CN107160410A - 一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，包括底座、支撑装置和切割装置，支撑装置包括切割台、移动机构和旋转机构，移动机构包括第一电机、半齿轮和驱动框，旋转机构包括第二电机、主动轮、从动轮、皮带和转轴，切割装置包括驱动室、调节杆、切割头和设置在驱动室内的调节机构，调节机构包括第三电机、丝杆、滑动杆和滑块，该基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，当需要加工椭圆形工件时，通过支撑装置和切割装置的配合工作，实现快速切割椭圆形工件，相比使用切割机，其切割椭圆形工件的精度高、速度快，大大提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人。
背景技术
智能机器人是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器，是集机械学、力学、电子学、生物学、控制论、计算机、人工智能和系统工程等多学科知识于一身的高新技术综合体。
目前，智能机器人已经被运用地较为广泛，然而，在工业生产中，当需要加工椭圆形工件时，现有的智能机器人还不具备切割椭圆形工件的功能，人们大都通过切割机来进行切割，而现有的切割机，由于仅依靠X轴、Y轴方向上的移动及C轴的旋转来实现，精度上会出现一定的偏差，导致切割的椭圆形不够精确，并且切割速度较慢，若需要大批量地切割椭圆形的工件，则会导致整体的生产效率很低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，包括底座、支撑装置和切割装置，所述支撑装置设置在底座内，所述切割装置设置在底座的上方；
所述支撑装置包括切割台、移动机构和旋转机构，所述旋转机构设置在切割台和移动机构之间；
所述移动机构包括第一电机、半齿轮和驱动框，所述第一电机与半齿轮传动连接，所述驱动框水平设置，所述第一齿条水平设置在驱动框内，所述第一齿条有两个，两个第一齿条分别设置在驱动框的顶面和底面，所述半齿轮位于两个第一齿条之间，所述半齿轮分别与两个第一齿条啮合，所述驱动框上设有限位块，所述底座的底面水平设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接，所述旋转机构设置在驱动框的上方；
所述旋转机构包括第二电机、主动轮、从动轮、皮带和转轴，所述第二电机与主动轮传动连接，所述转轴竖向设置，所述转轴的底端通过轴承与驱动框连接，所述转轴的顶端与切割台的中心处连接，所述从动轮套设在转轴上，所述主动轮通过皮带与从动轮传动连接，所述切割台水平设置在转轴的上方，所述底座的顶面设有第一开口，所述切割台位于第一开口内；
所述切割装置包括驱动室、调节杆、切割头和设置在驱动室内的调节机构，所述调节机构通过调节杆与切割头传动连接；
所述调节机构包括第三电机、丝杆、滑动杆和滑块，所述丝杆竖向设置，所述第三电机与丝杆传动连接，所述滑动杆与丝杆平行，所述滑动杆穿过滑块且滑动杆与滑块滑动连接，所述滑块上设有螺纹孔，所述丝杆经螺纹孔穿过滑块，所述丝杆与滑块螺纹连接，所述驱动室的一侧设有第二开口，所述滑块经第二开口伸出驱动室，所述调节杆水平设置在滑块的位于驱动室外的一侧，所述切割头竖向设置在调节杆的下方，所述切割头位于切割台的上方；
所述底座上设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接。
作为优选，为了保证切割效果，所述切割台上设有固定机构，所述固定机构包括两个固定组件，两个固定组件关于切割台对称设置，两个固定组件分别设置在切割台的两端，所述固定组件包括第四电机、圆柱齿轮、第二齿条、气缸和固定板，所述第四电机设置在切割台内，所述第四电机与圆柱齿轮传动连接，所述第二齿条水平设置，所述切割台内设有滑槽，所述第二齿条通过滑槽与切割台的内壁滑动连接，所述圆柱齿轮与第二齿条啮合，所述切割台的一侧设有第三开口，所述第二齿条的一端位于切割台内，所述第二齿条的另一端经第三开口伸出切割台外，所述气缸位于切割台外，所述气缸竖向朝上设置在第二齿条的上方，所述固定板水平设置在气缸的上方，所述固定板位于切割台的上方。
作为优选，为了保护被切割物体，所述固定板的下端面设有硅胶垫。
作为优选，为了提高驱动框与底座连接的牢固性，所述限位槽为燕尾槽。
作为优选，为了延长切割台的使用寿命，所述切割台的制作材料为玻璃钢。
作为优选，为了提高滑块滑动的稳定性，所述滑动杆有两个，两个滑动杆关于丝杆对称设置。
作为优选，为了使切割头快速升降，所述丝杆的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了进一步保护被切割物体，所述固定板上设有压力传感器，所述压力传感器和气缸均与PLC电连接。
作为优选，为了便于控制切割头的高度，所述调节杆上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机均与PLC电连接。
作为优选，为了便于移动，所述底座的下方设有万向轮。
本发明的有益效果是，该基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，当需要加工椭圆形工件时，通过支撑装置和切割装置的配合工作，实现快速切割椭圆形工件，相比使用切割机，其切割椭圆形工件的精度高、速度快，大大提高生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人的结构示意图。
图2是本发明的一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人的支撑装置的结构示意图。
图3是本发明的一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人的切割装置的结构示意图。
图4是本发明的一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人的固定组件的结构示意图。
图中：1.底座，2.支撑装置，3.切割装置，4.第一电机，5.半齿轮，6.驱动框，7.第一齿条，8.第二电机，9.主动轮，10.从动轮，11.皮带，12.转轴，13.切割台，14.驱动室，15.调节杆，16.切割头，17.第三电机，18.丝杆，19.滑动杆，20.滑块，21.固定组件，22.第四电机，23.圆柱齿轮，24.第二齿条，25.气缸，26.固定板。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，包括底座1、支撑装置2和切割装置3，所述支撑装置2设置在底座1内，所述切割装置3设置在底座1的上方；
当需要加工椭圆形工件时，通过支撑装置2和切割装置3的配合工作，实现快速切割椭圆形工件，相比使用切割机，其切割椭圆形工件的精度高、速度快，大大提高生产效率。
所述支撑装置2包括切割台13、移动机构和旋转机构，所述旋转机构设置在切割台13和移动机构之间；
所述移动机构包括第一电机4、半齿轮5和驱动框6，所述第一电机4与半齿轮5传动连接，所述驱动框6水平设置，所述第一齿条7水平设置在驱动框6内，所述第一齿条7有两个，两个第一齿条7分别设置在驱动框6的顶面和底面，所述半齿轮5位于两个第一齿条7之间，所述半齿轮5分别与两个第一齿条7啮合，所述驱动框6上设有限位块，所述底座1的底面水平设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接，所述旋转机构设置在驱动框6的上方；
所述旋转机构包括第二电机8、主动轮9、从动轮10、皮带11和转轴12，所述第二电机8与主动轮9传动连接，所述转轴12竖向设置，所述转轴12的底端通过轴承与驱动框6连接，所述转轴12的顶端与切割台13的中心处连接，所述从动轮10套设在转轴12上，所述主动轮9通过皮带11与从动轮10传动连接，所述切割台13水平设置在转轴12的上方，所述底座1的顶面设有第一开口，所述切割台13位于第一开口内；
所述切割装置3包括驱动室14、调节杆15、切割头16和设置在驱动室14内的调节机构，所述调节机构通过调节杆15与切割头16传动连接；
所述调节机构包括第三电机17、丝杆18、滑动杆19和滑块20，所述丝杆18竖向设置，所述第三电机17与丝杆18传动连接，所述滑动杆19与丝杆18平行，所述滑动杆19穿过滑块20且滑动杆19与滑块20滑动连接，所述滑块20上设有螺纹孔，所述丝杆18经螺纹孔穿过滑块20，所述丝杆18与滑块20螺纹连接，所述驱动室14的一侧设有第二开口，所述滑块20经第二开口伸出驱动室14，所述调节杆15水平设置在滑块20的位于驱动室14外的一侧，所述切割头16竖向设置在调节杆15的下方，所述切割头16位于切割台13的上方；
所述底座1上设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接。
当需要加工椭圆形工件时，先将被切割物体放置在切割台13上，然后通过遥控器操作，将无线信号传给PLC，PLC控制第三电机17工作，第三电机17驱动丝杆18转动，使得滑块20下降，从而使切割头16下降至与被切割物体抵靠，此时，切割头16位于转轴12的一侧，再启动第一电机4，第一电机4驱动半齿轮5转动，半齿轮5通过齿条驱动驱动框6水平移动，使得切割台13水平移动，同时启动第二电机8，第二电机8驱动主动轮9转动，主动轮9通过皮带11驱动从动轮10转动，使得转轴12带动切割台13转动，从而在切割头16保持不动的情况下，使得切割台13边旋转边做水平往复运动，且切割台13旋转一周，其正好在水平方向上实现一次直线的往复运动，从而实现一个完整椭圆形状的快速切割，相比使用切割机，其切割椭圆形工件的精度高、速度快，大大提高生产效率。
作为优选，为了保证切割效果，所述切割台13上设有固定机构，所述固定机构包括两个固定组件21，两个固定组件21关于切割台13对称设置，两个固定组件21分别设置在切割台13的两端，所述固定组件21包括第四电机22、圆柱齿轮23、第二齿条24、气缸25和固定板26，所述第四电机22设置在切割台13内，所述第四电机22与圆柱齿轮23传动连接，所述第二齿条24水平设置，所述切割台13内设有滑槽，所述第二齿条24通过滑槽与切割台13的内壁滑动连接，所述圆柱齿轮23与第二齿条24啮合，所述切割台13的一侧设有第三开口，所述第二齿条24的一端位于切割台13内，所述第二齿条24的另一端经第三开口伸出切割台13外，所述气缸25位于切割台13外，所述气缸25竖向朝上设置在第二齿条24的上方，所述固定板26水平设置在气缸25的上方，所述固定板26位于切割台13的上方，当被切割物体放置在切割台13上后，启动第四电机22，第四电机22驱动圆柱齿轮23转动，圆柱齿轮23通过第二齿条24驱动气缸25运动，使得固定板26向靠近切割台13的方向移动，当运动到被切割物体上方时，启动气缸25，气缸25驱动固定板26向下运动，固定板26将被切割物体压在切割台13上，使得被切割物体在被切割时不易产生位移，从而保证了切割效果。
作为优选，为了保护被切割物体，所述固定板26的下端面设有硅胶垫，由于硅胶具有一定的张力和柔韧性，故能在固定板26与被切割物体接触时对其产生一定的缓冲和保护作用。
作为优选，为了提高驱动框6与底座1连接的牢固性，所述限位槽为燕尾槽。
作为优选，为了延长切割台13的使用寿命，所述切割台13的制作材料为玻璃钢，由于玻璃钢质地坚硬，故能减轻切割头16对切割台13的损伤，从而延长切割台13的使用寿命。
作为优选，为了提高滑块20滑动的稳定性，所述滑动杆19有两个，两个滑动杆19关于丝杆18对称设置，两个滑动杆19能够更好地限制滑块20的转动，使得滑块20沿着丝杆18更稳定地移动。
作为优选，为了使切割头16快速升降，所述丝杆18的制作材料为不锈钢，由于不锈钢不易被腐蚀，故能避免影响滑块20的移动速度，从而使切割头16快速升降。
作为优选，为了进一步保护被切割物体，所述固定板26上设有压力传感器，所述压力传感器和气缸25均与PLC电连接，当压力传感器感应到固定板26对被切割物体的压力超过预设值时，将信号传给PLC，PLC控制气缸25工作，气缸25驱动固定板26上升一定距离，从而进一步保护被切割物体。
作为优选，为了便于控制切割头16的高度，所述调节杆15上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机17均与PLC电连接，当切割头16下降至与被切割物体抵靠时，红外线测距仪感应到距切割台13的距离等于设定值，将信号传给PLC，PLC使第三电机17停止工作，此时切割头16不再下降，从而便于控制切割头16的高度。
作为优选，为了便于移动，所述底座1的下方设有万向轮。
与现有技术相比，该基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，当需要加工椭圆形工件时，通过支撑装置2和切割装置3的配合工作，实现快速切割椭圆形工件，相比使用切割机，其切割椭圆形工件的精度高、速度快，大大提高生产效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，包括底座(1)、支撑装置(2)和切割装置(3)，所述支撑装置(2)设置在底座(1)内，所述切割装置(3)设置在底座(1)的上方；
所述支撑装置(2)包括切割台(13)、移动机构和旋转机构，所述旋转机构设置在切割台(13)和移动机构之间；
所述移动机构包括第一电机(4)、半齿轮(5)和驱动框(6)，所述第一电机(4)与半齿轮(5)传动连接，所述驱动框(6)水平设置，所述第一齿条(7)水平设置在驱动框(6)内，所述第一齿条(7)有两个，两个第一齿条(7)分别设置在驱动框(6)的顶面和底面，所述半齿轮(5)位于两个第一齿条(7)之间，所述半齿轮(5)分别与两个第一齿条(7)啮合，所述驱动框(6)上设有限位块，所述底座(1)的底面水平设有限位槽，所述限位块位于限位槽内，所述限位块与限位槽匹配且滑动连接，所述旋转机构设置在驱动框(6)的上方；
所述旋转机构包括第二电机(8)、主动轮(9)、从动轮(10)、皮带(11)和转轴(12)，所述第二电机(8)与主动轮(9)传动连接，所述转轴(12)竖向设置，所述转轴(12)的底端通过轴承与驱动框(6)连接，所述转轴(12)的顶端与切割台(13)的中心处连接，所述从动轮(10)套设在转轴(12)上，所述主动轮(9)通过皮带(11)与从动轮(10)传动连接，所述切割台(13)水平设置在转轴(12)的上方，所述底座(1)的顶面设有第一开口，所述切割台(13)位于第一开口内；
所述切割装置(3)包括驱动室(14)、调节杆(15)、切割头(16)和设置在驱动室(14)内的调节机构，所述调节机构通过调节杆(15)与切割头(16)传动连接；
所述调节机构包括第三电机(17)、丝杆(18)、滑动杆(19)和滑块(20)，所述丝杆(18)竖向设置，所述第三电机(17)与丝杆(18)传动连接，所述滑动杆(19)与丝杆(18)平行，所述滑动杆(19)穿过滑块(20)且滑动杆(19)与滑块(20)滑动连接，所述滑块(20)上设有螺纹孔，所述丝杆(18)经螺纹孔穿过滑块(20)，所述丝杆(18)与滑块(20)螺纹连接，所述驱动室(14)的一侧设有第二开口，所述滑块(20)经第二开口伸出驱动室(14)，所述调节杆(15)水平设置在滑块(20)的位于驱动室(14)外的一侧，所述切割头(16)竖向设置在调节杆(15)的下方，所述切割头(16)位于切割台(13)的上方；
所述底座(1)上设有天线和PLC，所述天线与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述切割台(13)上设有固定机构，所述固定机构包括两个固定组件(21)，两个固定组件(21)关于切割台(13)对称设置，两个固定组件(21)分别设置在切割台(13)的两端，所述固定组件(21)包括第四电机(22)、圆柱齿轮(23)、第二齿条(24)、气缸(25)和固定板(26)，所述第四电机(22)设置在切割台(13)内，所述第四电机(22)与圆柱齿轮(23)传动连接，所述第二齿条(24)水平设置，所述切割台(13)内设有滑槽，所述第二齿条(24)通过滑槽与切割台(13)的内壁滑动连接，所述圆柱齿轮(23)与第二齿条(24)啮合，所述切割台(13)的一侧设有第三开口，所述第二齿条(24)的一端位于切割台(13)内，所述第二齿条(24)的另一端经第三开口伸出切割台(13)外，所述气缸(25)位于切割台(13)外，所述气缸(25)竖向朝上设置在第二齿条(24)的上方，所述固定板(26)水平设置在气缸(25)的上方，所述固定板(26)位于切割台(13)的上方。
3.如权利要求2所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述固定板(26)的下端面设有硅胶垫。
4.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述限位槽为燕尾槽。
5.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述切割台(13)的制作材料为玻璃钢。
6.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述滑动杆(19)有两个，两个滑动杆(19)关于丝杆(18)对称设置。
7.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述丝杆(18)的制作材料为不锈钢。
8.如权利要求2所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述固定板(26)上设有压力传感器，所述压力传感器和气缸(25)均与PLC电连接。
9.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述调节杆(15)上设有红外线测距仪，所述红外线测距仪和第三电机(17)均与PLC电连接。
10.如权利要求1所述的基于物联网的用于切割椭圆形工件的智能机器人，其特征在于，所述底座(1)的下方设有万向轮。
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