CN113333970A - 一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人 - Google Patents

一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钣金制造技术领域，且公开了一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，包括相齐平的加工台和框架，加工台与框架固定连接，且加工台和框架的底部均固定连接有支撑腿，框架内安装有匹配的输送带，加工台远离框架的上表面固定连接有L型柱，L型柱的水平部通过调控机构连接有激光切割头，输送带的上方设有L型中空板，且L型中空板与L型柱之间通过升降换位转动机构相连接，L型中空板的水平部对称固定连通有真空吸盘，L型中空板的竖直部固定安装有真空发生器。该面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，不仅方便对钣金件进行吸附换位，而且在换位的过程中可以进行自动翻转，从而有效提高钣金的加工制造效率。

Description

一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人
技术领域
本发明涉及钣金制造技术领域，具体为一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人。
背景技术
钣金具有重量轻、强度高、导电(能够用于电磁屏蔽)、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机、MP3中，钣金是必不可少的组成部分。
钣金柔性制造的过程中通常会利用激光对其进行切割加工，现有的方案，采用人工搬运钣金，钣金在搬运过程中钣金产生磕碰，不仅影响成品的产品质量，而且影响加工效率，同时，钣金在制造过程中需要频繁的利用夹具对其进行定位，费时费力，极大地影响了钣金的制造效率。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，具备钣金高效加工制造的优点，解决了现有技术中，钣金制造效率低下的问题。
(二)技术方案
为实现上述钣金高效加工制造的目的，本发明提供如下技术方案：一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，包括相齐平的加工台和框架，所述加工台与框架固定连接，且加工台和框架的底部均固定连接有支撑腿，所述框架内安装有匹配的输送带，所述加工台远离框架的上表面固定连接有L型柱，所述L型柱的水平部通过调控机构连接有激光切割头，所述输送带的上方设有L型中空板，且L型中空板与L型柱之间通过升降换位转动机构相连接，所述L型中空板的水平部对称固定连通有真空吸盘，所述L型中空板的竖直部固定安装有真空发生器，且真空发生器的输入端与L型中空板固定连通；
所述升降换位转动机构包括通过安装架与L型柱顶部固定连接的伺服步进电机，所述伺服步进电机的输出轴贯穿L型柱的顶部并固定连接有转筒，所述转筒内滑动插接有匹配的内杆，所述内杆靠近顶端的杆壁上对称固定连接有滑块，所述转筒的内筒壁上对称开设有滑槽，且滑块与滑槽滑动连接，所述内杆的底端穿过转筒并固定连接有固定块，所述固定块上贯穿设置有转杆，且转杆与固定块之间通过第一轴承转动连接，所述转杆的一端与L型中空板的竖直部固定连接，所述内杆的杆壁上通过第二轴承转动连接有水平板，所述L型柱水平部的下表面固定安装有电动气缸，且电动气缸的活塞杆与水平板端部的上表面固定连接，所述内杆靠近底端的杆壁上固定连接有横杆，所述横杆上贯穿设置有传动杆，且传动杆通过第三轴承与横杆转动连接，所述传动杆的底端固定连接有主动锥齿轮，所述转杆的杆壁上固定套接有与主动锥齿轮相啮合的从动锥齿轮，所述水平板的下表面固定安装有环形齿圈，所述传动杆靠近顶端的杆壁上固定套接有与环形齿圈相啮合的驱动齿轮。
优选的，所述调控机构包括通过轴承座与激光切割头顶端转动连接的调节螺杆，所述调节螺杆的顶端贯穿L型柱的水平部并向上延伸，且调节螺杆与L型柱的水平部螺纹连接，所述激光切割头的侧壁上固定连接有L型导向杆，所述L型柱的水平部固定镶嵌有与L型导向杆相对应的导向套，所述L型导向杆的竖直部穿过导向套并向上延伸，且L型导向杆与导向套滑动连接。
优选的，所述滑块靠近滑槽槽底的一侧开设有滚珠槽，且滚珠槽内安装有匹配的滚珠，所述滚珠的一端穿过滚珠槽的槽口并向外延伸，且与滑槽的槽底滚动连接。
优选的，所述伺服步进电机的输出轴上固定套接有转盘，所述L型柱的水平部开设有与转盘相对应的转腔，且转盘与转腔转动连接。
优选的，所述L型中空板水平部的上表面对称固定连接有加强杆，且加强杆的另一端与转杆固定连接。
优选的，所述转筒、内杆和环形齿圈的中心轴线均相互重合设置。
优选的，所述调节螺杆远离激光切割头的一端固定安装有转柄。
优选的，所述L型导向杆与导向套的连接处安装有匹配的耐磨保护套。
优选的，所述转盘的外圈侧壁上开设有多个呈环形均匀分布的凹槽，所述凹槽内转动安装有匹配的滚轮，且滚轮与转腔的内壁滚动连接。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，具备以下有益效果：
1、该面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，通过设置加工台、框架、输送带、激光切割头、L型中空板、升降换位转动机构、真空吸盘和真空发生器，输送带方便对待加工的钣金件进行输送，避免低效率的人工搬运，升降换位转动机构不仅方便控制L型中空板进行升降，而且方便L型中空板在换位的过程中可以进行翻转，L型中空板升降过程中配合真空发生器和真空吸盘方便对输送带上的钣金件进行吸附，L型中空板换位翻转后方便钣金件位于激光切割头正下方，从而便于对钣金件进行高效切割加工，避免了低效率的人工操作，进而有效提高钣金的加工制造效率。
2、该面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，通过设置调控机构和激光切割头，调控机构方便根据需要控制激光切割头进行升降，从而方便调整激光切割头与钣金件之间的距离，保证激光切割效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大图；
图3为图1中A部分的放大图；
图4为图1中A部分的放大图。
图中：1加工台、2框架、3支撑腿、4输送带、5L型柱、6激光切割头、7L型中空板、8真空吸盘、9真空发生器、10伺服步进电机、11转筒、12内杆、13滑块、14滑槽、15固定块、16转杆、17水平板、18电动气缸、19横杆、20传动杆、21主动锥齿轮、22从动锥齿轮、23环形齿圈、24驱动齿轮、25调节螺杆、26L型导向杆、27导向套、28滚珠、29转盘、30转腔、31加强杆、32转柄、33耐磨保护套、34滚轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，包括相齐平的加工台1和框架2，加工台1与框架2固定连接，且加工台1和框架2的底部均固定连接有支撑腿3，框架2内安装有匹配的输送带4，加工台1远离框架2的上表面固定连接有L型柱5，L型柱5的水平部通过调控机构连接有激光切割头6，输送带4的上方设有L型中空板7，且L型中空板7与L型柱5之间通过升降换位转动机构相连接，L型中空板7的水平部对称固定连通有真空吸盘8，L型中空板7的竖直部固定安装有真空发生器9，且真空发生器9的输入端与L型中空板7固定连通；
升降换位转动机构包括通过安装架与L型柱5顶部固定连接的伺服步进电机10，伺服步进电机10的输出轴贯穿L型柱5的顶部并固定连接有转筒11，转筒11内滑动插接有匹配的内杆12，内杆12靠近顶端的杆壁上对称固定连接有滑块13，转筒11的内筒壁上对称开设有滑槽14，且滑块13与滑槽14滑动连接，内杆12的底端穿过转筒11并固定连接有固定块15，固定块15上贯穿设置有转杆16，且转杆16与固定块15之间通过第一轴承转动连接，转杆16的一端与L型中空板7的竖直部固定连接，内杆12的杆壁上通过第二轴承转动连接有水平板17，L型柱5水平部的下表面固定安装有电动气缸18，且电动气缸18的活塞杆与水平板17端部的上表面固定连接，内杆12靠近底端的杆壁上固定连接有横杆19，横杆19上贯穿设置有传动杆20，且传动杆20通过第三轴承与横杆19转动连接，传动杆20的底端固定连接有主动锥齿轮21，转杆16的杆壁上固定套接有与主动锥齿轮21相啮合的从动锥齿轮22，水平板17的下表面固定安装有环形齿圈23，传动杆20靠近顶端的杆壁上固定套接有与环形齿圈23相啮合的驱动齿轮24，输送带4方便对待加工的钣金件进行输送，避免低效率的人工搬运，启动电动气缸18方便带动水平板17向下运动，水平板17带动内杆12沿着转筒11向下滑动，内杆12带动L型中空板7向下运动，启动真空发生器9，配合真空吸盘8方便对输送带4上的钣金件进行吸附，随后电动气缸18带动吸附的钣金件上升与输送带4脱离，启动伺服步进电机10带动转筒11转动180度，转筒11内壁上的滑槽14配合内杆12杆壁上的滑块13，使得转筒11可带动内杆12同步转动，从而方便L型中空板7换位至加工台1上方，转筒11和内杆12在转动过程中，带动套接有驱动齿轮24的传动杆20沿着环形齿圈23做圆周运动，使得传动杆20发生自转，传动杆20通过主动锥齿轮21带动套接有从动锥齿轮22的转杆16转动180度，使得L型中空板7在换位的过程中可以进行自动翻转，换位翻转后的钣金件位于激光切割头6正下方，从而便于对钣金件进行高效切割加工，避免了低效率的人工操作，进而有效提高钣金的加工制造效率。
滑块13靠近滑槽14槽底的一侧开设有滚珠槽，且滚珠槽内安装有匹配的滚珠28，滚珠28的一端穿过滚珠槽的槽口并向外延伸，且与滑槽14的槽底滚动连接，减小滑块13与滑槽14之间的摩擦力。
伺服步进电机10的输出轴上固定套接有转盘29，L型柱5的水平部开设有与转盘29相对应的转腔30，且转盘29与转腔30转动连接，保证转筒11转动的稳定性。
L型中空板7水平部的上表面对称固定连接有加强杆31，且加强杆31的另一端与转杆16固定连接，方便对L型中空板7进行支撑，提高结构强度。
转筒11、内杆12和环形齿圈23的中心轴线均相互重合设置，保证同轴运动。
转盘29的外圈侧壁上开设有多个呈环形均匀分布的凹槽，凹槽内转动安装有匹配的滚轮34，且滚轮34与转腔30的内壁滚动连接，方便转盘29沿着转腔30稳定转动。
实施例2
参照图1和图4，一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，包括相齐平的加工台1和框架2，加工台1与框架2固定连接，且加工台1和框架2的底部均固定连接有支撑腿3，框架2内安装有匹配的输送带4，加工台1远离框架2的上表面固定连接有L型柱5，L型柱5的水平部通过调控机构连接有激光切割头6，输送带4的上方设有L型中空板7，且L型中空板7与L型柱5之间通过升降换位转动机构相连接，L型中空板7的水平部对称固定连通有真空吸盘8，L型中空板7的竖直部固定安装有真空发生器9，且真空发生器9的输入端与L型中空板7固定连通；
调控机构包括通过轴承座与激光切割头6顶端转动连接的调节螺杆25，调节螺杆25的顶端贯穿L型柱5的水平部并向上延伸，且调节螺杆25与L型柱5的水平部螺纹连接，激光切割头6的侧壁上固定连接有L型导向杆26，L型柱5的水平部固定镶嵌有与L型导向杆26相对应的导向套27，L型导向杆26的竖直部穿过导向套27并向上延伸，且L型导向杆26与导向套27滑动连接，转动调节螺杆25方便带动激光切割头6进行升降，从而方便调整激光切割头6与钣金件之间的距离，保证激光切割效果，激光切割头6升降过程中带动L型导向杆26沿着导向套27滑动，不仅保证激光切割头6升降的稳定性，而且避免转动调节螺杆25时带动激光切割头6发生位置偏转。
调节螺杆25远离激光切割头6的一端固定安装有转柄32，方便控制调节螺杆25的转动。
L型导向杆26与导向套27的连接处安装有匹配的耐磨保护套33，避免滑动连接处发生磨损。
综上所述，该面向钣金柔性智能制造的多功能机器人,在使用时，输送带4方便对待加工的钣金件进行输送，避免低效率的人工搬运，启动电动气缸18方便带动水平板17向下运动，水平板17带动内杆12沿着转筒11向下滑动，内杆12带动L型中空板7向下运动，启动真空发生器9，配合真空吸盘8方便对输送带4上的钣金件进行吸附，随后电动气缸18带动吸附的钣金件上升与输送带4脱离，启动伺服步进电机10带动转筒11转动180度，转筒11内壁上的滑槽14配合内杆12杆壁上的滑块13，使得转筒11可带动内杆12同步转动，从而方便L型中空板7换位至加工台1上方，转筒11和内杆12在转动过程中，带动套接有驱动齿轮24的传动杆20沿着环形齿圈23做圆周运动，使得传动杆20发生自转，传动杆20通过主动锥齿轮21带动套接有从动锥齿轮22的转杆16转动180度，使得L型中空板7在换位的过程中可以进行自动翻转，换位翻转后的钣金件位于激光切割头6正下方，从而便于对钣金件进行高效切割加工，避免了低效率的人工操作，进而有效提高钣金的加工制造效率。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，包括相齐平的加工台(1)和框架(2)，其特征在于：所述加工台(1)与框架(2)固定连接，且加工台(1)和框架(2)的底部均固定连接有支撑腿(3)，所述框架(2)内安装有匹配的输送带(4)，所述加工台(1)远离框架(2)的上表面固定连接有L型柱(5)，所述L型柱(5)的水平部通过调控机构连接有激光切割头(6)，所述输送带(4)的上方设有L型中空板(7)，且L型中空板(7)与L型柱(5)之间通过升降换位转动机构相连接，所述L型中空板(7)的水平部对称固定连通有真空吸盘(8)，所述L型中空板(7)的竖直部固定安装有真空发生器(9)，且真空发生器(9)的输入端与L型中空板(7)固定连通；
所述升降换位转动机构包括通过安装架与L型柱(5)顶部固定连接的伺服步进电机(10)，所述伺服步进电机(10)的输出轴贯穿L型柱(5)的顶部并固定连接有转筒(11)，所述转筒(11)内滑动插接有匹配的内杆(12)，所述内杆(12)靠近顶端的杆壁上对称固定连接有滑块(13)，所述转筒(11)的内筒壁上对称开设有滑槽(14)，且滑块(13)与滑槽(14)滑动连接，所述内杆(12)的底端穿过转筒(11)并固定连接有固定块(15)，所述固定块(15)上贯穿设置有转杆(16)，且转杆(16)与固定块(15)之间通过第一轴承转动连接，所述转杆(16)的一端与L型中空板(7)的竖直部固定连接，所述内杆(12)的杆壁上通过第二轴承转动连接有水平板(17)，所述L型柱(5)水平部的下表面固定安装有电动气缸(18)，且电动气缸(18)的活塞杆与水平板(17)端部的上表面固定连接，所述内杆(12)靠近底端的杆壁上固定连接有横杆(19)，所述横杆(19)上贯穿设置有传动杆(20)，且传动杆(20)通过第三轴承与横杆(19)转动连接，所述传动杆(20)的底端固定连接有主动锥齿轮(21)，所述转杆(16)的杆壁上固定套接有与主动锥齿轮(21)相啮合的从动锥齿轮(22)，所述水平板(17)的下表面固定安装有环形齿圈(23)，所述传动杆(20)靠近顶端的杆壁上固定套接有与环形齿圈(23)相啮合的驱动齿轮(24)。
2.根据权利要求1所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述调控机构包括通过轴承座与激光切割头(6)顶端转动连接的调节螺杆(25)，所述调节螺杆(25)的顶端贯穿L型柱(5)的水平部并向上延伸，且调节螺杆(25)与L型柱(5)的水平部螺纹连接，所述激光切割头(6)的侧壁上固定连接有L型导向杆(26)，所述L型柱(5)的水平部固定镶嵌有与L型导向杆(26)相对应的导向套(27)，所述L型导向杆(26)的竖直部穿过导向套(27)并向上延伸，且L型导向杆(26)与导向套(27)滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述滑块(13)靠近滑槽(14)槽底的一侧开设有滚珠槽，且滚珠槽内安装有匹配的滚珠(28)，所述滚珠(28)的一端穿过滚珠槽的槽口并向外延伸，且与滑槽(14)的槽底滚动连接。
4.根据权利要求1所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述伺服步进电机(10)的输出轴上固定套接有转盘(29)，所述L型柱(5)的水平部开设有与转盘(29)相对应的转腔(30)，且转盘(29)与转腔(30)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述L型中空板(7)水平部的上表面对称固定连接有加强杆(31)，且加强杆(31)的另一端与转杆(16)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述转筒(11)、内杆(12)和环形齿圈(23)的中心轴线均相互重合设置。
7.根据权利要求2所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述调节螺杆(25)远离激光切割头(6)的一端固定安装有转柄(32)。
8.根据权利要求2所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述L型导向杆(26)与导向套(27)的连接处安装有匹配的耐磨保护套(33)。
9.根据权利要求4所述的一种面向钣金柔性智能制造的多功能机器人，其特征在于：所述转盘(29)的外圈侧壁上开设有多个呈环形均匀分布的凹槽，所述凹槽内转动安装有匹配的滚轮(34)，且滚轮(34)与转腔(30)的内壁滚动连接。
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