CN109332918B - 一种机器人三维激光加工站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人三维激光加工站，包括防护房（1）和机器人（2），该防护房（1）分为上下两层，下层的防护房（1）呈目字型设置，机器人（2）放置在防护房（1）的中间且其两侧分别设有智能夹具（9），四道卷帘门（14）将下层的防护房（1）分割为三个独立封闭的空间用以分别盛放机器人（2）和两侧的智能夹具（9）；防护房（1）外侧的卷帘门（14）上方皆设置有视频显示装置（11）、且其旁侧皆设置有操作面板（12）；所述防护房（1）的上层设置有中央控制柜（4）、除尘装置（5）、水冷机（6）、冷干机（7）和稳压电源（10）。本发明的内部分割、操作互不影响、避免烟尘溢出并能在小范围内实现高精度快速切割。

Description

一种机器人三维激光加工站

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，具体地说是一种封闭式的能够实现内部分割操作、互不影响以避免烟尘溢出并能够引导激光切割头在小范围内实现异形轨迹的高精度快速切割的机器人三维激光加工站。

背景技术

在激光加工技术领域，尤其是激光切割设备，在切割过程中通常都会产生烟尘，影响设备性能和生产环境，解决激光切割产生的烟尘问题是本领域的共有问题，目前主要是通过除尘系统对整个工作台进行除尘作业，因为作业空间大，除尘效果并不好。同时在机器人激光切割设备中一般都包括机械臂和激光切割头，激光切割头固定连接在机械臂末端，由机械臂带动激光切割头在三维空间中移动，对待加工材料进行激光切割加工。现有技术中的激光切割头是直接连接在机械臂末端的，因机械臂本身的尺寸大、重量重，因此在移动过程中的惯性也比较大，所以由机械臂直接带动激光切割头进行切割时，就会有速度慢和精度低等缺点，尤其是在切割小尺寸图形时，精度常常达不到要求，因此就限制了机器人三维激光切割技术在高精度快速切割领域的应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种封闭式的能够实现内部分割操作、互不影响以避免烟尘溢出并能够引导激光切割头在小范围内实现异形轨迹的高精度快速切割的机器人三维激光加工站。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种机器人三维激光加工站，包括防护房和机器人，其特征在于：所述的防护房分为上下两层，下层的防护房呈目字型设置，机器人放置在防护房的中间且机器人的左右两侧分别设有智能夹具，机器人和智能夹具之间以及智能夹具与防护房的外侧皆设有卷帘门，四道卷帘门将下层的防护房分割为三个独立封闭的空间；防护房外侧的卷帘门上方皆设置有能够实时显示智能夹具所处的加工区的工作状态的视频显示装置、且其旁侧皆设置有带显示屏、操作按钮和指示灯的操作面板；所述防护房的上层设置有中央控制柜、除尘装置、水冷机、冷干机和稳压电源。

所述的机器人包括机器人本体、机器人控制柜和激光切割头，机器人本体设置在防护房的中间且机器人本体背后设置机器人控制柜，机器人控制柜的正上方设置光纤激光器，所述的光纤激光器通过光纤与激光切割头连接，激光通过光纤由光纤激光器传输到激光切割头中；激光切割头通过位置调节装置安装在机器人本体的机械手末端，位置调节装置能够精确的控制激光切割头的位置。

所述的中央控制柜对整个机器人三维激光加工站进行系统控制，中央控制柜通过电缆分别与控制机器人的机器人控制柜、控制智能夹具的夹具控制柜、光纤激光器、除尘装置、水冷机、冷干机、稳压电源、防护房上的卷帘门控制柜、视频显示装置以及操作面板连接。

所述的水冷机通过冷却水管分别与激光切割头和光纤激光器连接，水冷机输出冷却水对激光切割头和光纤激光器进行冷却。

所述冷干机的进气管与空压机连接且冷干机的出气管通过气管与激光切割头连接，空压机输出的压缩空气进入冷干机，冷干机对压缩空气进行冷却干燥处理，冷干机输出的洁净干燥的压缩空气通过气管输入到激光切割头中，激光切割头在进行切割作业时，洁净干燥的压缩空气从出气口喷出，将切割过程中产生的熔渣吹走以保证切割面的光洁。

下层的防护房的顶部设置有排风罩和排风管道组成的排风组件，且防护房外侧的卷帘门的门楣上方设置有中央控制柜控制的风幕机。

所述的智能夹具包括安装在固定不变的基座上的夹具本体，夹具本体上设置有用于支撑工件的支撑装置和用于固定工件的压紧装置，所述的夹具本体包括通过烟道接口与外围的除尘装置相连接的废料收集腔、夹具控制柜，废料收集腔上设有固定设置的排烟组件，排烟组件包括排烟管道和控制排烟管道升降的升降机构，排烟管道的下端插入废料收集腔的内腔中且排烟管道的顶端能够贴近压紧装置的压板前端的通孔，该通孔与切割孔位对应设置使得激光切割产生的废料和烟尘经排烟管道落入处于负压状态的废料收集腔；所述的夹具控制柜通过线缆与升降机构和压紧装置中的开合机构连接，以对升降机构和开合机构实施智能控制。

所述的排烟管道为软管且其顶部为漏斗状，排烟管道的顶部开口能够对准压板前端的通孔并位于该通孔的下方，以便更好的收集烟尘和废料；所述的升降机构包括升降驱动气缸、气缸支撑柱、安装在气缸支撑柱顶端的支撑头以及连接部分，所述的气缸支撑柱固定安装在废料收集腔的上表面，支撑头通过连接部分与升降驱动气缸相连接且排烟管道设置在升降驱动气缸驱动端处的嵌置板上，使得升降驱动气缸能够带动排烟管道做升降运动。

所述的连接部分包括两块连接板和连接柱，两块连接板通过连接柱连接且两块连接板和连接柱之间构成一个容纳排烟管道穿过的通道，两块连接板分别位于排烟管道的两侧，其中一块连接板与升降驱动气缸的壳体固定连接、另一块连接板通过关节轴承与支撑头连接且关节轴承端部的球形头嵌入到支撑头上的径向凹槽中。

所述的压紧装置通过支撑柱固定安装在废料收集腔的上表面，所述的压紧装置包括压板和控制压板开合的开合机构，开合机构固定在支撑柱上，在压板的前端设有用于与工件的表面紧密贴合的压紧仿形块，与切割孔位对应设置的通孔贯通压板和压紧仿形块。

所述的支撑装置包括支撑柱、由支撑柱支撑起来的工件支撑板，以及安装在工件支撑板上并对工件起到支撑和定位作用的支撑仿形块，在工件支撑板上设有若干个用于检测工件是否准确定位的传感器；将工件置于夹具本体上之后，夹具控制柜内的夹具控制系统会控制传感器发出距离测试信号，检测传感器和其上方的工件之间的距离，如果多个传感器测试所得的距离数值都与夹具控制系统中设置的距离数值一致，则说明工件定位准确，否则夹具控制系统会发出工件未正确定位的信号，提示操作人员检查工件的放置情况，直至工件与工件支撑板上的支撑仿形块完全吻合准确定位为止。

所述的基座由两块大小相等形状相同的矩形基座和连接两块矩形基座对应端的连接板构成，基座上设有对称设置的两个定位销和两排用以支撑夹具本体的万向球，在夹具本体的底部分别设有与对应设置的定位环、且基座上设有限定夹具本体位置的防撞块与定位销相配合；且在基座上设有一定位机构，该定位机构上的定位块在气缸的驱动下能够做伸缩运动，使得定位块能够插入专用叉车对应侧的定位槽中以完成专用叉车和基座之间的定位锁定，且专用叉车上设有与防撞块相配合的限位块和能够升降夹具本体的浮球升降机构；所述基座的内侧面上分别设有滚轮，滚轮用于减少基座和专用叉车之间的摩擦，使专用叉车平稳顺利的进入到两块矩形基座之间。

所述废料收集腔的上表面设置有雷达支架推送组件，雷达支架推送组件由支架座、传感器、推送机构和雷达支撑柱组成，所述的支架座固定安装在推送机构的一端、传感器固定安装在支架座上并处于支架座的旁侧，推送机构安装在雷达支撑柱的顶端且雷达支撑柱固定安装在废料收集腔的上表面，推送机构通过线缆与夹具控制柜连接，以实现夹具控制柜对推送机构的智能控制；所述的推送机构能够推动支架座将雷达支架推送到切割孔位处并将雷达支架粘贴到工件上，然后推送机构带动支架座退回原位，完成雷达支架的安装。

所述的夹具控制柜通过航插连接板与中央控制柜连接并受中央控制柜的控制，实现该智能夹具与激光切割设备和除尘装置的联动。

所述的位置调节装置包括箱体，在箱体的内壁上固定有X轴线性模组，且在X轴线性模组的活动端上固定有Y轴线性模组，在Y轴线性模组的活动端上固定设置激光切割头；所述的箱体通过其外壁上设置的机械臂连接板固定在机械臂末端上；通过X轴线性模组和Y轴线性模组的配合，使得激光切割头能够在两线性模组限定的范围内进行往返移动，实现对小尺寸图形的精确配合。

所述的Y轴线性模组位于X轴线性模组的下方且两者相互垂直；其中X轴线性模组包括X轴驱动电机和X轴线性滑块，X轴线性滑块能够由X轴驱动电机驱动在X方向上进行水平往返移动；Y轴线性模组固定安装在桥架的底部，桥架固定设置在X轴线性滑块的底部，使得X轴驱动电机驱动X轴线性滑块在X方向上进行水平往返移动时，X轴线性滑块能够通过桥架带动Y轴线性模组和位于Y轴线性模组上的激光切割头沿X方向上进行水平往返移动。

所述桥架的一端固定设置在X轴线性滑块的底部且桥架的另一端设置在滑块的底部，滑块与固定在箱体内壁上的导轨相互配合且滑块和导轨构成直线模组；且导轨平行于X轴线性模组设置。

所述桥架的一端上设有X轴挡片，且在X轴挡片旁侧的箱体内壁上成对设置有能够识别X轴挡片的X轴光电限位开关，两X轴光电限位开关的位置分别为X轴线性滑块带动桥架沿X方向上进行水平移动的极限位置。

所述的Y轴线性模组包括Y轴驱动电机和Y轴线性滑块，Y轴线性滑块能够由Y轴驱动电机驱动在Y方向上进行水平往返移动；激光切割头通过L形连接板固定在Y轴线性滑块的底部，L形连接板的竖直部分的侧壁用于固定激光切割头且L形连接板的水平部分固定在Y轴线性滑块的底部，使得Y轴驱动电机驱动Y轴线性滑块在Y方向上进行水平往返移动时，Y轴线性滑块能够通过L形连接板带动激光切割头沿Y方向上进行水平往返移动。

所述的L形连接板上设有Y轴挡片，且在Y轴挡片旁侧的支架上成对设置有能够识别Y轴挡片的Y轴光电限位开关，两Y轴光电限位开关的位置分别为Y轴线性滑块带动L形连接板沿Y方向上进行水平移动的极限位置。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的机器人三维激光加工站上下层布局节省空间，目字型布局形成双工位，实现工件加工和上下料同时进行，提高生产效率；且三个独立封闭的空间能够实现两个工位分割操作、互不影响以避免烟尘溢出，视频显示装置能够实时显示智能夹具所处的加工区的工作状态。

本发明的智能夹具通过夹具控制系统的控制，能够依次自动实现工件的就位检测、夹持和排烟管道的就位等过程，使该夹具不仅具有定位固定工件的作用，还可以通过控制排烟管道的升降实现夹具与除尘装置的配合使用，实现更好的除尘和废料排除的效果；夹具上的排烟组件和雷达支架推送组件都是活动部件，在加工的不同工序中能够通过中央控制柜控制夹具控制系统对排烟组件和雷达支架推送组件的相应部件位置进行智能调节。

本发明的位置调节装置通过X轴线性模组和Y轴线性模组的配合，控制激光切割头在光电开关控制的范围内快速精确的移动，实现对小尺寸图形的高精度精准切割，弥补机械臂在小尺寸范围内移动精度不够的缺陷。

附图说明

附图1为本发明的机器人三维激光加工站的立体结构示意图；

附图2为本发明的机器人三维激光加工站的主视结构示意图；

附图3为本发明的机器人三维激光加工站的左视结构示意图；

附图4为附图2隐藏机器人检修门和部分防护房外壁的主视结构示意图；

附图5为本发明的机器人三维激光加工站的卷帘门开启时右视结构示意图；

附图6为本发明的智能夹具和专用叉车相结合的结构示意图之一；

附图7为本发明的智能夹具的专用叉车相结合的结构示意图之二；

附图8为本发明的智能夹具的基座的轴测结构示意图；

附图9为本发明的智能夹具的夹具本体的轴测结构示意图；

附图10为本发明的智能夹具的夹具本体的仰视图；

附图11为本发明的智能夹具的压紧装置的结构示意图；

附图12为本发明的智能夹具的排烟组件的结构示意图；

附图13为本发明的智能夹具的雷达支架推送组件的结构示意图；

附图14为本发明的智能夹具的专用叉车的结构示意图；

附图15为本发明的位置调节装置结构示意图；

附图16为本发明的位置调节装置隐藏箱体的主视图；

附图17为本发明的位置调节装置隐藏箱体的左视图；

附图18为本发明的位置调节装置隐藏箱体的X轴向轴测图及其局部放大图；

附图19为本发明的位置调节装置隐藏箱体的Y轴向轴测图及其局部放大图。

其中：1—防护房；2—机器人；21—机器人本体；22—机器人控制柜；23—激光切割头；3—光纤激光器；4—中央控制柜；5—除尘装置；6—水冷机；7—冷干机；8—位置调节装置；81—箱体；82—X轴线性模组；821—X轴驱动电机；822—X轴线性滑块；823—X轴光电限位开关；824—X轴挡片；83—Y轴线性模组；831-Y轴驱动电机；832—Y轴线性滑块；833—Y轴光电限位开关；834—Y轴挡片；84—桥架；85—导轨；851—滑块；86—L形连接板；87—机械臂连接板；9—智能夹具；91—基座；911—定位销；912—万向球；913—定位机构；914—定位块；915—防撞块；916—滚轮；92—夹具本体；921—废料收集腔；922—烟道接口；923—夹具控制柜；924—定位环；925—航插连接板；93—支撑装置；931—支撑柱；932—工件支撑板；933—支撑仿形块；934—传感器；94—压紧装置；941—压板；9411—通孔；942—开合机构；943—压紧仿形块；95—排烟组件；951—排烟管道；952—升降机构；9521—升降驱动气缸；9522—气缸支撑柱；9523—支撑头；9524—连接板；9525—连接柱；96—工件；97—专用叉车；971—定位槽；972—限位块；973—浮球升降机构；98—雷达支架推送组件；981—支架座；982—传感器；983—推送机构；984—雷达支撑柱；10—稳压电源；11—视频显示装置；12—操作面板；13—风幕机；14—卷帘门。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-5所示：一种机器人三维激光加工站，包括防护房1和机器人2，该防护房1分为上下两层，下层的防护房1呈目字型设置，机器人2放置在防护房1的中间且机器人2的左右两侧分别设有智能夹具9，机器人2和智能夹具9之间以及智能夹具9与防护房1的外侧皆设有卷帘门14，四道卷帘门14将下层的防护房1分割为三个独立封闭的空间；上述的机器人2包括机器人本体21、机器人控制柜22和激光切割头23，机器人本体21设置在防护房1的中间且机器人本体21背后设置机器人控制柜22、机器人本体21前面设有机器人检修门，机器人控制柜22的正上方设置光纤激光器3，光纤激光器3通过光纤与激光切割头23连接，激光通过光纤由光纤激光器3传输到激光切割头23中；激光切割头23通过位置调节装置8安装在机器人本体21的机械手末端，位置调节装置8能够精确的控制激光切割头23的位置；防护房1外侧的卷帘门14上方皆设置有能够实时显示智能夹具9所处的加工区的工作状态的视频显示装置11、且其旁侧皆设置有带显示屏、操作按钮和指示灯的操作面板12；在防护房1的上层设置有中央控制柜4、除尘装置5、水冷机6、冷干机7和稳压电源10，中央控制柜4对整个机器人三维激光加工站进行系统控制，中央控制柜4通过电缆分别与控制机器人2的机器人控制柜22、控制智能夹具9的夹具控制柜923、光纤激光器3、除尘装置5、水冷机6、冷干机7、稳压电源10、防护房1上的卷帘门控制柜、视频显示装置11以及操作面板12连接；水冷机6通过冷却水管分别与激光切割头23和光纤激光器3连接，水冷机6输出冷却水对激光切割头23和光纤激光器3进行冷却；冷干机7的进气管与空压机连接且冷干机7的出气管通过气管与激光切割头23连接，空压机输出的压缩空气进入冷干机7，冷干机7对压缩空气进行冷却干燥处理，冷干机7输出的洁净干燥的压缩空气通过气管输入到激光切割头23中，激光切割头23在进行切割作业时，洁净干燥的压缩空气从出气口喷出，将切割过程中产生的熔渣吹走以保证切割面的光洁；另外在下层的防护房1的顶部设置有排风罩和排风管道组成的排风组件，且防护房1外侧的卷帘门14的门楣上方设置有中央控制柜4控制的风幕机13。

如图6-14所示：智能夹具9包括安装在固定不变的基座91上的夹具本体92，夹具本体92上设置有用于支撑工件96的支撑装置93和用于固定工件96的压紧装置94，夹具本体92包括通过烟道接口922与外围的除尘装置5相连接的废料收集腔921、夹具控制柜923，废料收集腔921上设有固定设置的排烟组件95，排烟组件95包括排烟管道951和控制排烟管道951升降的升降机构952，排烟管道951的下端插入废料收集腔921的内腔中且排烟管道951的顶端能够贴近压紧装置94的压板941前端的通孔9411，该通孔9411与切割孔位对应设置使得激光切割产生的废料和烟尘经排烟管道951落入处于负压状态的废料收集腔921；夹具控制柜923通过线缆与升降机构952和压紧装置94中的开合机构942连接，以对升降机构952和开合机构942实施智能控制；夹具控制柜923通过航插连接板925与中央控制柜4连接并受中央控制柜4的控制，实现该智能夹具9与激光切割设备和除尘装置5的联动。

如图6、7、8、14所示，基座91由两块大小相等形状相同的矩形基座和连接两块矩形基座对应端的连接板构成，基座91上设有对称设置的两个定位销911和两排用以支撑夹具本体92的万向球912，在夹具本体92的底部分别设有与911对应设置的定位环924、且基座91上设有限定夹具本体92位置的防撞块915与定位销911相配合；万向球912在夹具本体2与基座91的定位过程中支撑夹具本体92，万向球912支撑着夹具本体92缓慢下降逐步接近基座91，在夹具本体92下降的过程中定位环924慢慢地套设到定位销911上，同时万向球912给夹具本体92提供水平方向的位移浮动量，使定位环924和定位销911之间的配合过程更平稳准确，定位环924完全套设到定位销911上后，基座91对夹具本体92即实现了准确的定位支撑，万向球912的升降由中央控制柜4进行控制。在基座91上设有一定位机构913，该定位机构913上的定位块914在气缸的驱动下能够做伸缩运动，使得定位块914能够插入专用叉车97对应侧的定位槽971中以完成专用叉车97和基座91之间的定位锁定，防止专用叉车97在卸载夹具本体92的过程中发生位移；在基座91的内侧面上分别设有滚轮916，滚轮916用于减少基座91和专用叉车97之间的摩擦，使专用叉车97平稳顺利的进入到两块矩形基座之间。另专用叉车97上设有与防撞块915相配合的限位块972且专用叉车97上设有能够升降夹具本体92的浮球升降机构973，且浮球升降机构973的升降由中央控制柜进行控制；夹具本体92由专用叉车97运送，需要调用某一夹具本体92时，专用叉车97就将夹具本体92从夹具库运送到基座91上，夹具本体92使用完后专用叉车97又将夹具本体92从基座91上取下送回夹具库。

如图6、7、9、10所示，支撑装置93包括支撑柱931、由支撑柱931支撑起来的工件支撑板932，以及安装在工件支撑板932上并对工件96起到支撑和定位作用的支撑仿形块933，在工件支撑板932上设有若干个用于检测工件96是否准确定位的传感器934；将工件96置于夹具本体92上之后，夹具控制柜923内的夹具控制系统会控制传感器934发出距离测试信号，检测传感器934和其上方的工件96之间的距离，如果多个传感器934测试所得的距离数值都与夹具控制系统中设置的距离数值一致，则说明工件96定位准确，否则夹具控制系统会发出工件96未正确定位的信号，提示操作人员检查工件96的放置情况，直至工件96与工件支撑板932上的支撑仿形块933完全吻合准确定位为止。

如图6、7、9、11所示，压紧装置94通过支撑柱931固定安装在废料收集腔921的上表面，所述的压紧装置94包括压板941和控制压板941开合的开合机构942，开合机构942固定在支撑柱931上，在压板941的前端设有用于与工件96的表面紧密贴合的压紧仿形块943，与切割孔位对应设置的通孔9411贯通压板941和压紧仿形块943。当压板941压合到工件96表面时，该压紧仿形块943与工件96的表面紧密贴合，在支撑装置93和压紧装置94的共同作用下，工件96被准确固定在夹具本体92上。

如图6、7、9、11、12所示，排烟管道951为软管且其顶部为漏斗状，排烟管道951的顶部开口能够对准压板941前端的通孔9411并位于该通孔9411的下方，以便更好的收集烟尘和废料。升降机构952包括升降驱动气缸9521、气缸支撑柱9522、安装在气缸支撑柱9522顶端的支撑头9523以及连接部分，气缸支撑柱9522固定安装在废料收集腔921的上表面，支撑头9523通过连接部分与升降驱动气缸9521相连接且排烟管道951设置在升降驱动气缸9521驱动端处的嵌置板上，使得升降驱动气缸9521能够带动排烟管道951做升降运动。上述的连接部分包括两块连接板9524和连接柱9525，两块连接板9524通过连接柱9525连接且两块连接板9524和连接柱9525之间构成一个容纳排烟管道951穿过的通道，两块连接板9524分别位于排烟管道951的两侧，其中一块连接板9524与升降驱动气缸9521的壳体固定连接、另一块连接板9524通过关节轴承与支撑头9523连接且关节轴承端部的球形头嵌入到支撑头9523上的径向凹槽中。正常情况下，排烟管道951向下穿过设置在升降驱动气缸9521驱动端处的嵌置板上的通孔、两块连接板9524和连接柱9525构成的通道，即升降驱动气缸9521能够随时带动排烟管道951做升降运动；排烟管道951的底端插入到废料收集腔921中，两者之间为活动连接，排烟管道951在升降机构952的带动下升降时，排烟管道951可以在废料收集腔921的插口处抽出或插入，但排烟管道951的下部端口始终保持在废料收集腔921内部，不会被完全抽出。但在使用前，一般通过调节支撑9头523两侧的螺栓能够控制径向凹槽对关节轴承抱持的松紧，开始装配时径向凹槽较松，关节轴承能够沿径向凹槽走向滑动，根据排烟管道951预期的推送方向设定关节轴承在径向凹槽中的位置，位置确定后通过螺栓调节将关节轴承锁死在径向凹槽中，完成排烟管道951和升降机构952的使用装配，排烟管道951在升降驱动气缸9521的带动下可以沿预设方向作升降运动。

如图6、7、9、13所示，废料收集腔921的上表面设置有雷达支架推送组件98，雷达支架推送组件98由支架座981、传感器982、推送机构983和雷达支撑柱984组成，支架座981固定安装在推送机构983的一端、传感器982固定安装在支架座981上并处于支架座981的旁侧，推送机构983安装在雷达支撑柱984的顶端且雷达支撑柱984固定安装在废料收集腔921的上表面；推送机构983能够推动支架座981将雷达支架推送到切割孔位处并将雷达支架粘贴到工件96上，然后推送机构983带动支架座981退回原位，完成雷达支架的安装；推送机构983通过线缆与夹具控制柜923连接，以实现夹具控制柜923对推送机构983的智能控制。

一种智能夹具的控制方法，该控制方法的步骤为：a、将工件96放置在夹具本体92上，通过支撑装置93上的支撑仿形块933完成工件96的支撑和定位，夹具控制系统通过传感器934检测工件96是否正确定位，确认正确定位后自动进入下一步；b、通过控制压板941的开合机构942，使压板941压合到切割孔位所处的工件96的上表面且切割孔位与通孔9411相对应；c、通过控制升降驱动气缸9521驱动排烟管道951上升至切割孔位的下方，排烟管道951的漏斗入口与压板941上的通孔9411相对应且分别处于工件96的切割孔位的上方和下方，至此工件就位96结束，准备激光切割；d、中央控制柜4控制激光加工设备对工件96的切割孔位进行预订轨迹的切割并同时启动除尘装置5，激光切割产生的废料由排烟管道951落入废料收集腔921中并通过烟道接口922输入到除尘装置5中，经除尘装置5净化后排出室外；f、激光切割工序完成后，夹具控制系统控制升降驱动气缸9521驱动排烟管道951下降远离工件96、控制开合机构942驱动压板941上升远离工件96的上表面，解除工件96被夹持的状态并将工件96从夹具本体92上取下。

一种智能夹具的控制方法，该控制方法的步骤为：a、放置雷达支架在支架座981上之后，支架座981旁侧的传感器982发出传感信号检查雷达支架是否正确放入，确认正确放入后自动进入下一步；b、将工件96放置在夹具本体92上，通过支撑装置93上的支撑仿形块933完成工件96的支撑和定位，夹具控制系统通过传感器934检测工件96是否正确定位，确认正确定位后自动进入下一步；c、通过控制压板941的开合机构942，使压板941压合到切割孔位所处的工件96的上表面且切割孔位与通孔9411相对应；d、通过控制升降驱动气缸9521驱动排烟管道951上升至切割孔位的下方，排烟管道951的漏斗入口与压板941上的通孔9411相对应且分别处于工件96的切割孔位的上方和下方，至此工件96就位结束，准备激光切割；e、中央控制柜控制激光加工设备对工件96的切割孔位进行预订轨迹的切割并同时启动除尘装置，激光切割产生的废料由排烟管道951落入废料收集腔921中并通过烟道接口922输出到除尘装置中，经除尘装置净化后排出室外；f、激光切割工序完成后，夹具控制系统控制升降驱动气缸9521驱动排烟管道951下降远离工件96，给下一步的雷达支架粘贴腾出作业空间；g、通过控制雷达支架推送组件98中的推送机构983驱动支架座981带动其上的雷达支架靠近工件96上的切割孔位，直至雷达支架上表面与工件96的切割孔位处的内壁接触，雷达支架通过其上的粘胶实现与工件96的粘贴固定；h、雷达支架粘贴完成后，夹具控制系统控制推送机构983驱动支架座981远离工件96、夹具控制系统控制开合机构942驱动压板941上升远离工件96的上表面，解除工件96被夹持的状态并将工件96从夹具本体92上取下。

下面通过两个实施例来说明本发明的智能夹具的使用过程。

实施例一

1)夹具本体就位：首先根据工件96的编号调用对应的夹具本体92，人工用专用叉车7将夹具本体92运送到基座91处，专用叉车97进入两块矩形基座之间的位置，当夹具本体92的前侧触碰到基座91上的防撞块915后专用叉车97停止前进，此时夹具本体92处于专用叉车97的限位块972和基座91的防撞块915之间，基座91一侧的定位机构913与专用叉车97上的定位槽971配合完成专用叉车97的锁死定位，至此即完成了夹具本体92和基座91之间的初定位；然后中央控制柜4控制基座91上的万向球912上升，当万向球912的顶点触碰到夹具本体92的底部时停止上升，接着人工控制专用叉车97下降，夹具本体92的重量逐渐由专用叉车97转移到基座91的万向球912上，万向球912慢慢下降的同时夹具本体92缓慢平稳地落到基座91上，此时定位环922完全套设到定位销911上，至此即完成了夹具本体92和基座91之间的二次定位，基座91对夹具本体92即实现了准确的定位支撑。

2)专用叉车撤离：夹具本体92准确定位到基座91上后即可撤离专用叉车97，将基座91侧边的定位机构913上的定位块914从专用叉车97的定位槽971中退出，解除基座91和专用叉车97之间的锁死定位，人工将专用叉车97撤离。

3)工件就位：人工将工件96放置在夹具本体92上，通过支撑装置93上的支撑仿形块933完成工件96的支撑和定位，接着将夹具控制柜923通过航插连接板925与中央控制柜4连接，夹具控制柜923中的夹具控制系统预先输入了与该智能夹具9配套的控制程序，中央控制柜4通过夹具控制系统自动识别智能夹具，并调用其中的控制程序对智能夹具9进行控制，夹具控制步骤如下：a.通过工件支撑板932上的两个传感器934检测工件96是否正确定位，确认正确定位后自动进入下一步程序；b.通过控制压板941的开合机构942，使压板941压合到切割孔位所处的工件96上表面；c.通过控制升降机构952的执行机构，使排烟管道951上升至切割孔位的下方，此时压板941上的通孔9411与排烟管道951的漏斗入口位置对应，分别处于工件96的切割孔位的上方和下方，至此工件96就位结束，准备激光切割。

4)激光切割：中央控制柜控制激光加工设备对工件96的切割孔位进行预订轨迹的切割，同时启动除尘装置5，激光切割产生的废料由排烟管道951落入废料收集腔921中，废料收集腔921通过烟道接口922与外围的除尘装置5连接，除尘装置5通过抽空系统使废料收集腔921处于负压状态，因此在激光切割过程中产生的烟尘也会通过排烟管道951进入废料收集腔921，然后通过烟道接口922输入到除尘装置5中，经除尘装置5净化后排出室外。

按照上述步骤即完成一件工件的加工，中央控制柜4通过夹具控制系统控制压板941的开合机构942开启压板9411，解除工件96被支撑装置93和压紧装置94夹持的状态，此时切割完成指示灯闪烁，提示操作人员取下已经切割完成的工件96，然后将未切割的工件96放置到夹具本体92上，再按照上述步骤完成下一个工件96的切割，如此往复直至工件96加工完毕。每一种型号的工件96对应一种智能夹具9，加工不同型号的工件96要使用不同的智能夹具9，夹具就位的方法都按照步骤1)进行。

实施例二：

本发明的智能夹具在汽车保险杆的雷达孔切割和雷达支架安装工序中的应用实施例：在现有技术中汽车保险杆上的雷达孔切割和雷达支架安装通常是由两道工序先后完成的，在本发明智能夹具的实施例中仅需对夹具本体92做简单改进即可将雷达孔切割和雷达支架安装合并为一道工序完成，可以提高工作效率。改进方案如下：在现有的夹具本体92上增加一个雷达支架推送组件98即可完成上述改进，雷达支架推送组件98由支架座981、传感器982、推送机构983和雷达支撑柱984组成，雷达支架推送组件98由雷达支撑柱984固定安装在废料收集腔921上表面，支架座981固定安装在推送机构983的一端，传感器982固定安装在支架座981上并处于支架座981的旁侧，推送机构983推动支架座981做伸缩运动，按照夹具控制系统的指令将雷达支架推送到切割孔位处，并将雷达支架粘贴到工件96上，然后推送机构984带动支架座981退回原位，即完成雷达支架的安装。

将汽车保险杆的雷达孔切割和雷达支架安装融合到一道工序中完成的具体步骤如下：

1)夹具本体就位：首先根据工件96的编号调用对应的夹具本体92，人工用专用叉车7将夹具本体92运送到基座91处，专用叉车97进入两块矩形基座之间的位置，当夹具本体92的前侧触碰到基座91上的防撞块915后专用叉车97停止前进，此时夹具本体92处于专用叉车97的限位块972和基座91的防撞块915之间，基座91一侧的定位机构913与专用叉车97上的定位槽971配合完成专用叉车97的锁死定位，至此即完成了夹具本体92和基座91之间的初定位；然后中央控制柜4控制基座91上的万向球912上升，当万向球912的顶点触碰到夹具本体92的底部时停止上升，接着人工控制专用叉车97下降，夹具本体92的重量逐渐由专用叉车97转移到基座91的万向球912上，万向球912慢慢下降的同时夹具本体92缓慢平稳地落到基座91上，此时定位环922完全套设到定位销911上，至此即完成了夹具本体92和基座91之间的二次定位，基座91对夹具本体92即实现了准确的定位支撑。

2)专用叉车撤离：夹具本体92准确定位到基座91上后即可撤离专用叉车97，将基座91侧边的定位机构913上的定位块914从专用叉车97的定位槽971中退出，解除基座91和专用叉车97之间的锁死定位，人工将专用叉车97撤离。

3)控制系统连接及加工过程控制：在基座91对夹具本体92实现准确定位支撑的同时，夹具控制柜923通过航插连接板925与中央控制柜4实现自动连接，夹具控制柜923中的夹具控制系统预先输入了与该智能夹具9配套的控制程序，中央控制柜4通过夹具控制系统自动识别夹具并调用其中的控制程序对加工过程进行智能控制，控制步骤如下：

a、雷达支架就位：雷达支架放置灯闪烁，提示操作人员将雷达支架手动放置到雷达支架推送组件98中的支架座981上，操作人员放置雷达支架之前应将雷达支架上表面的粘胶保护纸去除，确保雷达支架上表面接触到工件96时即可粘贴到工件96上；人工放置雷达支架时的支架座981处于缩回状态，雷达支架放置到支架座981上之后，支架座981旁侧的传感器982发出传感信号检查雷达支架是否正确放入，确认正确放入后雷达支架就位指示灯亮，提示进入下一步工序，否则雷达支架就位指示灯闪烁，提示操作人员检查雷达支架放置情况，直至雷达支架正确放入支架座981为止；

b、工件就位：确认雷达支架正确就位后，工件放置指示灯闪烁，提示操作人员将工件96放置到夹具本体92上，通过支撑装置93上的支撑仿形块933完成工件96的支撑和定位，接着工件支撑板932上的两个传感器934检测工件96是否正确就位，确认正确就位后工件就位指示灯亮，提示进入下一步，否则工件就位指示灯闪烁，提示操作人员检查工件96放置情况，直至工件96正确放置到夹具本体92上为止；

c、工件夹持：通过控制压板941的开合机构942，使压板941压合到切割孔位所处的工件96上表面，压板941上通孔9411处的仿形块紧密贴合在工件96上表面，此时工件96在支撑装置93和压紧装置94的共同作用下被定位固定在夹具本体92上；

d、排烟组件就位：通过控制排烟组件95中的升降机构952，使排烟管道951上升至切割孔位的下方，此时压板941上的通孔9411与排烟管道951的漏斗入口位置对应，分别处于工件的切割孔位的上方和下方，至此工件96就位结束，准备激光切割；

e、激光切割：中央控制柜4控制激光加工设备对工件96的切割孔位进行预订轨迹的切割，同时启动除尘装置5，激光切割产生的废料由排烟管道951落入废料收集腔921中，废料收集腔921通过烟道接口922与外围的除尘装置5连接，除尘装置5通过抽空系统使废料收集腔921处于负压状态，因此在激光切割过程中产生的烟尘也会通过排烟管道951进入废料收集腔921，然后通过烟道接口922输出到除尘装置5中，经除尘装置5净化后排出室外；

f、排烟组件退位：激光切割工序完成后，中央控制柜4通过夹具控制系统控制排烟组件95中的升降机构952，使排烟管道951下降远离工件96，给下一步的雷达支架粘贴腾出作业空间；

g、雷达支架粘贴：通过控制雷达支架推送组件98中的推送机构983驱动支架座981带动其上的雷达支架靠近工件96上的切割孔位，直至雷达支架上表面与工件96的切割孔位处的内壁接触，雷达支架通过其上的粘胶实现与工件96的粘贴固定，为了粘贴更牢固，雷达支架推送组件98将雷达支架推送到粘贴位置后会停顿一段时间，使雷达支架上的粘胶与工件96充分接触，粘贴停顿的具体时间由中央控制柜4通过夹具控制系统控制，粘贴时间结束后，推送机构983会控制支架座981缩回，远离工件96退回到初始位置，便于下一轮加工时操作人员能方便的放入雷达支架；

h、工件卸载：雷达支架粘贴完成后，该工件96的加工即全部结束，加工完成的工件96要从夹具本体92上卸载下来，卸载方法如下：夹具控制系统控制推送机构983驱动支架座981远离工件96、夹具控制系统控制开合机构942驱动压板941上升远离工件96的上表面，解除工件96被夹持的状态，工件卸载指示灯亮，提示操作人员将加工完成的工件96从夹具本体92上取下，然后将雷达支架放置到支架座981，为下一轮加工做准备。

通过重复上述a～h的加工控制过程，即可在同一工位上批量完成汽车保险杠的雷达孔切割和雷达支架粘贴等两个工序，通过中央控制柜94的系统控制，智能夹具9与除尘系统5动态配合，高效清洁的完成了对工件96的加工。

如图15-19所示：位置调节装置8包括箱体81，在箱体81内壁上固定有X轴线性模组82，且在X轴线性模组82的活动端上固定有位于其下方且两者相互垂直设置的Y轴线性模组83，在Y轴线性模组83的活动端上固定设置激光切割头23；箱体81通过其外壁上设置的机械臂连接板87固定在机械臂末端上；通过X轴线性模组82和Y轴线性模组83的配合，使得激光切割头23能够在两线性模组限定的范围内进行往返移动，实现对小尺寸图形的精确配合。Y轴线性模组83位于X轴线性模组82的下方且两者相互垂直。

如图16-19所示，X轴线性模组82包括X轴驱动电机821和X轴线性滑块822，Y轴线性模组83固定安装在桥架84的底部，桥架84固定设置在X轴线性滑块822的底部，使得X轴驱动电机821驱动X轴线性滑块822在X方向上进行水平往返移动时，X轴线性滑块822能够通过桥架84带动Y轴线性模组83和位于Y轴线性模组83上的激光切割头23沿X方向上进行水平往返移动。在此基础上，桥架84的一端固定设置在X轴线性滑块822的底部且桥架84的另一端设置在滑块851的底部，滑块851与固定在箱体81内壁上的导轨85相互配合且导轨85平行于X轴线性模组82设置，滑块851和导轨85构成直线模组以提高激光切割头23在X方向上进行水平往返移动时的稳定性。为了限定X方向上的水平移动距离，在桥架84的一端上设有X轴挡片824，且在X轴挡片824旁侧的箱体81内壁上成对设置有能够识别X轴挡片824的X轴光电限位开关823，两X轴光电限位开关823的位置分别为X轴线性滑块822带动桥架84沿X方向上进行水平移动的极限位置；使用时，X轴线性滑块822带动桥架84沿着X轴方向运行时，X轴档片24随着桥架84也沿着X轴方向运行，当X轴挡片824运行到任一X轴光电限位开关823的位置时，X轴光电限位开关823即可识别出X轴挡片824的位置，确认桥架84已经运行到极限位置，此时控制中心控制X轴线性滑块822不再往同一方向继续前进，而只能往相反的方向运行，直至到达另一端的X轴光电限位开关823处，X轴光电限位开关823通过该控制过程将X轴线性滑块822带动桥架84运行的范围控制在的两个X轴光电限位开关823之间，防止X轴线性滑块822越位运行损坏设备。

如图15-19所示，Y轴线性模组83包括Y轴驱动电机831和Y轴线性滑块832，Y轴线性滑块832能够由Y轴驱动电机831驱动在Y方向上进行水平往返移动；激光切割头23通过L形连接板86固定在Y轴线性滑块832的底部，L形连接板86的竖直部分的侧壁用于固定激光切割头23且L形连接板86的水平部分固定在Y轴线性滑块832的底部，使得Y轴驱动电机831驱动Y轴线性滑块832在Y方向上进行水平往返移动时，Y轴线性滑块832能够通过L形连接板86带动激光切割头23沿Y方向上进行水平往返移动。为了限定Y方向上的水平移动距离，在L形连接板86上设有Y轴挡片834，且在Y轴挡片834旁侧的支架上成对设置有能够识别Y轴挡片834的Y轴光电限位开关833，两Y轴光电限位开关833的位置分别为Y轴线性滑块832带动L形连接板86沿着Y方向上进行水平移动的极限位置，在实际设置中，用于设置Y轴光电限位开关833的支架一般设置在Y轴线性模组83的不动壳体上或者设置在箱体81的内壁上；使用时，Y轴线性滑块832带动L形连接板86沿着Y轴方向运行时，Y轴挡片834随着L形连接板86也沿着Y轴方向运行，当Y轴挡片834运行到任一Y轴光电限位开关833的位置时，Y轴光电限位开关833即可识别出Y轴挡片834的位置，确认L形连接板86已经运行到极限位置，此时控制中心控制Y轴线性滑块832不再往同一方向继续前进，而只能往相反的方向运行，直至到达另一端的Y轴光电限位开关833处，通过该控制过程将Y轴线性滑块832带动L形连接板86运行的范围控制在两个Y轴光电限位开关833之间，防止Y轴线性滑块832越位运行损坏设备。

本发明的机器人三维激光加工站采用的机器人本体21为链式坐标机器人，假设机器人2左侧的智能夹具9所在的位置为第一工位、右侧的智能夹具9所在的位置为第二工位，防护房中共有四个卷帘门14，从左到右依次为卷帘门14A、卷帘门14B、卷帘门14C、卷帘门14D，卷帘门14A和卷帘门14D的门楣上方设置有风幕机13，风幕机13与卷帘门14同宽。

本发明的工作步骤如下：

1)第一工位智能夹具就位：设初始状态时卷帘门14A、卷帘门14B、卷帘门14C和卷帘门14D均为关闭状态，操作人员通过操作面板12控制卷帘门14A开启，然后根据工件编号调用对应的夹具本体92，用专用叉车97将夹具本体92运送到基座91处，专用叉车97进入两块基座板之间的凹槽位置，当夹具本体92底板前侧触碰到基座91上的防撞块915后，专用叉车97停止前进，此时夹具本体92处于限位块972和防撞块915之间，基座91一侧的定位机构913与专用叉车97上的定位槽971配合完成专用叉车97的锁死定位，至此即完成了夹具本体92和基座91之间的初定位，然后中央控制柜4控制基座91上的万向球912上升，当万向球912的定点触碰到夹具本体92底板时停止上升，接着人工控制专用叉车97上的浮球升降机构973下降，夹具本体92的重量逐渐由专用叉车97转移到万向球913上，万向球913慢慢下降，夹具本体92慢慢地落到基座91上，夹具本体92下降的过程中通过定位环924与定位销911的配合，完成夹具本体92和基座91之间的二次定位。如果初定位有偏差，在二次定位时，通过万向球913和定位销911的共同作用，可以修正初定位偏差，使夹具本体92在基座91上实现准确定位。夹具本体92准确定位的同时夹具控制柜923上的航插端口通过航插连接板925上的航插接口与中央控制柜4的航插端口实现自动对接，自此中央控制柜9可以通过夹具控制柜923对智能夹具9实施智能控制。

2)第一工位专用叉车撤离：夹具本体92准确定位到基座91上后即可撤离专用叉车97，将基座91侧边定位机构913上的定位块914从专用叉车97的定位槽971中退出，解除基座91和专用叉车97之间的锁死定位，人工将专用叉车97撤离。

3)第一工位工件就位：操作人员将工件96放置在夹具本体92上，通过支撑装置93上的仿形块933完成工件96的支撑和定位，然后关闭卷帘门14A，操作人员通过操作面板12输入命令使中央控制柜4中的中央控制系统开始对智能夹具9实施智能控制，控制步骤如下：a.通过工件支撑板932上的两个传感器934检测工件96是否正确定位，确认正确定位后自动进入下一步程序；b.通过控制压板941的执行机构，使压板941压合到切割孔位所处的工件96上表面；c.通过控制升降机构952的执行机构，使排烟管道951上升至切割孔位的下方，此时压板941上的通孔9411与排烟管道951的漏斗入口位置对应，分别处于工件96切割孔位的上方和下方，至此工件96就位结束，准备激光切割。

4)第一工位激光切割：操作人员通过操作面板12控制卷帘门14B开启，使机器人2的机械臂可以伸入第一工位上方对智能夹具9上的工件96实施激光切割作业，此时卷帘门14A和卷帘门14C关闭，使机器人2和第一工位处于同一个封闭空间内，便于除尘，也可以防止激光泄漏对操作人员造成伤害。

中央控制系统控制光纤激光器3和机器人2协同工作，对工件96的切割孔位进行预设轨迹的切割，同时启动除尘装置5，激光切割产生的废料由排烟管道951落入废料收集箱921，废料收集箱921通过烟道接口922与外围的除尘装置5连接，除尘装置5通过抽空系统使废料收集箱921处于负压状态，因此在激光切割过程中产生的烟尘也会通过排烟管道951进入废料收集箱921，然后通过烟道接口922输入到除尘装置5中，除尘装置5也通过排烟管道与切割工位上方的排风组件连接，排风组件将没有通过废料收集箱921除尽的烟尘抽出并输入到除尘装置5中，除尘装置5将收集到的烟尘净化后排出室外。

5)第二工位激光切割：按照上述步骤即完成第一工位工件96的加工，第一工位在实施激光切割作业的同时，第二工位按照上述步骤1)至步骤3)完成了第二工位的工件96就位，此时第二工位处于等待激光切割的状态，第一工位激光切割完成后，操作人员通过中央控制系统控制卷帘门14C开启，机器人2的机械臂伸到第二工位上方，对第二工位上的工件96实施激光切割作业。机械臂转到第二工位上方时即可关闭卷帘门14B，使即将开始激光切割作业的第二工位与准备进行上下料作业的第一工位隔离。

6)第一工位上下料：在第二工位实施激光切割作业的同时第一工位实施上下料作用，操作人员开启卷帘门14A，取下第一工位上已经切割完成的工件96，然后将未切割的工件96放置到智能夹具9上，按照步骤3)完成第一工位的工件96就位，待机器人2完成对第二工位工件96的激光切割作业后，既可以按照步骤4)对第一工位的工件96进行激光切割。

如上所述，第一工位和第二工位交替进行激光切割作业和上下料作业，通过提高机器人2的利用率来提高加工效率，节约时间。

如此往复直至同一型号的工件96全部加工完毕。因每一种型号的工件96对应的智能夹具9不一样，因此加工不同型号的工件96就要使用不同的智能夹具9，第一工位和第二工位更换智能夹具9的方法都按照步骤1)至步骤2)进行，不同工件96的加工方法都按照步骤3)至步骤6)进行。

本发明的机器人三维激光加工站上下层布局节省空间，目字型布局形成双工位，实现工件加工和上下料同时进行，提高生产效率；且三个独立封闭的空间能够实现两个工位分割操作、互不影响以避免烟尘溢出，视频显示装置11能够实时显示智能夹具9所处的加工区的工作状态。智能夹具9通过夹具控制系统的控制，能够依次自动实现工件的就位检测、夹持和排烟管道951的就位等过程，使该夹具不仅具有定位固定工件的作用，还可以通过控制排烟管道951的升降实现夹具与除尘装置的配合使用，实现更好的除尘和废料排除的效果；夹具上的排烟组件95和雷达支架推送组件98都是活动部件，在加工的不同工序中能够通过中央控制柜控制夹具控制系统对排烟组件95和雷达支架推送组件98的相应部件位置进行智能调节。位置调节装置8通过X轴线性模组82和Y轴线性模组83的配合，控制激光切割头23在光电开关控制的范围内快速精确的移动，实现对小尺寸图形的高精度精准切割，弥补机械臂在小尺寸范围内移动精度不够的缺陷。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (11)

1.一种机器人三维激光加工站，包括防护房（1）和机器人（2），其特征在于：所述的防护房（1）分为上下两层，下层的防护房（1）呈目字型设置，机器人（2）放置在防护房（1）的中间且机器人（2）的左右两侧分别设有智能夹具（9），机器人（2）和智能夹具（9）之间以及智能夹具（9）与防护房（1）的外侧皆设有卷帘门（14），四道卷帘门（14）将下层的防护房（1）分割为三个独立封闭的空间；防护房（1）外侧的卷帘门（14）上方皆设置有能够实时显示智能夹具（9）所处的加工区的工作状态的视频显示装置（11）、且其旁侧皆设置有带显示屏、操作按钮和指示灯的操作面板（12）；所述防护房（1）的上层设置有中央控制柜（4）、除尘装置（5）、水冷机（6）、冷干机（7）和稳压电源（10）；

所述的机器人（2）包括机器人本体（21）、机器人控制柜（22）和激光切割头（23），机器人本体（21）设置在防护房（1）的中间且机器人本体（21）背后设置机器人控制柜（22），机器人控制柜（22）的正上方设置光纤激光器（3），所述的光纤激光器（3）通过光纤与激光切割头（23）连接，激光通过光纤由光纤激光器（3）传输到激光切割头（23）中；激光切割头（23）通过位置调节装置（8）安装在机器人本体（21）的机械手末端，位置调节装置（8）能够精确的控制激光切割头（23）的位置；

所述的智能夹具（9）包括安装在固定不变的基座（91）上的夹具本体（92），夹具本体（92）上设置有用于支撑工件的支撑装置（93）和用于固定工件的压紧装置（94），所述的夹具本体（92）包括通过烟道接口（922）与外围的除尘装置（5）相连接的废料收集腔（921）、夹具控制柜（923），废料收集腔（921）上设有固定设置的排烟组件（95），排烟组件（95）包括排烟管道（951）和控制排烟管道（951）升降的升降机构（952），排烟管道（951）的下端插入废料收集腔（921）的内腔中且排烟管道（951）的顶端能够贴近压紧装置（94）的压板（941）前端的通孔（9411），该通孔（9411）与切割孔位对应设置使得激光切割产生的废料和烟尘经排烟管道（951）落入处于负压状态的废料收集腔（921）；所述的夹具控制柜（923）通过线缆与升降机构（952）和压紧装置（94）中的开合机构（942）连接，以对升降机构（952）和开合机构（942）实施智能控制；

所述的排烟管道（951）为软管且其顶部为漏斗状，排烟管道（951）的顶部开口能够对准压板（941）前端的通孔（9411）并位于该通孔（9411）的下方，以便更好的收集烟尘和废料；所述的升降机构（952）包括升降驱动气缸（9521）、气缸支撑柱（9522）、安装在气缸支撑柱（9522）顶端的支撑头（9523）以及连接部分，所述的气缸支撑柱（9522）固定安装在废料收集腔（921）的上表面，支撑头（9523）通过连接部分与升降驱动气缸（9521）相连接且排烟管道（951）设置在升降驱动气缸（9521）驱动端处的嵌置板上，使得升降驱动气缸（9521）能够带动排烟管道（951）做升降运动；

所述的连接部分包括两块连接板（9524）和连接柱（9525），两块连接板（9524）通过连接柱（9525）连接且两块连接板（9524）和连接柱（9525）之间构成一个容纳排烟管道（951）穿过的通道，两块连接板（9524）分别位于排烟管道（951）的两侧，其中一块连接板（9524）与升降驱动气缸（9521）的壳体固定连接、另一块连接板（9524）通过关节轴承与支撑头（9523）连接且关节轴承端部的球形头嵌入到支撑头（9523）上的径向凹槽中；

所述的压紧装置（94）通过支撑柱（931）固定安装在废料收集腔（921）的上表面，所述的压紧装置（94）包括压板（941）和控制压板（941）开合的开合机构（942），开合机构（942）固定在支撑柱（931）上，在压板（941）的前端设有用于与工件（96）的表面紧密贴合的压紧仿形块（943），与切割孔位对应设置的通孔（9411）贯通压板（941）和压紧仿形块（943）；

所述的支撑装置（93）包括支撑柱（931）、由支撑柱（931）支撑起来的工件支撑板（932），以及安装在工件支撑板（932）上并对工件（96）起到支撑和定位作用的支撑仿形块（933），在工件支撑板（932）上设有若干个用于检测工件（96）是否准确定位的传感器（934）；将工件（96）置于夹具本体（92）上之后，夹具控制柜（923）内的夹具控制系统会控制传感器（934）发出距离测试信号，检测传感器（934）和其上方的工件（96）之间的距离，如果多个传感器（934）测试所得的距离数值都与夹具控制系统中设置的距离数值一致，则说明工件（96）定位准确，否则夹具控制系统会发出工件（96）未正确定位的信号，提示操作人员检查工件（96）的放置情况，直至工件（96）与工件支撑板（932）上的支撑仿形块（933）完全吻合准确定位为止；

所述的基座（91）由两块大小相等形状相同的矩形基座和连接两块矩形基座对应端的连接板构成，基座（91）上设有对称设置的两个定位销（911）和两排用以支撑夹具本体（92）的万向球（912），在夹具本体（92）的底部分别设有与定位销（911）对应设置的定位环（924）、且基座（91）上设有限定夹具本体（92）位置的防撞块（915）与定位销（911）相配合；且在基座（91）上设有一定位机构（913），该定位机构（913）上的定位块（914）在气缸的驱动下能够做伸缩运动，使得定位块（914）能够插入专用叉车（97）对应侧的定位槽（971）中以完成专用叉车（97）和基座（91）之间的定位锁定，且专用叉车（97）上设有与防撞块（915）相配合的限位块（972）和能够升降夹具本体（92）的浮球升降机构（973）；所述基座（91）的内侧面上分别设有滚轮（916），滚轮（916）用于减少基座（91）和专用叉车（97）之间的摩擦，使专用叉车（97）平稳顺利的进入到两块矩形基座之间；

所述废料收集腔（921）的上表面设置有雷达支架推送组件（98），雷达支架推送组件（98）由支架座（981）、传感器（982）、推送机构（983）和雷达支撑柱（984）组成，所述的支架座（981）固定安装在推送机构（983）的一端、传感器（982）固定安装在支架座（981）上并处于支架座（981）的旁侧，推送机构（983）安装在雷达支撑柱（984）的顶端且雷达支撑柱（984）固定安装在废料收集腔（921）的上表面，推送机构（983）通过线缆与夹具控制柜（923）连接，以实现夹具控制柜（923）对推送机构（983）的智能控制；

所述的推送机构（983）能够推动支架座（981）将雷达支架推送到切割孔位处并将雷达支架粘贴到工件（96）上，然后推送机构（983）带动支架座（981）退回原位，完成雷达支架的安装；所述的夹具控制柜（923）通过航插连接板（925）与中央控制柜（4）连接并受中央控制柜（4）的控制，实现该智能夹具（9）与激光切割设备和除尘装置（5）的联动。

2.根据权利要求1所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的中央控制柜（4）对整个机器人三维激光加工站进行系统控制，中央控制柜（4）通过电缆分别与控制机器人（2）的机器人控制柜（22）、控制智能夹具（9）的夹具控制柜（923）、光纤激光器（3）、除尘装置（5）、水冷机（6）、冷干机（7）、稳压电源（10）、防护房（1）上的卷帘门控制柜、视频显示装置（11）以及操作面板（12）连接。

3.根据权利要求1或2所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的水冷机（6）通过冷却水管分别与激光切割头（23）和光纤激光器（3）连接，水冷机（6）输出冷却水对激光切割头（23）和光纤激光器（3）进行冷却。

4.根据权利要求1或2所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述冷干机（7）的进气管与空压机连接且冷干机（7）的出气管通过气管与激光切割头（23）连接，空压机输出的压缩空气进入冷干机（7），冷干机（7）对压缩空气进行冷却干燥处理，冷干机（7）输出的洁净干燥的压缩空气通过气管输入到激光切割头（23）中，激光切割头（23）在进行切割作业时，洁净干燥的压缩空气从出气口喷出，将切割过程中产生的熔渣吹走以保证切割面的光洁。

5.根据权利要求1所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：下层的防护房（1）的顶部设置有排风罩和排风管道组成的排风组件，且防护房（1）外侧的卷帘门（14）的门楣上方设置有中央控制柜（4）控制的风幕机（13）。

6.根据权利要求1所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的位置调节装置（8）包括箱体（81），在箱体（81）的内壁上固定有X轴线性模组（82），且在X轴线性模组（82）的活动端上固定有Y轴线性模组（83），在Y轴线性模组（83）的活动端上固定设置激光切割头（23）；所述的箱体（81）通过其外壁上设置的机械臂连接板（87）固定在机械臂末端上；通过X轴线性模组（82）和Y轴线性模组（83）的配合，使得激光切割头（23）能够在两线性模组限定的范围内进行往返移动，实现对小尺寸图形的精确配合。

7.根据权利要求6所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的Y轴线性模组（83）位于X轴线性模组（82）的下方且两者相互垂直；其中X轴线性模组（82）包括X轴驱动电机（821）和X轴线性滑块（822），X轴线性滑块（822）能够由X轴驱动电机（821）驱动在X方向上进行水平往返移动；Y轴线性模组（83）固定安装在桥架（84）的底部，桥架（84）固定设置在X轴线性滑块（822）的底部，使得X轴驱动电机（821）驱动X轴线性滑块（822）在X方向上进行水平往返移动时，X轴线性滑块（822）能够通过桥架（84）带动Y轴线性模组（83）和位于Y轴线性模组（83）上的激光切割头（23）沿X方向上进行水平往返移动。

8.根据权利要求7所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述桥架（84）的一端固定设置在X轴线性滑块（822）的底部且桥架（84）的另一端设置在滑块（851）的底部，滑块（851）与固定在箱体（81）内壁上的导轨（85）相互配合且滑块（851）和导轨（85）构成直线模组；且导轨（85）平行于X轴线性模组（82）设置。

9.根据权利要求7所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述桥架（84）的一端上设有X轴挡片（824），且在X轴挡片（824）旁侧的箱体（81）内壁上成对设置有能够识别X轴挡片（824）的X轴光电限位开关（823），两X轴光电限位开关（823）的位置分别为X轴线性滑块（822）带动桥架（84）沿X方向上进行水平移动的极限位置。

10.根据权利要求6所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的Y轴线性模组（83）包括Y轴驱动电机（831）和Y轴线性滑块（832），Y轴线性滑块（832）能够由Y轴驱动电机（831）驱动在Y方向上进行水平往返移动；激光切割头（23）通过L形连接板（86）固定在Y轴线性滑块（832）的底部，L形连接板（86）的竖直部分的侧壁用于固定激光切割头（23）且L形连接板（86）的水平部分固定在Y轴线性滑块（832）的底部，使得Y轴驱动电机（831）驱动Y轴线性滑块（832）在Y方向上进行水平往返移动时，Y轴线性滑块（832）能够通过L形连接板（86）带动激光切割头（23）沿Y方向上进行水平往返移动。

11.根据权利要求10所述的机器人三维激光加工站，其特征在于：所述的L形连接板（86）上设有Y轴挡片（834），且在Y轴挡片（834）旁侧的支架上成对设置有能够识别Y轴挡片（834）的Y轴光电限位开关（833），两Y轴光电限位开关（833）的位置分别为Y轴线性滑块（832）带动L形连接板（86）沿Y方向上进行水平移动的极限位置。