CN107009040A

CN107009040A - 一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机

Info

Publication number: CN107009040A
Application number: CN201710406463.1A
Authority: CN
Inventors: 杨龙兴; 张陈; 刘斌; 张卫平; 薛亚平; 梁栋; 翟吉林; 王晴晴
Original assignee: Jiangsu University of Technology
Current assignee: Jiangsu University of Technology
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2017-08-04
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: CN107009040B

Abstract

本发明提供一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机，包括支撑机构、工作台、切割机器人和等离子切割机构，支撑机构包括水平横向支撑机构、水平纵向支撑机构和竖直支撑机构，切割机器人包括第一旋转机构、第二旋转机构和升降机构，等离子切割机构包括等离子火焰枪头和成像机构。本发明采用成像机构采集厨具上切割地区的形状、位置信息，然后规划切割路线并驱动切割机器人动作，实现厨具外壳的切割，精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺；切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件；切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形；还可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。

Description

一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机

技术领域

本发明属于厨具外壳切割技术领域，具体涉及一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机。

背景技术

目前，世面上可用于三维切割的装置已有很多，但是大多都是在系统里提前设置好程序，然后切割机器按照程序进行切割。而传统等离子火焰切割机是一种智能化自动裁板装置，工人在电脑上输入AUTOCAD图形尺寸数据，启动机器，机器自动运行，对需要加工的金属卷材排样切割加工，是取代手动加工的自动化设备。但是，一般传统的大尺寸等离子切割机也只能实现切割二维平面的图形，这样反而浪费时间。

因此，亟需一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机。

发明内容

为解决现有技术存在的工序复杂、且工作效率较低的缺陷，本发明提供一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机，包括：

支撑机构，包括水平横向支撑机构、水平纵向支撑机构和竖直支撑机构，水平横向支撑机构的长度方向为Y向，水平纵向支撑机构的长度方向为X向，竖直支撑机构的长度方向为Z向，水平纵向支撑机构移动设置于水平横向支撑机构上，竖直支撑机构移动设置于水平纵向支撑机构上；

工作台，工作台设置于水平横向支撑机构长度方向的一端；

切割机器人，包括第一旋转机构、第二旋转机构和升降机构，第一旋转机构与竖直支撑机构连接用于驱动竖直支撑机构的第一支撑部转动至与Y向平行或与Z向平行，升降机构设置于第一支撑部上且其输出端与第二支撑部连接用于驱动第二支撑部在Z向移动，第二旋转机构设置于第一支撑部上且其输出端与第二支撑部连接用于驱动第二支撑部与第一支撑部平行或与第一支撑部垂直；

等离子切割机构包括等离子火焰枪头和成像机构，等离子火焰枪头设置于第二支撑部上，成像机构设置于等离子火焰墙头一侧。

优选的，水平横向支撑机构包括二横向支撑组件、横向齿条和横向平移电机，横向支撑组件包括底座、底板支架、横向槽钢、横向矩形管和横向导轨，底座通过膨胀螺丝与地面相连且其设置于底板支架的底部，横向槽钢设置于底板支架上，横向矩形管在底板支架长度方向两侧对称设置于横向槽钢上，横向矩形管内设有若干加强筋板，横向导轨包括横向导轨支架和横向导轨本体，横向导轨支架设置于横向矩形管上，横向导轨本体设置于横向导轨支架上，横向齿条设置于任一横向导轨支架上，横向平移电机设置于水平纵向支撑机构上且其输出轴设有横向齿轮，横向齿轮和横向齿条啮合连接。

优选的，水平纵向支撑机构包括二纵向支撑组件、纵向齿条和纵向平移电机，纵向支撑组件包括纵向底板、纵向矩形管和纵向导轨，纵向底板长度方向的两端移动设置于横向导轨上，纵向矩形管在纵向底板长度方向的两侧对称设置于纵向底板上，纵向矩形管内设有若干加强筋板，纵向导轨包括纵向导轨支架和纵向导轨本体，纵向导轨支架设置于纵向矩形管上，纵向导轨本体设置于纵向导轨支架上，纵向齿条设置于任一纵向导轨支架上，纵向平移电机设置于竖直支撑机构上且其输出轴设有纵向齿轮，纵向齿轮和纵向齿条啮合连接。

优选的，二纵向矩形管之间设有若干筋板，筋板包括筋板本体、以及二加强部，加强部设置于筋板本体的两端，加强部呈梯形结构或三角形结构。

优选的，竖直支撑机构包括竖直底板、第一旋转杆和第二旋转杆，竖直底板移动设置于纵向导轨上，第一旋转杆转动设置于竖直底板上，第二旋转杆转动设置于第一旋转杆上。

优选的，第一竖直旋转机构包括第一旋转步进电机，第一旋转步进电机设置于竖直底板上且其输出轴与第一旋转杆连接；升降机构包括升降杆、升降电机和升降导轨，升降导轨设置于第一旋转杆上，第一旋转杆上还设有竖直齿条，升降杆移动设置于升降导轨上，升降电机设置于升降杆上且其输出轴上的竖直齿轮与竖直齿条啮合连接；第二竖直旋转机构包括第二旋转步进电机设置于升降杆上且其输出轴与第二旋转杆连接。

优选的，还设有微调机构，包括第三旋转步进电机、弧形板、精密模组和微调电机，第三旋转步进电机设置于第二旋转杆上且其输出端与弧形板连接，弧形板上设有弧形齿条，精密模组设置于弧形板上，微调电机的输出轴上设有微调齿轮，微调齿轮与弧形齿条啮合连接。

优选的，成像机构包括相机支架和相机，相机支架设置于精密模组上，相机设置于相机支架上。

优选的，等离子火焰枪头包括枪头夹紧支架和枪头本体，枪头夹紧支架设置于精密模组上，枪头本体设置于枪头夹紧支架上。

有益效果：本发明相较于现有技术，采用成像机构采集厨具上切割地区的形状、位置信息，然后由计算机规划切割路线并驱动支撑机构和切割机器人动作，实现厨具外壳的切割，精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺；切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件；切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形；另外，还可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的升降机构示意图。

图3为本发明的微调机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

为了达到本发明的目的，如图1至2所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机，包括：

支撑机构，包括水平横向支撑机构10、水平纵向支撑机构20和竖直支撑机构30，水平横向支撑机构10的长度方向为Y向，水平纵向支撑机构20的长度方向为X向，竖直支撑机构30的长度方向为Z向，水平纵向支撑机构20移动设置于水平横向支撑机构10上，竖直支撑机构30移动设置于水平纵向支撑机构20上；

工作台40，工作台40设置于水平横向支撑机10构长度方向的一端；

等离子切割机构50包括等离子火焰枪头和成像机构，等离子火焰枪头设置于第二旋转杆上，成像机构设置于等离子火焰墙头一侧。

本实施方式相较于现有技术，采用成像机构采集厨具上切割地区的形状、位置信息，然后由计算机规划切割路线并驱动支撑机构和切割机器人动作，实现厨具外壳60的切割，精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺；切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件；切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形；另外，还可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。

如图1至图2所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，水平横向支撑机构10包括二横向支撑组件、横向齿条和横向平移电机14，横向支撑组件包括底座、底板支架11、横向槽钢12、横向矩形管和横向导轨13，底座通过膨胀螺丝与地面相连且其设置于底板支架11的底部，横向槽钢12设置于底板支架11上，横向矩形管在底板支架长度方向两侧对称设置于横向槽钢12上，横向矩形管内设有若干加强筋板，横向导轨13包括横向导轨支架和横向导轨本体，横向导轨支架设置于横向矩形管上，横向导轨本体设置于横向导轨支架上，横向齿条设置于任一横向导轨支架上，横向平移电机14设置于水平纵向支撑机构上且其输出轴设有横向齿轮，横向齿轮和横向齿条啮合连接。

水平纵向支撑机构20包括二纵向支撑组件、纵向齿条23和纵向平移电机，纵向支撑组件包括纵向底板21、纵向矩形管和纵向导轨22，纵向底板21长度方向的两端移动设置于横向导轨13上，纵向矩形管在纵向底板21长度方向的两侧对称设置于纵向底板21上，纵向矩形管内设有若干加强筋板，纵向导轨22包括纵向导轨支架和纵向导轨本体，纵向导轨支架设置于纵向矩形管上，纵向导轨本体设置于纵向导轨支架上，纵向齿条23设置于任一纵向导轨支架上，纵向平移电机设置于竖直支撑机构上且其输出轴设有纵向齿轮，纵向齿轮和纵向齿条啮合连接。

二纵向矩形管之间设有若干筋板，筋板包括筋板本体、以及二加强部，加强部设置于筋板本体的两端，加强部呈梯形结构或三角形结构。

竖直支撑机构30包括竖直底板31、第一旋转杆32和第二旋转杆，竖直底板31移动设置于纵向导轨22上，第一旋转杆32转动设置于竖直底板31上，第二旋转杆转动设置于第一旋转杆31上。

采用上述的优选技术方案，水平纵向支撑机构沿Y向移动设置于水平横向支撑机构上，竖直支撑机构沿X向移动设置于水平纵向支撑机构上，第二旋转杆沿Z向移动设置于第一旋转杆上，整体结构牢固，可有效的支撑和移动等离子切割机构。

如图2所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，第一竖直旋转机构包括第一旋转步进电机，第一旋转步进电机设置于竖直底板上且其输出轴与第一旋转杆连接；升降机构包括升降杆33、升降电机34和升降导轨，升降导轨设置于第一旋转杆32上，第一旋转杆32上还设有竖直齿条35，升降杆33移动设置于升降导轨上，升降电机34设置于升降杆33上且其输出轴上的竖直齿轮与竖直齿条35啮合连接；第二竖直旋转机构包括第二旋转步进电机设置于升降杆上且其输出轴与第二旋转杆连接。

采用上述的优选技术方案，第一旋转步进电机转动使得第一旋转杆转动至与Y向平行而贴合在水平横向支撑机构上、以及使得第一旋转杆转动至与Z向平行而支撑第二旋转杆；第二旋转步进电机转动使得第二旋转杆转动至贴合于第一旋转杆上、以及使得第二旋转杆转动至垂直于第一旋转杆上而支撑等离子切割机构。

如图3所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设有微调机构，包括第三旋转步进电机51、弧形板52、精密模组53和微调电机54，第三旋转步进电机51设置于第二旋转杆上且其输出端与弧形板52连接，弧形板52上设有弧形齿条55，精密模组53设置于弧形板52上，微调电机54的输出轴上设有微调齿轮，微调齿轮与弧形齿条啮合连接。

成像机构包括相机支架56和相机，相机支架56设置于精密模组上，相机设置于相机支架上。

等离子火焰枪头包括枪头夹紧支架57和枪头本体58，枪头夹紧支架设置于精密模组上，枪头本体设置于枪头夹紧支架上。

采用上述的优选技术方案，第三旋转步进电机转动使得弧形板与X向一致，微调电机转动使得精密模组在弧形板上移动，从而实现等离子火焰枪头和成型机构的微调。

下面对本实施方式的工作原理作进一步说明：

步骤1：开启设备，设备会进行自检，各轴回原点，一切正常方可工作。若一开始没有已经切割好的厨具外壳信息，可以在控制台上用AUTOCAD输入图形尺寸数据，启动机器进行切割；若已有切割好的厨具外壳，但没有厨具外壳的尺寸信息，则将切割好的厨具外壳放置在工作台上。

步骤2：启动自动采集图形程序。启动开始，切割机器人会移动厨具外壳上方。在与切割头等高的平面、一定距离处安装远距离激光头扫描测距，然后切割机器人启动将带动相机运动合适焦距位置对厨具外壳进行拍摄采集照片，内部程序进行分析位置信息，生成厨具外壳的立体信息。

步骤3：生成外壳立体信息后(就已本发明所举的厨具外形为例，当然不局限于此图，此图只是为了说明)。

机器首先旋转切割厨具的上表面，X向、Y向移动至厨具外壳上方。升降电机带动升降杆及旁边的一系列杆件，上升至一个切割的合适高度；第一旋转步进电机使第一旋转杆转动至竖直状态、第二旋转步进电机使第二旋转杆转动至水平状态、第三旋转步进电机使弧形板件平行于X向，然后精密模组运动使等离子火焰枪头在一个理论上最佳的切割位置；切割机器人运动好后，开始按照上表面形状进行切割。

步骤4：切割好后，开始切割厨具的侧面。这时Y向运动带动切割机器人后退、升降电机带动等离子火焰枪头下降、第一旋转步进电机带动第一旋转杆向后运动至水平位置，这时第二旋转杆处于竖直位置，等离子火焰枪头也处于与Y向平行的位置；精密模组运动，弧形板上的微调齿轮、微调齿条和微调电机都是为了进行小距离移动按照一开始采集的位置信息进行运动切割。

步骤4：运动完成，回归原位。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，包括：

工作台，工作台设置于水平横向支撑机构长度方向的一端；

等离子切割机构包括等离子火焰枪头和成像机构，等离子火焰枪头设置于第二支撑部上，成像机构设置于等离子火焰枪头一侧。

2.根据权利要求1所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，水平横向支撑机构包括二横向支撑组件、横向齿条和横向平移电机，横向支撑组件包括底座、底板支架、横向槽钢、横向矩形管和横向导轨，底座通过膨胀螺丝与地面相连且其设置于底板支架的底部，横向槽钢设置于底板支架上，横向矩形管在底板支架长度方向两侧对称设置于横向槽钢上，横向矩形管内设有若干加强筋板，横向导轨包括横向导轨支架和横向导轨本体，横向导轨支架设置于横向矩形管上，横向导轨本体设置于横向导轨支架上，横向齿条设置于任一横向导轨支架上，横向平移电机设置于水平纵向支撑机构上且其输出轴设有横向齿轮，横向齿轮和横向齿条啮合连接。

3.根据权利要求2所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，水平纵向支撑机构包括二纵向支撑组件、纵向齿条和纵向平移电机，纵向支撑组件包括纵向底板、纵向矩形管和纵向导轨，纵向底板长度方向的两端移动设置于横向导轨上，纵向矩形管在纵向底板长度方向的两侧对称设置于纵向底板上，纵向矩形管内设有若干加强筋板，纵向导轨包括纵向导轨支架和纵向导轨本体，纵向导轨支架设置于纵向矩形管上，纵向导轨本体设置于纵向导轨支架上，纵向齿条设置于任一纵向导轨支架上，纵向平移电机设置于竖直支撑机构上且其输出轴设有纵向齿轮，纵向齿轮和纵向齿条啮合连接。

4.根据权利要求3所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，二纵向矩形管之间设有若干筋板，筋板包括筋板本体、以及二加强部，加强部设置于筋板本体的两端，加强部呈梯形结构或三角形结构。

5.根据权利要求4所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，竖直支撑机构包括竖直底板、第一旋转杆和第二旋转杆，竖直底板移动设置于纵向导轨上，第一旋转杆转动设置于竖直底板上，第二旋转杆转动设置于第一旋转杆上。

6.根据权利要求5所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，第一竖直旋转机构包括第一旋转步进电机，第一旋转步进电机设置于竖直底板上且其输出轴与第一旋转杆连接；升降机构包括升降杆、升降电机和升降导轨，升降导轨设置于第一旋转杆上，第一旋转杆上还设有竖直齿条，升降杆移动设置于升降导轨上，升降电机设置于升降杆上且其输出轴上的竖直齿轮与竖直齿条啮合连接；第二竖直旋转机构包括第二旋转步进电机，第二旋转步进电机设置于升降杆上且其输出轴与第二旋转杆连接。

7.根据权利要求6所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，其特征在于，还设有微调机构，包括第三旋转步进电机、弧形板、精密模组和微调电机，第三旋转步进电机设置于第二旋转杆上且其输出端与弧形板连接，弧形板上设有弧形齿条，精密模组设置于弧形板上，微调电机的输出轴上设有微调齿轮，微调齿轮与弧形齿条啮合连接。

8.根据权利要求7所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，成像机构包括相机支架和相机，相机支架设置于精密模组上，相机设置于相机支架上。

9.根据权利要求7所述的用于厨具外壳的等离子火焰切割机，其特征在于，等离子火焰枪头包括枪头夹紧支架和枪头本体，枪头夹紧支架设置于精密模组上，枪头本体设置于枪头夹紧支架上。