CN205705902U - 一种机器人雕刻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的机器人雕刻系统，包括工作台，工作台上设置有水平回转台、机器人、刀具检测装置和刀具架，所述水平回转台上放置有雕刻原材料，刀具检测装置和刀具架并排设置于机器人的一侧；工作台之外设置有控制机器人的机器人控制柜以及用于连接机器人与刀具检测装置、刀具架的电气控制柜。该系统精度高、可及时更换磨损的刀具，雕刻出来的产品精致、逼真。

Description

一种机器人雕刻系统

技术领域

本实用新型涉及一种机器人雕刻系统，属于机器人雕刻技术领域。

背景技术

随着智能化技术的发展，机器人开始进入人们的视线，如今工业焊接机器人已经成为最普遍的存在，其他的还有码垛机器人、搬运机器人、火焰切割机器人以及雕刻机器人等，雕刻机器人能在各种原材料上雕刻出所需要的二位图形或三维立体浮雕，但现有的雕刻机器人在雕刻过程中如果刀具损坏不能及时更换，并且用于放置雕刻原材料的回转台回转精度低，雕刻出来的产品比较粗糙，达不到所需标准。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种机器人雕刻系统，该系统精度高、可及时更换磨损的刀具，雕刻出来的产品精致、逼真。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种机器人雕刻系统，包括工作台，工作台上设置有水平回转台、机器人、刀具检测装置和刀具架，所述水平回转台上放置有雕刻毛坯件，刀具检测装置和刀具架并排设置于机器人的一侧；工作台之外设置有控制机器人的机器人控制柜以及用于连接机器人与刀具检测装置、刀具架的电气控制柜。

根据本实用新型优选的，工作台之外还设置有冷却水箱和水气控制柜，所述机器人通过水气控制柜控制冷却水箱。

根据本实用新型优选的，所述水平回转台包括底座和设置于底座上的回转盘，底座上方设置有回转支承安装板，回转支承安装板上固定有回转支承和调整条块；回转支承包括回转支承齿轮、回转支承固定转环以及连接回转支承齿轮与回转支承固定转环的滚动体；底座内设置有动力装置，动力装置通过回转支承齿轮与回转盘相连接，所述动力装置包括主动齿轮，主动齿轮通过齿轮挡板固定于回转盘的下方且主动齿轮与回转支承齿轮相啮合，主动齿轮通过设置于齿轮下方的减速机输出轴连接有减速机，减速机通过减速机输入轴连接有电机。

根据本实用新型优选的，所述刀具检测装置自下而上依次包括刀具检测底座、刀具检测支架和支撑板，支撑板上设置有对刀台和线缆，对刀台内设置有压力传感器。

根据本实用新型优选的，所述刀具架自下而上依次包括相互对称的两个刀具架底板、两个刀具架支腿、两个倾斜支架和两个刀夹座底板，所述两个刀具架支腿通过支腿连接板相连接，刀夹座底板上依次设置有刀夹座和用于放置刀具的若干个刀夹；所述倾斜支架上连接有刀具架翻盖，刀具架翻盖下方铰接有两个气缸，每个气缸的下端通过气缸下固定轴与设置在刀具架支腿上的气缸下连接板铰接。

根据本实用新型优选的，所述支撑板的四个角上还设置有基坐标校准工具。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中的水平回转台采用伺服电机驱动，通过编码器实现位置、速度和力矩的闭环控制，克服了步进电机失步的问题，并且通过减速机及回转支承进一步增大了减速比，增大编码器分辨率，大大提高了该水平回转台的精度；另外由于采用伺服电机驱动使得水平回转台具有较强的抗过载能力，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速气动的场合特别适用，并且加之使用回转支承可以进一步成倍提高该水平回转台的承重能力，使得大工件也能在水平回转台上进行加工。

2、本实用新型不仅可以实现在换刀之后随即进行刀具的检测，以便使系统得到精确的刀具参数再进行加工，避免了由人工检测所带来的误差因素，而且还可以在工作中随时对刀具进行检测，以便自动补偿因磨损而产生的尺寸偏差，提高雕刻精度，提高工作效率。

3、本实用新型采用机器人换刀，换刀速度快、效率高、使用寿命长、故障率低，雕刻出来的产品精致、逼真。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型水平回转台的剖面示意图。

图3为本实用新型水平回转台的动力装置剖面结构示意图。

图4为本实用新型刀具检测装置的结构示意图。

图5为本实用新型刀具架的结构示意图。

图中，1、工作台，2、水平回转台，3、机器人底座，4、刀具检测装置，5、刀具架，6、冷却水箱，7、机器人控制柜，8、电气控制柜，9、水气控制柜，10、机器人，21、底座，23、回转盘，241、回转支承齿轮，242、回转支承固定转环，243、滚动体，25、回转支承安装板，26、动力装置，261、齿轮挡板，262、齿轮，263、减速机输出轴，264、电机安装座，265、电机，266、减速机输入轴，267、减速机，27、动力装置安装座，28、调整条块，41、刀具检测底座，42、支撑板，43、刀具检测加强筋板，44、刀具检测支架，45、基坐标校准工具，46、对刀台，47、线缆，51、刀具架底板，52、刀具架加强筋板，53、刀具架支腿，54、气缸下连板，55、气缸下固定轴，56、气缸，57、刀夹座底板，58、翻盖连接轴，59、刀具架翻盖，510、刀夹，511、刀夹座，512、支腿连接板，513、倾斜支架。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型的机器人雕刻系统，包括工作台1，工作台上设置有水平回转台2、机器人10、刀具检测装置4和刀具架5，所述水平回转台2上放置有雕刻原材料，机器人放置于机器人底座3上，刀具检测装置4和刀具架5并排设置于机器人10的一侧；工作台之外设置有控制机器人的机器人控制柜7，用于连接机器人与刀具检测装置、刀具架的电气控制柜8，还设置有冷却水箱6和水气控制柜9，机器人通过水气控制柜9控制冷却水箱6。

如图2、3所示，所述水平回转台2包括底座21和设置于底座上的回转盘23，底座21上方设置有回转支承安装板25，回转支承安装板25上固定有回转支承24和调整条块28，回转支承包括回转支承齿轮241、回转支承固定转环242以及连接回转支承齿轮与回转支承固定转环的滚动体243；底座21内设置有动力装置26，动力装置26通过回转支承齿轮241与回转盘23相连接，所述动力装置26包括主动齿轮262，主动齿轮262通过齿轮挡板261固定于回转盘23的下方且主动齿轮262与回转支承齿轮241相啮合，主动齿轮262通过设置于齿轮下方的减速机输出轴263连接有减速机267，减速机267通过减速机输入轴266连接有电机265。所述调整条块28上设置有螺栓，通过调节螺栓可以对动力装置26进行微调，能减小回转支承齿轮与主动齿轮262装配时的误差，提高水平回转台精度。

如图4所示，所述刀具检测装置4自下而上依次包括刀具检测底座41、刀具检测支架44和支撑板42，刀具检测底座41和刀具检测支架44通过刀具检测加强筋板43固定用以增强刀具检测支架的稳定性，支撑板上设置有基坐标校准工具45、对刀台46和线缆47，对刀台内设置有压力传感器。所述基坐标校准工具45分布于支撑板的四个角上，机器人可以快速、准确的做出基坐标。

如图5所示，所述刀具架5自下而上依次包括相互对称的两个刀具架底板51、两个刀具架支腿53、两个倾斜支架513和两个刀夹座底板57，位于同一侧的刀具架底板51和刀具架支腿53通过刀具架加强筋板52固定以增强刀具架支腿的稳定性，所述两个刀具架支腿通过支腿连接板512相连接，刀夹座底板上依次设置有刀夹座511和用于放置刀具的若干个刀夹510；所述倾斜支架上连接有刀具架翻盖59，刀具架翻盖下方铰接有两个气缸56，每个气缸的下端通过气缸下固定轴55与设置在刀具架支腿上的气缸下连接板54铰接。

本实用新型的雕刻系统工作过程：

首先，根据模型和雕刻毛坯件的大小进行编程，编好程序后通过ROBOmove进行模拟运行，确认无误后将编好的程序导入机器人控制柜7中。

其次，将雕刻毛坯件固定于水平回转台2上，打开机器人进入程序控制界面，操作机器人10自动更换合适的刀具，机器人4自动转动到刀具架5前方的指定位置，对刀具架5的气缸56通气使气缸拉紧，刀具架翻盖59绕翻盖连接轴58旋转，打开刀具架翻盖59，然后机器人10先把工作刀具放在指定的刀夹510上，再去夹持要更换的刀具，刀具更换完成后，气缸56顶起，使刀具架翻盖翻转上去，遮住刀具，起到保护作用。再进行刀具检测，机器人10夹持着更换后的刀具进行刀具检测，向刀具检测装置4的对刀台46靠拢，当快到达对刀台时，速度降低，缓慢靠近对刀台46，以防止速度过快对对刀台产生冲击，损伤对刀台46及刀具，当刀具刚好碰到对刀台46时，压力传感器起作用，此时，压力传感器经线缆47输出到位信号给机器人10，并且将检测到的刀具参数输出给机器人10。

最后，更换好的刀具符合使用要求时，开始进行雕刻。给电机265通电，接收到机器人的信号后，电机输出动力，经电机265的输出轴传递到与其相连接的减速机输入轴266，然后经减速机输出轴263传递给主动齿轮262，主动齿轮262通过与回转支承齿轮241啮合带动回转支承转动，从而带动回转盘23旋转，回转盘23旋转使得机器人对雕刻原材料进行雕刻加工。机器人雕刻过程中，会定时对工作刀具进行检测，以补偿刀具工作过程中的磨损，可以有助于提高工件的加工精度，在雕刻过程中需要更换刀具的，可以自动从刀具架上更换任一符合工作要求的刀具，避免了人工更换刀具产生的较大偏差，对于提高工作效率以及提高工件的加工精度有很大的作用。

本实用新型的水平回转台2的零部件采用了高精度的数控机床等设备进行加工，并且采用了回转支承24来协助底座21支撑工件，增大减速比，不仅提高了回转平台的精度，还获得了较大的承重负载能力，使得额定负载可以达到8吨。

以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种机器人雕刻系统，其特征在于：包括工作台（1），工作台上设置有水平回转台（2）、机器人（10）、刀具检测装置（4）和刀具架（5），所述水平回转台（2）上放置有雕刻毛坯件，刀具检测装置（4）和刀具架（5）并排设置于机器人（10）的一侧；工作台之外设置有控制机器人的机器人控制柜（7）以及用于连接机器人与刀具检测装置、刀具架的电气控制柜（8）。

2.根据权利要求1所述的机器人雕刻系统，其特征在于：工作台之外还设置有冷却水箱（6）和水气控制柜（9），所述机器人通过水气控制柜（9）控制冷却水箱（6）。

3.根据权利要求1或2所述的机器人雕刻系统，其特征在于：所述水平回转台（2）包括底座（21）和设置于底座上的回转盘（23），底座（21）上方设置有回转支承安装板（25），回转支承安装板（25）上固定有回转支承（24）和调整条块（28），回转支承包括回转支承齿轮（241）、回转支承固定转环（242）以及连接回转支承齿轮与回转支承固定转环的滚动体（243）；底座（21）内设置有动力装置（26），动力装置（26）通过回转支承齿轮（241）与回转盘（23）相连接，所述动力装置（26）包括主动齿轮（262），主动齿轮（262）通过齿轮挡板（261）固定于回转盘（23）的下方且主动齿轮（262）与回转支承齿轮（241）相啮合，主动齿轮（262）通过设置于齿轮下方的减速机输出轴（263）连接有减速机（267），减速机（267）通过减速机输入轴（266）连接有电机（265）。

4.根据权利要求1或2所述的机器人雕刻系统，其特征在于：所述刀具检测装置（4）自下而上依次包括刀具检测底座（41）、刀具检测支架（44）和支撑板（42），支撑板上设置有对刀台（46）和线缆（47），对刀台内设置有压力传感器。

5.根据权利要求1或2所述的机器人雕刻系统，其特征在于：所述刀具架（5）自下而上依次包括相互对称的两个刀具架底板（51）、两个刀具架支腿（53）、两个倾斜支架（513）和两个刀夹座底板（57），所述两个刀具架支腿通过支腿连接板（512）相连接，刀夹座底板上依次设置有刀夹座（511）和用于放置刀具的若干个刀夹（510）；所述倾斜支架上连接有刀具架翻盖（59），刀具架翻盖下方铰接有两个气缸（56），每个气缸的下端通过气缸下固定轴（55）与设置在刀具架支腿上的气缸下连接板（54）铰接。

6.根据权利要求4所述的机器人雕刻系统，其特征在于：所述支撑板（42）的四个角上还设置有基坐标校准工具（45）。