CN112496536A - 一种激光切割随动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光切割随动装置，包括：包括机器人以及搭载于所述机器人的末端执行器；所述末端执行器包括：第一运动机构、第二运动机构以及激光切割机，其中，所述第一运动机构与所述机器人的末端相连接，所述第一运动机构驱动所述第二运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构与所述激光切割机驱动连接，以驱动所述激光切割机沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相交。该装置可以满足三维的切割轨迹，例如可以适应多工位、对复杂结构钣金件进行自由开孔的场景。

Description

一种激光切割随动装置
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，具体涉及一种激光切割随动装置。
背景技术
机器人直接搭载激光切割机进行激光切割加工，其加工精度受制于机器人的精度，当需要切割微小型或复杂轨迹孔时，通常很难保证足够的切割轨迹精度；现有XY直线电机运动平台应用于钣金激光切割，虽然可以保证较高的切割轨迹精度，但是激光切割机的切割轨迹平面只能是水平面或竖直面，无法满足三维空间的切割轨迹，例如多工位、对复杂结构钣金件进行自由开孔的场景。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种激光切割随动装置，该装置可以满足三维的切割轨迹，例如可以适应多工位、对复杂结构钣金件进行自由开孔的场景。
具体技术方案如下：
一种激光切割随动装置，主要包括：包括机器人以及搭载于所述机器人的末端执行器；
所述末端执行器包括：第一运动机构、第二运动机构以及激光切割机，其中，所述第一运动机构与所述机器人的末端相连接，所述第一运动机构驱动所述第二运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构与所述激光切割机驱动连接，以驱动所述激光切割机沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相交。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述第一运动机构为第一直线电机，所述第二运动机构为第二直线电机；
其中，所述第一直线电机包括相互匹配的第一动子和第一定子，所述第二直线电机包括相互匹配的第二动子和第二定子。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述第一动子与所述机器人的末端固定连接，所述第二动子与所述第一定子背离所述机器人的一表面固定连接，所述第二定子背离所述机器人的一表面与所述激光切割机固定连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，
所述第一动子的两侧分别设有一第一风琴罩，每一所述第一风琴罩的一端与所述第一定子的一端部连接，每一所述第一风琴罩的另一端与所述第一动子的一侧连接；
和/或，
所述第二动子的两侧分别设有一第二风琴罩，每一所述第二风琴罩的一端与所述第二定子的一端部连接，每一所述第二风琴罩的另一端与所述第二动子的一侧连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述第一动子与所述机器人的末端固定连接，所述第二定子与所述第一定子固定连接，所述第二动子与所述激光切割机固定连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述第一定子与所述机器人的末端固定连接，所述第二定子与所述第一动子固定连接，所述第二动子与所述激光切割机固定连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述第一定子与所述机器人的末端固定连接，所述第二动子与所述第一动子固定连接，所述第二定子与所述激光切割机固定连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述机器人的末端设有机器人末端法兰，所述第一运动机构通过一机器人末端法兰连接件与所述机器人末端法兰可拆卸地固定连接。
上述的一种激光切割随动装置中，还具有这样的特征，所述激光切割机通过一激光切割机连接件与所述第二运动机构背离所述机器人的表面可拆卸地固定连接。
上述技术方案的积极效果是：
本发明提供的一种激光切割随动装置，第一运动机构和第二运动机构可以在二维切割平面内实现较高精度的切割，通过机器人更换需要切割的平面，进而可以在机器人的搭载下满足三维的切割轨迹，相比较机器人直接切割精度会有所提高。
附图说明
图1为本发明提供的激光切割随动装置的结构示意图；
图2为本发明提供的风琴罩安装的结构示意图。
附图中：
1、机器人；11、机器人末端法兰；2、末端执行器；21、第一直线电机；211、第一定子；212、第一动子；22、第二直线电机；221、第二定子；222、第二动子；23、激光切割机；241、第一风琴罩；2411、第一风琴罩面部；242、第二风琴罩；2421、第二风琴罩面部；3、机器人末端法兰连接件；4、激光切割机连接件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，而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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1和图2，图1为本发明提供的激光切割随动装置的结构示意图，图2为本发明提供的风琴罩安装的结构示意图。本发明公开了一种激光切割随动装置，该激光切割随动装置包括机器人1以及搭载于所述机器人1的末端执行器2。
所述末端执行器2包括：第一运动机构、第二运动机构以及激光切割机23，其中，所述第一运动机构与所述机器人1的末端相连接，所述第一运动机构驱动所述第二运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构与所述激光切割机驱动连接，以驱动所述激光切割机23沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相交。本实施例中的随动切割装置，用机器人1对末端执行器2进行初定位，然后通过末端执行器2控制激光切割轨迹实现三维空间的切割加工。
进一步地，所述第一运动机构为第一直线电机21，所述第二运动机构为第二直线电机22；
其中，所述第一直线电机21包括相互匹配的第一动子212和第一定子211，所述第二直线电机22包括相互匹配的第二动子222和第二定子221。通过第一直线电机21和第二直线电机22控制激光切割机23在第一方向和第二方向相交所形成的第一平面内进行切割，可实现各种图形(包括圆、矩形、腰形孔等规则图形或其他非规格图形)切割；
本实施例中的随动切割装置，用机器人1对末端执行器2进行初定位，然后通过直线电机(包括第一直线电机21和第二直线电机22)组成的平台精密控制激光切割轨迹完成高精度切割加工。
具体地，机器人1可以控制末端执行器2在第一平面内实现更大的运动范围；机器人1也可以控制末端执行器2在与第一平面相交的第三方向上运动；机器人1也可以控制末端执行器2在三维空间内的任意平面内运动；进而实现三维的切割轨迹，由于直线电机的控制精度比较高，采用直线电机重复定位精度比较高，因此相比较机器人直接与激光切割机相连接时的切割精度会有所提高。例如，在本实施例中，重复定位精度可达±0.002mm。而且随动装置的最高运行速度可达3000mm/s，提高生产节拍，噪音可低至60dB。该随动装置整体质量较轻，能够使用轻载机器人，降低成本。
可选地，在本实施例中，所述第一定子211与所述机器人1的末端固定连接，所述第二定子221与所述第一动子212固定连接，所述第二动子222与所述激光切割机23固定连接。
具体地，第一定子211与所述机器人1的末端固定连接，第一动子212一侧与第一定子211背离机器人1的一侧滑动连接，另一侧与第二定子221固定连接，所述第二动子222一侧与第二定子221背离机器人1的一侧滑动连接，另一侧与所述激光切割机23固定连接。
进一步地，在本实施例中，所述第一动子212的两侧分别设有一第一风琴罩241，每一所述第一风琴罩241的一端与所述第一定子211的一端部连接，每一所述第一风琴罩241的另一端与所述第一动子212的一侧连接；
和/或，
所述第二动子222的两侧分别设有一第二风琴罩242，每一所述第二风琴罩242的一端与所述第二定子221的一端部连接，每一所述第二风琴罩242的另一端与所述第二动子222的一侧连接。
具体地，在本实施例中，可包括三种实施方式：第一种，只在所述第一动子212的两侧分别设有一第一风琴罩241，每一所述第一风琴罩241的一端与所述第一定子211的一端部连接，每一所述第一风琴罩241的另一端与所述第一动子212的一侧连接；第二种，只在所述第二动子222的两侧分别设有一第二风琴罩242，每一所述第二风琴罩242的一端与所述第二定子221的一端部连接，每一所述第二风琴罩242的另一端与所述第二动子222的一侧连接；第三种，所述第一动子212的两侧分别设有一第一风琴罩241，每一所述第一风琴罩241的一端与所述第一定子211的一端部连接，每一所述第一风琴罩241的另一端与所述第一动子212的一侧连接，且所述第二动子222的两侧分别设有一第二风琴罩242，每一所述第二风琴罩242的一端与所述第二定子221的一端部连接，每一所述第二风琴罩242的另一端与所述第二动子222的一侧连接。
具体地，如图1和图2所示，第一风琴罩241包括：第一风琴罩安装条(图未示)和第一风琴罩面部2411，第一风琴罩安装条设置在第一定子211设有第一动子212的一侧，第一风琴罩安装条设置在第一定子211的两相对边缘；
所述第一定子211的两相对边缘沿轴向开设有第一安装槽(图未示)，第一风琴罩安装条与第一安装槽固定连接，第一风琴罩面部2411一端与第一风琴罩安装条连接，另一端与第一动子212的一侧固定连接。
其中，所述第一定子211的轴向方向为第一定子211的长度方向，也为第一动子212滑动方向。
第二风琴罩242包括：第二风琴罩安装条(图未示)和第二风琴罩面部2421，第二风琴罩安装条设置在第二定子221设有第二动子222的一侧，第二风琴罩安装条设置在第二定子221的两相对边缘；
所述第二定子221的两相对边缘沿轴向开设有第二安装槽(图未示)，第二风琴罩安装条与第二安装槽固定连接，第二风琴罩面部2421一端与第二风琴罩安装条连接，另一端与第二动子222的一侧固定连接。
所述第二定子221的轴向方向为第二定子221的长度方向，也为第二动子222的滑动方向。
本实施例中通过使用第一风琴罩241对第一直线电机21进行防护，使用第二风琴罩242对第二直线电机22进行防护，增加直线电机的使用寿命，进而增加整个装置的使用寿命。
可选地，在一些实施例中，所述第一动子212与所述机器人1的末端固定连接，所述第二动子222与所述第一定子211背离所述机器人1的一表面固定连接，所述第二定子221背离所述机器人1的一表面与所述激光切割机23固定连接。
可选地，在一些实施例中，所述第一动子212与所述机器人1的末端固定连接，所述第二定子221与所述第一定子211固定连接，所述第二动子222与所述激光切割机23固定连接。
可选地，在一些实施例中，所述第一定子211与所述机器人1的末端固定连接，所述第二动子222与所述第一动子212固定连接，所述第二定子221与所述激光切割机23固定连接。
进一步地，所述机器人1的末端设有机器人末端法兰11，所述第一运动机构通过一机器人末端法兰连接件3与所述机器人末端法兰11可拆卸地固定连接。
进一步地，所述激光切割机23通过一激光切割机连接件4与所述第二运动机构背离所述机器人1的表面可拆卸地固定连接。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种激光切割随动装置，其特征在于，包括机器人以及搭载于所述机器人的末端执行器；
所述末端执行器包括：第一运动机构、第二运动机构以及激光切割机，其中，所述第一运动机构与所述机器人的末端相连接，所述第一运动机构驱动所述第二运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构与所述激光切割机驱动连接，以驱动所述激光切割机沿第二方向运动，所述第二方向与所述第一方向相交。
2.根据权利要求1所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一运动机构为第一直线电机，所述第二运动机构为第二直线电机；
其中，所述第一直线电机包括相互匹配的第一动子和第一定子，所述第二直线电机包括相互匹配的第二动子和第二定子。
3.根据权利要求2所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一动子与所述机器人的末端固定连接，所述第二动子与所述第一定子背离所述机器人的一表面固定连接，所述第二定子背离所述机器人的一表面与所述激光切割机固定连接。
4.根据权利要求2所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一动子的两侧分别设有一第一风琴罩，每一所述第一风琴罩的一端与所述第一定子的一端部连接，每一所述第一风琴罩的另一端与所述第一动子的一侧连接；
和/或，
所述第二动子的两侧分别设有一第二风琴罩，每一所述第二风琴罩的一端与所述第二定子的一端部连接，每一所述第二风琴罩的另一端与所述第二动子的一侧连接。
5.根据权利要求2所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一动子与所述机器人的末端固定连接，所述第二定子与所述第一定子固定连接，所述第二动子与所述激光切割机固定连接。
6.根据权利要求2所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一定子与所述机器人的末端固定连接，所述第二定子与所述第一动子固定连接，所述第二动子与所述激光切割机固定连接。
7.根据权利要求2所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述第一定子与所述机器人的末端固定连接，所述第二动子与所述第一动子固定连接，所述第二定子与所述激光切割机固定连接。
8.根据权利要求1所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述机器人的末端设有机器人末端法兰，所述第一运动机构通过一机器人末端法兰连接件与所述机器人末端法兰可拆卸地固定连接。
9.根据权利要求1所述的激光切割随动装置，其特征在于，所述激光切割机通过一激光切割机连接件与所述第二运动机构背离所述机器人的表面可拆卸地固定连接。
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