一种双工位板材切割机器人及其工作方法与流程

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种双工位板材切割机器人及其工作方法。

背景技术：

随着社会的发展和进步，机器人逐渐出现在各个行业，机器人的出现使得这个行业在飞速发展，机器人也是各个行业首选的目标，切割类的机器人运用广泛，常用于切割各类的材料。

目前的板材类的切割机器人常见的有单切割头和双切割头的，单切割头的切割机器人工作效率一般，而双切割头的切割机器人在切割时由于两头互移式的结构，当两个切割点逐渐靠近时，切割力较为集中，容易造成板材在两个切割点之间出现破裂的情况而变成残次品，容易影响的生产效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种切割效率高的双工位板材切割机器人及其工作方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种双工位板材切割机器人，包括第一水射型切割头；

第二水射型切割头，所述第二水射型切割头配置为其切割点与第一水射型切割头的切割点位于同一水平线上；

用于为第一水射型切割头和第二水射型切割头供给高压介质的补充机构；

用于驱动第一水射型切割头与第二水射型切割头相互靠拢的输送机构；以及

控制装置；

其中，所述第一水射型切割头配置为其复位完毕时与第二水射型切割头的呈八字型分布，所述第一水射型切割头上设置有用于驱动其往第二水射型切割头转动的电动关节，所述第二水射型切割头上设置有连接座，所述第一水射型切割头、第二水射型切割头、电动关节、输送机构、补充机构均与控制装置电性连接。

作为优选，所述输送机构包含有导向槽件、第一伺服电机和第二伺服电机，所述导向槽件内设置有第一丝杆、第二丝杆、第一滑块和第二滑块，所述第一丝杆位于第二丝杆的下方，所述第一滑块和第二滑块面对面设置，所述第一滑块和第二滑块上均设置有滚珠丝杆螺母，所述第一滑块通过其自身上的滚珠丝杆螺母与第一丝杆滑动连接，所述第二滑块通过其自身上的滚珠丝杆螺母与第二丝杆滑动连接，所述第一丝杆与第一伺服电机连轴设置，所述第二丝杆与第二伺服电机连轴设置，所述电动关节和连接座分别与第一滑块和第二滑块固定连接。

作为优选，所述第一滑块与第二滑块相对的面上镶嵌有压力传感器，所述压力传感器与控制装置电性连接。

作为优选，所述连接座上设置有连接槽，所述连接槽上设置有滑动轴承，所述滑动轴承与连接座固定连接，所述第一丝杆穿过滑动轴承设置，所述第一丝杆通过滑动轴承与连接座滑动连接，所述连接槽内插入有定位板，所述第二水射型切割头和连接座均与定位板固定连接。

作为优选，还包含有龙门架和工作台，所述龙门架与工作台连接，所述龙门架上设置有用于提升导向槽件高度的第一电动伸缩杆，所述导向槽件的外壁上设置有燕尾榫，所述龙门架上设置有与燕尾榫相配对的燕尾槽，所述龙门架和导向槽件通过燕尾榫和燕尾槽滑动连接，所述导向槽件顶面安装有连接架，所述连接架与第一电动伸缩杆的输出端固定连接。

作为优选，所述第一滑块和第二滑块侧面均设置有导向凸起，所述导向槽件的内壁设置有与导向凸起相配对的导槽。

作为优选，所述电动关节包含有安装架、安装板、减速电机和编码器，所述安装板上设置有转轴，所述安装板通过转轴与安装架转动连接，所述编码器和减速电机均与安装架固定连接，所述编码器和减速电机均与转轴连轴设置，所述安装板与第一水射型切割头固定连接。

作为优选，所述安装架上设置有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆与安装架固定连接，所述安装架和安装板上分别设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔被配其置为在第一水射型切割头复位完毕后与第二定位孔构成同心孔结构，所述第二电动伸缩杆的输出端伸入第一定位孔和第二定位孔内，所述第二电动伸缩杆与控制装置电性连接。

作为优选，所述第一丝杆与第二丝杆为平行设置。

本发明还提供一种双工位板材切割机器人的工作方法，包括以下步骤：

1）将待切割的板材放置在工作台上；

2）通过控制装置启动第一伺服电机和第二伺服电机工作，使得第一水射型切割头和第二水射型切割头逐渐靠拢，直至到第一水射型切割头和第二水射型切割头的切割点均与待切割板材的距离达到设定值为止，其中设定值为切割板材边沿与切割点之间距离1cm；

3）通过控制装置启动补充机构、第一水射型切割头和第二水射型切割头工作，同时再次启动第一伺服电机和第二伺服电机，使得第一水射型切割头和第二水射型切割头逐渐靠拢；

4）一旦第二滑块与压力传感器接触时，压力传感器将信息反馈给控制装置，随后控制装置控制第二伺服电机带动第二水射型切割头复位并停止第二水射型切割头工作，停止补充机构对第二水射型切割头的供给；

5）控制装置控制第二电动伸缩杆收缩解除限位，随后启动减速电机带动第一水射型切割头转动，同时启动第一电动伸缩杆抬升导向槽件，在第一水射型切割头转动时能对板材剩余未切割的部分继续切割，一旦达到设定的角度时编码器将信息反馈给控制装置，控制装置停止第二水射型切割头和补充机构工作，然后启动第一伺服电机带动第一水射型切割头复位；

6）控制减速电机带动第二水射型切割头复位，一旦达到编码器的复位设定值时，控制装置停止减速电机工作，随后启动第二电动伸缩杆复位，使得安装板被固定；

7）第一电动伸缩杆复位。

本发明的有益效果为：在切割时，由于第一水射型切割头和第二水射型切割头呈八字形分布，有利于避免两个切割点过于接近而导致板材出现碎裂的情况，同时采用了两头互移式的结构工作效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种双工位板材切割机器人的局部结构示意图。

图2为本发明一种双工位板材切割机器人的输送机构的局部剖面图。

图3为本发明一种双工位板材切割机器人的局部结构示意图。

图4为本发明一种双工位板材切割机器人的局部结构示意图。

图5为本发明一种双工位板材切割机器人的导槽的分布示意图。

图中：

1、第一水射型切割头；2、第二水射型切割头；3、输送机构；4、电动关节；5、连接座；6、导向槽件；7、第一伺服电机；8、第二伺服电机；9、第一丝杆；10、第二丝杆；11、第一滑块；12、第二滑块；13、滚珠丝杆螺母；14、压力传感器；15、连接槽；16、滑动轴承；17、定位板；18、龙门架；19、第一电动伸缩杆；20、燕尾榫；21、连接架；22、导槽；23、安装架；24、安装板；25、减速电机；26、第一定位孔；27、第二电动伸缩杆。

具体实施方式

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。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、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，仅是为了便于描述本发明，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发明的限制。

另外，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，安装、连接和相连等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

如图1-5所示，一种双工位板材切割机器人，包括第一水射型切割头1、第二水射型切割头2、补充机构（未图示）、输送机构3和控制装置（未图示），所述第二水射型切割头2配置为其切割点与第一水射型切割头1的切割点位于同一水平线上；

第一水射型切割头1和第二水射型切割头2均为水切割头总成。

补充机构用于为第一水射型切割头1和第二水射型切割头2供给高压水，补充机构包含有水箱（未图示）、高压泵（未图示）和高压管道（未图示），第一水射型切割头1和第二水射型切割头2通过高压管道与高压泵的排水口相连通；

输送机构3用于驱动第一水射型切割头1与第二水射型切割头2相互靠拢；

其中，所述第一水射型切割头1配置为其复位完毕时与第二水射型切割头2的呈八字型分布，所述第一水射型切割头1上设置有用于驱动其往第二水射型切割头2转动的电动关节4，所述第二水射型切割头2上设置有连接座5，所述第一水射型切割头1、第二水射型切割头2、电动关节4、输送机构3、补充机构均与控制装置电性连接。

在本实施例中，所述输送机构3包含有导向槽件6、第一伺服电机7和第二伺服电机8，所述导向槽件6内设置有第一丝杆9、第二丝杆10、第一滑块11和第二滑块12，所述第一丝杆9位于第二丝杆10的下方，所述第一滑块11和第二滑块12面对面设置，所述第一滑块11和第二滑块12上均设置有滚珠丝杆螺母13，所述第一滑块11通过其自身上的滚珠丝杆螺母与第一丝杆9滑动连接，所述第二滑块12通过其自身上的滚珠丝杆螺母与第二丝杆10滑动连接，所述第一丝杆9与第一伺服电机7连轴设置，所述第二丝杆10与第二伺服电机8连轴设置，所述电动关节4和连接座5分别与第一滑块11和第二滑块12固定连接，第一丝杆9和第二丝杆10均通过转动轴承与导向槽件转动连接。

在本实施例中，所述第一滑块11与第二滑块12相对的面上镶嵌有压力传感器14，所述压力传感器14与控制装置电性连接。

在本实施例中，所述连接座5上设置有连接槽15，所述连接槽15上设置有滑动轴承16，所述滑动轴承16与连接座5固定连接，所述第一丝杆9穿过滑动轴承16设置，所述第一丝杆9通过滑动轴承16与连接座5滑动连接，所述连接槽15内插入有定位板17，所述第二水射型切割头2和连接座5均与定位板17固定连接。

在本实施例中，还包含有龙门架18和工作台（未图示），所述龙门架18与工作台连接，所述龙门架18上设置有用于提升导向槽件6高度的第一电动伸缩杆19，所述导向槽件6的外壁上设置有燕尾榫20，所述龙门架18上设置有与燕尾榫20相配对的燕尾槽（未图示），所述龙门架18和导向槽件6通过燕尾榫20和燕尾槽滑动连接，所述导向槽件6顶面安装有连接架21，所述连接架21与第一电动伸缩杆19的输出端固定连接。

在本实施例中，所述第一滑块11和第二滑块12侧面均设置有导向凸起（未图示），所述导向槽件6的内壁设置有与导向凸起相配对的导槽22。

在本实施例中，所述电动关节4包含有安装架23、安装板24、减速电机25和编码器（未图示），所述安装板24上设置有转轴（未图示），所述安装板24通过转轴与安装架23转动连接，所述编码器和减速电机25均与安装架23固定连接，所述编码器和减速电机25均与转轴连轴设置，所述安装板24与第一水射型切割头1固定连接。

在本实施例中，所述安装架23上设置有第二电动伸缩杆27，所述第二电动伸缩杆27与安装架23固定连接，所述安装架23和安装板24上分别设置有第一定位孔26和第二定位孔（未图示），所述第一定位孔26被配其置为在第一水射型切割头1复位完毕后，与第二定位孔构成同心孔结构，所述第二电动伸缩杆27的输出端伸入第一定位孔26和第二定位孔内，所述第二电动伸缩杆27与控制装置电性连接。

电动关节在使用时，第二电动伸缩杆收缩解除限位，随后启动减速电机带动第一水射型切割头转动，由于配备有编码器，可以探测出第一水射型切割头转动角度，从而为自动化提供控制依据。

在本实施例中，所述第一丝杆9与第二丝杆10为平行设置。

本发明还提供一种双工位板材切割机器人的工作方法，包括以下步骤：

1）将待切割的板材放置在工作台上；

2）通过控制装置启动第一伺服电机和第二伺服电机工作，使得第一水射型切割头和第二水射型切割头逐渐靠拢，直至到第一水射型切割头和第二水射型切割头的切割点均与待切割板材的距离达到设定值为止，其中设定值为切割板材边沿与切割点之间距离1cm；

3）通过控制装置启动补充机构、第一水射型切割头和第二水射型切割头工作，同时再次启动第一伺服电机和第二伺服电机，使得第一水射型切割头和第二水射型切割头逐渐靠拢；

4）一旦第二滑块与压力传感器接触时，压力传感器将信息反馈给控制装置，随后控制装置控制第二伺服电机带动第二水射型切割头复位并停止第二水射型切割头工作，停止补充机构对第二水射型切割头的供给；

5）控制装置控制第二电动伸缩杆收缩解除限位，随后启动减速电机带动第一水射型切割头转动，同时启动第一电动伸缩杆抬升导向槽件，在第一水射型切割头转动时能对板材剩余未切割的部分继续切割，一旦达到设定的角度时编码器将信息反馈给控制装置，控制装置停止第二水射型切割头和补充机构工作，然后启动第一伺服电机带动第一水射型切割头复位；

6）控制减速电机带动第二水射型切割头复位，一旦达到编码器的复位设定值时，控制装置停止减速电机工作，随后启动第二电动伸缩杆复位，使得安装板被固定；

7）第一电动伸缩杆复位。

本发明的有益效果为：在切割时，由于第一水射型切割头和第二水射型切割头呈八字形分布，有利于避免两个切割点过于接近而导致板材出现碎裂的情况，同时采用了两头互移式的结构工作效率高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。