CN220679629U - 一种移动式智能坡口切割机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式智能坡口切割机器人，涉及坡口切割设备技术领域，包括用于导航和避障的移动小车、设置在移动小车上的六轴机器人、设置在六轴机器人末端用于识别和规划坡口路径的视觉系统、设置在六轴机器人末端的切割设备、设置在移动小车上的工业控制计算机、以及触摸显示屏，移动小车、六轴机器人、视觉系统、触摸显示屏均与工业控制计算机电连接。本实用新型设计合理，智能坡口切割机具有自动移动导航、自主标定、自主识别和规划坡口轨迹、自动切割坡口、无需人工参、智能化程度高的优点。能够在任何地方，相对于任何切割台只需增加辅助标定物即可实现自主标定，实现无人化操作和柔性生产。

Description

一种移动式智能坡口切割机器人

技术领域

本实用新型涉及坡口切割设备技术领域，更具体的是涉及移动式智能坡口切割机器人技术领域。

背景技术

厚钢板在焊接之前需要加工焊接坡口，以增加焊接后工件的稳定性和焊接的有效性，坡口一般采用激光、等离子或火焰方式进行。现有钢板坡口加工有如下三种方式进行：切割专机、手动切割设备以及切割工作站。上述三种切割设备存在如下缺陷：

(1)切割专机在切割的过程中同时进行坡口的切割，但是该切割专机无法灵活切割下坡口，同时存在占地面积大、设备成本高、无法灵活的移动、无智能识别系统、只能切割规划好的坡口以及无法柔性生产的缺陷；

(2)手动切割设备虽然可移动，但是存在需要人工手持操作，无法自动化进行、切割质量和效率无法保证的缺陷；

(3)切割工作站虽然能够智能的规划和切割坡口，但是存在设备成本高、占地面积大以及布署不灵活的缺陷。

故设计一种可自行移动、机器人切割、无需人工参、占地面积小、灵活程度高以及智能化程度高的切割设备很有现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决如何设计一种可自行移动、机器人切割、无需人工参以及智能化程度高的切割设备的技术问题，本实用新型提供一种移动式智能坡口切割机器人。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

本实用新型提供一种移动式智能坡口切割机器人，包括用于导航和避障的移动小车、设置在移动小车上的六轴机器人、设置在六轴机器人末端用于识别和规划坡口路径的视觉系统、设置在六轴机器人末端的切割设备、设置在移动小车上的工业控制计算机、以及触摸显示屏，移动小车、六轴机器人、视觉系统、触摸显示屏均与工业控制计算机电连接。

具体来说，工业控制计算机主要用于移动小车的导航和避障功能的实时计算和控制，视觉系统采集点云的智能识别和处理，路径的规划等功能，触摸屏幕主要用于一些参数的设定和结果的输出和显示。

六轴机器人本体主要是携带视觉系统和切割设备，能够携带视觉系统去切割台上方进行拍照，并进行相应的处理，智能准确的识别并规划出切割轨迹，引导安装于本体末端切割设备进行切割。

在一个实施方式中，移动小车上设置有上下移动装置，六轴机器人的底座固定在上下移动装置上，上下移动装置与工业控制计算机电连接。

具体来说，移动小车与六轴机器人中间通过上下移动装置连接，在移动过程中该上下移动装置为压缩状态，保证移动过程中的稳定。上下移动装置可实现柔性的适应工厂的环境，灵活的适应于或高或低的切割平台，能够自主或人工进行设置适配，满足不周的工况要求。

在一个实施方式中，上下移动装置为剪叉升降机构，剪叉升降机构与工业控制计算机电连接，通过工业控制计算机控制剪叉升降机构升降。

在一个实施方式中，移动小车包括小车本体、设置在小车本体下方的行走机构、以及设置在小车本体上的安全装置。

在一个实施方式中，安全装置包括分别设置在小车本体的前后两端的前避障组件和后避障组件，前避障组件和后避障组件均与工业控制计算机电连接。

具体来说，在移动小车移动过程中，当前方或后方在设定的安全距离内出现障碍物时，前避障组件或后避障组件将监测到的信号传输给工业控制计算机，工业控制计算机发出信号使得移动小车停止移动，能够有效避免移动小车发生碰撞，提高了移动小车的行使安全。

在一个实施方式中，安全装置还包括设置小车本体的前端的SLAM导航传感器，SLAM导航传感器均与工业控制计算机电连接。

具体来说，移动小车可实现整个设备的灵活布署和移动到任何地方，具有SLAM导航功能，能够自主环境感知和建模，能够自主移动到指定的任何地方，无需要人工参与。

在一个实施方式中，安全装置还包括设置小车本体上方的光栅和声光报警器。

具体来说，光栅和声光电报警器的设置，保证了智能坡口切割机自身和周边人和物的安全。

在一个实施方式中，行走机构包括分别设置在小车本体下方的前滚轮机构和后滚轮机构。

在一个实施方式中，小车本体内设置有充电电池，小车本体一侧设置给充电电池充电的电源插头，充电电池分别与六轴机器人、视觉系统、触摸显示屏、工业控制计算机电连接。

具体来说，除了为上述机构供电以为，充电电池还为智能坡口切割机整体供电。

在一个实施方式中，视觉系统包括3D视觉传感器以及视觉相机，3D视觉传感器和视觉相机均与工业控制计算机电连接。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型设计合理，将视觉系统安装于机器人末端，同时将割炬也安装与机器人末端，视觉系统完成坡口切割轨迹的规划，将轨迹传送给机器人，机器人携带割炬进行坡口切割，具有自动移动导航、自主标定、自主识别和规划坡口轨迹、自动切割坡口的功能；

2、本实用新型体积小巧，无需开僻专门的空间进行布署，可灵活活动于厂房中，可以利用现有的切割台，除尘设备等，无需增加额外的投入；

3、本实用新型满足了钢板坡口切割的需要，又降低了设备的投入，具有较高的投资回报率，具有良好的经济性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

附图标记：1-移动小车，2-上下移动装置，3-六轴机器人，4-视觉系统，5-切割设备，6-工业控制计算机，7-触摸显示屏，8-光栅，9-声光报警器，10-SLAM导航传感器，11-前避障组件，12-后避障组件，13-电源插头，14-充电电池。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”等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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种移动式智能坡口切割机器人，包括用于导航和避障的移动小车1、设置在移动小车1上的六轴机器人3、设置在六轴机器人3末端用于识别和规划坡口路径的视觉系统4、设置在六轴机器人3末端的切割设备5、设置在移动小车1上的工业控制计算机6、以及触摸显示屏7，移动小车1、六轴机器人3、视觉系统4、触摸显示屏7均与工业控制计算机6电连接。

本实施例中，工业控制计算机6主要用于移动小车1的导航和避障功能的实时计算和控制，视觉系统4采集点云的智能识别和处理，路径的规划等功能，触摸屏幕主要用于一些参数的设定和结果的输出和显示。

六轴机器人3本体主要是携带视觉系统4和切割设备5，能够携带视觉系统4去切割台上方进行拍照，并进行相应的处理，智能准确的识别并规划出切割轨迹，引导安装于本体末端切割设备5进行切割。

具体来说，该方案公开的智能坡口切割机具有自动移动导航、自主标定、自主识别和规划坡口轨迹、自动切割坡口、无需人工参、智能化程度高的优点。能够在任何地方，相对于任何切割台只需增加辅助标定物即可实现自主标定，实现无人化操作和柔性生产。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体来说：

移动小车1上设置有上下移动装置2，六轴机器人3的底座固定在上下移动装置2上，上下移动装置2与工业控制计算机6电连接。

具体来说，移动小车1与六轴机器人3中间通过上下移动装置2连接，在移动过程中该上下移动装置2为压缩状态，保证移动过程中的稳定。上下移动装置2可实现柔性的适应工厂的环境，灵活的适应于或高或低的切割平台，能够自主或人工进行设置适配，满足不周的工况要求。

上下移动装置2为剪叉升降机构，剪叉升降机构与工业控制计算机6电连接，通过工业控制计算机6控制剪叉升降机构升降。

实施例3

本实施例是在实施例1或2的基础上做了进一步优化，具体来说：

移动小车1包括小车本体、设置在小车本体下方的行走机构、以及设置在小车本体上的安全装置。行走机构包括分别设置在小车本体下方的前滚轮机构和后滚轮机构。

安全装置包括分别设置在小车本体的前后两端的前避障组件11和后避障组件12，前避障组件11和后避障组件12均与工业控制计算机6电连接。

具体来说，在移动小车1移动过程中，当前方或后方在设定的安全距离内出现障碍物时，前避障组件11或后避障组件12将监测到的信号传输给工业控制计算机6，工业控制计算机6发出信号使得移动小车1停止移动，能够有效避免移动小车1发生碰撞，提高了移动小车1的行使安全。

实施例4

本实施例是在实施例3的基础上做了进一步优化，具体来说：

安全装置还包括设置小车本体的前端的SLAM导航传感器10，SLAM导航传感器10均与工业控制计算机6电连接。

具体来说，移动小车1可实现整个设备的灵活布署和移动到任何地方，具有SLAM导航功能，能够自主环境感知和建模，能够自主移动到指定的任何地方，无需要人工参与。

实施例5

本实施例是在实施例3或4的基础上做了进一步优化，具体来说：

安全装置还包括设置小车本体上方的光栅8和声光报警器9。

具体来说，光栅8和声光电报警器的设置，保证了智能坡口切割机自身和周边人和物的安全。

实施例6

本实施例是在实施例1基础上做了进一步优化，具体来说：

小车本体内设置有充电电池14，小车本体一侧设置给充电电池14充电的电源插头13，充电电池14分别与六轴机器人3、视觉系统4、触摸显示屏7、工业控制计算机6电连接。

具体来说，除了为上述机构供电以为，充电电池14还为智能坡口切割机整体供电。

实施例7

本实施例是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体来说：

视觉系统4包括3D视觉传感器以及视觉相机，3D视觉传感器和视觉相机均与工业控制计算机6电连接。

本实施例中，公开了视觉系统4的一种具体结构，该结构具有结构简单和生产制造成本低的优点。

Claims (10)

1.一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，包括用于导航和避障的移动小车(1)、设置在所述移动小车(1)上的六轴机器人(3)、设置在所述六轴机器人(3)末端用于识别和规划坡口路径的视觉系统(4)、设置在所述六轴机器人(3)末端的切割设备(5)、设置在所述移动小车(1)上的工业控制计算机(6)、以及触摸显示屏(7)，所述移动小车(1)、所述六轴机器人(3)、所述视觉系统(4)、所述触摸显示屏(7)均与所述工业控制计算机(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述移动小车(1)上设置有上下移动装置(2)，所述六轴机器人(3)的底座固定在所述上下移动装置(2)上，所述上下移动装置(2)与所述工业控制计算机(6)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述上下移动装置(2)为剪叉升降机构，所述剪叉升降机构与所述工业控制计算机(6)电连接，通过所述工业控制计算机(6)控制所述剪叉升降机构升降。

4.根据权利要求1所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述移动小车(1)包括小车本体、设置在所述小车本体下方的行走机构、以及设置在所述小车本体上的安全装置。

5.根据权利要求4所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述安全装置包括分别设置在所述小车本体的前后两端的前避障组件(11)和后避障组件(12)，所述前避障组件(11)和所述后避障组件(12)均与所述工业控制计算机(6)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述安全装置还包括设置所述小车本体的前端的SLAM导航传感器(10)，所述SLAM导航传感器(10)均与所述工业控制计算机(6)电连接。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述安全装置还包括设置所述小车本体上方的光栅(8)和声光报警器(9)。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述行走机构包括分别设置在所述小车本体下方的前滚轮机构和后滚轮机构。

9.根据权利要求4所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述小车本体内设置有充电电池(14)，所述小车本体一侧设置给所述充电电池(14)充电的电源插头(13)，所述充电电池(14)分别与所述六轴机器人(3)、所述视觉系统(4)、所述触摸显示屏(7)、所述工业控制计算机(6)电连接。

10.根据权利要求1所述的一种移动式智能坡口切割机器人，其特征在于，所述视觉系统(4)包括3D视觉传感器以及视觉相机，所述3D视觉传感器和所述视觉相机均与工业控制计算机(6)电连接。