CN110587125B - 智能机器人用激光切割辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业自动化生产设备技术领域，涉及一种智能机器人用激光切割辅助装置。本发明安装在智能机器人的手臂上，智能机器人的手臂保持不动，电缸推杆与导杆的组合朝上移动，带动动直线导轨向上平移，直线导轨带动斜交叉滑块一边沿着直线导轨向右滑动，一边沿着斜直线导轨左下至右上沿着与水平面成45度的方向移动，斜交叉滑块带动立直线导轨自左下至右上移动，立直线导轨带动十字交叉滑块朝右平移，电缸推杆与导杆的组合在竖直方向上的距离变量T的增量与十字交叉滑块朝右平移的增量完全相等。本发明切割出尺寸很小的多种形状的孔，孔的形状精确，简化了PLC编程人员的工作，减少了出现浮点数的计算过程，结构紧凑，运动灵活。

Description

智能机器人用激光切割辅助装置

技术领域

本发明属于工业自动化生产设备技术领域，涉及一种薄钢板智能切割设备辅助装置，具体涉及一种智能机器人用激光切割辅助装置。

背景技术

在激光切割领域，经常把激光器固定安装在智能机器人的手臂末端，把激光器高效快速切割的优点和智能机器人灵活的优点结合在一起，可以在很复杂的零件表面沿着很复杂的路径切割。然而，当需要切割很小的孔时，比如直径小于或等于3毫米的孔，智能机器人的计算精度往往不够，把小圆孔切割成了多边形的小孔。让它切割正方形的小孔或者其它复杂形状的小孔则得到的结果与预期差别更大。

专利CN201710517163.0所描述的小圆孔切割辅助装置，也能辅助机器人切割出直径很小的圆孔。该专利有一个缺点，那就是导向电缸的缸杆末端板推进的位移的增量与偏心半径R的增量不相等，不是线性关系，两者之间有一个包括但不仅仅包括三角函数的比较复杂的函数关系，这对后期PLC编程造成很多麻烦，不管是自变量还是因变量，里面至少有一个是浮点数，浮点数的计算肯定存在计算误差。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种能切割多种形状的小孔、小孔的形状非常精确、能简化PLC编程人员的工作、能消除导向电缸推进位移与偏心半径之间转换关系、避免两者浮点计算误差、结构紧凑、运动灵活的智能机器人用激光切割辅助装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种智能机器人用激光切割辅助装置，包括电缸组件、联接盘组件、斜交叉滑块、十字交叉滑块、激光器和立直线导轨；

电缸组件包括导向电缸、固定立板、斜直线导轨、动直线导轨、定直线导轨和被动齿轮；导向电缸包括电缸体组件和电缸推杆与导杆的组合；电缸体组件包括水平圆盘形的电缸联接板，电缸联接板上设置有V形圆环状轨道；被动齿轮和电缸联接板固定联接；电缸推杆与导杆的组合的运动方向垂直于电缸联接板；固定立板竖直设置；固定立板垂直于前后方向；固定立板固定联接在电缸联接板的下表面；动直线导轨和电缸推杆与导杆的组合固定联接，直线导轨左右水平方向设置；斜直线导轨和定直线导轨固定联接在固定立板的同一个平面上，斜直线导轨的布置方向是自右上至左下，斜直线导轨的布置方向与水平面成45度夹角；定直线导轨左右水平方向设置；

联接盘组件包括联接盘、三个V形槽轴承、主动齿轮和旋转伺服电机；联接盘水平设置；三个V形槽轴承的内圈分别与联接盘固定联接，V形槽轴承的外圈都带有V形槽，三个V形槽轴承外圈的V形槽与分别与V形圆环状轨道嵌合，即电缸组件与联接盘组件通过转动副相联；旋转伺服电机的外壳法兰和联接盘固定联接，主动齿轮与旋转伺服电机的输出轴固定联接；主动齿轮与被动齿轮啮合；旋转伺服电机通过主动齿轮与被动齿轮的组合驱动电缸组件及安装在上面的斜交叉滑块、十字交叉滑块、激光器和立直线导轨绕V形圆环状轨道的轴心线转动，V形圆环状轨道带动V形槽轴承的外圈滚动；

斜交叉滑块上设置有斜交叉水平滑槽和斜交叉斜滑槽；斜交叉斜滑槽与斜直线导轨配合组成直线导轨副，斜交叉水平滑槽与动直线导轨配合组成直线导轨副；立直线导轨与斜交叉滑块固定联接；

十字交叉滑块上设置有十字交叉立滑槽和十字交叉水平滑槽；十字交叉立滑槽与立直线导轨配合组成直线导轨副，十字交叉水平滑槽与定直线导轨配合组成直线导轨副；

激光器与十字交叉滑块固定联接；激光器的光轴沿竖直方向布置，激光器的切割孔朝下，激光器的光轴与V形圆环状轨道的轴心线左右对齐，两者之间的距离为偏心距e。

本发明通过智能机器人安装孔与智能机器人的手臂末端固定联接在一起。本发明作为一个独立的工作单元，使用PLC对导向电缸和旋转伺服电机的运动进行编程，和智能机器人的电控系统进行通讯联动，协调工作。

以上所述的导向电缸是现代工业自动化中使用相当成熟的产品，是将电缸伺服电机、导杆-导套组合与丝杠-螺母的组合一体化设计的模块化产品，将电缸伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将电缸伺服电机最佳优点-精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成-精确线速度控制、精确位置控制、精确推力控制，是实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。导向电缸的特点：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，控制精度可达0.1％；具有导向功能，不再需要配置其它的导向机构；导向电缸很容易通过伺服控制器与计算机等控制系统连接，实现高精密运动控制，导向电缸噪音低、节能、干净、高刚性、抗冲击能力强、超长寿命、操作维护简单，导向电缸可以在恶劣环境下长期无故障运行，防护等级可以达到IP66。适应长期工作，并且实现高强度、高速度、高精度定位，运动平稳，噪音低。电缸伺服电机的控制方式有扭矩控制、转数控制和转速控制，相应地导向电缸的控制方式有力控制、位移控制和线速度控制。所以可以广泛的应用在实验仪器、造纸行业、化工行业、汽车行业、电子行业、机械自动化行业、焊接行业等。

本发明不仅仅可以切割出小圆孔，还可以切割出其它小尺寸的孔，比如正方形、六边形等。小尺寸是指最大边长、最大对角线或最大直径不超过8毫米的孔。

以在薄钢板上切割出2×2毫米的正方形孔为例，本发明的工作过程如下所述。

1)初始化，使激光器的光轴与V形圆环状轨道的轴心线之间的偏心距e为零，相应地电缸推杆与导杆的组合处于初始位置。

2)智能机器人的手臂带动本发明移动至待切割钢板附近，激光器的光轴垂直于待切割的薄钢板，激光器的光轴朝薄钢板照射正好照射在待切割的正方形的中心，激光器与薄钢板的距离在激光切割的有效距离范围内。

3)以正方形的中心为原点，以正方形的中心与正方形的一个顶点的连线为极坐标轴，以逆时针方向为正方向，建立平面极坐标系(ρ，θ)，其中ρ是长度变量，θ是角度变量，则四个顶点的座标按照顺时针方向分别是E(1.414毫米，0)、F(1.414毫米，π/2弧度)、G(1.414毫米，π弧度)和H(1.414毫米，3π/2弧度)；

边EF的极坐标方程为ρ*(sinθ+cosθ)＝1.414，其中0≤θ＜π/2弧度；

边FG的极坐标方程为ρ*(sinθ-cosθ)＝1.414，其中π/2弧度≤θ＜π弧度；

边GH的极坐标方程为ρ*(sinθ+cosθ)＝-1.414，其中π弧度≤θ＜3π/2弧度；

边HE的极坐标方程为ρ*(sinθ-cosθ)＝-1.414，其中3π/2弧度≤θ＜2π弧度；

本发明中省略掉的长度数值单位为毫米(mm)，省略掉的角度数值单位为弧度(rad)；

本发明中的右方与极坐标系中角度θ＝0的方向相同，极坐标的长度变量ρ、激光器的光轴与V形圆环状轨道的轴心线之间的偏心距e和电缸推杆与导杆的组合自初始位置向上移动的距离变量T正好都相等。

注：正方形的对角线长度取2.828毫米。

4)激光器点火，则激光器在正方形的中心发射激光开始切割金属板，智能机器人的手臂保持不动，电缸推杆与导杆的组合朝上移动，带动动直线导轨向上平移，动直线导轨和斜交叉水平滑槽在左右水平方向上可以自由滑动，斜直线导轨和斜交叉斜滑槽在自左下至右上方向上可以自由滑动，所以直线导轨带动斜交叉滑块一边沿着直线导轨向右滑动，一边沿着斜直线导轨左下至右上沿着与水平面成45度的方向移动，即斜交叉滑块的移动有朝右的分量，则斜交叉滑块带动立直线导轨自左下至右上移动，立直线导轨和十字交叉立滑槽在上下方向上可以自由滑动，所以立直线导轨带动十字交叉滑块朝右平移，并且电缸推杆与导杆的组合在竖直方向上的距离变量T的增量与十字交叉滑块朝右平移的增量完全相等。使电缸推杆与导杆的组合朝上移动距离T＝1.414毫米，则激光器向右平移至偏心距e＝1.414毫米，向右切割到第一个顶点E(1.414毫米，0)。

激光切割的起点处会烧出一个直径比较大的洞，所以激光切割的起点往往不选在需要的图形上，而是选下脚料一边中的某一个点，本发明中需要的是正方形孔，中间切割下的正方形薄板是下脚料，所以激光切割的起点选在了正方形的内侧，为便于编程，选在了正方形的中心。

电缸推杆与导杆的组合并不停顿，立即与旋转伺服电机协调起来切割直切段EF，旋转伺服电机通过主动齿轮与被动齿轮的组合驱动电缸组件绕V形圆环状轨道的轴心线旋转π/2弧度。电缸推杆与导杆的组合自初始位置朝上移动的距离变量T与电缸组件旋转的增量θ之间存在这样的关系：T*(sinθ+cosθ)＝1.414。电缸组件先旋转π/4弧度，电缸推杆与导杆的组合的距离变量T随着变为1毫米；然后电缸组件继续旋转后一半π/4弧度，电缸推杆与导杆的组合的距离变量T随着变为1.414毫米，切割到第二顶点F。

后面切割直切段FG、GH和HE的过程不再重复叙述。

回到顶点E后并不停顿，继续切向O点。激光熄火处也往往过烧，所以熄火处选在下脚料这一侧，即使下脚料已经落下。

旋转伺服电机通过主动齿轮与被动齿轮的组合驱动电缸组件及安装在上面的斜交叉滑块、十字交叉滑块、激光器和立直线导轨绕V形圆环状轨道的轴心线转动，一般地最大可以旋转1.5圈，旋转一圈是为了切出孔的边缘，多余的0.5圈是为了使起始点落在下脚料一边而专门设计的多余的路径，如果继续旋转则旋转部件上连接的电缆线会过度扭转，内部线芯或者外部包皮会受到损坏。进行下一个孔的切割时如何解决电缆线扭转的问题，可以采用两种方法：1.旋转伺服电机通过主动齿轮与被动齿轮的组合驱动电缸组件反向旋转，使电缸组件恢复到初始位置。2.电缸组件不恢复到初始位置，在建立极坐标系时，以顺时针方向为角度的正方向建立平面极坐标系(ρ，θ)，完成一下个孔的切割后，则又旋转到了初始位置。

当在薄钢板上切割小圆孔时，激光器的行走路径在1.3至1.5圈之间，路径起点和路径终点都在圆内，通过一段和小圆孔边缘相切的圆弧过渡。

本发明的有益效果：

1)能辅助智能机器人切割出尺寸很小的多种形状的孔，孔的形状非常精确。

2)极坐标的长度变量ρ激光器的光轴与V形圆环状轨道的轴心线之间的偏心距e正好相等，中间不需要使用函数或者方程式推导，简化了PLC编程人员的工作，减少了出现浮点数的计算过程，消除了一次浮点计算误差。

3)结构紧凑，运动灵活。本发明固定在智能机器人手臂上工作，重量越轻、旋转件扫过的面积越小则适用性越好。本发明把电缸推杆与导杆的组合立起来使用，使尺寸较长的方向与V形圆环状轨道的轴心线平行且尽量靠近，使旋转件扫过的面积尽量小，所以运动比较灵活。

附图说明

图1是本发明实施例的正视图；

图2是图1中A向视图；

图3是图1中B向视图；

图4是电缸组件1的三维结构示意图；

图5是电缸体组件111和固定立板12组合的三维结构示意图；

图6是电缸推杆与导杆的组合112和动直线导轨14组合的三维结构示意图；

图7是联接盘组件2的三维结构示意图；

图8是V形槽轴承22的正向剖视示意图；

图9是斜交叉滑块3的三维结构示意图；

图10是十字交叉滑块4的三维结构示意图；

图11是以正方形的中心为原点O，以正方形的中心与正方形的一个顶点的连线为极坐标轴建立平面极坐标系的示意图，加粗线代表激光器5切割点的运动路径，运动路径上的箭头代表运动的方向；

图12是在薄钢板上切割小圆孔时，激光器5的行走路径示意图；

图中所示：1.电缸组件；11.导向电缸；111.电缸体组件；1111.电缸联接板；1112.V形圆环状轨道；1113.导套；112.电缸推杆与导杆的组合；12.固定立板；13.斜直线导轨；14.动直线导轨；15.定直线导轨；16.被动齿轮；17.V形圆环状轨道1112的轴心线；

2.联接盘组件；21.联接盘；211.智能机器人安装孔；22.V形槽轴承；221.V形槽；23.主动齿轮；24.旋转伺服电机；

3.斜交叉滑块；31.斜交叉水平滑槽；32.斜交叉斜滑槽；

4.十字交叉滑块；41.十字交叉立滑槽；42.十字交叉水平滑槽；

5.激光器；51.激光器5的光轴中心线；

6.立直线导轨。

7.在薄钢板上切割小圆孔时激光器5的行走路径画在极坐标系(ρ，θ)中的状况；71.路径起点；72.路径终点。

e.激光器5的光轴中心线51与V形圆环状轨道1112的轴心线17之间的偏心距。

a.正方形孔的边长，a＝2毫米。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图12。

一种智能机器人用激光切割辅助装置，包括电缸组件1、联接盘组件2、斜交叉滑块3、十字交叉滑块4、激光器5和立直线导轨6；

电缸组件1包括导向电缸11、固定立板12、斜直线导轨13、动直线导轨14、定直线导轨15和被动齿轮16；导向电缸11包括电缸体组件111和电缸推杆与导杆的组合112；电缸体组件111包括水平圆盘形的电缸联接板1111，电缸联接板1111上设置有V形圆环状轨道1112；被动齿轮16和电缸联接板1111固定联接；电缸推杆与导杆的组合112的运动方向垂直于电缸联接板1111；固定立板12竖直设置；固定立板12垂直于前后方向；固定立板12固定联接在电缸联接板1111的下表面；动直线导轨14和电缸推杆与导杆的组合112固定联接，直线导轨14左右水平方向设置；斜直线导轨13和定直线导轨15分别固定联接在固定立板12的同一个平面上，斜直线导轨13的布置方向是自右上至左下，斜直线导轨13的布置方向与水平面成45度夹角；定直线导轨15左右水平方向设置；

联接盘组件2包括联接盘21、三个V形槽轴承22、主动齿轮23和旋转伺服电机24；联接盘21水平设置；三个V形槽轴承22的内圈分别与联接盘21固定联接，V形槽轴承22的外圈都带有V形槽，三个V形槽轴承22外圈的V形槽与分别与V形圆环状轨道1112嵌合，即电缸组件1与联接盘组件2通过转动副相联；旋转伺服电机24的外壳法兰和联接盘21固定联接，主动齿轮23与旋转伺服电机24的输出轴固定联接；主动齿轮23与被动齿轮16啮合；旋转伺服电机24通过主动齿轮23与被动齿轮16的组合驱动电缸组件1及安装在上面的斜交叉滑块3、十字交叉滑块4、激光器5和立直线导轨6绕V形圆环状轨道1112的轴心线17转动，V形圆环状轨道1112带动V形槽轴承22的外圈滚动；

斜交叉滑块3上设置有斜交叉水平滑槽31和斜交叉斜滑槽32；斜交叉斜滑槽32与斜直线导轨13配合组成直线导轨副，斜交叉水平滑槽31与动直线导轨14配合组成直线导轨副；立直线导轨6与斜交叉滑块3固定联接；

十字交叉滑块4上设置有十字交叉立滑槽41和十字交叉水平滑槽42；十字交叉立滑槽41与立直线导轨6配合组成直线导轨副，十字交叉水平滑槽42与定直线导轨15配合组成直线导轨副；

激光器5与十字交叉滑块4固定联接；激光器5的光轴中心线51沿竖直方向布置，激光器5的切割孔朝下，激光器5的光轴中心线51与V形圆环状轨道1112的轴心线17左右对齐，两者之间的距离为偏心距e。

本实施例通过智能机器人安装孔211与智能机器人的手臂末端固定联接在一起。本实施例作为一个独立的工作单元，使用PLC对导向电缸11和旋转伺服电机24的运动进行编程，和智能机器人的电控系统进行通讯联动，协调工作。

以上所述的导向电缸11是现代工业自动化中使用相当成熟的产品，是将电缸伺服电机、导杆-导套组合与丝杠-螺母的组合一体化设计的模块化产品，将电缸伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将电缸伺服电机最佳优点-精确转速控制、精确转数控制、精确扭矩控制转变成-精确线速度控制、精确位置控制、精确推力控制，是实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。导向电缸的特点：闭环伺服控制，控制精度达到0.01mm；精密控制推力，控制精度可达0.1％；具有导向功能，不再需要配置其它的导向机构；导向电缸很容易通过伺服控制器与计算机等控制系统连接，实现高精密运动控制，导向电缸噪音低、节能、干净、高刚性、抗冲击能力强、超长寿命、操作维护简单，导向电缸可以在恶劣环境下长期无故障运行，防护等级可以达到IP66。适应长期工作，并且实现高强度、高速度、高精度定位，运动平稳，噪音低。电缸伺服电机的控制方式有扭矩控制、转数控制和转速控制，相应地导向电缸的控制方式有力控制、位移控制和线速度控制。所以可以广泛的应用在实验仪器、造纸行业、化工行业、汽车行业、电子行业、机械自动化行业、焊接行业等。

本实施例不仅仅可以切割出小圆孔，还可以切割出其它小尺寸的孔，比如正方形、六边形等。小尺寸是指最大边长、最大对角线或乾最大直径不超过8毫米的孔。

以在薄钢板上切割出2×2毫米的正方形孔为例，本实施例的工作过程如下所述。

1)初始化，使激光器5的光轴中心线51与V形圆环状轨道1112的轴心线17之间的偏心距e为零，相应地电缸推杆与导杆的组合112处于初始位置。

2)智能机器人的手臂带动本实施例移动至待切割钢板附近，激光器5的光轴中心线51垂直于待切割的薄钢板，激光器5的光轴朝薄钢板照射正好照射在待切割的正方形的中心，激光器5与薄钢板的距离在激光切割的有效距离范围内。

3)如图11所示，以正方形的中心为原点，以正方形的中心与正方形的一个顶点的连线为极坐标轴，以逆时针方向为正方向，建立平面极坐标系(ρ，θ)，其中ρ是长度变量，θ是角度变量，则四个顶点的座标按照顺时针方向分别是E(1.414毫米，0)、F(1.414毫米，π/2弧度)、G(1.414毫米，π弧度)和H(1.414毫米，3π/2弧度)；

边EF的极坐标方程为ρ*(sinθ+cosθ)＝1.414，其中0≤θ＜π/2弧度；

边FG的极坐标方程为ρ*(sinθ-cosθ)＝1.414，其中π/2弧度≤θ＜π弧度；

边GH的极坐标方程为ρ*(sinθ+cosθ)＝-1.414，其中π弧度≤θ＜3π/2弧度；

边HE的极坐标方程为ρ*(sinθ-cosθ)＝-1.414，其中3π/2弧度≤θ＜2π弧度；

本实施例中省略掉的长度数值单位为毫米(mm)，省略掉的角度数值单位为弧度(rad)；

本实施例中的右方与极坐标系中角度θ＝0的方向相同，极坐标的长度变量ρ、激光器5的光轴中心线51与V形圆环状轨道1112的轴心线17之间的偏心距e和电缸推杆与导杆的组合112自初始位置向上移动的距离变量T正好都相等。

注：正方形的对角线长度取2.828毫米。

4)激光器5点火，则激光器5在正方形的中心发射激光开始切割金属板，智能机器人的手臂保持不动，电缸推杆与导杆的组合112朝上移动，带动动直线导轨14向上平移，动直线导轨14和斜交叉水平滑槽31在左右水平方向上可以自由滑动，斜直线导轨13和斜交叉斜滑槽32在自左下至右上方向上可以自由滑动，所以直线导轨14带动斜交叉滑块3一边沿着直线导轨14向右滑动，一边沿着斜直线导轨13左下至右上沿着与水平面成45度的方向移动，即斜交叉滑块3的移动有朝右的分量，则斜交叉滑块3带动立直线导轨6自左下至右上移动，立直线导轨6和十字交叉立滑槽41在上下方向上可以自由滑动，所以立直线导轨6带动十字交叉滑块4朝右平移，并且电缸推杆与导杆的组合112在竖直方向上的距离变量T的增量与十字交叉滑块4朝右平移的增量完全相等。使电缸推杆与导杆的组合112朝上移动距离T＝1.414毫米，则激光器5向右平移至偏心距e＝1.414毫米，向右切割到第一个顶点E(1.414毫米，0)。

激光切割的起点处会烧出一个直径比较大的洞，所以激光切割的起点往往不选在需要的图形上，而是选下脚料一边中的某一个点，本实施例中需要的是正方形孔，中间切割下的正方形薄板是下脚料，所以激光切割的起点选在了正方形的内侧，为便于编程，选在了正方形的中心。

电缸推杆与导杆的组合112中间并不停顿，立即与旋转伺服电机24协调起来切割直切段EF，旋转伺服电机24通过主动齿轮23与被动齿轮16的组合驱动电缸组件1绕V形圆环状轨道1112的轴心线17旋转π/2弧度。电缸推杆与导杆的组合112自初始位置朝上移动的距离变量T与电缸组件1旋转的增量θ之间存在这样的关系：T*(sinθ+cosθ)＝1.414。电缸组件1先旋转π/4弧度，电缸推杆与导杆的组合112的距离变量T随着变为1毫米；然后电缸组件1继续旋转后一半π/4弧度，电缸推杆与导杆的组合112的距离变量T随着变为1.414毫米，切割到第二顶点F。

后面切割直切段FG、GH和HE的过程不再重复叙述。

回到顶点E后中间并不停顿，继续切向O点，激光熄火处也往往过烧，所以熄火处选在下脚料这一侧，即使下脚料已经落下。

旋转伺服电机24通过主动齿轮23与被动齿轮16的组合驱动电缸组件1及安装在上面的斜交叉滑块3、十字交叉滑块4、激光器5和立直线导轨6绕V形圆环状轨道1112的轴心线17转动，一般地最大可以旋转1.5圈，旋转一圈是为了切出孔的边缘，多余的0.5圈是为了使起始点落在下脚料一边而专门设计的多余的路径，如果继续旋转则旋转部件上连接的电缆线会过度扭转，内部线芯或者外部包皮会受到损坏。进行下一个孔的切割时如何解决电缆线扭转的问题，可以采用两种方法：1.旋转伺服电机24通过主动齿轮23与被动齿轮16的组合驱动电缸组件1反向旋转，使电缸组件1恢复到初始位置。2.电缸组件1不恢复到初始位置，在建立极坐标系时，以顺时针方向为角度的正方向建立平面极坐标系(ρ，θ)，完成一下个孔的切割后，则又旋转到了初始位置。

如图12所示，当在薄钢板上切割小圆孔时，激光器5的行走路径是1.4圈，路径起点71和路径终点72都在圆内，通过两段和小圆孔边缘相切的圆弧过渡。

本实施例的有益效果：

1)能辅助智能机器人切割出尺寸很小的多种形状的孔，孔的形状非常精确。

2)极坐标的长度变量ρ等于激光器5的光轴中心线51与V形圆环状轨道1112的轴心线17之间的偏心距e正好相等，中间不需要使用函数或者方程式推导，简化了PLC编程人员的工作，消除了一次浮点计算误差。

3)结构紧凑，运动灵活。本实施例固定在智能机器人手臂上工作，重量越轻、旋转件扫过的面积越小则适用性越好。本实施例把电缸推杆与导杆的组合112立起来使用，使尺寸较长的方向与V形圆环状轨道1112的轴心线17平行且尽量靠近，使旋转件扫过的面积尽量小，所以运动比较灵活。

Claims (1)

1.一种智能机器人用激光切割辅助装置，包括联接盘组件和激光器；联接盘组件包括联接盘、主动齿轮和旋转伺服电机；

其特征在于，还包括电缸组件、斜交叉滑块、十字交叉滑块和立直线导轨；

电缸组件包括导向电缸、固定立板、斜直线导轨、动直线导轨、定直线导轨和被动齿轮；导向电缸包括电缸体组件和电缸推杆与导杆的组合；电缸体组件包括水平圆盘形的电缸联接板，电缸联接板上设置有V形圆环状轨道；被动齿轮和电缸联接板固定联接；电缸推杆与导杆的组合的运动方向垂直于电缸联接板；固定立板竖直设置；固定立板垂直于前后方向；固定立板固定联接在电缸联接板的下表面；动直线导轨和电缸推杆与导杆的组合固定联接，直线导轨左右水平方向设置；斜直线导轨和定直线导轨固定联接在固定立板的同一个平面上，斜直线导轨的布置方向是自右上至左下，斜直线导轨的布置方向与水平面成45度夹角；定直线导轨左右水平方向设置；

联接盘组件还包括三个V形槽轴承；联接盘水平设置；三个V形槽轴承的内圈分别与联接盘固定联接，V形槽轴承的外圈都带有V形槽，三个V形槽轴承外圈的V形槽与分别与V形圆环状轨道嵌合；旋转伺服电机的外壳法兰和联接盘固定联接，主动齿轮与旋转伺服电机的输出轴固定联接；主动齿轮与被动齿轮啮合；旋转伺服电机通过主动齿轮与被动齿轮的组合驱动电缸组件及安装在上面的斜交叉滑块、十字交叉滑块、激光器和立直线导轨绕V形圆环状轨道的轴心线转动，V形圆环状轨道带动V形槽轴承的外圈滚动；

斜交叉滑块上设置有斜交叉水平滑槽和斜交叉斜滑槽；斜交叉斜滑槽与斜直线导轨配合组成直线导轨副，斜交叉水平滑槽与动直线导轨配合组成直线导轨副；立直线导轨与斜交叉滑块固定联接；

十字交叉滑块上设置有十字交叉立滑槽和十字交叉水平滑槽；十字交叉立滑槽与立直线导轨配合组成直线导轨副，十字交叉水平滑槽与定直线导轨配合组成直线导轨副；

激光器与十字交叉滑块固定联接；激光器的光轴沿竖直方向布置，激光器的切割孔朝下，激光器的光轴与V形圆环状轨道的轴心线左右对齐，两者之间的距离为偏心距e。

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