CN113843527A - 用于不规则管道断面的激光切割工业机器人及切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于不规则管道断面的激光切割工业机器人及切割方法,包括支撑板,支撑板的顶端一侧设置有移动装置,移动装置的顶部设置有固定板,固定板的一侧设置有第一电机,第一电机的输出端贯穿固定板设置有转盘,转盘的另一侧设置有夹持装置,夹持装置的中部设置有金属管,移动装置的一侧设置有支撑块,支撑块的顶端设置有支撑柱,支撑柱的顶部设置有机械臂,机械臂的底端设置有调节装置,调节装置的底端设置有激光切割头,且激光切割头位于金属管一端的正上方,支撑板的底部设置有控制器。有益效果:提高激光切割工业机器人的实用性、全面性及多样性,保证激光切割工业机器人的清洁度以和提高激光切割工业机器人的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于激光切割技术领域,尤其是用于不规则管道断面的激光切割工业机器人及切割方法。
背景技术
激光切割作为一种现代精密加工方法,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,从而将工件切断;激光切割属于热切割方法之一;与传统的加工方法相比,激光切割具有切割质量好、切割效率高、尺寸精确、切割速度快、适应性和灵活性强、切割过程无接触、可切割材料的种类繁多等优势。切割质量优于其他热切割方法,几乎所有的金属材料都可用激光进行切割,可切割的厚度从几微米到50毫米不等。
例如,专利号为CN109500503A公开了大型不规则管道断面的激光切割装置,采用正反向丝杠螺母副的同轴固定连接实现回转中心的自动平衡,用红外测距实现激光头与管道内壁之间的动态调整,以适应不同形状的管道截面;采用伺服电机与正反向丝杠螺母副的直连直驱,实现调节过程的闭环控制,从而避免对切割机的事前繁琐调整和定位,但是,由于此激光切割装置针对大型管道进行管道内部切割,从而无法进入小型管道内部,进而不能对小型管道进行不规则管道断面的切割,以及使得切割的碎屑会落入此激光切割装置的各个结构上,从而不便于清扫,进而影响激光切割装置的使用寿命,由于此激光切割装置的激光切割头只能进行直线调节,从而不能有效的对管道进行不规则管道断面的切割,进而减少此激光切割装置的实用性和不全面性。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
发明目的:提供用于不规则管道断面的激光切割工业机器人及切割方法,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
技术方案:根据本发明的一方面,提供了用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,包括支撑板,支撑板的顶端一侧设置有移动装置,移动装置的顶部设置有固定板,固定板的一侧设置有第一电机,第一电机的输出端贯穿固定板设置有转盘,转盘的另一侧设置有夹持装置,夹持装置的中部设置有金属管,移动装置的一侧设置有支撑块,且支撑块的底端设置在支撑板的顶端,支撑块的顶端设置有支撑柱,支撑柱的顶部设置有机械臂,机械臂的底端设置有调节装置,调节装置的底端设置有激光切割头,且激光切割头位于金属管一端的正上方,支撑板的底部设置有控制器,移动装置、第一电机、机械臂及调节装置均与控制器电连接。
在进一步的实施例中,为了使得夹持装置能够水平进行移动,从而带动金属管水平进行移动,从而能够使得激光切割头在切割的过程中移动金属管,进而有效的对金属管进行不规则管道断面的切割,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性,移动装置包括设置在支撑板顶端的安装板,安装板的中部设置移动丝杆,移动丝杆的一端贯穿安装板设置有第二电机,且第二电机设置在安装板的一侧,移动丝杆的两侧均设置有移动导轨,且移动导轨的两端设置在安装板上,移动丝杆上配合设置有移动块,且移动块的两侧均设置在移动导轨上。
在进一步的实施例中,为了能够有效的夹持不同直径的金属管,从而使得激光切割工业机器人对不同规格的金属管进行夹持,进而提高激光切割工业机器人的多样性和适应性,夹持装置包括设置在转盘一侧的两组夹持机构,两组夹持机构之间设置有若干连接板,夹持机构包括设置在转盘一侧的安装盘,安装盘的内部开设有若干滑动槽,滑动槽内设置有若干齿条,若干齿条的一侧均设置有夹具,且夹具与安装盘配合设置,其中一个齿条的中部配合设置有丝杆,且丝杆的两端配合设置在安装盘上,丝杆一端设置有夹持把手,另外齿条的中部均设置有导轨,且导轨均设置在安装盘上,安装盘的中部设置有齿轮,且齿轮与若干齿条啮合设置,齿条的一侧开设有若干第一斜槽,夹具的一侧设置有与齿条相配合的第二斜槽,安装盘的一侧设置有与夹具的两端相配合的若干T形槽。
在进一步的实施例中,为了使得激光切割头能够多角度调节,进而使得激光切割头能够对金属管进行不规则管道断面的切割,从而有效的切割不同的断面,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性,调节装置包括设置在机械臂底端的安装架,安装架的内顶部设置有第三电机,第三电机的输出端设置有转轴,转轴的圆周外侧设置有套管,且套管的顶端设置在安装架的底端,套管外侧壁套设有升降机构,升降机构的底部配合设置有调节件,且调节件的中部配合设置在转轴的底部,升降机构包括套设在套管外侧壁的升降架,升降架的顶部开设有卡槽,卡槽上配合设置有两个转动板,两个转动板的另一端设置有双头电机,双头电机的顶部设置有电机安装座,电机安装座的顶端设置在安装架的底端,升降架的底部设置有与调节件相配合的转动槽,调节件包括设置在转轴底部的转动块,转动块的一侧设置有与转动槽相配合的转动柱,且转动柱偏心设置,转动块的另一侧设置有调节板。
根据本发明的另一方面,提供了用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的切割方法,该用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的切割,该方法包括以下步骤:
将金属管放入夹持装置进行夹住;
通过控制器启动移动装置进行调节金属管的距离;
通过控制器启动第一电机转动金属管;
通过控制器启动调节装置调节激光切割头的位置;
根据所需要的不规则管道端面进行切割金属管。
有益效果:
1、通过设置移动装置、第一电机、夹持装置及调节装置,从而能够有效的对不同规格的金属管进行不规则管道断面的切割,以及便于工作人员清扫,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性,保证激光切割工业机器人的清洁度以及提高激光切割工业机器人的使用寿命,以及提高激光切割工业机器人的多样性和适应性。
2、通过设置移动装置,从而使得夹持装置能够水平进行移动,从而带动金属管水平进行移动,从而能够使得激光切割头在切割的过程中移动金属管,进而有效的对金属管进行不规则管道断面的切割,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性。
3、通过设置第一电机,从而使得夹持装置能够进行旋转,从而带动金属管转动,从而能够使得激光切割头在切割时,金属屑向下掉落在支撑板的顶端,从而便于工作人员清扫,进而保证激光切割工业机器人的清洁度以及提高激光切割工业机器人的使用寿命。
4、通过设置夹持装置,从而能够有效的夹持不同直径的金属管,从而使得激光切割工业机器人对不同规格的金属管进行夹持,进而提高激光切割工业机器人的多样性和适应性。
5、通过设置调节装置,从而使得激光切割头能够多角度调节,进而使得激光切割头能够对金属管进行不规则管道断面的切割,从而有效的切割不同的断面,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的立体图之一;
图2是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的立体图之二;
图3是图2中A处的局部放大图;
图4是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的夹持装置结构示意图;
图5是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的夹持装置装配示意图;
图6是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的夹持装置内部结构示意图;
图7是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的安装盘结构示意图;
图8是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的安装盘剖视图;
图9是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的调节装置结构示意图之一;
图10是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的调节装置结构示意图之二;
图11是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的升降架结构示意图;
图12是根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的调节件结构示意图。
图中:
1、支撑板;2、移动装置;201、安装板;202、移动丝杆;203、第二电机;204、移动导轨;205、移动块;3、固定板;4、第一电机;5、转盘;6、夹持装置;601、夹持机构;60101、安装盘;60102、滑动槽;60103、齿条;60104、夹具;60105、丝杆;60106、夹持把手;60107、导轨;60108、齿轮;602、连接板;7、金属管;8、支撑块;9、支撑柱;10、机械臂;11、调节装置;1101、安装架;1102、第三电机;1103、转轴;1104、套管;1105、升降机构;110501、升降架;110502、卡槽;110503、转动板;110504、双头电机;110505、电机安装座;110506、转动槽;1106、调节件;110601、转动块;110602、转动柱;110603、调节板;12、激光切割头;13、控制器。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
根据本发明的实施例,提供了用于不规则管道断面的激光切割工业机器人及切割方法。
如图1-3所示,根据本发明实施例的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,包括支撑板1,支撑板1的顶端一侧设置有移动装置2,移动装置2的顶部设置有固定板3,固定板3的一侧设置有第一电机4,第一电机4的输出端贯穿固定板3设置有转盘5,转盘5的另一侧设置有夹持装置6,夹持装置6的中部设置有金属管7,移动装置2的一侧设置有支撑块8,且支撑块8的底端设置在支撑板1的顶端,支撑块8的顶端设置有支撑柱9,支撑柱9的顶部设置有机械臂10,机械臂10的底端设置有调节装置11,调节装置11的底端设置有激光切割头12,且激光切割头12位于金属管7一端的正上方,支撑板1的底部设置有控制器13,移动装置2、第一电机4、机械臂10及调节装置11均与控制器13电连接。
如图1-2所示,在一个实施例中,对于上述移动装置2来说,移动装置2包括设置在支撑板1顶端的安装板201,安装板201的中部设置移动丝杆202,移动丝杆202的一端贯穿安装板201设置有第二电机203,且第二电机203设置在安装板201的一侧,移动丝杆202的两侧均设置有移动导轨204,且移动导轨204的两端设置在安装板201上,移动丝杆202上配合设置有移动块205,且移动块205的两侧均设置在移动导轨204上,从而使得夹持装置6能够水平进行移动,从而带动金属管7水平进行移动,从而能够使得激光切割头12在切割的过程中移动金属管7,进而有效的对金属管7进行不规则管道断面的切割,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性。
移动装置2的工作原理如下:当需要调节金属管7与激光切割头12的位置时,通过控制器13启动第二电机203转动,从而带动移动丝杆202转动,从而驱动移动块205沿着移动导轨204移动,进而调节夹持金属管7需要切割不规则管道断面的位置。
如图1-2及4-8所示,在一个实施例中,对于上述夹持装置6来说,夹持装置6包括设置在转盘5一侧的两组夹持机构601,两组夹持机构601之间设置有若干连接板602,夹持机构601包括设置在转盘5一侧的安装盘60101,安装盘60101的内部开设有若干滑动槽60102,滑动槽60102内设置有若干齿条60103,若干齿条60103的一侧均设置有夹具60104,且夹具60104与安装盘60101配合设置,其中一个齿条60103的中部配合设置有丝杆60105,且丝杆60105的两端配合设置在安装盘60101上,丝杆60105一端设置有夹持把手60106,另外齿条60103的中部均设置有导轨60107,且导轨60107均设置在安装盘60101上,安装盘60101的中部设置有齿轮60108,且齿轮60108与若干齿条60103啮合设置,齿条60103的一侧开设有若干第一斜槽,夹具60104的一侧设置有与齿条60103相配合的第二斜槽,安装盘60101的一侧设置有与夹具60104的两端相配合的若干T形槽,从而能够有效的夹持不同直径的金属管7,从而使得激光切割工业机器人对不同规格的金属管7进行夹持,进而提高激光切割工业机器人的多样性和适应性。
夹持装置6的工作原理如下:当需要夹持金属管7时,将金属管7放入夹持装置6内部,工作人员旋拧夹持把手60106转动,从而带动丝杆60105转动,从而驱动齿条60103移动,从而使得齿轮60108转动,从而带动其他的齿条60103沿着导轨60107移动,进而使得若干齿条60103同时驱动若干夹具60104均向金属管7方向运动,进而有效的夹持金属管7,同样步骤,将另一组夹持机构601夹持金属管7,使得夹持金属管7更稳定牢固;
当需要取出切割好的金属管7时,工作人员反向旋拧夹持把手60106转动,从而带动丝杆60105反向转动,从而驱动齿条60103移动,从而使得齿轮60108转动,从而带动其他的齿条60103沿着导轨60107移动,进而使得若干齿条60103同时驱动若干夹具60104均向远离金属管7方向运动,进而松开金属管7,同样步骤,将另一组夹持机构601松开金属管7,将切割好的不规则管道断面的金属管7取出。
在如1-3及9-12所示,在一个实施例中,对于上述调节装置11来说,调节装置11包括设置在机械臂10底端的安装架1101,安装架1101的内顶部设置有第三电机1102,第三电机1102的输出端设置有转轴1103,转轴1103的圆周外侧设置有套管1104,且套管1104的顶端设置在安装架1101的底端,套管1104外侧壁套设有升降机构1105,升降机构1105的底部配合设置有调节件1106,且调节件1106的中部配合设置在转轴1103的底部,升降机构1105包括套设在套管1104外侧壁的升降架110501,升降架110501的顶部开设有卡槽110502,卡槽110502上配合设置有两个转动板110503,两个转动板的另一端设置有双头电机110504,双头电机110504的顶部设置有电机安装座110505,电机安装座110505的顶端设置在安装架1101的底端,升降架110501的底部设置有与调节件1106相配合的转动槽110506,调节件1106包括设置在转轴1103底部的转动块110601,转动块110601的一侧设置有与转动槽110406相配合的转动柱110602,且转动柱110602偏心设置,转动块110601的另一侧设置有调节板110603,从而使得激光切割头12能够多角度调节,进而使得激光切割头12能够对金属管7进行不规则管道断面的切割,从而有效的切割不同的断面,进而提高激光切割工业机器人的实用性和全面性。
调节装置11的工作原理如下:当需要调节激光切割头12时,通过控制器13启动第三电机1102转动,从而带动转轴1103转动,从而使得调节件1106转动,同时通过控制器13启动双头电机110504转动,从而带动转动板转动,从而驱动升降架110501上下运动,进而带动转动柱110602转动,从而使得调节板110603转动,进而能够多角度调节激光切割头12,进而能够有效的切割不规则管道断面。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时,首先将金属管7放入夹持装置6内部,工作人员旋拧夹持把手60106转动,从而带动丝杆60105转动,从而驱动齿条60103移动,从而使得齿轮60108转动,从而带动其他的齿条60103沿着导轨60107移动,进而使得若干齿条60103同时驱动若干夹具60104均向金属管7方向运动,进而有效的夹持金属管7,同样步骤,将另一组夹持机构601夹持金属管7,使得夹持金属管7更稳定牢固,然后通过控制器13启动第二电机203转动,从而带动移动丝杆202转动,从而驱动移动块205沿着移动导轨204移动,进而调节夹持金属管7需要切割不规则管道断面的位置,通过控制器13启动第一电机4转动,从而带动转盘5转动,从而使得夹持装置6转动,进而使得金属管7转动,此时,通过控制器13启动第三电机1102转动,从而带动转轴1103转动,从而使得调节件1106转动,同时通过控制器13启动双头电机110504转动,从而带动转动板转动,从而驱动升降架110501上下运动,进而带动转动柱110602转动,从而使得调节板110603转动,进而能够多角度调节激光切割头12,进而能够有效的切割不规则管道断面,完成切割。
当切割完成后,工作人员反向旋拧夹持把手60106转动,从而带动丝杆60105反向转动,从而驱动齿条60103移动,从而使得齿轮60108转动,从而带动其他的齿条60103沿着导轨60107移动,进而使得若干齿条60103同时驱动若干夹具60104均向远离金属管7方向运动,进而松开金属管7,同样步骤,将另一组夹持机构601松开金属管7,将切割好的不规则管道断面的金属管7取出,完成切割金属管7的取出。
根据本发明的实施例,还提供了用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的切割方法,该方法包括以下步骤:
将金属管7放入夹持装置6进行夹住;
通过控制器13启动移动装置2进行调节金属管7的距离;
通过控制器13启动第一电机4转动金属管7;
通过控制器13启动调节装置11调节激光切割头12的位置;
根据所需要的不规则管道端面进行切割金属管7。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,包括支撑板(1),其特征在于:
所述支撑板(1)的顶端一侧设置有移动装置(2),所述移动装置(2)的顶部设置有固定板(3),所述固定板(3)的一侧设置有第一电机(4),所述第一电机(4)的输出端贯穿所述固定板(3)设置有转盘(5),所述转盘(5)的另一侧设置有夹持装置(6),所述夹持装置(6)的中部设置有金属管(7);
所述移动装置(2)的一侧设置有支撑块(8),且所述支撑块(8)的底端设置在所述支撑板(1)的顶端,所述支撑块(8)的顶端设置有支撑柱(9),所述支撑柱(9)的顶部设置有机械臂(10),所述机械臂(10)的底端设置有调节装置(11),所述调节装置(11)的底端设置有激光切割头(12),且所述激光切割头(12)位于所述金属管(7)一端的正上方;
所述支撑板(1)的底部设置有控制器(13),所述移动装置(2)、所述第一电机(4)、所述机械臂(10)及所述调节装置(11)均与所述控制器(13)电连接。
2.根据权利要求1所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述移动装置(2)包括设置在所述支撑板(1)顶端的安装板(201),所述安装板(201)的中部设置移动丝杆(202),所述移动丝杆(202)的一端贯穿所述安装板(201)设置有第二电机(203),且所述第二电机(203)设置在所述安装板(201)的一侧,所述移动丝杆(202)的两侧均设置有移动导轨(204),且所述移动导轨(204)的两端设置在所述安装板(201)上,所述移动丝杆(202)上配合设置有移动块(205),且所述移动块(205)的两侧均设置在所述移动导轨(204)上。
3.根据权利要求1所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述夹持装置(6)包括设置在所述转盘(5)一侧的两组夹持机构(601),两组所述夹持机构(601)之间设置有若干连接板(602)。
4.根据权利要求1所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述调节装置(11)包括设置在所述机械臂(10)底端的安装架(1101),所述安装架(1101)的内顶部设置有第三电机(1102),所述第三电机(1102)的输出端设置有转轴(1103),所述转轴(1103)的圆周外侧设置有套管(1104),且所述套管(1104)的顶端设置在所述安装架(1101)的底端,所述套管(1104)外侧壁套设有升降机构(1105),所述升降机构(1105)的底部配合设置有调节件(1106),且所述调节件(1106)的中部配合设置在所述转轴(1103)的底部。
5.根据权利要求3所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述夹持机构(601)包括设置在所述转盘(5)一侧的安装盘(60101),所述安装盘(60101)的内部开设有若干滑动槽(60102),所述滑动槽(60102)内设置有若干齿条(60103),若干所述齿条(60103)的一侧均设置有夹具(60104),且所述夹具(60104)与所述安装盘(60101)配合设置,其中一个所述齿条(60103)的中部配合设置有丝杆(60105),且所述丝杆(60105)的两端配合设置在所述安装盘(60101)上,所述丝杆(60105)一端设置有夹持把手(60106),另外所述齿条(60103)的中部均设置有导轨(60107),且所述导轨(60107)均设置在所述安装盘(60101)上,所述安装盘(60101)的中部设置有齿轮(60108),且所述齿轮(60108)与若干所述齿条(60103)啮合设置。
6.根据权利要求5所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述齿条(60103)的一侧开设有若干第一斜槽,所述夹具(60104)的一侧设置有与所述齿条(60103)相配合的第二斜槽。
7.根据权利要求6所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述安装盘(60101)的一侧设置有与所述夹具(60104)的两端相配合的若干T形槽。
8.根据权利要求4所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述升降机构(1105)包括套设在所述套管(1104)外侧壁的升降架(110501),所述升降架(110501)的顶部开设有卡槽(110502),所述卡槽(110502)上配合设置有两个转动板(110503),两个所述转动板的另一端设置有双头电机(110504),所述双头电机(110504)的顶部设置有电机安装座(110505),所述电机安装座(110505)的顶端设置在所述安装架(1101)的底端,所述升降架(110501)的底部设置有与所述调节件(1106)相配合的转动槽(110506)。
9.根据权利要求8所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人,其特征在于,所述调节件(1106)包括设置在所述转轴(1103)底部的转动块(110601),所述转动块(110601)的一侧设置有与所述转动槽(110406)相配合的转动柱(110602),且所述转动柱(110602)偏心设置,所述转动块(110601)的另一侧设置有调节板(110603)。
10.用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的切割方法,用于权利要求1-9中任意一项所述的用于不规则管道断面的激光切割工业机器人的切割,其特征在于,该方法包括以下步骤:
将所述金属管(7)放入所述夹持装置(6)进行夹住;
通过所述控制器(13)启动所述移动装置(2)进行调节所述金属管(7)的距离;
通过所述控制器(13)启动第一电机(4)转动所述金属管(7);
通过所述控制器(13)启动调节装置(11)调节所述激光切割头(12)的位置;
根据所需要的不规则管道端面进行切割所述金属管(7)。
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