节电机、9内齿盘、10齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供一种技术方案：一种多关节机器人雕刻机，包括旋转电机1，旋转电机1的输出端固定连接有安装座2，安装座2的顶部固定连接有多关节曲臂3，多关节曲臂3上设置有第二角度电机4以调节多关节曲臂3的状态，多关节曲臂3的顶端固定连接有转动电机5，转动电机5的自由端固定连接有固定臂6，固定臂6的一端固定连接有雕刻刀盘7；

整体装置在使用时，多关节曲臂3能够进行上下前后调节雕刻刀盘7的位置，增加了雕刻刀盘7移动的范围，在进行腔雕操作时，旋转电机1使用时，旋转电机1输出端上的安装座2能够进行三百六十度转动，从而雕刻刀盘7能够对内腔的所有的空间内壁进行雕刻操作，转动电机5能够调节雕刻刀盘7位置，使之转动，保证了雕刻的刀具能够实现不同位置上切换。

这样操作具有作用在于，当整体机体在对下方敞开式的雕刻物腔雕时，该雕刻物至于装置的上，且装置至于雕刻物的内腔，由于该装置具有全方位，多角度调节的活动范围，从而能够对内墙任意的角度进行雕刻，避免现有的人工雕刻的方式，极大的提高了雕刻的效率，而且机器人雕刻的质量和细节更加栩栩如生，无需人工操作，减少了劳动力和劳动成本。

雕刻刀盘7包括固定盘71，固定盘71的左侧固定连接有套环73，套环73上套接有换刀盘72，换刀盘72为中空柱状，换刀盘72能够在套环73上转动，从而能够对换刀盘72侧表面上设置的不同型号的刀具进行更换，固定盘71左侧的中部固定连接有电动推杆74，电动推杆74的自由端固定连接有驱动装置，驱动装置的底端贯穿套环73内壁底部开设的圆槽，驱动装置在电动推杆74的带动下能够上下移动，当驱动装置向上移动时，换刀盘72能够在套环73上转动，当换刀盘72移动至指定的刀具时，动装置在电动推杆74的带动下，驱动装置能够与指定的刀具接触，从而能够进行雕刻操作；

换刀盘72侧表面等距离开设有多个活动槽710，活动槽710为圆槽，连通换刀盘72内腔的内外两侧，活动槽710内壁的两侧均开设有限位槽，限位槽内弹性连接有滑块711，活动槽710内套接有旋转块714，滑块711与旋转块714的表面固定连接，旋转块714内套接有钻头安装机构716，钻头安装机构716内套接有钻头717，活动槽710内套接有限位环719，钻头安装机构716靠近套环73的一侧固定连接有定位卡套715，定位卡套715内固定连接有第一定位感应块718；

在具体的操作中，驱动装置有电动推杆74的带动下向下移动，驱动装置与定位卡套715接触，驱动装置转动下，能够带动定位卡套715转动，由于钻头安装机构716套接在旋转块714内，从而实现将钻头717带动转动，而更换钻头717的时候，驱动装置升起，换刀盘72转动，这样能够进行雕刻操作。

驱动装置包括伺服电机77和第二定位感应块720，第二定位感应块720的一侧始终有一个第一定位感应块718与之靠近；

伺服电机77底端的第二定位感应块720与第一定位感应块718到达同一直线的位置时，电动推杆74向下推动驱动装置，使得第二定位感应块720与第一定位感应块718接触，第二定位感应块720与定位卡套715内腔套接，而当伺服电机77转动时，转动时，定位卡套715能够带动钻头安装机构716转动，此时钻头安装机构716能够转动，从而进行雕刻操作。

固定臂6的顶部固定连接有第一角度调节电机8，第一角度调节电机8的输出端固定连接有齿轮10，雕刻刀盘7的右侧固定连接有内齿盘9，齿轮10与内齿盘9啮合。

由于在雕刻的时候，换刀具的过程，第一角度调节电机8转动齿轮10与内齿盘9啮合的状态下，内齿盘9能够带动雕刻刀盘7转动，从而雕刻刀盘7可以转动，从而实现换刀操作，根据换刀盘72上的设置钻头717的数量，假设数量为n，第一角度调节电机8调节的角度为360度/n，为该第一角度调节电机8转动的角度。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，电动推杆74垂直设置在固定盘71的左侧，电动推杆74的自由端固定连接有推杆75。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，为了保证更换钻头717后，之前使用的钻头717能够快速的回收，伸缩杆713与复位弹簧712配合的使用，钻头717能够快速的回复至活动槽710内，滑块711的一侧固定连接有伸缩杆713，伸缩杆713的一侧与限位槽内壁的一侧固定连接，伸缩杆713上套接有复位弹簧712。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，驱动装置还包括限位套76，限位套76贯穿套环73内侧壁底部开设的圆槽79内，圆槽79用于限制限位套76，在限位套76移动过程中，限位套76与圆槽79内壁接触，这样避免出现定位不准确的情况，限位套76内套接有伺服电机77，伺服电机77的输出端固定连接有转杆78，转杆78的底端连接有第二定位感应块720。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，为了保证换刀盘72能够稳定的转动，套环73内壁镶嵌有滚轴，滚轴的侧表面与换刀盘72的内侧壁搭接，且滚轴的数量为三个，呈三角状态分布。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，多关节曲臂3包括第一关节臂31、第二关节臂32和第三关节臂33，第一关节臂31、第二关节臂32和第三关节臂33通过设置的第二角度电机4活动连接。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，第二角度电机4包括第二角度电机a41、第二角度电机b42、第二角度电机c43和第二角度电机d44。

于本发明的一种多关节机器人雕刻机，进一步的，第二角度电机a41将安装座2与第一关节臂31活动连接，第一关节臂31通过第二角度电机b42第二关节臂32活动连接，第二关节臂32通过第二角度电机c43与第三关节臂33活动连接，第三关节臂33通过第二角度电机d44与转动电机5活动连接。第二角度电机a41、第二角度电机b42、第二角度电机c43和第二角度电机d44能够调节第一关节臂31、第二关节臂32和第三关节臂33的转动角度，从而保证了雕刻刀盘7能够在上下前后的范围内移动，实现对不同位置上的区域进行雕刻。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种多关节机器人雕刻机，包括旋转电机（1），所述旋转电机（1）的输出端固定连接有安装座（2），其特征在于：所述安装座（2）的顶部固定连接有多关节曲臂（3），所述多关节曲臂（3）上设置有第二角度电机（4）以调节多关节曲臂（3）的状态，所述多关节曲臂（3）的顶端固定连接有转动电机（5），所述转动电机（5）的自由端固定连接有固定臂（6），所述固定臂（6）的一端固定连接有雕刻刀盘（7）；

所述雕刻刀盘（7）包括固定盘（71），所述固定盘（71）的左侧固定连接有套环（73），所述套环（73）上套接有换刀盘（72），所述固定盘（71）左侧的中部固定连接有电动推杆（74），所述电动推杆（74）的自由端固定连接有驱动装置，所述驱动装置的底端贯穿所述套环（73）内壁底部开设的圆槽；

所述换刀盘（72）侧表面等距离开设有多个活动槽（710），所述活动槽（710）内壁的两侧均开设有限位槽，所述限位槽内弹性连接有滑块（711），所述活动槽（710）内套接有旋转块（714），所述滑块（711）与所述旋转块（714）的表面固定连接，所述旋转块（714）内套接有钻头安装机构（716），所述钻头安装机构（716）内套接有钻头（717），所述活动槽（710）内套接有限位环（719），所述钻头安装机构（716）靠近所述套环（73）的一侧固定连接有定位卡套（715），所述定位卡套（715）内固定连接有第一定位感应块（718）；

所述驱动装置包括伺服电机（77）和第二定位感应块（720），所述第二定位感应块（720）的一侧始终有一个第一定位感应块（718）与之靠近；

所述固定臂（6）的顶部固定连接有第一角度调节电机（8），所述第一角度调节电机（8）的输出端固定连接有齿轮（10），所述雕刻刀盘（7）的右侧固定连接有内齿盘（9），所述齿轮（10）与所述内齿盘（9）啮合；

所述电动推杆（74）垂直设置在所述固定盘（71）的左侧，所述电动推杆（74）的自由端固定连接有推杆（75）；

所述滑块（711）的一侧固定连接有伸缩杆（713），所述伸缩杆（713）的一侧与所述限位槽内壁的一侧固定连接，所述伸缩杆（713）上套接有复位弹簧（712）；

所述驱动装置还包括限位套（76），所述限位套（76）贯穿所述套环（73）内侧壁底部开设的圆槽（79）内，所述限位套（76）内套接有所述伺服电机（77），所述伺服电机（77）的输出端固定连接有转杆（78），所述转杆（78）的底端连接有所述第二定位感应块（720）；

所述多关节曲臂（3）包括第一关节臂（31）、第二关节臂（32）和第三关节臂（33），所述第一关节臂（31）、第二关节臂（32）和第三关节臂（33）通过设置的第二角度电机（4）活动连接；

所述第二角度电机（4）包括第二角度电机a（41）、第二角度电机b（42）、第二角度电机c（43）和第二角度电机d（44）；

所述第二角度电机a（41）将所述安装座（2）与第一关节臂（31）活动连接，所述第一关节臂（31）通过第二角度电机b（42）所述第二关节臂（32）活动连接，所述第二关节臂（32）通过第二角度电机c（43）与所述第三关节臂（33）活动连接，所述第三关节臂（33）通过第二角度电机d（44）与所述转动电机（5）活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种多关节机器人雕刻机，其特征在于：所述套环（73）内壁镶嵌有滚轴，所述滚轴的侧表面与所述换刀盘（72）的内侧壁搭接，且滚轴的数量为三个，呈三角状态分布。