CN107244174A - 一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统 - Google Patents

一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统 Download PDF

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Abstract

一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，属于雕刻设备技术领域。物料台固定在地面上，丝杠式模组中的丝杠水平设置，丝杠与伺服电机传动连接，丝杠式模组与伺服电机整体通过模组支架与模组支撑架连接，丝杠式模组的固定端通过加强筋固定在工作台上，铝型材通过连接板一固定在丝杠式模组的活动端上，铝型材通过连接板一与气缸的缸体连接，气缸的活塞杆下端通过连接板二与海绵吸盘连接，四爪定心夹具固定在工作台上，刀库系统通过刀库支撑板固定在刀库支撑架上，除尘系统通过吸尘气管与机器人本体的末端执行器连通，冷水机通过水管与机器人本体的末端执行器连通。本发明用于木雕刻时的自动上下料，省时省力，且安全性高。

Description

一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统
技术领域
本发明涉及一种智能雕刻系统，属于雕刻设备技术领域。
背景技术
在雕刻界，木雕是雕塑的一种，在我们国家常常被称为“民间工艺”。木雕可以分为立体圆雕、根雕、浮雕三大类。现有木雕的工作主要由手工或雕刻机来完成，手工雕刻具有雕刻时间长、效率低、无法批量化并对雕刻人员的手工技术要求较高等的缺点；而雕刻机的加工范围受到限制并且无法加工较为复杂的曲面等缺点。并且两者都是通过手工完成上下料工作，费时费力，且安全性低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，以解决现有木雕加工，通过手工完成上下料工作，费时费力，且安全性低的问题。
本发明采用伺服电机驱动丝杠式模组，使得气缸驱动丝杠式模组的活动端沿丝杠轴向移动从而带动气缸移动，并通过气缸活塞杆的伸缩，实现上下料功能，节省人力，提高生产节拍，运行稳定可靠，安全性好。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其组成包括：机器人本体、刀库系统、固定平台、地平铁、物料台、工作台支架、工作台及控制柜；所述的机器人本体安装在地平铁上表面中部，所述的固定平台固定在工作台支架上，所述的工作台支架固定在地平铁上表面，所述的物料台固定在地面上，所述的工作台通过工作台支架固定在地平铁上表面，所述的控制柜设置在地面上，控制柜通过电源线和信号线分别与机器人本体的电源输入端及信号输入端相连；所述的具有自动上下料功能的智能雕刻系统还包括上下料机构、模组支架、丝杠式模组、除尘系统及冷水机；所述的上下料机构包括模组支撑架、海绵吸盘、气缸、伺服电机、铝型材、连接板一、连接板二、加强筋、四爪定心夹具、刀库支撑板及刀库支撑架；
所述的丝杠式模组中的丝杠水平设置，且所述的丝杠一端与伺服电机传动连接，丝杠式模组与伺服电机整体通过模组支架与模组支撑架上端连接，丝杠式模组的固定端通过加强筋固定在工作台上，所述的铝型材通过连接板一固定在丝杠式模组的活动端上，铝型材一端通过连接板一与气缸的缸体连接，所述的气缸的活塞杆竖直朝下设置，气缸的活塞杆下端通过连接板二与海绵吸盘连接，所述的四爪定心夹具固定在工作台上，所述的刀库系统通过刀库支撑板固定在刀库支撑架上，所述的刀库支撑架固定在地平铁上表面，所述的除尘系统的吸尘口通过吸尘气管与机器人本体的末端执行器的出尘口连通，所述的冷水机的出水口通过水管与机器人本体的末端执行器的进水口连通。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
1、采用海绵吸盘、气缸、丝杠式模组一体化机构为雕刻品自动上下料，且上下料机构可模块化生产，每一个部件运转出现问题，可拆卸进行统一维修，实现模块化生产与维修，经济效益有显著的提高；
2、运转速度快，提高了生产节拍；
3、采用海绵吸盘可对表面凹凸不平的雕刻品进行吸附；
4、采用丝杠式模组具有重复定位精度高、行程大、组装便利、维护容易的特点。
5、代替原有的雕刻品人工上下料，节省人力，实现高效的自动化。
附图说明
图1是本发明的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统的主视图；
图2是本发明的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统的俯视图；
图3是图1的A处局部放大图；
图4是图1的B处局部放大图；
图5是图1的C处局部放大图；
图6是图2的D处局部放大图；
图7是图2的E处局部放大图；
图8是图7的F处局部放大图；
图9是图7的G处局部放大图；
图10是图9的H处局部放大图；
图11是除尘系统的主视图；
图12是图11的I处局部放大图。
图中，机器人本体1、刀库系统2、固定平台3、地平铁4、防护罩5、物料台6、雕刻品7、上下料机构8、模组支架9、丝杠式模组10、工作台支架11、末端执行器12、工作台13、除尘系统14、冷水机15、控制柜16、调整垫块17、模组支撑架18、海绵吸盘19、气缸20、伺服电机21、铝型材22、连接板一23、加强筋24、四爪定心夹具25、刀库支撑板26、刀库支撑架27、连接板二28、支撑架体29、集尘桶30、过滤桶31、过滤接口32、法兰盘33、连接板34、抽风机35、吸尘口36、螺旋管道37、连接管道38、密封条39、排气口40、丝杠41。
具体实施方式
为了更好的理解本发明专利的方案，结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
具体实施方式一：如图1-图12所示，本实施方式披露了一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其组成包括：机器人本体1、刀库系统2、固定平台3、地平铁4、物料台6、工作台支架11、工作台13及控制柜16；所述的机器人本体1安装在地平铁4上表面中部，所述的固定平台3固定在工作台支架11上，所述的工作台支架11固定在地平铁4上表面，所述的物料台6固定在地面上(雕刻品7放置在物料台6上表面)，所述的工作台13通过工作台支架11固定在地平铁4上表面，所述的控制柜16设置在地面上，控制柜16通过电源线和信号线分别与机器人本体1的电源输入端及信号输入端相连；所述的具有自动上下料功能的智能雕刻系统还包括上下料机构8、模组支架9、丝杠式模组10、除尘系统14及冷水机15；所述的上下料机构8包括模组支撑架18、海绵吸盘19、气缸20、伺服电机21、铝型材22、连接板一23、连接板二28、加强筋24、四爪定心夹具25、刀库支撑板26及刀库支撑架27；
所述的丝杠式模组10中的丝杠41水平设置，且所述的丝杠41一端与伺服电机21传动连接，丝杠式模组10与伺服电机21整体通过模组支架9与模组支撑架18上端连接(模组支撑架18下端固定在地面上)，丝杠式模组10的固定端通过加强筋24固定在工作台13上，所述的铝型材22通过连接板一23固定在丝杠式模组10的活动端上，铝型材23一端通过连接板一23与气缸20的缸体连接，所述的气缸20的活塞杆竖直朝下设置，气缸20的活塞杆下端通过连接板二28与海绵吸盘19连接(海绵吸盘19固定在连接板二28上)，所述的四爪定心夹具25固定在工作台13上，所述的刀库系统2通过刀库支撑板26固定在刀库支撑架27上，所述的刀库支撑架27固定在地平铁4上表面，所述的除尘系统14的吸尘口36通过吸尘气管与机器人本体1的末端执行器12的出尘口连通，所述的冷水机15的出水口通过水管与机器人本体1的末端执行器12的进水口连通。
具体实施方式二：如图2、图11、图12所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述的除尘系统14包括支撑架体29、集尘桶30、过滤桶31、过滤接口32、法兰盘33、抽风机35、吸尘口36、螺旋管道37及连接管道38；
所述的集尘桶30设置在支撑架体29内，所述的过滤桶31坐落在集尘桶30上且二者连通，过滤桶31同时坐落在支撑架体29上，过滤桶31桶壁上端设有与布袋连接的过滤接口32，过滤桶31的桶壁上设有排气口40，过滤桶31上端通过连接管道38与螺旋管道37下端中部设有的出风口连通，所述的螺旋管道37上端中部设有的进风口与抽风机35的出风口连通，螺旋管道37的外侧壁上设有吸尘口36，所述的吸尘口36外周边设有法兰盘33，法兰盘33与吸尘气管一端相连，吸尘气管另一端与机器人本体1的末端执行器12的出尘口连通。
具体实施方式三：如图11所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述的除尘系统14还包括密封条39；所述的过滤桶31与集尘桶30连接处通过密封条39密封。
具体实施方式四：如图11所示，本实施方式是对具体实施方式二或三作出的进一步说明，所述的除尘系统14还包括连接板34；所述的螺旋管道37的外侧壁上固定有连接板34，方便本发明的智能雕刻系统通过连接板34与固定物体连接。
具体实施方式五：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明，所述的上下料机构8还包括四个调整垫块17；所述的四个调整垫块17设置在地平铁4下表面的四个角部。通过四个调整垫块17对地平铁4调平。
具体实施方式六：如图1、图2所示，本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明，所述的具有自动上下料功能的智能雕刻系统还包括防护罩5；所述的防护罩5罩设在机器人本体1，刀库系统2、固定平台3、地平铁4、工作台支架11、工作台13、除尘系统14、冷水机15、控制柜16、连接板二28、加强筋24、四爪定心夹具25、刀库支撑板26及刀库支撑架27外部，防护罩5下端通过地脚螺栓与地面连接。保护防护罩5内的部件不被损坏，并能防止灰尘进入。
本发明的工作原理是：先将雕刻品7放置在物料台6上表面，由气缸20把海绵吸盘19推到指定位置之后对雕刻品7进行吸附，然后气缸20缩回，丝杠式模组10带动铝型材22直线式行走到四爪定心夹具25正上方，然后气缸20伸出到指定位置，海绵吸盘19断气把雕刻品7放到四爪定心夹具25之中，然后四爪定心夹具25把工件(雕刻品7)定心夹紧，气缸20上升并且丝杠式模组10的活动端回到初始位置，紧接着机器人本体1的末端执行器12开始对雕刻品7进行加工，其在加工期间，除尘系统14会对加工物料所产生的粉尘、碎屑进行回收处理。
当雕刻品7被加工完成之后，四爪定心夹具25松开，海绵吸盘19通过丝杠式模组10运动到雕刻品7正上方，此时气缸20伸出，海绵吸盘19开始吸附加工完成的雕刻品7，气缸20缩回，同时丝杠式模组10的活动端开始往启点运动，到达指定位置后，气缸20伸出，同时海绵吸盘19断气把雕刻品放下，此时完成一次上下料过程。
本发明的除尘系统14的工作原理是：当启动机器人本体1开始正常工作之后，除尘系统14随之开启，除尘系统14与机器人本体1的末端执行器12通过吸尘气管连通，机器人本体1的末端执行器12所行走的轨迹也就是其雕刻轨迹。雕刻过程中时刻都在产生碎屑，然后被在末端执行器12上的吸尘气管把灰尘碎屑沿着吸尘气管输送到螺旋管道37中，继而通过连接管道38进入过滤桶31中，在过滤桶31中进行一次分离净化处理，把一些很微小的灰尘，沉不到集尘桶30内的都在这收集，用布袋在过滤接口32处收集，过滤完的碎屑进一步沉淀到集尘桶30中。
除尘系统14能除尘，主要在于它设有一个抽风机35(为电动抽风机)。抽风机35的转轴上安装有风叶轮(为现有技术)，通电后，抽风机35会以每秒500圈的转速产生极强的吸力和压力，在吸力和压力的作用下，空气高速排出，而抽风机35前端吸尘部分的空气不断地补充抽风机中的空气，致使吸尘口36内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差，在此压差的作用下，吸入含灰尘碎屑的空气。灰尘等杂物进入过滤桶31，灰尘等杂物滞留在过滤桶31内，空气经过滤桶31内的滤片净化后，由过滤桶31上的排气口40。集尘桶30内装有一个收集灰尘的盒子，尘垢便留在集尘盒里，盒子装满后，可取出用水刷洗清理。
本发明中的以下部件为外购产品：
1、机器人本体1，由Asea Brown Boveri(ABB)公司制造，型号为iIRB260020/1.85；
2、刀库系统2，由东莞龙利数控有限公司制造；
3、丝杠式模组10，由深圳市久宸机电有限公司制造；
4、冷水机15，由深圳市东露阳实业有限公司制造；
5、控制柜16，由Asea Brown Boveri(ABB)公司制造；
6、气缸20，由亚德客辽宁省有限公司制造；
7、伺服电机21，由深圳市久宸机电有限公司制造；
8、四爪定心夹具25，由亚德客辽宁省有限公司制造；
9、过滤桶31，由长沙光合太阳能有限公司制造；
10、抽风机35，由深圳市鸿冠电机有限公司制造；
11、螺旋管道37，由长沙光合太阳能有限公司制造。

Claims (6)

1.一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其组成包括：机器人本体(1)、刀库系统(2)、固定平台(3)、地平铁(4)、物料台(6)、工作台支架(11)、工作台(13)及控制柜(16)；所述的机器人本体(1)安装在地平铁(4)上表面中部，所述的固定平台(3)固定在工作台支架(11)上，所述的工作台支架(11)固定在地平铁(4)上表面，所述的物料台(6)固定在地面上，所述的工作台(13)通过工作台支架(11)固定在地平铁(4)上表面，所述的控制柜(16)设置在地面上，控制柜(16)通过电源线和信号线分别与机器人本体(1)的电源输入端及信号输入端相连；其特征在于：所述的具有自动上下料功能的智能雕刻系统还包括上下料机构(8)、模组支架(9)、丝杠式模组(10)、除尘系统(14)及冷水机(15)；所述的上下料机构(8)包括模组支撑架(18)、海绵吸盘(19)、气缸(20)、伺服电机(21)、铝型材(22)、连接板一(23)、连接板二(28)、加强筋(24)、四爪定心夹具(25)、刀库支撑板(26)及刀库支撑架(27)；
所述的丝杠式模组(10)中的丝杠(41)水平设置，且所述的丝杠(41)一端与伺服电机(21)传动连接，丝杠式模组(10)与伺服电机(21)整体通过模组支架(9)与模组支撑架(18)上端连接，丝杠式模组(10)的固定端通过加强筋(24)固定在工作台(13)上，所述的铝型材(22)通过连接板一(23)固定在丝杠式模组(10)的活动端上，铝型材(23)一端通过连接板一(23)与气缸(20)的缸体连接，所述的气缸(20)的活塞杆竖直朝下设置，气缸(20)的活塞杆下端通过连接板二(28)与海绵吸盘(19)连接，所述的四爪定心夹具(25)固定在工作台(13)上，所述的刀库系统(2)通过刀库支撑板(26)固定在刀库支撑架(27)上，所述的刀库支撑架(27)固定在地平铁(4)上表面，所述的除尘系统(14)的吸尘口(36)通过吸尘气管与机器人本体(1)的末端执行器(12)的出尘口连通，所述的冷水机(15)的出水口通过水管与机器人本体(1)的末端执行器(12)的进水口连通。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其特征在于：所述的除尘系统(14)包括支撑架体(29)、集尘桶(30)、过滤桶(31)、过滤接口(32)、法兰盘(33)、抽风机(35)、吸尘口(36)、螺旋管道(37)及连接管道(38)；
所述的集尘桶(30)设置在支撑架体(29)内，所述的过滤桶(31)坐落在集尘桶(30)上且二者连通，过滤桶(31)同时坐落在支撑架体(29)上，过滤桶(31)桶壁上端设有与布袋连接的过滤接口(32)，过滤桶(31)的桶壁上设有排气口(40)，过滤桶(31)上端通过连接管道(38)与螺旋管道(37)下端中部设有的出风口连通，所述的螺旋管道(37)上端中部设有的进风口与抽风机(35)的出风口连通，螺旋管道(37)的外侧壁上设有吸尘口(36)，所述的吸尘口(36)外周边设有法兰盘(33)。
3.根据权利要求2所述的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其特征在于：所述的除尘系统(14)还包括密封条(39)；所述的过滤桶(31)与集尘桶(30)连接处通过密封条(39)密封。
4.根据权利要求2或3所述的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其特征在于：所述的除尘系统(14)还包括连接板(34)；所述的螺旋管道(37)的外侧壁上固定有连接板(34)。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其特征在于：所述的上下料机构(8)还包括四个调整垫块(17)；所述的四个调整垫块(17)设置在地平铁(4)下表面的四个角部。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有自动上下料功能的智能雕刻系统，其特征在于：所述的具有自动上下料功能的智能雕刻系统还包括防护罩(5)；所述的防护罩(5)罩设在机器人本体(1)，刀库系统(2)、固定平台(3)、地平铁(4)、工作台支架(11)、工作台(13)、除尘系统(14)、冷水机(15)、控制柜(16)、连接板二(28)、加强筋(24)、四爪定心夹具(25)、刀库支撑板(26)及刀库支撑架(27)外部，防护罩(5)下端通过地脚螺栓与地面连接。
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