CN213796753U - 一种自动切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动切割系统，包括机器人系统、切割系统及视觉系统，所述机器人系统包括龙门机构及机械手，所述机械手安装在所述龙门机构上；所述切割系统安装在所述机械手的底部；所述视觉系统安装在所述机械手上，且所述视觉系统位于所述切割系统的一侧。本实用新型的自动切割系统提高了切割效率及精度，降低了工人的劳动强度。

Description

一种自动切割系统

技术领域

本实用新型涉及复合材料切割技术领域，具体涉及一种用于大型罩体的自动切割系统。

背景技术

复合材料产品以其密度小、强度大、耐腐蚀、隔热等诸多优点，被广泛应用于风力发电、汽车制造、航空航天等各个领域。随着单机容量的增加，复合材料罩体的尺寸越来越大，切割复合材料大型罩体(尺寸大于10米*4米*1.1米)时，由于变形量大，无法实现重复定位。目前，复合材料大型罩体的多是采用人工进行切割，切割效率低，而且人工切割易造成切割不准确，切大了需要重新切割，切小了产品就报废，增加生产成本。

实用新型内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本实用新型提供一种自动切割系统，用于解决切割效率低、切割精度差问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自动切割系统，包括机器人系统、切割系统及视觉系统，所述机器人系统包括龙门机构及机械手，所述机械手安装在所述龙门机构上；所述切割系统安装在所述机械手的底部；所述视觉系统安装在所述机械手上，且所述视觉系统位于所述切割系统的一侧。

于本实用新型的一实施例中，所述机械手通过工具快换装置与所述切割系统连接。

进一步地，所述工具快换装置包括机器人侧和工具侧，所述机器人侧安装在所述机械手底部，所述工具侧安装在所述切割系统的一侧。

于本实用新型的一实施例中，所述龙门机构包括龙门架、X轴行走机构、Y轴行走机构及Z轴行走机构，其中，所述X轴行走机构通过滑轨与所述龙门架的立柱相连；所述Y轴行走机构设置在所述龙门架的横梁上；所述Z轴行走机构与所述Y轴行走机构相连。

于本实用新型的一实施例中，所述机械手安装在所述Z轴行走机构上。

于本实用新型的一实施例中，所述切割系统包括角磨机和电主轴，所述角磨机和所述电主轴通过支架安装在所述龙门机构上。

于本实用新型的一实施例中，所述支架固定在所述龙门机构上，所述支架的两端分别安装有所述角磨机及所述电主轴。

于本实用新型的一实施例中，所述角磨机和所述电主轴分别通过工具快换装置与所述机械手相连。

于本实用新型的一实施例中，所述视觉系统为激光视觉系统。

于本实用新型的一实施例中，所述激光视觉系统包括激光器和监控镜头。

如上所述，本实用新型提供一种自动切割系统，所述自动切割系统包括机器人系统、切割系统及视觉系统，通过机器人系统可对切割过程进行编程，机械手带动切割系统按照编程内容实现大型罩体的切割，提高切割效率，同时视觉系统可对切割过程进行监控，保证切割精度；机械手通过工具快换装置与切割系统连接，可快速实现机械手与不同末端执行器的切换；采用龙门式X(双驱)、Y、Z四轴行走机构可配合机器人实现全工件的覆盖，实现最大化的切割可达性；切割系统包括角磨机和电主轴两种切割工具，角磨机使用寿命长可用于直线段的切割，电主轴的铣刀寿命比较短，可用于圆弧段的切割，两种切割工具配合使用，即提高切割效率，又节约了生产成本；视觉系统选用激光视觉系统，所述激光视觉系统具有激光寻位和激光跟踪的功能，用于纠正工件各个尺寸的偏差以及在切割过程中出现的实时切割偏差。由于激光寻位的过程是靠激光条束射出，扫射工件特征点，记录并计算该点位置，激光条束的有效长度就是特征点允许的偏差范围，因此对罩体切割的重复定位精度就不需要做的十分精密。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1显示为本实用新型的结构示意图。

图2显示为图1中机械手、切割系统及视觉系统的结构示意图。

图3显示为角磨机的安装示意图。

图4显示为电主轴的安装示意图。

附图标记

1 机器人系统

11 龙门机构

111 龙门架

112 X轴行走机构

113 Y轴行走机构

114 Z轴行走机构

12 机械手

2 切割系统

21 支架

22 角磨机

23 电主轴

3 工具快换装置

31 机器人侧

32 工具侧

4 视觉系统

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

本实用新型提供一种自动切割系统，所述自动切割系统用于大型罩体的切割，可提高切割效率，保证切割精度。

请参阅图1，本实用新型提供一种自动切割系统，包括机器人系统1、切割系统2及视觉系统4，机器人系统1包括龙门机构11和机械手12，机械手12安装在龙门机构11上；切割系统2安装在机械手12的底部；视觉系统4安装在机械手12上，且视觉系统4位于切割系统2的一侧。机器人系统1可编程切割路线，机械手12带动切割系统2按照编程的切割路线切割产品，同时，视觉系统4随着机械手12一起运动，追踪切割线实时反馈数据进行偏移补偿。由此实现大型罩体的自动切割，提高切割质量和切割效率。

请参阅图1至图2，在一实施例中，龙门机构11包括龙门架111、X轴行走机构112、Y轴行走机构113及Z轴行走机构114，其中龙门架111为三轴机器人龙门架，包括横梁和位于横梁两端的立柱，两立柱下安装有滚轮，可沿两X轴行走机构112上的滑轨直线运动，Y轴行走机构113设置在龙门架111的横梁上，Y轴行走机构113包括滑轨和滑块，滑块沿着滑轨移动，实现Y轴的直线运动，Z轴行走机构114与Y轴行走机构113相连，通过滑轨滑块导向机构实现Z轴的直线运动。机械手12安装在Z轴行走机构114上，可随龙门机构11完成X、Y、Z轴方向的直线运动，切割系统2安装在机械手12的底部，在机械手12的带动下完成X、Y、Z轴方向的直线运动，进而实现罩体的切割。本实施例中，切割系统2通过工具快换装置3与机械手12连接，工具快换装置3包括机器人侧31和工具侧32，机器人侧31安装在机械手12的底部，工具侧32安装在切割系统2上，工具快换装置3能快速实现机器人侧31与末端切割系统之间的电、气体和液体的相通。

请参阅图2至图4，在又一实施例中，切割系统2包括角磨机22和电主轴23，角磨机22和电主轴23通过支架21安装在龙门机构11上，支架21固定在Z轴行走机构114上，角磨机22和电主轴23分别安装在支架21的两端，例如支架21的一端设有安装框架，角磨机22从安装框架中间穿过，经螺栓固定，支架21的另一端设有安装轴，安装轴上设有安装孔，电主轴23安装在安装孔内，安装轴前端通过多个螺栓紧固。本实施例中，切割系统2通过工具快换装置3与机械手12连接，工具快换装置3包括机器人侧31和工具侧32，机器人侧31安装在机械手12的末端，工具侧32安装在角磨机22的安装框架，及电主轴23的安装轴上，机械手12末端的机器人侧31与角磨机22的安装框架上的工具侧32及电主轴23的安装轴上的工具侧32相匹配的，当切割直线段时，机械手12通过工具快换装置3与角磨机22连接，当切割圆弧段时，机械手12通过工具快换装置3与电主轴23连接，工具快换装置3实现角磨机22与电主轴23之间的快速切换,提高切割效率，节约切割成本。

请参阅图1和2，在另一实施例中，视觉系统4为激光视觉系统，激光视觉系统包括激光器和监控镜头，监控镜头的作用是通过监控显示器监控切割线。激光视觉系统具有激光寻位和激光跟踪的功能，用于纠正切割尺寸的偏差。机器人激光寻位的功能是依靠激光条束射出，扫射罩体特征点，记录并计算该点位置，理论上讲激光条束的有效长度就是特征点允许的偏差范围。这样的话相关工装夹具的重复定位精度就不需要做的十分精密，因为激光寻位和跟踪有一定的纠偏能力。激光视觉系统由激光传感器、中央处理单元和外部通讯组成。激光传感器识别正在切割的切割线，将切割位置数据传送到中央处理单元，经过处理后控制机器人的偏移，实现对切割的跟踪。

参见图1和图2，本实用新型的自动切割系统工作过程举例说明如下：产品脱模后，将其固定在切割工装车上，先对产品的切割位置进行人工定位并在切割位置上划出切割线，为了便于激光识别，切割线可采用黑色线条，黑色线条的宽度不小于3mm；将产品推到切割室，放在机器人的切割范围内；首次切割前，需根据产品实际切割轨迹对机器人系统1进行编程，编程内容包括：起点寻位、切割轨迹、切割速度、工具切换等动作，编好的程序以产品图号命名，后续生产时可直接调用；切割时启动机器人的切割程序，机械手12带动切割系统2到达预编程位置，启动激光视觉系统4，激光视觉系统4启动跟踪功能，跟踪器寻找切割起点，并控制机械手12到达切割起点，系统接收到切割指令，控制机器人系统1的机械手12按照设定的切割速度切割工件，激光视觉系统4实时反馈数据并进行偏移补偿，由此实现产品的自动切割。由于激光视觉系统4的激光寻位的功能是依靠激光条束射出，扫射罩体切割特征点，记录并计算该点位置，激光条束的有效长度就是特征点允许的偏差范围，所以对产品重复定位精度要求不高。

综上所述，本实用新型结构简单，通过机器人系统、切割系统及视觉系统实现产品的自动切割，提高切割效率，降低工人的劳动强度。并且视觉系统可对罩体的切割实时跟踪，当切割发生偏移，在一定范围内能够实时的发出路径修正信号，使机器人切割系统能够及时修正切割路线，满足切割的需求，提高了切割精度。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种自动切割系统，其特征在于，包括：

机器人系统，包括，

龙门机构，

机械手，安装在所述龙门机构上；

切割系统，安装在所述机械手底部；及

视觉系统，安装在所述机械手上、且位于所述切割系统的一侧；

其中，所述龙门机构包括：龙门架、X轴行走机构、Y轴行走机构和Z轴行走机构；

所述X轴行走机构通过滑轨与所述龙门架的立柱相连；所述Y轴行走机构设置在所述龙门架的横梁上；所述Z轴行走机构，与所述Y轴行走机构相连；所述机械手安装在所述Z轴行走机构上。

2.根据权利要求1所述的自动切割系统，其特征在于，所述机械手通过工具快换装置与所述切割系统连接。

3.根据权利要求2所述的自动切割系统，其特征在于，所述工具快换装置包括机器人侧和工具侧，所述机器人侧安装在所述机械手底部，所述工具侧安装在所述切割系统的一侧。

4.根据权利要求1所述的自动切割系统，其特征在于，所述切割系统包括角磨机和电主轴，所述角磨机和所述电主轴通过支架安装在所述龙门机构上。

5.根据权利要求4所述的自动切割系统，其特征在于，所述支架固定在所述龙门机构上，所述支架的两端分别安装有所述角磨机及所述电主轴。

6.根据权利要求5所述的自动切割系统，其特征在于，所述角磨机和所述电主轴分别通过工具快换装置与所述机械手相连。

7.根据权利要求1所述的自动切割系统，其特征在于，所述视觉系统为激光视觉系统。

8.根据权利要求7所述的自动切割系统，其特征在于，所述激光视觉系统包括激光器和监控镜头。

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