CN203282558U - 木工榫槽加工机器人 - Google Patents

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刘宇
李璇
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本实用新型公开木工榫槽加工机器人,该机器人包括第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块、钻铣动力头和控制装置。本实用新型由控制装置控制第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块运动至相应的榫槽位置后,还控制钻铣电机转动而加工榫槽,整个过程全自动化,所以,能够提高榫槽生产效率,工人劳动强度低;第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均是直线运动且转数与位移呈线性关系,所以,加工精度高。

Description

木工榫槽加工机器人技术领域
[0001] 本实用新型涉及木材加工技术领域,尤其涉及用于木材加工的木工榫槽加工机器人。
背景技术
[0002]目前,我国家具企业使用的木工榫槽加工机械主要有单头开榫机和双头开榫机,现有的木工榫槽机进行榫槽作业时,操作者需要先在被加工的木料上画出各槽的位置、长度和宽度尺寸,然后再根据所划的各线加工各槽,而在加工通的方槽时,需根据在被加工木料上的正、反两面已划好的线,在两次装夹、划正加工才能完成。使用这种传统加工工艺的主要缺点是:生产效率低、加工精度低和工人的劳动强度大,给大批量、高精度的生产带来了诸多不便。
发明内容
[0003] 本实用新型解决的问题是现有榫槽生产效率低、加工精度低和工人劳动强度大的问题。
[0004] 为解决上述问题,本实用新型提供一种木工榫槽加工机器人,该机器人包括第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块、钻铣动力头和控制装置,其中,所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块两两垂直而呈三维直角坐标系配置,所述钻铣动力头连接于第三直线运动模块;所述第一直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述第二直线运动模块沿着该第一直线运动模块运动;所述第二直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述钻铣动力头及第三直线运动模块沿着该第二直线运动模块运动;所述第三直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述钻铣动力头沿着该第三直线运动模块运动。
[0005] 可选地,所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块的结构相同,包括电机、机体、轴承、轴承座、滚珠丝杠、滑块,其中,所述电机连接于所述控制装置,所述轴承座安装于机体上并与轴承装配;所述滚珠丝杠连接于轴承和电机;所述滑块连接于滚珠丝杠。
[0006] 可选地,所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均包括两根导轨,该两根导轨平行设置且位于所述滚珠丝杠的两侧;所述滑块上设置有两个穿孔,每一根导轨穿过于一个穿孔且导轨的两端固定于所述机体。
[0007] 可选地,所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均包括呈直线状的侧棱,所述滑块上设置有与该侧棱装配的导槽。
[0008] 可选地,所述钻铣动力头包括支座、电机支架、电机、轴承座、传动轴、传送带、带轮和钻夹,其中,所述支座连接于第三直线运动模块,所述电机支架安装于支座,所述电机安装于电机支架,所述轴承座安装于支座且与传动轴装配,该传动轴上装配有带轮,所述传送带连接电机和带轮。[0009] 可选地,所述控制装置包括PLC控制器和连接该PLC控制器的三个伺服驱动器,该三个伺服驱动器分别连接所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块。
[0010] 与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
[0011] 本实用新型由控制装置控制第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块运动至相应的榫槽位置后,还控制钻铣电机转动而加工榫槽,整个过程全自动化,所以,能够提高榫槽生产效率,工人劳动强度低;第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均是直线运动且转数与位移呈线性关系,所以,加工精度高。
[0012] 附图说明
[0013] 图1是本实用新型木工榫槽加工机器人的立体图;
[0014] 图2是图1所示木工榫槽加工机器人的第一直线运动模块的结构示意图;
[0015] 图3是图1所示木工榫槽加工机器人的钻铣动力头的结构示意图;
[0016]图4是图1所示的木工榫槽加工机器人的控制装置与第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块和钻铣动力头各自的电机连接的示意图;
[0017] 图5是本实用新型木工榫槽加工机器人于具体使用时候的的结构示意图。
具体实施方式
[0018] 为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效,下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
[0019] 请参阅图1和图2并结合图3和图4,本实用新型木工榫槽加工机器人包括第一直线运动模块1、第二直线运动模块2、第三直线运动模块3、钻铣动力头4和控制装置5。所述第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3两两垂直而呈三维直角坐标系配置,为了方便理解,可以将第一直线运动模块I认为是X轴,第二直线运动模块2认为是Z轴,第三直线运动模块3认为是Y轴。所述第一直线运动模块I接收控制装置5的控制指令而带动所述第二直线运动模块2沿着该第一直线运动模块I运动,也就是说,第二直线运动模块2在X轴方向运动。所述第二直线运动模块2接收控制装置5的控制指令而带动所述钻铣动力头4及第三直线运动模块3沿着该第二直线运动模块2运动,也就是钻铣动力头4在Z方向运动。所述第三直线运动模块3接收控制装置5的控制指令而带动所述钻铣动力头4沿着该第三直线运动模块3运动,也就是钻铣动力头4在Y方向运动,通过第二直线运动模块2在X方向的运动和钻铣动力头4在Y方向的运动,从而,将钻铣动力头4调整到合适的位置,然后,通过钻铣动力头4在Z方向的运动对木料加工。在本实施方式中,所述第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3的结构相同,包括电机11、机体12、轴承、轴承座13、滚珠丝杠14、滑块15。所述电机11连接于所述控制装置5。所述轴承座13安装于机体12上并与轴承装配。所述滚珠丝杠14连接于轴承和电机11。所述滑块15连接于滚珠丝杠14。在本实施方式中,为了使得滑块15保持线性运动,进而,使得第二直线运动模块2沿着X轴运动,所述第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3均包括呈直线状的侧棱16,所述滑块15上设置有与该侧棱16装配的导槽151 ;作为上述穿孔和导轨的一种变化,所述第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3均包括两根导轨,该两根导轨平行设置且位于所述滚珠丝杠14的两侧,所述滑块15上设置有两个穿孔,每一根导轨穿过一个穿孔且导轨的两端固定于所述机体12。
[0020] 请参阅图1和图3,所述钻铣动力头4连接于第三直线运动模块3,在本实施方式中,所述钻铣动力头4包括支座41、电机支架42、钻铣电机43、轴承座44、传动轴45、传送带46、带轮47和钻夹48,其中,所述支座41连接于第三直线运动模块3,所述电机支架42安装于支座41,所述电机43安装于电机支架42,所述轴承座44安装于支座41且与传动轴45装配,该传动轴45上装配有带轮46,所述传送带46连接电机43和带轮47,钻夹48和带轮47装设于传动轴45的两端。
[0021] 请参阅图1和图4,所述控制装置5包括PLC控制器51和连接该PLC控制器51的三个伺服驱动器(52A、52B、52C),该三个伺服驱动器(52A、52B、52C)分别连接所述第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3,具体的,是连接第一直线运动模块I的电机11、第二直线运动模块2的电机和第三直线运动模块3的电机。
[0022] 请参阅图1至图5,本实用新型木工榫槽加工机器人的工作过程如下:将上述机器人固定在工作台6上,然后,将木材7夹紧在工作台6上,该工作台6上设置有限位角铁61、螺母支架62、丝杠63、推板64、手轮65和用于盛放木屑的排屑槽66,所述限位角铁61有两块且呈垂直设置,所述螺母支架62上安装有所述丝杠63,丝杠63的两端分别固定所述推板64和手轮65,木料6夹紧在工作台7上的具体过程如下:1)、将木料7并排在工作台6的台面上,然后,手转动手轮65而推动丝杠63转动,丝杠63转动而带动推板64推动木料7向机器人的第一直线运动模块I运动,从而,将木料7夹紧在第一直线运动模块I和推板64之间;将各个需加工的榫槽的位移输入PLC控制器51,PLC控制器51根据位移与电机的转数成线性关系将各自位移转化为对应的转数指令,该控制指令被相应的伺服驱动器(52A、52B、52C)放大,第一直线运动模块I的电机11接收该转数指令而控制电机转动,由此,该电机11转动使得带动滑块16在导轨17的导向作用下沿着滚珠丝杠15呈直线运动,也就是X轴运动;第三直线运动模块3的电机11接收转数指令后同样的使得该第三直线运动模块3的滑块16在导轨17的导向作用下沿着滚珠丝杠15呈直线运动,也就是Y轴运动。X轴和Y轴的运动使得钻铣动力头4位于需加工的榫槽的正上方。第二直线运动模块2的电机由转数指令控制而使得滑块16在导轨17的导向作用下沿着滚珠丝杠15直线运动,也就是沿着Z轴运动,沿着Z轴运动使得钻铣动力头4接触需加工的木材且位于榫槽位置,在此种情况下,钻铣动力头4的钻铣电机通过传送带46带动带轮47转动,带轮47转动而带动传动轴45转动,钻夹48随着传动轴45转动而使得钻夹上的模具刀具转动而加工榫槽,加工后的木屑被盛放于排屑槽66内,该转数与榫槽的深度呈线性关系,总之,PLC控制器51控制第一直线运动模块1、第二直线运动模块2、第三直线运动模块3运动至相应的榫槽位置后,还控制钻铣电机43转动而加工榫槽,整个过程全自动化,所以,能够提高榫槽生产效率,工人劳动强度低;第一直线运动模块1、第二直线运动模块2和第三直线运动模块3均是直线运动且转数与位移呈线性关系,所以,加工精度高。

Claims (6)

1.木工榫槽加工机器人,其特征是:该机器人包括第一直线运动模块、第二直线运动模块、第三直线运动模块、钻铣动力头和控制装置,其中, 所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块两两垂直而呈三维直角坐标系配置,所述钻铣动力头连接于第三直线运动模块; 所述第一直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述第二直线运动模块沿着该第一直线运动模块运动; 所述第二直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述钻铣动力头及第三直线运动模块沿着该第二直线运动模块运动; 所述第三直线运动模块接收控制装置的控制指令而带动所述钻铣动力头沿着该第三直线运动模块运动。
2.根据权利要求1所述的木工榫槽加工机器人,其特征是:所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块的结构相同,包括电机、机体、轴承、轴承座、滚珠丝杠、滑块,其中,所述电机连接于所述控制装置,所述轴承座安装于机体上并与轴承装配;所述滚珠丝杠连接于轴承和电机;所述滑块连接于滚珠丝杠。
3.根据权利要求2所述的木工榫槽加工机器人,其特征是:所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均包括两根导轨,该两根导轨平行设置且位于所述滚珠丝杠的两侧;所述滑块上设置有两个穿孔,每一根导轨穿过于一个穿孔且导轨的两端固定于所述机体。
4.根据权利要求2所述的木工榫槽加工机器人,其特征是:所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块均包括呈直线状的侧棱,所述滑块上设置有与该侧棱装配的导槽。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的木工榫槽加工机器人,其特征是:所述钻铣动力头包括支座、电机支架、电机、轴承座、传动轴、传送带、带轮和钻夹,其中,所述支座连接于第三直线运动模块,所述电机支架安装于支座,所述电机安装于电机支架,所述轴承座安装于支座且与传动轴装配,该传动轴上装配有带轮,所述传送带连接电机和带轮。
6.根据权利要求5所述的木工榫槽加工机器人,其特征是:所述控制装置包括PLC控制器和连接该PLC控制器的三个伺服驱动器,该三个伺服驱动器分别连接所述第一直线运动模块、第二直线运动模块和第三直线运动模块。
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