一种机器人雕刻工作站的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种机器人雕刻工作站。

背景技术：

机器人在雕刻领域的应用越来越广，现有技术中往往只是简单的将刀具安装在机械手的末端，而为了保证加工效率，机械手末端的刀具需要长时间的工作，这就需要对刀具进行冷却，现有技术中并没有对变位机进行防水处理，这就会导致在对刀具进行水冷时，变位机中的电机有短路的风险存在。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种机器人雕刻工作站，旨在解决现有技术中变位机中的电机受冷却液的影响出现短路的情况。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种机器人雕刻工作站，所述机器人雕刻工作站包括工业机械臂、换刀库和变位机，所述换刀库和所述变位机均设置在所述工业机械臂的回转半径范围内；

所述工业机械臂的末端安装有电主轴，所述电主轴上设置有刀具；所述换刀库中能够存放多个刀具；

所述变位机包括工装架、旋转盘、驱动电机和防水板，所述旋转盘转动安装在所述工装架上，所述驱动电机固定安装在所述工装架上，所述驱动电机的输出轴与所述旋转盘传动连接，所述防水板固定安装在所述工装架上，且所述防水板位于所述旋转盘和所述工装架之间，所述旋转盘的顶面上滑动设置有多个用于固定工件的卡盘。

优选地，所述防水板包括防水底板、第一防水侧板和第二防水侧板；所述防水底板安装在所述工装架上，所述防水底板为圆环形板材，所述第一防水侧板沿所述圆环形板材的内圆的边缘设置，所述第二防水侧板沿所述圆环形板材的外圆的边缘设置，所述第一防水侧板和所述第二防水侧板均与所述防水底板垂直。

优选地，所述防水底板上设置有贯穿设置有漏液孔。

优选地，所述旋转盘的底面上固定设置有密封盘，所述密封盘和所述旋转盘的接触面上设置有密封件。

优选地，所述旋转盘上设置有多个t型槽，所述卡盘上设置有定位通孔，所述t型槽内滑动设置有螺栓，所述定位通孔套设在所述螺栓上，且所述螺栓上还设置用于固定所述卡盘的螺母，所述卡盘能够在沿所述t型槽对工件进行固定安装。

优选地，所述换刀库包括换刀架、防护罩、气缸和传动机构，所述换刀架上设置有用于存放所述刀具的存刀板，所述气缸固定安装在所述换刀架上，所述气缸的活塞杆和所述传动机构的一端转动连接，所述传动结构与所述存刀板转动连接，且所述传动机构的另一端与所述防护罩固定连接，所述防护罩能够在所述气缸的作用下旋转一定角度罩住存放在存刀板上的刀具。

优选地，所述传动机构包括l型连杆、第一连杆和第二连杆；

所述l型连杆的一端与所述气缸的活塞杆转动连接，所述l型连杆的另一端与所述第一连杆的一端转动连接，所述第一连杆的另一端和所述第二连杆的一端均与所述防护罩固定连接，所述第一连杆和第二连杆还均与所述存刀板转动连接。

优选地，所述工业机械臂的末端还设置有喷头，所述喷头通过管道与冷却液源相连。

优选地，所述驱动电机为伺服电机。

优选地，所述工业机械臂为六轴机械手。

(三)有益效果

本实用新型中旋转盘转动安装在工装架上，在旋转盘和工装架支架设置防水板，用于收集冷却液，避免冷却液渗透进电机，进而出现电机短路的情况，提高了连续生产时的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种机器人雕刻工作站的整体示意图；

图2为本实用新型中换刀库的结构示意图；

图3为本实用新型中变位机的结构示意图；

图4为本实用新型中变位机的剖视图。

【附图标记说明】

1：工业机械臂；11：电主轴；

2：换刀库；21：换刀架；211：存刀板；22：防护罩；23：气缸；24：l型连杆；25：第一连杆；26：第二连杆；

3：变位机；31：工装架；32：旋转盘；320：t型槽；321：卡盘；322：螺栓；33：防水板；331：防水底板；3310：漏液孔；332：第一防水侧板；333：第二防水侧板；34：密封盘；35：驱动电机；

4：刀具；5：工件。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本发明提供一种机器人雕刻工作站，如图1所示，机器人雕刻工作站包括工业机械臂1、换刀库2和变位机3，换刀库2和变位机3均设置在工业机械臂1的回转半径范围内。工业机械臂1的末端安装有电主轴11，电主轴11上设置有刀具4。换刀库2中能够存放多个刀具4。变位机3上能够放置工件5。电主轴11上的刀具4能够在工业机械臂1的作用下对变位机3上的工件5进行雕刻，即工业机械臂1按照预先设定的轨迹的进行运动，实现刀具4对工件5的雕刻。在优选的实施方案中，工业机械臂1可以为六轴机械手或其他的现有的机械臂。同时工业机械臂1上的电主轴11能够运动至换刀库2实现自动换刀，由于在机械自动加工中，自动换刀的过程及原理为现有技术，在本实用新型中就不做赘述了。

如图3和图4所示，变位机3包括工装架31、旋转盘32、驱动电机35和防水板33，旋转盘32转动安装在工装架31上，驱动电机35固定安装在工装架31上，驱动电机35的输出轴与旋转盘32传动连接，在实际使用过程中，驱动电机35的输出轴通过联轴器与减速器的输入轴相连，减速器的输出轴与旋转盘32传动连接，驱动电机35和减速器均固定安装在工装架31上，驱动电机35通过减速器驱动旋转盘32旋转。防水板33固定安装在工装架31上，且防水板33位于旋转盘32和工装架31之间，旋转盘32的顶面上滑动设置有多个用于固定工件5的卡盘321。旋转盘32通过卡盘321固定工件5，防止在雕刻的过程中，工件5出现滑动的情况，工业机械臂1的末端还设置有喷头，喷头通过管道与冷却液源相连。喷头能够对电主轴11上的刀具4喷射出冷却液，实现对刀具4的冷却，使得刀具4能够长时间的工作。设置防水板33能够收集从工件5上流落的冷却液，冷却液不能够渗透进驱动电机35，避免了驱动电机35出现短路的情况发生，提高了生产效率。在优选的实施方案中，驱动电机35为伺服电机，伺服电机能够精确的控制旋转盘32的旋转角度，且伺服电机能够与工业机械臂1进行通信，更加有利于雕刻出各种形状的物品。

防水板33包括防水底板331、第一防水侧板332和第二防水侧板333；防水底板331安装在工装架31上，防水底板331为圆环形板材，第一防水侧板332沿圆环形板材的内圆的边缘设置，第二防水侧板333沿圆环形板材的外圆的外边缘设置，第一防水侧板332和第二防水侧板333均与防水底板331垂直。防水底板331上设置有贯穿设置有漏液孔3310。防水底板331上收集到的冷却液从漏液孔3310流出，若冷却液可以回收利用，可以在漏液孔3310的下方设置回收利用通，即保证了电机不会受到冷却液的影响，又保证了冷却液的回收使用。

进一步地，旋转盘32的底面上固定设置有密封盘34，密封盘34和旋转盘32的接触面上设置有密封件。在雕刻的过程中，冷却液一部风会沿旋转盘32的外边缘滴落至防水底板331上，还有一部分可能沿旋转盘32的底面运动一段距离后掉落在圆环形板材的内圆内，在本发明中，通过在旋转盘32的底面设置密封盘34，且密封盘34和旋转盘32的接触面上设置有密封件使得沿旋转盘32底面运动的冷却液只能沿着密封盘34的边缘掉落至防水底板331上，而不能沿旋转盘32底面运动而掉落在圆环形板材的内圆内。这样设置使得防水底板331能够全面收集冷却液，极大限度地降低了冷却液对于驱动电机35的影响。在优选的实施方案中，密封34盘固定安装在旋转盘32的底面上，密封盘34上可以与回转支撑轴承的一侧固定连接，回转支承轴承的另一侧与工装架31固定连接，从而实现旋转盘32和密封盘34与工装架31的转动连接，同时还用回转支撑轴承承载工件的重力。

更进一步地，如图3所示，旋转盘32上设置有多个t型槽320，卡盘321上设置有定位通孔，t型槽320内滑动设置有螺栓322，定位通孔套设在螺栓322上，且螺栓322上还设置用于固定卡盘321的螺母，通过螺栓322在t型槽320中的滑动带动卡盘321沿t型槽320运动，在卡盘321紧贴或压紧工件5后，拧紧螺母，实现卡盘321对工件5进行固定安装。在实际的生产过程中，t型槽320可以环形阵列设置在旋转盘32上，从多个方向上限制工件5在旋转盘32上的位移，达到更好的固定效果。

另一方面，如图2所示，换刀库2包括换刀架21、防护罩22、气缸23和传动机构，换刀架21上设置有用于存放刀具4的存刀板211，气缸23固定安装在换刀架21上，气缸23的活塞杆和传动机构的一端转动连接，传动机构与存刀板211转动连接，且传动机构另一端与防护罩22固定连接，防护罩22能够在气缸23的作用下旋转一定角度罩住存放在存刀板211上的刀具4。考虑到本实用新型中机器人雕刻工作站的实际使用工况不是很好，在刀具4不使用时，利用防护罩22罩住刀具4能够使得刀具4不被环境中的铁屑或是其他灰尘的影响，能够起到一定的保护效果，提高了刀具4的使用寿命。

进一步地，传动机构包括l型连杆24、第一连杆25和第二连杆26。l型连杆24的一端与气缸23的活塞杆转动连接，l型连杆24的另一端与第一连杆25的一端转动连接，第一连杆25的另一端和第二连杆26的一端均与防护罩22固定连接，第一连杆25和第二连杆26还均与存刀板211转动连接，第一连杆25与存刀板211转动连接的位置位于第一连杆25的两端之间。如图2所示，当气缸23上的活塞杆相上运动时，l型连杆24和第一连杆25能够推动防护罩22顺时针旋转一定角度，进而覆盖住存刀板211上的刀具4，相反地，当气缸23的活塞杆向下运动时，l型连杆24和第一连杆25能够推动防护罩22逆时针旋转一定角度，进而方便刀具4的取用，其中防护罩的旋转是以第一连杆与存刀板转动连接的点以及第二连杆与存刀板转动连接的点的连线为旋转轴进行旋转的。用多连杆的形式控制防护罩22的旋转，整个结构简单，且不容易出现机械故障，便于控制和使用。

需要理解的是，以上对本实用新型的具体实施例进行的描述只是为了说明本实用新型的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，但本实用新型并不限于上述特定实施方式。凡是在本实用新型权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。