一种具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人的制作方法

1.本发明涉及激光切割机器人技术领域，具体为一种具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人。


背景技术：

2.激光切割机器人是通过将激光器产生的激光由光纤传输至激光切割头，照射到加工物品上，使加工物品受到强大的热能而迅速的熔化或者汽化，从而实现切割，相比较传统的切割装置，激光切割机器人工作效率和切割精度更高，因此在加工业上得到广泛应用，但是现有的激光切割机器人仍存在着一些不足。
3.如公开号为cn105945963b的一种应用于光纤激光切割机器人的光纤防护装置，其采用管线包包覆在光纤的外围，从而起到光纤防护作用
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确保安装在支承板和支架之间的管线始终保持合适的长度，从而避免机器人手臂末端的工作范围受限，但是其在运作过程中，只能对光纤的部分位置进行防护，而当手臂末端在小范围活动时，多余长度的光纤会发生折叠和缠绕，导致光纤绝缘层容易断裂，继而缩短了光纤使用寿命，同时激光切割过程中会产生部分碎屑和烟尘，现有的激光切割机器人虽然可以对烟尘进行吸收，但是其吸烟机构的吸力固定，使得在切割头切割角度变化过程中，会影响烟气的吸收效果，因此存在着一定的使用缺陷。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人，以解决上述背景技术提出的目前市场上激光切割机器人只能对光纤的部分位置进行防护，而当手臂末端在小范围活动时，多余长度的光纤会发生折叠和缠绕，导致光纤绝缘层容易断裂，继而缩短了光纤使用寿命，同时激光切割过程中会产生部分碎屑和烟尘，现有的激光切割机器人虽然可以对烟尘进行吸收，但是其吸烟机构的吸力固定，使得在切割头切割角度变化过程中，会影响烟气的吸收效果的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人，包括用来调节切割位置的机械臂，所述机械臂的末端固定安装有安装架，且所述安装架的外侧安装有用来实现切割的激光头，并且所述激光头的外侧连接有光纤，同时所述光纤与现有的激光器进行连接；还包括：两个固定架，对称固定安装于机械臂的外侧，且两个所述固定架之间安装有收卷柱，且收卷柱的端部固定安装有驱动齿轮，并且两个所述固定架之间固定安装有两个导杆；两个螺纹杆，转动安装于两个固定架之间，且所述螺纹杆的外侧连接有调节块，并且所述调节块的上端固定设置有限位环，用来实现对光纤的限位、防护；两个换热管，固定安装于激光头的外侧，所述换热管的外侧连接有循环水管，且所述循环水管与现有的循环泵进行连接，并且所述换热管的内侧设置有浮块；
两个吸烟罩，固定安装于安装架的外侧，所述吸烟罩与现有的吸尘装置之间连接有输气管，且所述吸烟罩的下端内部固定安装有固定板，并且所述固定板的中间位置转动设置有轴杆，同时所述轴杆的外侧固定设置有活动板。
6.优选的，所述收卷柱与固定架转动连接，且所述收卷柱的轴端与固定架之间连接有扭簧，所述光纤缠绕于收卷柱的外侧。
7.通过采用上述技术方案，使得机械臂的轴部进行旋转调节时，收卷柱可以进行弹性旋转，从而实现对光纤的自动收卷和放松，有效避免光纤发生拉扯或者松散缠绕，有效提高了对光纤的防护。
8.优选的，所述驱动齿轮与传动齿轮啮合连接，且所述传动齿轮关于驱动齿轮对称设置有两个，所述两个螺纹杆的螺纹旋向相反，且所述螺纹杆与调节块螺纹连接，且所述调节块与导杆构成滑动套接结构。
9.通过采用上述技术方案，使得收卷柱进行旋转时，可以通过驱动齿轮和传动齿轮的啮合作用带动两个螺纹杆进行同步旋转，使得螺纹杆带动两个调节块进行同步调节。
10.优选的，所述限位环呈圆环形结构设置，且所述限位环与光纤构成滑动套接结构，并且所述限位环的内壁均匀嵌入安装有滚珠。
11.通过采用上述技术方案，使得调节块带动限位环进行移动时，限位环可以对收卷过程中的光纤进行导向，有效避免光纤收卷时发生缠绕、磨损，有效延长了光纤的使用寿命。
12.优选的，所述换热管为“u”字形结构设置，且所述换热管贴合于激光头的外侧，并且所述换热管的端部通过塞体进行密封，同时所述换热管内部的液位低于其端部。
13.通过采用上述技术方案，使得“u”字形结构的换热管可以增大其与激光头的接触面积，从而通过循环水管的输送作用，可以使得换热管对激光头进行有效冷却降温。
14.优选的，所述浮块与换热管构成升降结构，且所述浮块的外侧连接有牵引绳，且所述牵引绳穿设于换热管的内侧，所述换热管内部的液位高于其与循环水管的连接处，且所述换热管内部的液体体积不变。
15.通过采用上述技术方案，使得激光头倾斜切割时，会带动换热管进行同步倾斜，此时换热管两端内部的液位会发生变化，从而使得浮块会在浮力作用下进行移动，进而拉动牵引绳。
16.优选的，所述牵引绳的下端缠绕于轴杆的外侧，且所述轴杆与固定板之间连接有扭簧。
17.通过采用上述技术方案，使得浮块移动过程中可以通过牵引绳拉动轴杆进行旋转，从而实现对轴杆外侧活动板位置的调节。
18.优选的，所述吸烟罩关于激光头对称设置有两个，且所述吸烟罩的端部高于激光头的端部。
19.通过采用上述技术方案，使得激光头进行激光切割时，输气管可以通过吸烟罩对切割产生的烟气进行有效吸收，从而提高装置的环保性。
20.优选的，所述固定板与吸烟罩之间等角度开设有通孔结构，所述活动板与固定板相贴合，且所述活动板的面积大于通孔面积。
21.通过采用上述技术方案，使得活动板进行旋转时，可以对吸烟罩和固定板之间的
孔洞结构进行部分遮盖，从而调节吸烟罩的进风孔径，实现对吸力的调节，便于激光头进行倾斜切割时可以对烟尘进行充分吸除。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人，可以在角度调节过程中对光纤进行自动收卷和放松，有效避免光纤受到拉扯和松散，进而延长了光纤的使用寿命，同时可以根据切割角度对烟气吸取力度进行调节，具体内容如下；1、设置有收卷柱和限位环，当机械臂进行角度调节时，可以使得收卷柱进行弹性旋转，从而实现对光纤的收卷和放松，同时收卷柱旋转过程中可以带动螺纹杆进行同步旋转，使得调节块带动限位环进行同步移动，实现对光纤的导向绕卷，确保光纤的绕卷的均匀性，有效避免光纤发生拉扯和磨损，有效延长了光纤的使用寿命；2、设置有换热管和循环水管，通过循环水管，使得换热管中的冷却液可以循环流动，从而使得换热管可以与激光头进行持续换热，实现对激光头的高效冷却，避免激光头温度过高而影响正常使用；3、设置有换热管、吸烟罩和活动板，当激光头需要倾斜切割时，其会带动换热管进行同步倾斜，从而使得换热管内部的液位发生变化，此时浮块拉动活动板进行弹性旋转，使得活动板可以对吸烟罩和固定板之间的孔洞进行部分封堵，实现对进风口面积的调节，从而实现对吸力的调节，进而提高了装置在不同切割角度下对烟气的吸除效果。
附图说明
23.图1为本发明立体主视结构示意图；图2为本发明立体后视结构示意图；图3为本发明收卷柱安装结构示意图；图4为本发明限位环立体剖视结构示意图；图5为本发明机械臂和激光头安装结构示意图；图6为本发明安装架和激光头立体结构示意图；图7为本发明换热管立体剖视结构示意图；图8为本发明吸烟罩立体结构示意图。
24.图中：1、机械臂；2、固定架；3、收卷柱；4、光纤；5、驱动齿轮；6、螺纹杆；7、传动齿轮；8、导杆；9、调节块；10、限位环；11、滚珠；12、安装架；13、激光头；14、换热管；15、循环水管；16、浮块；17、牵引绳；18、吸烟罩；19、输气管；20、固定板；21、轴杆；22、活动板。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人，包括用来调节切割位置的机械臂1，机械臂1的末端固定安装有安装架12，且安装架12的外侧安装有用来实现切割的激光头13，并且激光头13的外侧连接有光纤4，同时光纤
4与现有的激光器进行连接；还包括：两个固定架2，对称固定安装于机械臂1的外侧，且两个固定架2之间安装有收卷柱3，且收卷柱3的端部固定安装有驱动齿轮5，并且两个固定架2之间固定安装有两个导杆8；两个螺纹杆6，转动安装于两个固定架2之间，且螺纹杆6的外侧连接有调节块9，并且调节块9的上端固定设置有限位环10，用来实现对光纤4的限位、防护，收卷柱3与固定架2转动连接，且收卷柱3的轴端与固定架2之间连接有扭簧，光纤4缠绕于收卷柱3的外侧。驱动齿轮5与传动齿轮7啮合连接，且传动齿轮7关于驱动齿轮5对称设置有两个，两个螺纹杆6的螺纹旋向相反，且螺纹杆6与调节块9螺纹连接，且调节块9与导杆8构成滑动套接结构。限位环10呈圆环形结构设置，且限位环10与光纤4构成滑动套接结构，并且限位环10的内壁均匀嵌入安装有滚珠11，如图1-4所示，当需要进行激光切割工作时，控制机械臂1进行旋转调节，从而对激光头13的位置进行调节，此时收卷柱3会在扭簧作用下进行弹性旋转，从而实现对光纤4的自动收卷和放松，从而避免机械臂1调节过程中拉扯或过于放松光纤4，同时收卷柱3旋转时会带动驱动齿轮5与传动齿轮7进行啮合，从而使得两个螺纹杆6进行同步旋转，使得调节块9在螺纹连接作用下带动限位环10沿导杆8进行移动，此时限位环10可以对光纤4进行导向，确保光纤4可以进行均匀收卷，同时滚珠11的设置，可以有效降低光纤4的磨损，从而实现对光纤4的有效防护，进而延长了光纤4的使用寿命。
27.两个换热管14，固定安装于激光头13的外侧，换热管14的外侧连接有循环水管15，且循环水管15与现有的循环泵进行连接，并且换热管14的内侧设置有浮块16；两个吸烟罩18，固定安装于安装架12的外侧，吸烟罩18与现有的吸尘装置之间连接有输气管19，且吸烟罩18的下端内部固定安装有固定板20，并且固定板20的中间位置转动设置有轴杆21，同时轴杆21的外侧固定设置有活动板22。换热管14为“u”字形结构设置，且换热管14贴合于激光头13的外侧，并且换热管14的端部通过塞体进行密封，同时换热管14内部的液位低于其端部。浮块16与换热管14构成升降结构，且浮块16的外侧连接有牵引绳17，且牵引绳17穿设于换热管14的内侧，换热管14内部的液位高于其与循环水管15的连接处，且换热管14内部的液体体积不变。牵引绳17的下端缠绕于轴杆21的外侧，且轴杆21与固定板20之间连接有扭簧。吸烟罩18关于激光头13对称设置有两个，且吸烟罩18的端部高于激光头13的端部。固定板20与吸烟罩18之间等角度开设有通孔结构，活动板22与固定板20相贴合，且活动板22的面积大于通孔面积，如图1-2和图5-8所示，当激光头13保持竖直切割时，循环水管15中的冷却液可以对激光头13进行有效降温，同时换热管14两端的液面在同一位置，此时固定板20和活动板22相重合，使得输气管19可以通过吸烟罩18对切割产生的烟气进行有效吸收，而当激光头13需要进行倾斜切割时，换热管14会同时进行歪斜，此时换热管14内部两侧的液面位置发生变化，使得浮块16在液体浮力作用下进行移动，使得浮块16可以通过牵引绳17拉动轴杆21进行旋转，从而使得活动板22可以对吸烟罩18和固定板20之间的孔洞进行部分封堵，进而改变吸烟罩18的进风口大小，实现对吸烟罩18吸力的调节，使得吸烟罩18可以对向上飘动的烟气进行有效吸除，进一步提高了装置的吸烟效果，提高了装置的使用环保性。
28.工作原理：在使用该具有光纤防护功能的环保型激光切割机器人时，首先，如图1-8所示，控制机械臂1对激光头13的位置进行调节，此时收卷柱3可以对光纤4进行均匀收卷和放松，避免光纤4受到拉扯和磨损，延长了光纤4的使用寿命，当激光头13进行切割时，换热管14可以对其进行有效降温，同时吸烟罩18可以对烟气进行有效吸除，当激光头13进行
倾斜切割时，换热管14会进行倾斜，使得其内部液面发生变化，此时浮块16会在浮力作用下通过牵引绳17拉动活动板22进行旋转，从而调节吸烟罩18的进风孔径，进而实现吸力的自动调节，有效提高烟气吸除效果，从而完成一系列工作。
29.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
30.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。