CN221110235U - 一种多外部轴的智能机器人切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动切割技术领域，具体涉及一种多外部轴的智能机器人切割系统，该多外部轴的智能机器人切割系统包括水平移动底座、旋转式立柱、升降式滑板、水平横梁以及切割机构，具体地，该水平移动底座的设置使得该智能机器人切割系统可在水平地面上自由移动不受限制，而该旋转式立柱、升降式滑板以及水平横梁的配合可使得该切割机构在三维空间内可实现大幅度、大范围移动，从而降低其对切割机构的切割臂长的依赖，提高其作业的灵活性，更加适应对大型切割钢结构件的加工。

Description

一种多外部轴的智能机器人切割系统

技术领域

本实用新型涉及自动切割技术领域，尤其涉及一种多外部轴的智能机器人切割系统。

背景技术

目前常见的切割方式包括：人工切割、机器人定点固定轨迹切割、地轨式机器人固定轨迹切割、龙门式固定轨迹切割、机器人激光引导固定轨迹切割等。在生产制造技术领域内，切割模式主要还是沿用人工切割技术，对操作工的专业技能要求比较高，并且环境、粉尘等对操作工的健康也有一定的影响，并且人工切割对操作人员的技术水平要求较高，且工作效率较为低下，而地轨式和龙门式固定轨迹切割也较为常用，其缺陷是不易实现三维空间内的切割，切割轨迹单一，其灵活性仍需进一步提高，并且，其受到切割机器人伸展手臂有效工作范围内的影响，其在一个工作位点进行切割后，需要对切割机器人进行移动，或是采用多台切割机器人同时工作，诸如此类的切割机器人均难以实现对大型构件的多角度、多位点切割，例如，在石油化工、船舶、轨道交通、航空航天等大型切割钢结构件的加工中，现有的切割设备均难以满足时工业应用的需求。因而，一种可以简单操作、且能适应大型工件加工的智能切割机器人就显得尤为适应市场需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种多外部轴的智能机器人切割系统，所述多外部轴的智能机器人切割系统

为达到上述技术效果，本实用新型采用了以下技术方案：

一种多外部轴的智能机器人切割系统，包括：

水平移动底座；

旋转式立柱，其转动安装于所述水平移动底座上并可相对于所述水平移动底座转动；

升降式滑板，其滑动安装于所述旋转式立柱上并可相对于所述旋转式立柱上下移动；

水平横梁，其滑动安装于所述升降式滑板上并可相对于所述升降式滑板水平运动，所述水平横梁的一端为工作端；

切割机构，设于所述工作端，且所述切割机构至少包括一个多自由度切割机器人以及设于所述多自由度切割机器人上方的线缆牵引机构，所述多自由度切割机器人的活动端设有割枪，所述线缆牵引机构用于牵引线缆并使所述线缆可上下浮动，优选地，所述多自由度切割机器人为六轴机器人。

进一步地，所述水平移动底座包括底座本体，所述底座本体的四周分别设有一组重载脚杯，所述重载脚杯朝向远离所述底座本体的一侧延伸且在远离底座本体的一端设有滚轮。

进一步地，还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设于所述水平移动底座上并用于驱动所述旋转式立柱相对于所述水平移动底座转动。

优选地，为实现所述旋转式立柱的转动，所述旋转式立柱的底端设有齿圈并通过轴承转动连接至所述水平移动底座，所述旋转驱动机构包括第一减速电机，所述第一减速电机的输出端通过第一齿轮驱动第一直齿条，所述第一直齿条设于所述齿圈的外侧并与所述第一直齿条啮合。

进一步地，还包括升降驱动机构，设于所述旋转式立柱上并用于驱动所述升降式滑板相对于所述旋转式立柱进行升降。

进一步地，还包括水平驱动机构，所述水平驱动机构用于驱动所述水平横梁相对于升降式滑板水平滑动。

进一步地，所述升降式滑板包括上横板、下横板以及连接所述上横板和下横板的纵向立板，所述升降式滑板通过所述纵向立板与所述旋转式立柱滑动连接；所述上横板和/或下横板上设有滑轨，所述水平横梁设于所述上横板和下横板之间并通过所述滑轨与所述升降式滑板滑动连接。

进一步地，所述线缆牵引机构包括第一牵引机构和/或第二牵引机构，所述第一牵引机构包括自动卷线盘，所述自动卷线盘的底端至少设有一个线缆固定件；所述第二牵引机构包括弹性连接件和设于所述弹性连接件底端的至少一个线缆固定件，所述弹性连接件可在纵向方向上发生弹性形变。

进一步地，所述线缆牵引机构包括横杆，所述横杆位于所述多自由度切割机器人的正上方，所述第一牵引机构和第二牵引机构均固定连接至所述横杆上。

进一步地，所述旋转式立柱上还设置维护爬梯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种多外部轴的智能机器人切割系统，该多外部轴的智能机器人切割系统包括水平移动底座、旋转式立柱、升降式滑板、水平横梁以及切割机构，具体地，该水平移动底座的设置使得该智能机器人切割系统可在水平地面上自由移动不受限制，而该旋转式立柱、升降式滑板以及水平横梁的配合可使得该切割机构在三维空间内可实现大幅度、大范围移动，从而降低其对切割机构的切割臂长的依赖，提高其作业的灵活性，更加适应对大型切割钢结构件的加工。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种多外部轴的智能机器人切割系统的第一视角下的整体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的图2中B处的局部放大结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的一种多外部轴的智能机器人切割系统的第二视角下的整体结构示意图；

附图标记为：10，底座本体，11，重载脚杯，111，滚轮，112，加强肋，20，第一减速电机，21，旋转式立柱，211，维护爬梯，31，上横板，311，滑轨，32，纵向立板，33，第二减速电机，40，水平横梁，41，多自由度操作臂，42，割枪，43，横杆，44，自动卷线盘，45，弹簧，51，第一板件，52，第二板件，53，螺纹连接件。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其他数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其他元件或者特征下面”或者“在其他元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其他元件或者特征上面”或者“在其他元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。

为适应石油化工、船舶、轨道交通、航空航天等领域对大型切割钢结构件加工的需求，本实施例提供一种可实现大型切割钢结构件加工的多外部轴的智能机器人切割系统，该多外部轴的智能机器人切割系统包括水平移动底座、旋转式立柱21、升降式滑板、水平横梁40以及切割机构，具体地，该水平移动底座的设置使得该智能机器人切割系统可在水平地面上自由移动不受限制，而该旋转式立柱21、升降式滑板以及水平横梁40的设置使得该切割机构在三维空间内可实现大幅度移动，从而降低其对切割机构的切割臂长的依赖，提高其作业的灵活性，更加适应对大型切割钢结构件的加工。

在本实施例中，该水平移动底座包括底座本体10，所述底座本体10的四周分别设有一组重载脚杯11，该重载脚杯11切割至所述底座本体10其与底座本体10的连接处设置有多组加强肋112，该重载脚杯11朝向远离所述底座本体10的一侧延伸且在远离底座本体10的一端设有滚轮111，以提高该水平移动底座的稳定性。

在本实施例中，该旋转式立柱21转动安装至所述水平移动底座，该水平移动底座上设置有旋转驱动机构，该旋转驱动机构用于驱动所述旋转式立柱21相对于所述水平移动底座转动，具体地，为实现所述旋转式立柱21的转动，所述旋转式立柱21的底端设有齿圈并通过轴承转动连接至所述水平移动底座，所述旋转驱动机构包括第一减速电机20，所述第一减速电机20的输出端通过第一齿轮驱动第一直齿条，所述第一直齿条设于所述齿圈的外侧并与所述第一直齿条啮合，由于该第一减速电机20、第一齿轮、第一齿条以及齿圈的配合方式为现有技术，因此图中未示出，此处也不再赘述。

在本实施例中，该旋转式立柱21的一侧设置有维护爬梯211，另一侧滑动安装有升降式滑板。具体地，该升降式滑板包括上横板31、下横板以及连接所述上横板31和下横板的纵向立板32，所述升降式滑板通过所述纵向立板32与所述旋转式立柱21滑动连接，以使得该升降式滑板整体可相对于该旋转式立柱21整体升降，同时，为实现该切割机构在水平方向上的运动，该升降式滑板的上横板31上滑动安装有滑轨311，所述水平横梁40设于所述上横板31和下横板之间并通过所述滑轨311与所述升降式滑板滑动连接，以使得该水平横梁40可带动其工作端的切割机构水平运动。具体地，该旋转式立柱21上还设置有升降驱动机构，该升降驱动机构设于该旋转式立柱21上并用于驱动所述升降式滑板相对于所述旋转式立柱21进行升降，该升降驱动机构可选第二减速电机33驱动的链条传动结构、齿轮齿条传动结构或丝杆螺母传动结构中的任意一种或多种的组合，其结构设计可从现有技术中进行选择和安装，因此此处不再赘述。同时，为实现该切割机构在水平方向上位置的自动调节，该升降式滑板上还设置有水平驱动机构，该水平驱动机构用于驱动所述水平横梁40带动切割机构相对于升降式滑板水平滑动，具体而言，为保证切割精度，该水平驱动机构采用齿轮齿条驱动结构，其结构设计和安装均可参照现有技术。

在本实施例中，为实现自动切割，该切割机构包括一个多自由度切割机器人以及设于所述多自由度切割机器人上方的线缆牵引机构，该多自由度切割机器人至少包括一个多自由度操作臂41，该多自由度操作臂41的活动端设有割枪42，该线缆牵引机构用于牵引线缆并使所述线缆可上下浮动，从而避免由于多自由度切割机器人位置移动造成的线缆缠绕，具体而言，该线缆牵引机构包括横杆43，该横杆43上设置有第一牵引机构和第二牵引机构，具体地，该第一牵引机构和第二牵引机构均固定连接至所述横杆43上，该第一牵引机构和第二牵引机构可分别实现对线缆的大行程和小行程牵引，该第一牵引机构包括自动卷线盘44，该自动卷线盘44的顶端通过吊环连接至所述横杆43，该自动卷线盘44的底端至少设有一个线缆固定件，该第二牵引机构包括弹性连接件和设于所述弹性连接件底端的至少一个线缆固定件，该弹性连接件可选为弹簧45，且该弹簧45的顶端通过吊环连接至该横杆43，该弹性连接件可在纵向方向上发生弹性形变，该线缆固定件包括相对设置的第一板件51和第二板件52，该第一板件51和第二板件52之间通过两组螺纹连接件53固定连接，且两组螺纹连接件53之间具有可供线缆穿过的固定间隙。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于，包括：

水平移动底座；

旋转式立柱(21)，其转动安装于所述水平移动底座上并能够相对于所述水平移动底座转动；

升降式滑板，其滑动安装于所述旋转式立柱(21)上并能够相对于所述旋转式立柱(21)上下移动；

水平横梁(40)，其滑动安装于所述升降式滑板上并能够相对于所述升降式滑板水平运动，所述水平横梁(40)的一端为工作端；

切割机构，设于所述工作端，且所述切割机构至少包括一个多自由度切割机器人以及设于所述多自由度切割机器人上方的线缆牵引机构，所述多自由度切割机器人的活动端设有割枪(42)，所述线缆牵引机构用于牵引线缆并使所述线缆能够上下浮动。

2.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述水平移动底座包括底座本体(10)，所述底座本体(10)的四周分别设有一组重载脚杯(11)，所述重载脚杯(11)朝向远离所述底座本体(10)的一侧延伸且在远离底座本体(10)的一端设有滚轮(111)。

3.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构设于所述水平移动底座上并用于驱动所述旋转式立柱(21)相对于所述水平移动底座转动。

4.如权利要求3所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述旋转式立柱(21)的底端设有齿圈并通过轴承转动连接至所述水平移动底座，所述旋转驱动机构包括第一减速电机(20)，所述第一减速电机(20)的输出端通过第一齿轮驱动第一直齿条，所述第一直齿条设于所述齿圈的外侧并与所述第一直齿条啮合。

5.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：还包括升降驱动机构，设于所述旋转式立柱(21)上并用于驱动所述升降式滑板相对于所述旋转式立柱(21)进行升降。

6.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：还包括水平驱动机构，所述水平驱动机构用于驱动所述水平横梁(40)相对于升降式滑板水平滑动。

7.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述升降式滑板包括上横板(31)、下横板以及连接所述上横板(31)和下横板的纵向立板(32)，所述升降式滑板通过所述纵向立板(32)与所述旋转式立柱(21)滑动连接；所述上横板(31)和/或下横板上设有滑轨(311)，所述水平横梁(40)设于所述上横板(31)和下横板之间并通过所述滑轨(311)与所述升降式滑板滑动连接。

8.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述线缆牵引机构包括第一牵引机构和/或第二牵引机构，所述第一牵引机构包括自动卷线盘(44)，所述自动卷线盘(44)的底端至少设有一个线缆固定件；所述第二牵引机构包括弹性连接件和设于所述弹性连接件底端的至少一个线缆固定件，所述弹性连接件能够在纵向方向上发生弹性形变。

9.如权利要求8所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述线缆牵引机构包括横杆(43)，所述第一牵引机构和第二牵引机构均固定连接至所述横杆(43)上。

10.如权利要求1所述的一种多外部轴的智能机器人切割系统，其特征在于：所述旋转式立柱(21)上还设置维护爬梯(211)。