CN110814554A - 便携式智能可控多维度切割装置 - Google Patents

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Abstract

便携式智能可控多维度切割装置。在X、Y轴移动基础上增加了Z轴方向也可移动，为了实现立体切割灵活和有效性，在Z轴的下端处固定切割枪的部位设计成2维度360度灵活转动的伺服舵机机械手，用于调节切割枪的动作轨迹，轨道小车设计成可以360度步进顺/逆时针转动，并设置吸合底座，可以实现装置结构简洁、拆装方便、易携带，扩展了切割装置的应用场景。

Description

便携式智能可控多维度切割装置
技术领域
本发明是涉及一种能按照预定的尺寸自动加工工件的智能机械设备，具体涉及一种金属加工行业的多维度（6维度）智能数控气切割或等离子切割装置。
背景技术
气切割或等离子切割装置是一种金属加工行业常用设备，目前常用的只有平面2维度切割功能，不能进行多维立体切割加工。而三维立体切割加工设备不方便携带，结构复杂，成本高昂。
CN104741807A公开了一种三维薄板覆盖件等离子火焰切割机，加工时，将三维薄板覆盖件立体零件的图形与待加工立体材料比较自动确定加工位置和切割形状，在与切割头等高的平面、一定距离处安装远距离激光头15扫描测距，在XY水平面大面积扫描后得到三维薄板覆盖件待加工料立体形状图。其加工过程中需要安装激光头扫描测距，操作运行复杂，设备体积大，难以灵活运用。
发明内容
为了解决所述的问题对传统设备进行了创新改进，在X、Y轴移动基础上增加了Z轴方向也可移动，为了实现立体切割灵活和有效性，在Z轴的下端处固定切割枪的部位设计成2维度360度灵活转动的伺服舵机机械手，用于调节切割枪的动作轨迹，轨道小车设计成可以360度步进顺/逆时针转动。
本发明所要解决上述技术问题所采取的方案：一种便携式智能可控多维度切割装置，主要包括：轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控装置（11），所述轨道小车（4）沿横向X轴方向移动，所述机械手臂（5）在纵向Y轴方向移动，所述机械臂（6）沿Z轴方向移动，其特征还在于，还设置吸合底座（1），调整旋钮（2），所述吸合底座设置在轨道小车（4）底部，所述轨道小车（4）沿吸合底座的顶部运动，所述磁场调节旋钮（2）用于调整所述吸合底座（1）的吸/放，所述机械手臂（5）一端设置数控直行电机（7），所述数控直行电机（7）连接机械臂（6），所述机械臂（6）一端设置数控机械手伺服舵机a（8），数控机械手伺服舵机a（8）上设置数控机械手伺服舵机b（9），所述数控机械手伺服舵机b（9）上设置气切割枪或等离子切割枪（10），所述数控机械手伺服舵机a（8）带动所述数控机械手伺服舵机b（9）旋转，所述数控机械手伺服舵机b（9）带动气切割枪或等离子切割枪（10）旋转，所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴与所述机械臂（6）或机械手臂（5）的长度方向的轴平行或重合；所述数控机械手伺服舵机b（9）转动轴与所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴垂直，所述气切割枪或等离子切割枪（10）在数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）带动下能够在2维度360度灵活转动；所述轨道小车内安装有数控步进电机1（13），数控步进电机2（14），其中数控步进电机1（13）作用驱动轨道小车横向X轴移动，数控步进电机2（14）作用控制轨道小车360度转动，所述轨道小车内设置步进轮（12），所述步进轮（12）与所述数控步进电机1（13）连接。
进一步地，所述吸合底座为强磁铁底座或吸盘底座；
进一步地，所述调整旋钮为磁场调节旋钮或吸盘控制旋钮；
进一步地，所述吸合底座顶部设置轨道，所述轨道小车在所述轨道上沿X轴运行；
进一步地，所述机械手臂（5）上设置伺服垂直旋转电机（15），所述伺服垂直旋转电机（15）带动所述数控直行电机（7）垂直旋转；
进一步地，所述轨道为平衡双轨道；
进一步地，所述吸合底座设置一个以上；
进一步地，所述轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）、气切割枪或等离子切割枪均具有刻度，并与数控装置连接，在运行过程中，刻度数据实时传输至数控装置，数控装置能够确定气切割枪或等离子切枪在X、Y、Z三维空间中的位置。
进一步地，所述强磁铁底座设置若干组，所述强磁铁底座由磁铁块a和磁铁块b组合而成，所述磁铁块a和磁铁块b由铰链连接，所述铰链设置在所述磁铁块a和磁铁块b的侧面c部；
进一步地，所述磁铁块a和磁铁块b上均设置磁场调节旋钮；
进一步地，所述磁铁块a中部设置燕尾槽，所述磁铁块b中部设置凹槽；
进一步地，所述磁铁块a与磁铁块b中部可设置与待固定部件结构形状相契合的结构，所述相契合的结构可以是用磁性物质（如铁、钢等）制备，并将其设置于磁铁块与待固定部件之间进行固定。
本发明的便携式智能可控多维度切割装置，具有诸多优点：
1)强用磁铁吸合方式，可以适应复杂工况的切割环境，提高切割装置的适用性，实现设备小型化，针对小型切割对象也可以灵活使用。磁场移动固定法控制，试样尺寸不受限制。
2) 增加了垂直Z轴方向移动调节机械手臂，切割枪固定，在数控机械手舵机上，并增加强力磁铁和固定轨道的多场景应用，对切割产品的大小可以灵活运用，便于携带，喷头多维度旋转，平面360度旋转，上下伸缩机械臂，智能可控，可以对其切割轨迹进行编程处理。
3) 切割装置可以空间定位，在其所在的三维空间内设置切割路径，并将装置刻度数据实时传输至数控装置，数控装置能够确定气切割枪或等离子切枪在X、Y、Z三维空间中的位置，可以实现切割枪的自动化控制。
附图说明
图1为便携式智能可控多维度切割装置的示意图。
图2为便携式智能可控多维度切割装置的分解图。
图3为轨道小车内步进轮示意图。
图4为磁铁块a示意图。
图5为磁铁块b示意图。
具体实施方式
下面通过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”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种便携式智能可控多维度切割装置，主要包括：轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控装置（11），所述轨道小车（4）沿横向X轴方向移动，所述机械手臂（5）在纵向Y轴方向移动，所述机械臂（6）沿Z轴方向移动，其特征还在于，还设置吸合底座（1），调整旋钮（2），所述吸合底座设置在轨道小车（4）底部，所述轨道小车（4）沿吸合底座的顶部运动，所述磁场调节旋钮（2）用于调整所述吸合底座（1）的吸/放，所述机械手臂（5）一端设置数控直行电机（7），所述数控直行电机（7）连接机械臂（6），所述机械臂（6）一端设置数控机械手伺服舵机a（8），数控机械手伺服舵机a（8）上设置数控机械手伺服舵机b（9），所述数控机械手伺服舵机b（9）上设置气切割枪或等离子切割枪（10），所述数控机械手伺服舵机a（8）带动所述数控机械手伺服舵机b（9）旋转，所述数控机械手伺服舵机b（9）带动气切割枪或等离子切割枪（10）旋转，所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴与所述机械臂（6）或机械手臂（5）的长度方向的轴平行或重合；所述数控机械手伺服舵机b（9）转动轴与所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴垂直，所述气切割枪或等离子切割枪（10）在数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）带动下能够在2维度360度灵活转动；所述轨道小车内安装有数控步进电机1（13），数控步进电机2（14），其中数控步进电机1（13）作用驱动轨道小车横向X轴移动，数控步进电机2（14）作用控制轨道小车360度转动，所述轨道小车内设置步进轮（12），所述步进轮（12）与所述数控步进电机1（13）连接。
实施例2
在实施例1的基础上，在所述吸合底座顶部设置轨道，所述轨道小车在所述轨道上沿X轴运行，所述轨道为平衡双轨道，所述吸合底座设置一个以上。
实施例3
在实施例1的基础上，在所述轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）、气切割枪或等离子切割枪均设置有刻度，并与数控装置连接，在运行过程中，刻度数据实时传输至数控装置，数控装置能够确定气切割枪或等离子切枪在X、Y、Z三维空间中的位置，根据切割作业要求，设置切割枪切割路线，实现自动化切割。
实施例4
在实施例1的基础上，所述强磁铁底座设置两组，所述强磁铁底座由磁铁块a和磁铁块b组合而成，所述磁铁块a和磁铁块b由铰链连接，在所述磁铁块a和所述磁铁块b上均设置磁场调节旋钮，并所述磁铁块a中部设置燕尾槽，所述磁铁块b中部设置凹槽。
实施例5
在实施例4的基础上，在所述磁铁块a与磁铁块b中部设置与待固定部件（16）结构形状相契合的结构，所述相契合的结构可以是用磁性物质制备，并将其设置于磁铁块与待固定部件之间。
实施例5
在实施例4的基础上，所述机械手臂（5）上设置伺服垂直旋转电机（15），所述伺服垂直旋转电机（15）带动所述数控直行电机（7）垂直旋转。
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实施例。

Claims (10)

1.便携式智能可控多维度切割装置，所述装置包括：轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控装置（11），所述轨道小车（4）沿横向X轴方向移动，所述机械手臂（5）在纵向Y轴方向移动，所述机械臂（6）沿Z轴方向移动，其特征还在于，还设置吸合底座（1），调整旋钮（2），所述吸合底座设置在轨道小车（4）底部，所述轨道小车（4）沿吸合底座的顶部运动，所述磁场调节旋钮（2）用于调整所述吸合底座（1）的吸/放，所述机械手臂（5）一端设置数控直行电机（7），所述数控直行电机（7）连接机械臂（6），所述机械臂（6）一端设置数控机械手伺服舵机a（8），数控机械手伺服舵机a（8）上设置数控机械手伺服舵机b（9），所述数控机械手伺服舵机b（9）上设置气切割枪或等离子切割枪（10），所述数控机械手伺服舵机a（8）带动所述数控机械手伺服舵机b（9）旋转，所述数控机械手伺服舵机b（9）带动气切割枪或等离子切割枪（10）旋转，所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴与所述机械臂（6）或机械手臂（5）的长度方向的轴平行或重合；所述数控机械手伺服舵机b（9）转动轴与所述数控机械手伺服舵机a（8）转动轴垂直，所述气切割枪或等离子切割枪（10）在数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）带动下能够在2维度360度灵活转动；所述轨道小车内安装有数控步进电机1（13），数控步进电机2（14），其中数控步进电机1（13）作用驱动轨道小车横向X轴移动，数控步进电机2（14）作用控制轨道小车360度转动，所述轨道小车内设置步进轮（12），所述步进轮（12）与所述数控步进电机1（13）连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸合底座为强磁铁底座或吸盘底座。
3.根据权利要求1所述的装置，所述调整旋钮为磁场调节旋钮或吸盘控制旋钮。
4.根据权利要求1所述的装置，所述吸合底座顶部设置轨道，所述轨道小车在所述轨道上沿X轴运行，所述轨道为平衡双轨道。
5.根据权利要求4所述的装置，所述机械手臂（5）上设置伺服垂直旋转电机（15），所述伺服垂直旋转电机（15）带动所述数控直行电机（7）垂直旋转。
6.根据权利要求1所述的装置，所述轨道小车（4）、机械手臂（5）、机械臂（6）、数控机械手伺服舵机a（8）、数控机械手伺服舵机b（9）、气切割枪或等离子切割枪均具有刻度，并与数控装置连接，在运行过程中，刻度数据实时传输至数控装置，数控装置能够确定气切割枪或等离子切枪在X、Y、Z三维空间中的位置。
7.根据权利要求1所述的装置，所述强磁铁底座设置若干组，所述强磁铁底座由磁铁块a和磁铁块b组合而成，所述磁铁块a和磁铁块b由铰链连接。
8.根据权利要求7所述的装置，所述磁铁块a和磁铁块b上均设置磁场调节旋钮。
9.根据权利要求1所述的装置，所述磁铁块a中部设置燕尾槽，所述磁铁块b中部设置凹槽。
10.根据权利要求1所述的装置，所述磁铁块a与磁铁块b中部设置与待固定部件（16）结构形状相契合的结构，所述相契合的结构是用磁性物质制备，并将其设置于磁铁块与待固定部件之间。
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