CN214621970U - 一种基于3d扫描技术的金相制样机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于3D扫描技术的金相制样机器人，涉及到金相制样技术领域，包括机器人基座、机器人腰转关节、机械臂、机器人手腕翻转关节和金相样件处理工具，其中，机器人基座的上端设有机器人腰转关节，机械臂的一端与机器人腰转关节的上端连接，且机械臂可绕机器人腰转关节的上端旋转，机器人手腕翻转关节设于机械臂的另一端，机器人手腕翻转关节上设有金相样件处理工具。本实用新型中，能够短时间内实现对样件的自动打磨抛光及检测，实现自动化处理，免去人工手动操作，提高效率；其次能够自动规划3D工作路径，实现对样件的多角度处理，其结构简单、灵活性强，便于控制。

Description

一种基于3D扫描技术的金相制样机器人

技术领域

本实用新型涉及到金相制样技术领域，尤其涉及到一种基于3D扫描技术的金相制样机器人。

背景技术

金相检验主要是通过采用定量金相学原理，运用金相试样磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织和性能间的定量关系。可对材料的疏松、气孔、夹杂及组织均匀性、裂纹等进行检查，金相分析还可以提供调整工序及修改工艺参数的依据，指导生产，因此前期的金相试样制备显得尤为重要。

目前，金相试样的制备主要靠检验人员根据经验制备，从打磨再到抛光，均是手工制作，不仅不同水平的检验人员所制出的试样质量参差不齐，而且工作量大，时间长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于3D扫描技术的金相制样机器人，用于解决上述技术问题。

由于被测的工件表面不一定是平整的表面，如果利用机器人对工件锦绣自动打磨，必须首先获取被测工件的表面轮廓信息。

本实用新型涉及的机器人是利用3D扫描技术对被检测物体的表面进行扫描，获取被测物体的表面轮廓信息。然后把这些信息反馈给机器人，机器人自动生成运动轨迹，对被测物体金相打磨。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于3D扫描技术的金相制样机器人，包括机器人基座、机器人腰转关节、机械臂、机器人手腕翻转关节和金相样件处理工具，其中，所述机器人基座的上端设有所述机器人腰转关节，所述机械臂的一端与所述机器人腰转关节的上端连接，且所述机械臂可绕所述机器人腰转关节的上端旋转，所述机器人手腕翻转关节设于所述机械臂的另一端，所述机器人手腕翻转关节上设有所述金相样件处理工具。

作为优选，所述金相样件处理工具位于所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧。

作为进一步的优选，还包括3D扫描相机，所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧设有所述3D扫描相机，且所述3D扫描相机位于所述金相样件处理工具的一侧。

作为优选，所述机械臂包括机器人大臂俯仰关节机构和机器人小臂俯仰关节机构，其中，所述机器人大臂俯仰关节机构的一端与所述机器人腰转关节的上端连接，所述机器人大臂俯仰关节机构的另一端与所述机器人小臂俯仰关节机构的一端连接。

作为进一步的优选，还包括机器人小臂旋转关节，所述机器人小臂俯仰关节机构的另一端设有所述机器人小臂旋转关节，且所述机器人小臂旋转关节的一端与所述机器人手腕翻转关节连接。

作为进一步的优选，还包括机器人手腕旋转关节，所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧设有所述机器人手腕旋转关节，所述金相样件处理工具以及所述3D扫描相机均设于所述机器人手腕旋转关节上。

作为进一步的优选，所述机器人大臂俯仰关节机构包括机器人大臂和第一俯仰关节，其中，所述机器人大臂的一端设有所述第一俯仰关节，所述机器人大臂通过所述第一俯仰关节与所述机器人腰转关节的上端连接。

作为进一步的优选，所述机器人小臂俯仰关节机构包括机器人小臂和第二俯仰关节，其中，所述机器人小臂的一端设有所述第二俯仰关节，且所述机器人小臂通过所述第二俯仰关节与所述机器人大臂的另一端连接，所述机器人小臂的另一端与所述机器人小臂旋转关节连接。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本实用新型中，能够短时间内实现对样件的自动打磨抛光及检测，实现自动化处理，免去人工手动操作，提高效率；其次能够自动规划3D工作路径，实现对样件的多角度处理，其结构简单、灵活性强，便于控制。

附图说明

图1是本实用新型基于3D扫描技术的金相制样机器人的主视图；

图2是本实用新型基于3D扫描技术的金相制样机器人的立体图。

图中：1、机器人基座；2、机器人腰转关节；3、机械臂；31、机器人大臂俯仰关节机构；32、机器人小臂俯仰关节机构；33、机器人大臂；34、第一俯仰关节；35、机器人小臂；36、第二俯仰关节；4、机器人手腕翻转关节；5、金相样件处理工具；6、3D扫描相机；7、机器人小臂旋转关节；8、机器人手腕旋转关节。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型基于3D扫描技术的金相制样机器人的主视图；图2是本实用新型基于3D扫描技术的金相制样机器人的立体图，请参见图1至图2所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种基于3D扫描技术的金相制样机器人，包括机器人基座1、机器人腰转关节2、机械臂3、机器人手腕翻转关节4和金相样件处理工具5，其中，机器人基座1的上端设有机器人腰转关节2，机械臂3的一端与机器人腰转关节2的上端连接，且机械臂3可绕机器人腰转关节2的上端旋转，机器人手腕翻转关节4设于机械臂3的另一端，机器人手腕翻转关节4上设有金相样件处理工具5。本实施例中，机器人腰转关节2用于驱动机械臂3旋转。如图1所示，机器臂与机器人腰转关节2的上表面连接，机械臂3可绕机器人腰转关节2的上表面进行360°的旋转。机械臂3能够进行伸动作，机器人手腕翻转关节4能够相对机械臂3翻转，如图1所示方向，机器人手腕翻转关节4可驱动金相样件处理工具5向上或向下翻转，实现金相样件处理工具5对样件的多角度处理。其中，金相样件处理工具5与机器人手腕翻转关节4可拆卸地连接，金相样件处理工具5能够实现对样件的打磨、抛光处理。

进一步，作为一种较佳的实施方式，金相样件处理工具5位于机器人手腕翻转关节4远离机械臂3的一端的下侧。

进一步，作为一种较佳的实施方式，基于3D扫描技术的金相制样机器人还包括3D扫描相机6，机器人手腕翻转关节4远离机械臂3的一端的下侧设有3D扫描相机6，且3D扫描相机6位于金相样件处理工具5的一侧。本实施例中，3D扫描相机6用于获得样件的外轮廓的扫描信息，用于上传给上位机，建造零件模型。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机械臂3包括机器人大臂俯仰关节机构31和机器人小臂俯仰关节机构32，其中，机器人大臂俯仰关节机构31的一端与机器人腰转关节2的上端连接，机器人大臂俯仰关节机构31的另一端与机器人小臂俯仰关节机构32的一端连接。本实施例中，机器人大臂俯仰关节机构31可以相对机器人腰转关节2进行上下方向的俯仰动作，而机器人小臂俯仰关节机构32可以相对机器人大臂俯仰关节机构31进行上下方向的俯仰动作。

进一步，作为一种较佳的实施方式，基于3D扫描技术的金相制样机器人还包括机器人小臂旋转关节7，机器人小臂俯仰关节机构32的另一端设有机器人小臂旋转关节7，且机器人小臂旋转关节7的一端与机器人手腕翻转关节4连接。本实施例中的机器人小臂旋转关节7用于驱动机器人手腕翻转关节4进行360°旋转，实现金相样件处理工具5对样件的多角度加工。本实施例中，通过机器人腰转关节2、机械臂3、机器人手腕翻转关节4、以及机器人小臂旋转关节7的设置，可以使得基于3D扫描技术的金相制样机器人操作更加灵活。

进一步，作为一种较佳的实施方式，基于3D扫描技术的金相制样机器人还包括机器人手腕旋转关节8，机器人手腕翻转关节4远离机械臂3的一端的下侧设有机器人手腕旋转关节8，金相样件处理工具5以及3D扫描相机6均设于机器人手腕旋转关节8上。机器人手腕旋转关节8用于驱动金相样件处理工具5和3D扫描相机6旋转，实现对样件的多角度加工及多角度的扫描，便于建立零件模型。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机器人大臂俯仰关节机构31包括机器人大臂33和第一俯仰关节34，其中，机器人大臂33的一端设有第一俯仰关节34，机器人大臂33通过第一俯仰关节34与机器人腰转关节2的上端连接。

进一步，作为一种较佳的实施方式，机器人小臂俯仰关节机构32包括机器人小臂35和第二俯仰关节36，其中，机器人小臂35的一端设有第二俯仰关节36，且机器人小臂35通过第二俯仰关节36与机器人大臂33的另一端连接，机器人小臂35的另一端与机器人小臂旋转关节7连接。

本实用新型的使用方法如下：

金相制样机器人移动至待加工的样件位置，然后金相制样机器人带动3D扫描相机6按照Z字形路线移动，移动的过程中，3D扫描相机6扫描样件的外轮廓，并将扫描的样件的外轮廓信息发送至上位机，然后上位机建造零件模型，建立零件坐标系和金相制样机器人坐标系的位置关系，并规划金相制样机器人的3D工作路径，金相制样机器人按照上位机规划轨迹对样件进行处理，当样件处理完成后，金相制样机器人自动执行下一循环动作。

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 (8)

1.一种基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，包括机器人基座、机器人腰转关节、机械臂、机器人手腕翻转关节和金相样件处理工具，其中，所述机器人基座的上端设有所述机器人腰转关节，所述机械臂的一端与所述机器人腰转关节的上端连接，且所述机械臂可绕所述机器人腰转关节的上端旋转，所述机器人手腕翻转关节设于所述机械臂的另一端，所述机器人手腕翻转关节上设有所述金相样件处理工具。

2.如权利要求1所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，所述金相样件处理工具位于所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧。

3.如权利要求2所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，还包括3D扫描相机，所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧设有所述3D扫描相机，且所述3D扫描相机位于所述金相样件处理工具的一侧。

4.如权利要求1所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，所述机械臂包括机器人大臂俯仰关节机构和机器人小臂俯仰关节机构，其中，所述机器人大臂俯仰关节机构的一端与所述机器人腰转关节的上端连接，所述机器人大臂俯仰关节机构的另一端与所述机器人小臂俯仰关节机构的一端连接。

5.如权利要求4所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，还包括机器人小臂旋转关节，所述机器人小臂俯仰关节机构的另一端设有所述机器人小臂旋转关节，且所述机器人小臂旋转关节的一端与所述机器人手腕翻转关节连接。

6.如权利要求3所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，还包括机器人手腕旋转关节，所述机器人手腕翻转关节远离所述机械臂的一端的下侧设有所述机器人手腕旋转关节，所述金相样件处理工具以及所述3D扫描相机均设于所述机器人手腕旋转关节上。

7.如权利要求4所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，所述机器人大臂俯仰关节机构包括机器人大臂和第一俯仰关节，其中，所述机器人大臂的一端设有所述第一俯仰关节，所述机器人大臂通过所述第一俯仰关节与所述机器人腰转关节的上端连接。

8.如权利要求7所述的基于3D扫描技术的金相制样机器人，其特征在于，所述机器人小臂俯仰关节机构包括机器人小臂和第二俯仰关节，其中，所述机器人小臂的一端设有所述第二俯仰关节，且所述机器人小臂通过所述第二俯仰关节与所述机器人大臂的另一端连接，所述机器人小臂的另一端与所述机器人小臂旋转关节连接。

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