CN211866851U - 一种多轴机器人等离子切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多轴机器人等离子切割设备，包括：移动机构，所述移动机构包括支撑件、设置在支撑件上的横移装置以及竖移装置，所述竖移装置与横移装置连接；切割机构，所述切割机构与竖移装置连接；变位机构，所述变位机构包括变位机和工件，所述工件安装设置在变位机上；控制机构，所述控制机器包括机器人控制柜和等离子切割机，所述等离子切割机控制移动机构和切割机构，所述机器人控制柜控制等离子切割机。该设备能通过机器人控制自动完成不规则相贯线或曲面上不规则形状线体的切割，操作人员在示教编程后只需按启动键，就能够循环生产，降低了人工成本的同时能提高切割质量。

Description

一种多轴机器人等离子切割设备

技术领域

本实用新型涉及机器人切割设备技术领域，具体是涉及一种多轴机器人等离子切割设备。

背景技术

等离子弧切割机是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械，等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化和蒸发，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。

等离子切割技术普遍应用于钣金、模具、机构工程等行业，其中钣金行业中，在厚板或者精度要求不高的情况下等离子切割技术的需求和使用比较多。当然，目前各个行业也都有相应的常规设备，但是，操作不方便、对一些不规则的形状难以切割也成了常规设备的通病。目前重工行业的圆型、椭圆型等空间曲面型工件上的一些特殊的安装孔位、焊接组装坡口等的切割，常规设备难以完成，大多数是通过后期人工火焰切割或者打磨、或者是卷板压型前提前加工好才能完成的，而人工操作的这些工艺方法导致安装孔位位置精度差、坡口不平整、角度变化大等问题的出现，影响后续组装件的组装或焊接件的焊接，导致最终的组装位置精度差或焊缝质量差，严重影响了产品的质量。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种多轴机器人等离子切割设备，该设备能通过机器人控制自动完成不规则相贯线或曲面上不规则形状线体的切割，操作人员在示教编程后只需按启动键，就能够循环生产，降低了人工成本的同时能提高切割质量，解决上述提到的切割问题。

具体技术方案如下：

一种多轴机器人等离子切割设备，包括：移动机构，所述移动机构包括支撑件、设置在支撑件上的横移装置以及竖移装置，所述竖移装置与横移装置连接；切割机构，所述切割机构与竖移装置连接；变位机构，所述变位机构包括变位机和工件，所述工件安装设置在变位机上；控制机构，所述控制机器包括机器人控制柜和等离子切割机，所述等离子切割机控制移动机构和切割机构，所述机器人控制柜控制等离子切割机。

相较于现有技术，本实用新型具有如下优点：

本实用新型把六轴机器人与两轴移动机构、一轴回转变位机通过外部轴链接方式，由机器人控制柜统一控制，可以做到联动，实现机器人九轴联动。工作时，机器人控制柜根据提前示教编好的程序发出不同信号的指令，九轴中的各个轴对系统指令作出动作，机器人控制柜同时也控制等离子切割机，通过机器人示教盒就可以做到等离子切割时的起弧、收弧、调节切割速度、冷却系统启动停止等等离子切割机具有的所有功能。

具体的，所述支撑件包括两根竖直设置的支柱、架设在两根支柱之间的桁架，所述桁架上安装横移装置，所述横移装置上连接竖移装置，实现水平左右移动和竖直上下移动。

优选的，所述横移装置包括沿桁架长度方向开设在桁架上的横式滑轨和齿条、提供水平左右移动动力的横移电机以及与横移电机的输出轴连接的齿轮，所述齿轮沿横式滑轨方向齿合齿条水平左右移动，此结构简单易行，移动便捷。

优选的，所述竖移装置包括立式滑轨和齿条、提供竖直上下移动动力的竖移电机以及与竖移电机的输出轴连接的齿轮，所述齿轮沿立式滑轨方向齿合齿条竖直上下移动，此结构简单易行，移动便捷，所述竖移电机通过连接柱与横移电机相连接，实现联动。

优选的，所述切割机构包括切割机器人和等离子切割枪，所述切割机器人与立式滑轨相连，实现联动，实现上下左右移动，所述切割机器人与等离子切割枪相连，切割机器人控制等离子切割枪，等离子切割枪为切割执行器。

作为本实用新型的一种改进，所述横式滑轨或立式滑轨的两端设有限位块，用来限位，防止脱落。更进一步的，所述限位块内部设有橡胶垫，起到缓冲作用，进一步防止部件脱落。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构正视图；

图2为本实用新型的整体结构侧视图；

图3为本实用新型中的横移电机和竖移电机的连接结构示意图；

图4为本实用新型中的横移电机的结构示意图；

图5为本实用新型中的竖移电机的结构示意图。

附图中，1.1、支柱；1.2、桁架；1.3、横移电机；1.4、立式滑轨；1.5、竖移电机；1.6、连接柱；1.7、限位块；2.1、切割机器人；2.2、等离子切割枪；3、变位机；4.1、机器人控制柜；4.2、等离子切割机；5、工件。

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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，示出了一种多轴机器人等离子切割设备，包括移动机构、切割机构、变位机构和控制机构，控制机构是总控制，控制着移动机构、切割机构和变位机构的联动，这些机构之间协调配合，实现九轴机器人等离子切割。

具体的，如图3至图5，移动机构包括支撑件、横移装置和竖移装置，支撑件包括两根竖直设置的支柱1.1和架设在两根支柱1.1之间的桁架1.2，在桁架1.2上设有可水平左右移动的横移装置，横移装置上设有可竖直上下移动的竖移装置。其中，支柱1.1底部设置有通孔，通过膨胀螺栓将支柱1.1固定在地面上，支柱1.1上部设置有通孔，桁架1.2上设有螺纹孔，通过螺栓将桁架1.2固定在支柱1.1上。具体的，横移装置包括沿桁架1.2长度方向开设在桁架1.2上的横式滑轨和齿条、提供水平左右移动动力的横移电机1.3以及与横移电机1.3的输出轴连接的齿轮，在横移电机1.3的动力带动下，齿轮沿横式滑轨方向齿合齿条水平左右移动。同样的，竖移装置包括立式滑轨1.4和齿条、提供竖直上下移动动力的竖移电机1.5以及与竖移电机1.5的输出轴连接的齿轮，在竖移电机1.5的动力带动下，齿轮沿立式滑轨1.4方向齿合齿条竖直上下移动。竖移装置中的竖移电机1.5通过连接柱1.6与横移装置中的横移电机1.3相连接，实现两轴移动。作为本实用新型的一种改进，在横式滑轨的两端设有限位块1.7，用来限位横移装置，防止其移出桁架1.2，起到安全保护。更进一步的，在限位块1.7内部设有橡胶垫，防止机器人在运行过程中脱落。同样的，立式滑轨1.4的两端也设有限位块1.7和橡胶垫，用来限位竖移装置。

切割机构连接在竖移装置中的立式滑轨1.4上，随移动机构的上下左右移动而移动。切割机构包括切割机器人2.1和等离子切割枪2.2，切割机器人2.1与立式滑轨1.4相连，切割机器人2.1与等离子切割枪2.2相连，等离子切割枪2.2是用于切割待加工工件5的切割执行器。

变位机构包括变位机3和工件5，变位机3的安装面上设置有大小不同的若干对销孔，相适配的，工件5底部设有一对销孔，通过定位销将工件5安装在变位机3的安装面上，实现翻转，配合等离子切割枪2.2对工件5进行切割作业，实现一轴转动。

控制机构包括机器人控制柜4.1和等离子切割机4.2，机器人控制柜4.1是整个设备的控制端，横移电机1.3和竖移电机1.5与机器人控制柜4.1内的电机驱动器连接，变位机3的电机也与机器人控制柜4.1内的电机驱动器连接，通过机器人外部轴配置功能实现协调作业通讯；等离子切割机4.2是移动机构和切割机构的控制端，等离子切割机4.2与机器人控制柜4.1通过以太网通讯进行信号交互，实现联动作业，现有技术是直接人工操控等离子切割机4.2实现切割作业，本实用新型，在此基础上，加入了机器人，机器人控制柜4.1控制等离子切割机4.2实现自动化作业，实现六轴转动，取消了人工直接按钮操作，实现了机器人控制。

本设备在使用时，将工件5放置在变位机3上，通过操作人员对工件5切割轨迹进行对点、调试，横移电机1.3、竖移电机1.5和变位机3的电机与机器人控制柜4.1内的电机通过驱动器连接，通过机器人外部轴配置功能实现同步协调作业通讯，等离子切割机4.2与机器人控制柜4.1信号交互。根据产品规格选择相应程序，按下机器人控制柜4.1上的启动按钮，机器人通过各轴联动离开坐标原点位置，移动到切割轨迹原点，变位机3带动工件5匀速缓慢旋转，移动机构和切割机构联动进行切割，切割完后，可替换工件5循环生产。

该设备把六轴机器人与两轴移动机构、一轴回转变位机3通过外部轴链接方式，由机器人控制柜4.1统一控制，可以做到联动。一轴回转变位机3的安装面采用法兰盘形式，可以兼容不同工件5的安装、定位，工作时，机器人控制柜4.1根据提前示教编好的程序发出不同信号的指令，九轴中的各个轴对系统指令作出动作，机器人控制柜4.1同时也控制等离子切割机4.2，通过机器人示教盒就可以做到等离子切割时的起弧、收弧、调节切割速度、冷却系统启动停止等等离子切割机4.2具有的所有功能。

因此，综上所述，该设备可实现九轴联动，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一该设备经人员事先对点、调试后可快速实现操作，能够快速生产，且能够持续生产，缩短了工作周期，提高了工作效率；

其二该设备只需要一人操作即可，取消了后期人工火焰切割或者打磨、或者是卷板压型前提前加工好的工序，大大降低了人工成本；

其三该设备切割球面、桶体等工件5上不规则安装孔和焊接坡口时，能够更加方便对点、调试，并且能够批量生产；

其四该设备对工件5的兼容性较大，可以对不同规格大小、不同板厚、不同切割位置、不同球面曲面上等不规则形状的工件5进行切割。

所以该设备九轴联动不但可以兼容工件5的大小差异、切割位置差异、切割曲线差异等，而且等离子切割机4.2与机器人控制柜4.1通过数字通讯控制，具备操作简单、智能化程度高等优点。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于，包括：

移动机构，所述移动机构包括支撑件、设置在支撑件上的横移装置以及竖移装置，所述竖移装置与横移装置连接；

切割机构，所述切割机构与竖移装置连接；

变位机构，所述变位机构包括变位机(3)和工件(5)，所述工件(5)安装设置在变位机(3)上；

控制机构，所述控制机构包括机器人控制柜(4.1)和等离子切割机(4.2)，所述等离子切割机(4.2)控制移动机构和切割机构，所述机器人控制柜(4.1)控制等离子切割机(4.2)。

2.根据权利要求1所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述支撑件包括两根竖直设置的支柱(1)、架设在两根支柱(1)之间的桁架(1.2)，所述桁架(1.2)上安装横移装置。

3.根据权利要求2所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述横移装置包括沿桁架(1.2)长度方向开设在桁架(1.2)上的横式滑轨和齿条、提供水平左右移动动力的横移电机(1.3)以及与横移电机(1.3)的输出轴连接的齿轮，所述齿轮沿横式滑轨方向齿合齿条水平左右移动。

4.根据权利要求3所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述竖移装置包括立式滑轨(1.4)和齿条、提供竖直上下移动动力的竖移电机(1.5)以及与竖移电机(1.5)的输出轴连接的齿轮，所述齿轮沿立式滑轨(1.4)方向齿合齿条竖直上下移动，所述竖移电机(1.5)通过连接柱(1.6)与横移电机(1.3)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述切割机构包括切割机器人(2.1)和等离子切割枪(2.2)，所述切割机器人(2.1)与立式滑轨(1.4)相连，所述切割机器人(2.1)与等离子切割枪(2.2)相连。

6.根据权利要求4所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述横式滑轨或立式滑轨(1.4)的两端设有限位块(1.7)。

7.根据权利要求6所述的一种多轴机器人等离子切割设备，其特征在于：所述限位块(1.7)内部设有橡胶垫。

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