CN212496036U - 一种三维机器人切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维机器人切割设备，包括工作台以及设置在工作台上的三维机器切割设备，所述三维机器切割设备包括三维机器人以及与三维机器人连接的激光头、随动防撞装置和随动控制系统；所述随动控制系统与随动防撞装置和三维机器人连接，所述三维机器人上设置有丝杆滑台，所述丝杆滑台与随动防撞装置连接，所述随动防撞装置与激光头连接。本实用新型不仅能够通过设置的三维机器人控制控制激光头移动切割，而且能够通过设置的随动控制系统控制激光头与工件保持1mm随动高度；且能够通过设置的防碰撞装置保护激光头，以防止激光头碰撞损坏。

Description

一种三维机器人切割设备

技术领域

本实用新型涉及机器人切割领域，尤其涉及一种三维机器人切割设备。

背景技术

目前市面上的异形工件在现有金属平面激光切割机上无法实现有效切割，需要用于机器人手臂摆动任意姿态随着异形工件的区域变化摆动到相应范围进行切割。

而单纯的机器人只会点对点走动，没有切割的作用；并且现有市面上的三维切割没有防撞功能，而且也缺乏对异形工件的随动切割。因此，如何避免三维切割的防撞以及随异形工件区域摆动的问题成为人们亟待解决的问题。

基于此，本实用新型提供了一种三维机器人切割设备以解决上述的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种三维机器人切割设备，本实用新型设计新颖、使用方便，不仅能够通过设置的三维机器人控制控制激光头移动切割，而且能够通过设置的随动控制系统控制激光头与工件保持1mm随动高度；且能够通过设置的防碰撞装置保护激光头，以防止激光头碰撞损坏。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种三维机器人切割设备，包括工作台以及设置在工作台上的三维机器切割设备，所述三维机器切割设备包括三维机器人以及与三维机器人连接的激光头、随动防撞装置和随动控制系统；所述随动控制系统与随动防撞装置和三维机器人连接，所述三维机器人上设置有丝杆滑台，所述丝杆滑台与随动防撞装置连接，所述随动防撞装置与激光头连接。采用此技术方案，工作台用于工件以及三维机器切割设备的承载；三维机器人用于驱动激光头移动；随动防撞装置用于在防撞时驱动激光头偏移以进行避让；随动控制系统用于控制随动防撞装置和三维机器人，使三维机器人上的激光头始终与异形工件的表面保持在一定的范围之内，并在激光头与工件表面相撞时通过随动防撞装置紧急将激光头偏移到相反方向，以对激光头进行防撞保护。其中，激光头与异形工件的表面距离优选在1mm；而相撞时表示激光头与异形工件的表面接触或近视接触。

作为优选，所述随动防撞装置包括设置在丝杆滑台上的X轴偏移机构以及设置在X轴偏移机构上与激光头连接的Y轴偏移机构；所述X轴偏移机构和Y轴偏移机构包括固定座以及设置在固定座上的气缸和用于气缸驱动的滑块，所述滑块与固定座滑动连接。采用此技术方案，当随动防撞装置通过磁传感器感应到激光头与异形工件相撞时或快要相撞时，通过气缸驱动滑块，使滑块上的激光头往反方向快速偏移；其中，气缸有助于快速驱动滑块在固定座上偏移；快要相撞时指激光头与工件间的距离低于0.3mm。此外，X轴偏移机构和Y轴偏移机构可设置多个用于安装在X轴方向两侧和Y轴方向的两侧，以便于多方向控制激光头进行偏移。

作为优选，所述随动控制系统包括伺服驱动器以及设置在激光头上的磁传感器，所述磁传感器与伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与计算机、三维机器人、丝杆滑台和电磁阀连接。采用此技术方案，计算机用于编辑加工切割程序；伺服驱动器用于精确控制三维机器人和丝杆滑台中的伺服电机，使三维机器人以及丝杆滑台上的滑台能够精确移动；磁传感器用于通过感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件；电磁阀通过高压气管连接X轴偏移机构和Y轴偏移机构中的气缸，以驱动气缸所连接的滑块快速偏移。

作为优选，所述激光头通过光纤线与光纤激光主机连接。采用此技术方案，用于激光头发射激光，以进行金属工件的切割。

作为优选，所述三维机器人设置为工业机械臂。采用此技术方案，工业机械臂为现有市面上的机械人手臂，可完成各种高难度的动作，在此就不作详细的解述。

作为优选，所述丝杆滑台包括底座以及设置在底座上的光电开关、丝杆、伺服电机、直线导轨、滑台和轴承，所述轴承设置于底座的一侧，并与丝杆的一侧连接，所述伺服电机设置于底座的另一侧，并通过联轴器与丝杆的另一侧连接，所述丝杆与滑台底部设置的丝杆螺母连接，所述滑台的底部通过直线导轨与底座连接，所述底座两侧设置有与滑台连接的光电开关，所述光电开关和伺服电机与伺服驱动器连接。采用此技术方案，由伺服驱动器控制伺服电机，使伺服电机连接的丝杆旋转以驱动滑台在底座上来回移动。其中，伺服电机优选为安川伺服电机，也可以使用富士和台达等伺服电机代替。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设计新颖、使用方便，不仅能够通过设置的三维机器人控制控制激光头移动切割，而且能够通过设置的随动控制系统控制激光头与工件保持1mm随动高度；且能够通过设置的防碰撞装置保护激光头，以防止激光头碰撞损坏；

2.本实用新型主要应用于金属制造，三维异形件金属切割；尤其是汽车制造和钣金加工方面，能够实现一定板材高度的稳定切割，达到最佳的切割效果。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型涉及的结构示意图；

图2为本实用新型涉及的局部放大示意图;

图3为本实用新型涉及的随动防撞装置结构示意图。

图中标号说明：工作台1，三维机器切割设备2，三维机器人3，激光头4，随动防撞装置5，丝杆滑台6，X轴偏移机构7，Y轴偏移机构8，固定座9，气缸10，滑块11，磁传感器12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

参照图1至图3所示，一种三维机器人切割设备，包括工作台1以及设置在工作台1上的三维机器切割设备2，所述三维机器切割设备2包括三维机器人3以及与三维机器人3连接的激光头4、随动防撞装置5和随动控制系统；所述随动控制系统与随动防撞装置5和三维机器人3连接，所述三维机器人3上设置有丝杆滑台6，所述丝杆滑台6与随动防撞装置5连接，所述随动防撞装置5与激光头4连接。采用此技术方案，工作台1用于工件以及三维机器切割设备2的承载；三维机器人3用于驱动激光头4移动；随动防撞装置5用于在防撞时驱动激光头4偏移以进行避让；随动控制系统用于控制随动防撞装置5和三维机器人3，使三维机器人3上的激光头4始终与异形工件的表面保持在一定的范围之内，并在激光头4与工件表面相撞时通过随动防撞装置5紧急将激光头4偏移到相反方向，以对激光头4进行防撞保护。其中，激光头4与异形工件的表面距离优选在1mm；而相撞时表示激光头4与异形工件的表面接触或近视接触。

作为优选，所述随动防撞装置5包括设置在丝杆滑台6上的X轴偏移机构7以及设置在X轴偏移机构7上与激光头4连接的Y轴偏移机构8；所述X轴偏移机构7和Y轴偏移机构8包括固定座9以及设置在固定座9上的气缸10和用于气缸10驱动的滑块11，所述滑块11与固定座9滑动连接。采用此技术方案，当随动防撞装置5通过磁传感器感12应到激光头4与异形工件相撞时或快要相撞时，通过气缸10驱动滑块11，使滑块11上的激光头4往反方向快速偏移；其中，气缸10有助于快速驱动滑块11在固定座9上偏移；快要相撞时指激光头4与工件间的距离低于0.3mm。此外，X轴偏移机构7和Y轴偏移机构8可设置多个用于安装在X轴方向两侧和Y轴方向的两侧，以便于多方向控制激光头4进行偏移。

作为优选，所述随动控制系统包括伺服驱动器以及设置在激光头4上的磁传感器12，所述磁传感器12与伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与计算机、三维机器人3、丝杆滑台6和电磁阀连接。采用此技术方案，计算机用于编辑加工切割程序；伺服驱动器用于精确控制三维机器人3和丝杆滑台6中的伺服电机，使三维机器人3以及丝杆滑台6上的滑台能够精确移动；磁传感器12用于通过感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物理量的器件；电磁阀通过高压气管连接X轴偏移机构7和Y轴偏移机构8中的气缸10，以驱动气缸10所连接的滑块11快速偏移。

作为优选，所述激光头4通过光纤线与光纤激光主机连接。采用此技术方案，用于激光头发射激光，以进行金属工件的切割。

作为优选，所述三维机器人3设置为工业机械臂。采用此技术方案，工业机械臂为现有市面上的机械人手臂，可完成各种高难度的动作，在此就不作详细的解述。

作为优选，所述丝杆滑台6包括底座以及设置在底座上的光电开关、丝杆、伺服电机、直线导轨、滑台和轴承，所述轴承设置于底座的一侧，并与丝杆的一侧连接，所述伺服电机设置于底座的另一侧，并通过联轴器与丝杆的另一侧连接，所述丝杆与滑台底部设置的丝杆螺母连接，所述滑台的底部通过直线导轨与底座连接，所述底座两侧设置有与滑台连接的光电开关，所述光电开关和伺服电机与伺服驱动器连接。采用此技术方案，由伺服驱动器控制伺服电机，使伺服电机连接的丝杆旋转以驱动滑台在底座上来回移动。其中，伺服电机优选为安川伺服电机，也可以使用富士和台达等伺服电机代替。

具体实施例

在实际使用时，先将异形工件放置在工作台上，然后，通过伺服驱动器控制伺服电机按系统指令进行运动，而激光头上的磁传感器感应激光头与异形工件之间的磁场强度，并通过磁场强度来测量激光头与工件之间的随动位置，并将磁性能变化转换成电信号反馈给系统进行处理，再传入系统循环处理，使激光头与工件持续跟随，以使激光头与工件之间保持在一个距离。在发生碰撞或快发生碰撞时，其系统根据磁传感器感应激光头与异形工件之间的磁场强度来判断激光头与工件碰撞的方向，并控制相应的气缸快速驱动滑块偏移，使滑块上的激光头往碰撞的反方向快速移动，同时控制伺服电机停机，以保护激光头。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种三维机器人切割设备，包括工作台（1）以及设置在工作台（1）上的三维机器切割设备（2），其特征在于：所述三维机器切割设备（2）包括三维机器人（3）以及与三维机器人（3）连接的激光头（4）、随动防撞装置（5）和随动控制系统；所述随动控制系统与随动防撞装置（5）和三维机器人（3）连接，所述三维机器人（3）上设置有丝杆滑台（6），所述丝杆滑台（6）与随动防撞装置（5）连接，所述随动防撞装置（5）与激光头（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种三维机器人切割设备，其特征在于：所述随动防撞装置（5）包括设置在丝杆滑台（6）上的X轴偏移机构（7）以及设置在X轴偏移机构（7）上与激光头（4）连接的Y轴偏移机构（8）；所述X轴偏移机构（7）和Y轴偏移机构（8）包括固定座（9）以及设置在固定座（9）上的气缸（10）和用于气缸（10）驱动的滑块（11），所述滑块（11）与固定座（9）滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种三维机器人切割设备，其特征在于：所述随动控制系统包括伺服驱动器以及设置在激光头（4）上的磁传感器（12），所述磁传感器（12）与伺服驱动器连接，所述伺服驱动器与计算机、三维机器人（3）、丝杆滑台（6）和电磁阀连接。

4.根据权利要求1所述的一种三维机器人切割设备，其特征在于：所述激光头（4）通过光纤线与光纤激光主机连接。

5.根据权利要求1所述的一种三维机器人切割设备，其特征在于：所述三维机器人（3）设置为工业机械臂。

6.根据权利要求1所述的一种三维机器人切割设备，其特征在于：所述丝杆滑台（6）包括底座以及设置在底座上的光电开关、丝杆、伺服电机、直线导轨、滑台和轴承，所述轴承设置于底座的一侧，并与丝杆的一侧连接，所述伺服电机设置于底座的另一侧，并通过联轴器与丝杆的另一侧连接，所述丝杆与滑台底部设置的丝杆螺母连接，所述滑台的底部通过直线导轨与底座连接，所述底座两侧设置有与滑台连接的光电开关，所述光电开关和伺服电机与伺服驱动器连接。

Images