CN108340085A - 三维激光切割机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维激光切割机器人，其包括：底座，其上表面环形第一轨道；立柱，其下端滑动卡设于第一轨道内，立柱第二侧面上设有第二轨道；横杆，其一端滑动卡设于第二轨道内，横杆下侧面设有沿第三轨道；第一伸缩杆，其上端滑动卡设于所述第三轨道内；第一圆盘，第一伸缩杆的下端与第一圆盘上表面固定连接；第一圆盘的下表面转动设有环形转盘；三个第二伸缩杆，其沿圆周方向均匀间隔排布于转盘的下方；第二圆盘，其位于三个第二伸缩杆的下方；激光切割刀，其位于第二圆盘的下方。本发明的激光切割刀可多方位的移动，移动速度快且稳，保证切割精度，大大提高切割工作效率。

Description

三维激光切割机器人

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域。更具体地说，本发明涉及一种三维激光切割机器人。

背景技术

三维激光切割机器人是用于加工复杂三维零件的高效加工设备，由于其加工效率高，精度高，成本低廉等优点，已经在工程机械领域得到广泛应用。

随着客户的要求，设备的效率需要不断地提高，现有激光切割机器人的行走的路径通常为水平移动，随后通过伸缩机构带动切割刀的上下移动，激光切割刀的移动范围较小，加工平台需要配合激光切割刀转动，可转动的加工平台导致待加工产品在加工过程中存在位置偏移的情况，影响加工精度，另外，现有的三维激光切割机器人的行走速度较慢，大大影响了工作效率。

因此需要设计一种安全高效、加工精度高的三维激光切割机器人。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种三维激光切割机器人，其激光切割刀可多方位的移动，移动速度快且稳，保证切割精度，大大提高切割工作效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种三维激光切割机器人，其包括：

底座，其为水平设置的圆盘结构，所述底座的上表面设有与所述底座同圆心的环形第一轨道；

立柱，其下端滑动卡设于所述第一轨道内，所述立柱的背离所述底座轴线的第一侧面上从上到下依次设有激光器电源和机器人电控柜，与所述底座相对的第二侧面上设有沿竖直方向延伸的第二轨道；

横杆，其一端滑动卡设于所述第二轨道内，所述横杆的另一端朝着远离所述立柱的方向水平延伸，所述横杆的下侧面设有沿水平方向延伸的第三轨道；

第一伸缩杆，其竖直位于所述横杆的下方，所述第一伸缩杆的上端滑动卡设于所述第三轨道内；

第一圆盘，其水平位于所述第一伸缩杆的下方，所述第一伸缩杆的轴线过所述第一圆盘的圆心，所述第一伸缩杆的下端与所述第一圆盘上表面固定连接；所述第一圆盘的下表面设有与所述第一圆盘同圆心的环形转盘，所述转盘与所述第一圆盘的下表面转动连接；

三个第二伸缩杆，其沿圆周方向均匀间隔排布于所述转盘的下方，任一所述第二伸缩杆竖直设置且其上端与所述转盘的下表面固定连接；

第二圆盘，其位于三个所述第二伸缩杆的下方，任一所述第二伸缩杆的下端与所述第二圆盘的上表面活动连接；

激光切割刀，其位于所述第二圆盘的下方，所述激光切割刀的上端与所述第二圆盘的下表面的中部连接，所述激光切割刀与所述激光器电源和机器人电控柜均电连接。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，所述底座的下表面设置有至少两个万向轮，任一所述万向轮设有刹车片。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，所述底座的上表面设有加工平台，所述加工平台位于所述第一轨道与所述底座的圆心之间。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，所述第一伸缩杆由第一气缸驱动，所述第一气缸固设于所述横杆的上侧面。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，任一所述第二伸缩杆由一个第二气缸驱动，三个所述第二气缸固设于所述第一圆盘的上表面，三个所述第二气缸与所述第一伸缩杆互不干涉。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，所述第二圆盘的上表面以所述第二圆盘的圆心为中心沿圆周方向间隔排布有三个固定环，任一所述固定环为U形结构，所述固定环的两端部与所述第二圆盘的上表面铰接；任一所述第二伸缩杆的下端设有一个钩体，一个所述钩体与一个所述固定环钩设连接，以实现三个所述第二伸缩杆的下端与所述第二圆盘的上表面的活动连接。

优选的是，所述的三维激光切割机器人，还包括：

第一电机，其固设于所述立柱的第一侧面，所述第一电机驱动所述立柱沿所述第一轨道上下来回移动；

第二电机，其固设于所述横杆的上侧面，所述第二电机驱动所述横杆沿所述第二轨道水平来回移动；

第三电机，其固设于所述横杆的上侧面，所述第三电机驱动所述第二伸缩杆沿所述第三轨道水平来回移动；

第四电机，其固设于所述第一圆盘的上表面，所述第四电机驱动所述转盘相对所述第一圆盘绕自身轴线转动。

本发明至少包括以下有益效果：

1、立柱的下端滑动卡设于第一轨道中可相对底座沿第一轨道移动，从而带动激光切割刀相对加工平台的环形移动；横杆可相对立柱的上下移动，实现激光切割刀在竖直方向上的移动，第一伸缩杆可相对横杆的水平方向来回移动，实现激光切割刀在水平方向上的移动，提高激光切割刀移动的稳定性和流畅性，加快激光切割刀的移动速率，提高切割工作效率；

2、竖直设置的第一伸缩杆可上下伸缩，可以对激光切割刀竖直方向上小范围的升降，实现对激光切割刀的微调；调节三个第二伸缩杆至不同的长度，使得第二圆盘与水平方向成一定夹角的倾斜，从而调节激光切割刀的角度，满足不同方位的切割作业，提高切割的精确度；

3、底座下表面设置万向轮，方便本发明的三维激光切割机器人的整体的移动，当移动至适宜位置时可通过刹车片对万向轮的定位；

4、气缸驱动第一伸缩杆和第二伸缩杆的伸缩，具有操作方便、结构简单、造价成本低的优点，且气缸驱动力能够保证第一伸缩杆伸缩的平稳性和流畅性，进一步提高激光切割刀移动的平稳性和流畅性，进而提高切割工作效率；

5、三个第二伸缩杆的下端与第二圆盘活动连接，实现三个第二伸缩杆将第二圆盘调整至不同角度的倾斜位置，满足不同角度和不同方位的切割作业；

6、由电机驱动立柱的环形移动、横杆的上下移动、第一伸缩杆的水平移动以及转盘的环形移动，提高本发明的可控性，确保移动位置的精准性。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中所述的三维激光切割机器人的结构示意图；

图2为本发明的另一个实施例中所述的三维激光切割机器人结构示意图；

图3为本发明的另一个实施例中所述的第一圆盘的结构示意图；

图4为图1中A的局部放大图；

图5为图2中B的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种三维激光切割机器人，其包括：

底座1，其为水平设置的圆盘结构，所述底座1的上表面设有与所述底座1同圆心的环形第一轨道；

立柱2，其下端滑动卡设于所述第一轨道内，所述立柱2的背离所述底座1轴线的第一侧面上从上到下依次设有激光器电源21和机器人电控柜22，与所述底座1相对的第二侧面上设有沿竖直方向延伸的第二轨道；

横杆3，其一端滑动卡设于所述第二轨道内，所述横杆3的另一端朝着远离所述立柱2的方向水平延伸，所述横杆3的下侧面设有沿水平方向延伸的第三轨道；

第一伸缩杆4，其竖直位于所述横杆3的下方，所述第一伸缩杆4的上端滑动卡设于所述第三轨道内；

第一圆盘5，其水平位于所述第一伸缩杆4的下方，所述第一伸缩杆4的轴线过所述第一圆盘5的圆心，所述第一伸缩杆4的下端与所述第一圆盘5上表面固定连接；所述第一圆盘5的下表面设有与所述第一圆盘5同圆心的环形转盘51，所述转盘51与所述第一圆盘5的下表面转动连接；

三个第二伸缩杆6，其沿圆周方向均匀间隔排布于所述转盘51的下方，任一所述第二伸缩杆6竖直设置且其上端与所述转盘51的下表面固定连接；

第二圆盘7，其位于三个所述第二伸缩杆6的下方，任一所述第二伸缩杆6的下端与所述第二圆盘7的上表面活动连接；

激光切割刀8，其位于所述第二圆盘7的下方，所述激光切割刀8的上端与所述第二圆盘7的下表面的中部连接，所述激光切割刀8与所述激光器电源21和机器人电控柜22均电连接。

在上述技术方案中，本发明的立柱2的下端滑动卡设于第一轨道中可相对底座1沿第一轨道移动，从而带动激光切割刀8相对加工平台9的环形移动；横杆3可相对立柱2的上下移动，实现激光切割刀8在竖直方向上的移动，第一伸缩杆4可相对横杆3的水平方向来回移动，实现激光切割刀8在水平方向上的移动，提高激光切割刀8移动的稳定性和流畅性，加快激光切割刀8的移动速率，提高切割工作效率；竖直设置的第一伸缩杆4可上下伸缩，可以对激光切割刀8竖直方向上小范围的升降，实现对激光切割刀8的微调；调节三个第二伸缩杆6至不同的长度，使得第二圆盘7与水平方向成一定夹角的倾斜，从而调节激光切割刀8的角度，满足不同方位的切割作业，提高切割的精确度；激光切割刀8能够相对底座1多方位，多角度的移动；能够满足不同规格的产品的切割作业，切割精度较高，工作效率较高。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，所述底座1的下表面设置有至少两个万向轮，任一所述万向轮设有刹车片。底座1下表面设置万向轮，方便本发明的三维激光切割机器人的整体的移动，当移动至适宜位置时可通过刹车片对万向轮的定位。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，所述底座1的上表面设有加工平台9，所述加工平台9位于所述第一轨道与所述底座1的圆心之间。本发明的加工平台9为固定设置，在切割作业过程中，加工平台9无需移动，将待切割的产品固定在加工平台9上，立柱2环形转动、横杆3上下移动、第一伸缩杆4水平移动、第一伸缩杆4的升降、转盘51的环形转动以及三个第二伸缩杆6的长度的调节的相互配合下，将激光切割刀8在移动至适合位置，移动速度较快、位置精准度较高，大大提高本发明切割的工作效率和切割的精确度。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，所述第一伸缩杆4由第一气缸驱动，所述第一气缸固设于所述横杆3的上侧面。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，任一所述第二伸缩杆6由一个第二气缸驱动，三个所述第二气缸固设于所述第一圆盘5的上表面，三个所述第二气缸与所述第一伸缩杆4互不干涉。

在上述技术方案中，气缸驱动第一伸缩杆4和第二伸缩杆6的伸缩，具有操作方便、结构简单、造价成本低的优点，且气缸驱动力能够保证第一伸缩杆4伸缩的平稳性和流畅性，进一步提高激光切割刀8移动的平稳性和流畅性，进而提高切割工作效率。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，所述第二圆盘7的上表面以所述第二圆盘7的圆心为中心沿圆周方向间隔排布有三个固定环71，任一所述固定环71为U形结构，所述固定环71的两端部与所述第二圆盘7的上表面铰接；任一所述第二伸缩杆6的下端设有一个钩体，一个所述钩体与一个所述固定环71钩设连接，以实现三个所述第二伸缩杆6的下端与所述第二圆盘7的上表面的活动连接。三个第二伸缩杆6的下端与第二圆盘7活动连接，实现三个第二伸缩杆6将第二圆盘7调整至不同角度的倾斜位置，满足不同角度和不同方位的切割作业。

另一种技术方案中，所述的三维激光切割机器人，还包括：

第一电机，其固设于所述立柱2的第一侧面，所述第一电机驱动所述立柱2沿所述第一轨道上下来回移动；

第二电机，其固设于所述横杆3的上侧面，所述第二电机驱动所述横杆3沿所述第二轨道水平来回移动；

第三电机，其固设于所述横杆3的上侧面，所述第三电机驱动所述第二伸缩杆6沿所述第三轨道水平来回移动；

第四电机，其固设于所述第一圆盘5的上表面，所述第四电机驱动所述转盘51相对所述第一圆盘5绕自身轴线转动。由电机驱动立柱2的环形移动、横杆3的上下移动、第一伸缩杆4的水平移动以及转盘51的环形移动，提高本发明的可控性，确保移动位置的精准性。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.三维激光切割机器人，其特征在于，其包括：

底座，其为水平设置的圆盘结构，所述底座的上表面设有与所述底座同圆心的环形第一轨道；

立柱，其下端滑动卡设于所述第一轨道内，所述立柱的背离所述底座轴线的第一侧面上从上到下依次设有激光器电源和机器人电控柜，与所述底座相对的第二侧面上设有沿竖直方向延伸的第二轨道；

横杆，其一端滑动卡设于所述第二轨道内，所述横杆的另一端朝着远离所述立柱的方向水平延伸，所述横杆的下侧面设有沿水平方向延伸的第三轨道；

第一伸缩杆，其竖直位于所述横杆的下方，所述第一伸缩杆的上端滑动卡设于所述第三轨道内；

第一圆盘，其水平位于所述第一伸缩杆的下方，所述第一伸缩杆的轴线过所述第一圆盘的圆心，所述第一伸缩杆的下端与所述第一圆盘上表面固定连接；所述第一圆盘的下表面设有与所述第一圆盘同圆心的环形转盘，所述转盘与所述第一圆盘的下表面转动连接；

三个第二伸缩杆，其沿圆周方向均匀间隔排布于所述转盘的下方，任一所述第二伸缩杆竖直设置且其上端与所述转盘的下表面固定连接；

第二圆盘，其位于三个所述第二伸缩杆的下方，任一所述第二伸缩杆的下端与所述第二圆盘的上表面活动连接；

激光切割刀，其位于所述第二圆盘的下方，所述激光切割刀的上端与所述第二圆盘的下表面的中部连接，所述激光切割刀与所述激光器电源和机器人电控柜均电连接。

2.如权利要求1所述的三维激光切割机器人，其特征在于，所述底座的下表面设置有至少两个万向轮，任一所述万向轮设有刹车片。

3.如权利要求2所述的三维激光切割机器人，其特征在于，所述底座的上表面设有加工平台，所述加工平台位于所述第一轨道与所述底座的圆心之间。

4.如权利要求3所述的三维激光切割机器人，其特征在于，所述第一伸缩杆由第一气缸驱动，所述第一气缸固设于所述横杆的上侧面。

5.如权利要求4所述的三维激光切割机器人，其特征在于，任一所述第二伸缩杆由一个第二气缸驱动，三个所述第二气缸固设于所述第一圆盘的上表面，三个所述第二气缸与所述第一伸缩杆互不干涉。

6.如权利要求5所述的三维激光切割机器人，其特征在于，所述第二圆盘的上表面以所述第二圆盘的圆心为中心沿圆周方向间隔排布有三个固定环，任一所述固定环为U形结构，所述固定环的两端部与所述第二圆盘的上表面铰接；任一所述第二伸缩杆的下端设有一个钩体，一个所述钩体与一个所述固定环钩设连接，以实现三个所述第二伸缩杆的下端与所述第二圆盘的上表面的活动连接。

7.如权利要求6所述的三维激光切割机器人，其特征在于，还包括：

第一电机，其固设于所述立柱的第一侧面，所述第一电机驱动所述立柱沿所述第一轨道上下来回移动；

第二电机，其固设于所述横杆的上侧面，所述第二电机驱动所述横杆沿所述第二轨道水平来回移动；

第三电机，其固设于所述横杆的上侧面，所述第三电机驱动所述第二伸缩杆沿所述第三轨道水平来回移动；

第四电机，其固设于所述第一圆盘的上表面，所述第四电机驱动所述转盘相对所述第一圆盘绕自身轴线转动。