CN208811315U - 一种柔性激光切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性激光切割系统，用于机器人行业对工件进行的激光切割加工工序，包括一机器人，激光切割随动装置连接在机械臂上，控制系统设于所述机器人旁侧，并与所述机器人、所述激光切割随动装置及所述激光切割器分别相连，所述机器人的底部设有驱动装置，所述伺服电机具有抱闸功能，所述激光切割随动装置包括丝杠导轨以及与所述丝杠导轨相对应的传动机构，所述传动机构的外侧设有风琴防护罩。本实用新型所述系统集成了机器人、激光切割随动装置、激光切割器及控制系统，系统采用机器人切割时能够实现已经范围内对工件进行切割相应的形状，并且切割精度高，系统采用机器人控制切割时精度靠机器人轨迹精度保证，该设备扩大了行程，移动范围广。

Description

一种柔性激光切割系统

技术领域

本实用新型涉及工业设备技术领域，尤其涉及一种柔性激光切割系统。

背景技术

近年来，包括在汽车的车身自由开孔等加工在内，车身弯曲加工后经常需要在后道工序中对对象物实施小孔加工等操作，特别是使用有机器人的生产线，这类加工更为频繁出现。在汽车整车与零部件生产过程中，往往需要对各类大小工件进行切割、小孔加工等工序。目前主流的激光加工机器人是采用机器人加激光头的方案，在机器人快速移动时会引起末端振动，造成定位误差、影响加工精度；另外，在实施机器人6轴轨迹插补运算后，会产生插补周期长、小轨迹情形下插补间隔不均等问题，通常情况下很难确保足够的轨迹精度。对于这类利用机器人来实施的切割加工，以及电弧焊接的摇摆轨迹、标记作业等小轨迹加工来说，如何确保工具的轨迹精度是一个难题。而对于工业机器人来说，由于其必须对惯性大、刚性低的机器人摇杆端部实施控制，因此，通常情况下很难确保足够的轨迹精度。传统机器人加激光头的解决方案速度慢，效率低且精度低。由于机器人手臂长，且刚性有限，在快速加减速时，会引起手臂末端振动，造成切割精度差。为解决这一问题，确保足够高的轨迹精度，因此需要在机器人的手腕端部与激光头之间增加激光切割辅助装置。这样机器人、激光切割随动装置、激光切割器及控制系统形成一个独立完整的柔性激光切割系统。而柔性切割系统采用机器人加激光切割随动装置加激光头的方案，采用机器人走轨迹和激光切割随动装置进行切割操作，速度快，精度高。

现在市场上使用机器人配合激光切割器对钣金件进行切割，但切割精度差，切割孔尺寸太大，不能满足客户的实际使用要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性激光切割系统，为解决以上技术问题，本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现。

一种柔性激光切割系统，用于机器人行业对工件进行的激光切割加工工序，包括：

一机器人，所述机器人具有一机械臂；

一激光切割随动装置，设置于所述机械臂的下方并连接在所述机械臂的手腕端部；

一激光切割器，通过所述激光切割随动装置连接在所述机械臂上，所述激光切割器上设有激光头，所述激光头朝向待加工的工件；

控制系统，设于所述机器人旁侧，并与所述机器人、所述激光切割随动装置及所述激光切割器分别相连。

优选地，所述机器人的所述机械臂上依次设有手臂、手肘和手腕三个扭转关节。

优选地，所述机器人的底部设有驱动装置。

优选地，所述激光切割随动装置设有控制X轴、Y轴位移的两个伺服电机，两个所述伺服电机相互垂直布置。

优选地，所述伺服电机具有抱闸功能。

优选地，所述激光切割随动装置包括丝杠导轨以及与所述丝杠导轨相对应的传动机构。

优选地，所述传动机构的外侧设有风琴防护罩。

本技术方案的优点在于：

本实用新型所述系统集成了机器人、激光切割随动装置、激光切割器及控制系统，机器人具有运动范围广、运动速度快的特点，系统采用机器人切割时速度达到4m/s，激光切割随动装置切割最高速度达到0.17m/s。激光切割随动装置能够在相互垂直的方向上实现0-50mm的移动，空间范围达到50x50mm²，能够实现已经范围内对工件进行切割相应的形状，并且切割精度高，系统采用机器人控制切割时精度靠机器人轨迹精度保证，工艺轨迹尺寸轨迹精度达到±0.1mm,应用在小轨迹激光切割，一般切割圆和圆弧最大位移为40mmx40mm，该设备扩大了行程，移动范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一种柔性激光切割系统的一个较佳实施例的示意图；

图2为本实用新型一种柔性激光切割系统的一个较佳实施例中的激光切割随动装置结构图。

上述说明书中附图标记表示说明：

1、机器人；2、激光切割随动装置；21、伺服电机；22、风琴防护罩；

3、激光切割器；4、控制系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型较佳的实施例中，根据现有技术存在的问题，现提供一种柔性激光切割系统，用于机器人行业对工件进行的激光切割加工工序，

其结构如图1所示，包括：

一机器人1，机器人1具有一机械臂；

一激光切割随动装置2，设置于机械臂的下方并连接在机械臂的手腕端部，用于50x50mm空间范围内的位置调整；

一激光切割器3，通过激光切割随动装置2连接在机械臂上，激光切割器3上设有激光头，激光头朝向待加工的工件，以对工件进行切割或钻孔；

控制系统4，设于机器人1旁侧，并与机器人1、激光切割随动装置2及激光切割器3分别相连，用于控制机器人1与激光切割随动装置2的位移以及激光切割器3的加工，为端部提供了三个方向的位移基础。

本实用新型较佳的实施例中，机器人1的机械臂上依次设有手臂、手肘和手腕三个扭转关节。

本实用新型较佳的实施例中，机器人1的底部设有驱动装置，用于为机器人的各个动作提供能源。

如图2所示，本实用新型较佳的实施例中，激光切割随动装置2设有控制X轴、Y轴位移的两个伺服电机21，两个伺服电机21相互垂直布置。

具体地，每个伺服电机分别控制激光切割随动装置2在两个方向的位移，两个方向上分别实现0-50mm的移动。

具体地，伺服电机21采用额定转速6000r/min、响应速度快的电机，在x、y轴上最快移动速度达10m/min，最大加速度达2g；伺服电机还具有抱闸功能，保护执行机构的动态安全。

本实用新型较佳的实施例中，伺服电机21具有抱闸功能。

本实用新型较佳的实施例中，激光切割随动装置2包括丝杠导轨以及与丝杠导轨相对应的传动机构。

具体地，激光切割随动装置2采用高精度丝杠导轨及相应的传动机构，保证轨迹精度为±0.1mm。

本实用新型较佳的实施例中，传动机构的外侧设有风琴防护罩22，用于保护传动机构，并具有耐受性好、压缩量小、质量轻等特点。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型所述系统集成了机器人、激光切割随动装置、激光切割器及控制系统，机器人具有运动范围广、运动速度快的特点，系统采用机器人切割时速度达到4m/s，激光切割随动装置切割最高速度达到0.17m/s。激光切割随动装置能够在相互垂直的方向上实现0-50mm的移动，空间范围达到50x50mm²，能够实现已经范围内对工件进行切割相应的形状，并且切割精度高，系统采用机器人控制切割时精度靠机器人轨迹精度保证，工艺轨迹尺寸轨迹精度达到±0.1mm,应用在小轨迹激光切割，一般切割圆和圆弧最大位移为40mmx40mm，该设备扩大了行程，移动范围广。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种柔性激光切割系统，用于机器人行业对工件进行的激光切割加工工序，其特征在于，包括：

一机器人，所述机器人具有一机械臂；

一激光切割随动装置，设置于所述机械臂的下方并连接在所述机械臂的手腕端部；

一激光切割器，通过所述激光切割随动装置连接在所述机械臂上，所述激光切割器上设有激光头，所述激光头朝向待加工的工件；

控制系统，设于所述机器人旁侧，并与所述机器人、所述激光切割随动装置及所述激光切割器分别相连。

2.根据权利要求1所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述机器人的所述机械臂上依次设有手臂、手肘和手腕三个扭转关节。

3.根据权利要求1所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述机器人的底部设有驱动装置。

4.根据权利要求1所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述激光切割随动装置设有控制X轴、Y轴位移的两个伺服电机，两个所述伺服电机相互垂直布置。

5.根据权利要求4所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述伺服电机具有抱闸功能。

6.根据权利要求1所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述激光切割随动装置包括丝杠导轨以及与所述丝杠导轨相对应的传动机构。

7.根据权利要求6所述的一种柔性激光切割系统，其特征在于，所述传动机构的外侧设有风琴防护罩。