CN214921377U - 一种多功能四轴联动激光加工一体化平台 - Google Patents
一种多功能四轴联动激光加工一体化平台 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种多功能四轴联动激光加工一体化平台包括机器人底座、六轴机器人、激光加工装置、四轴联动平台；所述四轴联动平台包括方形腔体座、直线轴承、导杆、Z轴升降伺服系统、升降台面、X向电动模组、Y向电动模组、θ轴旋转系统、工作台；由Z轴升降伺服系统、X向电动模组、Y向电动模组及θ轴旋转系统构成四轴联动平台运动系统，四者从下至上垂直分布并连接，分别可实现四轴联动平台的升降、前后、左右、旋转等四自由度运动作业模式；四轴联动平台结合六轴机器人激光加工装置，可实现高效率、高精度的二维平面、三维立体及跨尺度曲面等形式的协同加工。
Description
技术领域
本实用新型属于激光加工领域，具体涉及一种多功能四轴联动激光加工一体化平台。
背景技术
随着工业生产自动化不断发展，对于大型跨尺度复杂异形工件的加工需求越来越多，但是现在加工装备技术及工艺有限，为解决此类问题，采用价格昂贵的金属3D打印技术，不仅加工效率低，而且需二次打磨以提高尺寸精度；或者采用拆分再组装方式进行加工装配，零件尺寸存在误差导致容差率高，一致性差，装配成品后，存在极大安全隐患。因此，亟待需要开发出能够满足大型跨尺度复杂异形工件加工要求的装备。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种多功能四轴联动激光加工一体化平台。
本实用新型是通过如下方案实现的：
一种多功能四轴联动激光加工一体化平台，包括机器人底座、六轴机器人、激光加工装置、四轴联动平台；六轴机器人固定在机器人底座上，激光加工装置安装在六轴机器人的第六轴末端法兰上，四轴联动平台位于激光加工装置下方；
所述激光加工装置包括CCD工业相机、激光加工头；CCD工业相机固定在激光加工头一侧；
所述四轴联动平台包括方形腔体座、直线轴承、导杆、Z轴升降伺服系统、升降台面、X向电动模组、Y向电动模组、θ轴旋转系统、工作台；直线轴承与导杆共四组，两者同轴配合，其中直线轴承均匀分布在方形腔体座上表面四个顶角的定位孔处，导杆一端与升降台面连接，Z轴升降伺服系统底部安装在方形腔体座中部，顶部的蜗杆末端与嵌入在升降台面中部的轴承座同轴配合安装，X向电动模组固定放置在升降台面上上，Y向电动模组与X向电动模组垂直上下安装，θ轴旋转系统安装在Y向电动模组的滑块上，工作台固定在旋转圆盘上；
所述θ轴旋转系统包括手自一体电机、旋转圆盘、方形底座；所述方形底座内置有蜗杆蜗轮传动副结构，手自一体电机安装在方形底座一侧端面上，并与蜗杆同轴配合安装，旋转圆盘内嵌在方形底座中部，并与蜗轮固定同轴安装。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型所提供的四轴联动平台由Z轴升降伺服系统、X/Y向电动模组及θ轴旋转系统四个关机部分构成，其中Z轴升降伺服系统与θ轴旋转系统采用蜗轮蜗杆传动副方式分别实现垂直方向和圆周方向双自由度运动模式，具有较高的传动精密性、稳定性及负载可靠性；X/Y向电动模组采用丝杠螺母传动副方式分别实现左右、前后方向双自由度运动模式，具有传动均匀、精度高等特点；
2、本实用新型所提供的底座、六轴机器人及激光加工装置构成激光加工系统，与四轴联动平台配合，可实现二维平面、三维立体及跨尺度曲面等形式的协同柔性加工，进一步提高了自动化精密生产加工的精度与效率。
附图说明
图1为多功能四轴联动激光加工一体化平台的整体结构图；
图2为激光加工装置的结构图；
图3为四轴联动平台的结构图；
图4为θ轴旋转系统的结构图。
图中标号的含义如下：
机器人底座1、六轴机器人2、激光加工装置3、四轴联动平台4、CCD 工业相机301、激光加工头302、方形腔体座401、直线轴承402、导杆403、 Z轴升降伺服系统404、升降台面405、X向电动模组406、Y向电动模组 407、θ轴旋转系统408、工作台409、手自一体电机4081、旋转圆盘4082、方形底座4083
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型所述的一种多功能四轴联动激光加工一体化平台包括机器人底座1、六轴机器人2、激光加工装置3、四轴联动平台4；六轴机器人2固定在机器人底座1上，激光加工装置3安装在六轴机器人2 的第六轴末端法兰上，四轴联动平台4位于激光加工装置3下方；
所述激光加工装置3包括CCD工业相机301、激光加工头302；CCD 工业相机301固定在激光加工头302一侧；
所述四轴联动平台4包括方形腔体座401、直线轴承402、导杆403、Z 轴升降伺服系统404、升降台面405、X向电动模组406、Y向电动模组407、θ轴旋转系统408、工作台409；直线轴承402与导杆403共四组，两者同轴配合，其中直线轴承402均匀分布在方形腔体座401上表面四个顶角的定位孔处，导杆403一端与升降台面405连接，Z轴升降伺服系统404底部安装在方形腔体座401中部，顶部的蜗杆末端与嵌入在升降台面405中部的轴承座同轴配合安装，X向电动模组406固定放置在升降台面上405上， Y向电动模组407与X向电动模组406垂直上下安装，θ轴旋转系统408 安装在Y向电动模组407的滑块上，工作台409固定在旋转圆盘4082上；
所述θ轴旋转系统408包括手自一体电机4081、旋转圆盘4082、方形底座4083；所述方形底座4083内置有蜗杆蜗轮传动副结构，手自一体电机 4081安装在方形底座4083一侧端面上，并与蜗杆同轴配合安装，旋转圆盘 4082内嵌在方形底座4083中部，并与蜗轮固定同轴安装。
上述多功能四轴联动激光加工一体化平台的工作方式为：
首先将待加工工件连同夹具套装整体安装在工作台409上，其次对于不同结构形状的工件进行加工，可利用离线编程软件进行模拟加工仿真，并将仿真程序输入四轴联动激光加工一体化平台控制端，调整六轴机器人2 与激光加工装置3至安全预定位置，调整四轴联动平台4使待加工工件与激光加工装置3的空间相对位置与仿真一致，启动装置，激光加工装置3 在六轴机器人2的驱动下，与四轴联动平台4协同配合，对工件完成在线加工。
本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (1)
1.一种多功能四轴联动激光加工一体化平台，其特征在于，包括机器人底座(1)、六轴机器人(2)、激光加工装置(3)、四轴联动平台(4)；六轴机器人(2)固定在机器人底座(1)上，激光加工装置(3)安装在六轴机器人(2)的第六轴末端法兰上，四轴联动平台(4)位于激光加工装置(3)下方；
所述激光加工装置(3)包括CCD工业相机(301)、激光加工头(302)；CCD工业相机(301)固定在激光加工头(302)一侧；
所述四轴联动平台(4)包括方形腔体座(401)、直线轴承(402)、导杆(403)、Z轴升降伺服系统(404)、升降台面(405)、X向电动模组(406)、Y向电动模组(407)、θ轴旋转系统(408)、工作台(409)；直线轴承(402)与导杆(403)共四组，两者同轴配合，其中直线轴承(402)均匀分布在方形腔体座(401)上表面四个顶角的定位孔处，导杆(403)一端与升降台面(405)连接，Z轴升降伺服系统(404)底部安装在方形腔体座(401)中部，顶部的蜗杆末端与嵌入在升降台面(405)中部的轴承座同轴配合安装，X向电动模组(406)固定放置在升降台面上(405)上，Y向电动模组(407)与X向电动模组(406)垂直上下安装，θ轴旋转系统(408)安装在Y向电动模组(407)的滑块上，工作台(409)固定在旋转圆盘(4082)上；
所述θ轴旋转系统(408)包括手自一体电机(4081)、旋转圆盘(4082)、方形底座(4083)；所述方形底座(4083)内置有蜗杆蜗轮传动副结构，手自一体电机(4081)安装在方形底座(4083)一侧端面上，并与蜗杆同轴配合安装，旋转圆盘(4082)内嵌在方形底座(4083)中部，并与蜗轮固定同轴安装。
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2021
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