一种智能切割机器人的制作方法

1.本发明涉及切割技术领域，尤其涉及一种智能切割机器人。


背景技术：

2.工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。
3.目前在工业生产制造过程中，进行材料切割过程中，所使用的智能切割机器人，大多数都是使用多轴机器人通过采用激光切割或火焰切割，从而具有智能化程度高，切割效率高的特点，但是在实际使用时，通过多轴机器人使用激光或火焰切割，存在设备成本高，造成生产成本高，以及多轴机器人控制程序复杂，对于操作人员的水平要求高，导致人工成本较高。
4.因此在中小型企业生产中，对材料进行切割时，依然采用传统人工或半自动设备进行材料切割，所以需要一种智能切割机器人。


技术实现要素：

5.基于现有的多轴机器人使用时设备成本高，生产成本高，控制程序复杂，对于操作人员的水平要求高，导致人工成本较高，不适用于中小型企业使用的技术问题，本发明提出了一种智能切割机器人。
6.本发明提出的一种智能切割机器人，包括支撑座，所述支撑座的顶部呈圆弧形状，所述支撑座的表面固定安装控制器，所述支撑座的顶部固定连接有安装箱，所述安装箱的内壁固定连接有安装环，所述安装环的表面固定开设有安装孔，多个所述安装孔以安装环的轴心为中心呈环形阵列分布；所述安装孔的内壁与安装箱的内壁固定连通，所述安装孔的内壁固定连接有夹持机构，所述夹持机构包括夹持气缸，所述夹持气缸的表面与安装孔的内壁固定连接；所述安装箱的表面固定连接有切割机构，所述切割机构包括固定环，所述固定环的表面与安装箱的表面固定连接；所述安装环的表面固定连接有送料机构，所述送料机构包括托板，所述托板的表面与安装环的表面固定连接。
7.优选地，多个所述夹持气缸的一端均延伸至安装箱的内壁，所述夹持气缸通过电磁阀与控制器电性连接，所述夹持气缸包括有夹持气杆，所述夹持气杆的一端固定连接有夹持架。
8.优选地，所述夹持架的两侧内壁均固定开设有滑槽，所述滑槽的内底壁固定开设有固定孔，多个所述固定孔以滑槽的轴线为中心呈对称分布，所述固定孔的内壁固定连接有支撑弹簧。
9.优选地，所述支撑弹簧的表面与固定孔的内壁滑动连接，所述支撑弹簧的一端延
伸至滑槽的内壁，所述支撑弹簧的一端固定连接有滑块，所述滑块的表面与滑槽的内壁滑动连接相适配，所述滑块的表面通过轴承固定安装有夹持轮，所述夹持架的内底壁固定安装有压力传感器，所述压力传感器通过电线与控制器电性连接。
10.优选地，所述固定环的轴心与安装环的轴心位于同一水平直线上，所述固定环的表面固定开设有连接槽，所述连接槽的内壁呈凸形状，所述连接槽的内壁滑动连接有功能环，所述功能环的表面延伸至固定环的表面，所述功能环的表面呈凸形状，所述功能环的表面固定套接有蜗轮圈。
11.优选地，所述支撑座的表面固定连接有轴承座，所述轴承座通过轴承固定转动连接有蜗杆，所述支撑座的表面固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机通过电线与控制器电性连接，所述第一驱动电机的输出轴通过联轴器与蜗杆的一端固定连接，所述蜗杆的表面与蜗轮圈的表面啮合。
12.优选地，所述功能环的内壁固定连接有安装块，四个所述安装块以功能环的轴心为中心呈环形阵列分布，所述安装块的表面固定安装有电动伸缩杆，八个所述电动伸缩杆在安装块的表面均匀分布，所述电动伸缩杆通过电线与控制器电性连接。
13.优选地，所述电动伸缩杆的一端固定连接有安装板，四个所述安装板的表面分别固定安装有第一切割电机和第二切割电机，两个所述第一切割电机和两个所述第二切割电机呈九十度分布，所述第一切割电机和第二切割电机的输出轴分别固定安装有第一切割刀片和第二切割刀片。
14.优选地，所述托板的表面呈圆弧形状，所述托板的下表面固定连接有支撑板，所述支撑板的表面固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机通过电线与控制器电性连接，所述第二驱动电机的输出轴通过联轴器固定连接有丝杆，所述丝杆的一端贯穿并延伸至安装箱的表面，所述丝杆的一端通过轴承与安装箱的表面固定转动连接。
15.优选地，所述托板的表面固定开设有行程槽，所述行程槽的内壁滑动连接有移动块，所述移动块的一端延伸至托板的下表面，所述移动块的表面与丝杆的表面螺纹连接；所述移动块的另一端固定连接有送料板，所述送料板的表面与托板的表面滑动连接，所述送料板的表面固定安装有三爪卡盘。
16.本发明中的有益效果为：1、通过设置夹持机构、切割机构和送料机构，在使用时，通过控制器控制第二驱动电机工作，带动送料板运动，带动需要切割的材料运动从安装环内伸出，并通过夹持气缸和夹持轮对材料夹持，通过控制器控制第一驱动电机、第一切割电机、第二切割电机和电动伸缩杆运动，对材料进行切割，具有自动送料、控制程序简单，设备成本低，智能化程度高的效果，从而解决了现有的多轴机器人使用时设备成本高，生产成本高，控制程序复杂，对于操作人员的水平要求高，导致人工成本较高，不适用于中小型企业使用的问题。
17.2、通过设置夹持机构，在使用时，控制器自动控制多个夹持气缸工作，夹持气缸内夹持气杆伸出，带动夹持架和夹持轮运动，通过多个夹持轮同时向安装环的轴心处运动，对切割材料进行夹持，并通过夹持轮与材料的表面接触，从而便于在切割时，通过第二驱动电机带动送料板运动，带动材料进行直线运动切割的效果。
18.3、通过设置送料机构，在使用时，送料机构不仅具有对切割材料进行自动送料的效果，且具有对材料进行纵向切割时进行辅助切割的特点，从而达到更好的智能切割的效
果。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种智能切割机器人的示意图；图2为本发明提出的一种智能切割机器人的安装箱结构立体图；图3为本发明提出的一种智能切割机器人的安装环结构立体图；图4为本发明提出的一种智能切割机器人的夹持气缸结构立体图；图5为本发明提出的一种智能切割机器人的夹持架结构立体图；图6为本发明提出的一种智能切割机器人的支撑座结构立体图。
20.图中：1、支撑座；2、控制器；3、安装箱；4、安装环；5、安装孔；6、夹持气缸；601、夹持气杆；602、夹持架；603、滑槽；604、固定孔；605、支撑弹簧；606、滑块；607、夹持轮；608、压力传感器；7、固定环；701、连接槽；702、功能环；703、蜗轮圈；704、轴承座；705、蜗杆；706、第一驱动电机；707、安装块；708、电动伸缩杆；709、安装板；710、第一切割电机；711、第二切割电机；712、第一切割刀片；713、第二切割刀片；8、托板；801、支撑板；802、第二驱动电机；803、丝杆；804、行程槽；805、移动块；806、送料板；807、三爪卡盘。
具体实施方式
21.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。
22.参照图1-6，一种智能切割机器人，包括支撑座1，支撑座1的顶部呈圆弧形状，支撑座1的表面固定安装控制器2，支撑座1的顶部固定连接有安装箱3，安装箱3的内壁固定连接有安装环4，安装环4的表面固定开设有安装孔5，多个安装孔5以安装环4的轴心为中心呈环形阵列分布；安装孔5的内壁与安装箱3的内壁固定连通，安装孔5的内壁固定连接有夹持机构，夹持机构包括夹持气缸6，夹持气缸6的表面与安装孔5的内壁固定连接；进一步地，安装孔5具有便于夹持气缸6与安装环4进行固定安装连接，和便于后期通过安装孔5将夹持气缸6与安装环4和安装箱3分离，对夹持气缸6进行更换维护的效果；多个夹持气缸6的一端均延伸至安装箱3的内壁，夹持气缸6通过电磁阀与控制器2电性连接，夹持气缸6包括有夹持气杆601，夹持气杆601的一端固定连接有夹持架602，夹持架602的两侧内壁均固定开设有滑槽603，滑槽603的内底壁固定开设有固定孔604，多个固定孔604以滑槽603的轴线为中心呈对称分布，固定孔604的内壁固定连接有支撑弹簧605，支撑弹簧605的表面与固定孔604的内壁滑动连接，支撑弹簧605的一端延伸至滑槽603的内壁；进一步地，固定孔604具有对支撑弹簧605进行限位防护，具有防止支撑弹簧605受到压力过大，造成支撑弹簧605损坏的效果。
23.支撑弹簧605的一端固定连接有滑块606，滑块606的表面与滑槽603的内壁滑动连接相适配；进一步地，通过滑块606与滑槽603的内壁滑动连接相适配，从而具有确保滑块606与滑槽603的内壁贴合保持滑动连接，防止夹持轮607与夹持架602的内壁分离，达到更好的
对切割材料进行夹持的效果。
24.较佳的，滑槽603的内壁和滑块606的表面呈十字形状，从而确保滑块606在滑槽603的内壁做直线滑动，达到更好的滑动的效果。
25.滑块606的表面通过轴承固定安装有夹持轮607，夹持架602的内底壁固定安装有压力传感器608，压力传感器608通过电线与控制器2电性连接。
26.进一步地，通过支撑弹簧605对滑块606进行支撑，在夹持轮607与切割材料接触前，确保夹持轮607与压力传感器608保持分离，防止在夹持轮607自身重力下与压力传感器608接触，导致压力传感器608检测反馈到控制器2上的压力信息不准，影响控制器2对夹持气缸6的控制，影响对切割材料的夹持效果。
27.进一步地，压力传感器608具有在夹持轮607与切割材料接触后，在夹持气杆601继续从夹持气缸6内伸出，带动夹持轮607与切割材料的表面接触夹紧，然后夹持轮607带动滑块606在滑槽603内运动，夹持轮607的表面与压力传感器608的表面接触，压力传感器608自动检测夹持轮607与切割材料之间接触的压力信息，并反馈到控制器2，控制器2根据切割材料的性能，和预先设定的程序，自动控制夹持气缸6停止工作，确保夹持气杆601带动夹持轮607与切割材料接触夹紧的同时，防止因夹持力过大，对切割材料造成损坏，从而达到更好智能切割的效果。
28.通过设置夹持机构，在使用时，控制器2自动控制多个夹持气缸6工作，夹持气缸6内夹持气杆601伸出，带动夹持架602和夹持轮607运动，通过多个夹持轮607同时向安装环4的轴心处运动，对切割材料进行夹持，并通过夹持轮607与材料的表面接触，从而便于在切割时，通过第二驱动电机802带动送料板806运动，带动材料进行直线运动切割的效果。
29.安装箱3的表面固定连接有切割机构，切割机构包括固定环7，固定环7的表面与安装箱3的表面固定连接；固定环7的轴心与安装环4的轴心位于同一水平直线上，固定环7的表面固定开设有连接槽701，连接槽701的内壁呈凸形状，连接槽701的内壁滑动连接有功能环702，功能环702的表面延伸至固定环7的表面，功能环702的表面呈凸形状；进一步地，通过功能环702的表面与固定环7上连接槽701的内壁滑动连接，从而达到使功能环702与安装箱3的表面保持固定转动连接的效果；较佳的，固定环7和连接槽701还可以通过采用回转轴承代替，将回转轴承固定安装在安装箱3的表面后，将功能环702的表面与回转轴承外圈或内圈固定连接，从而达到更好的将功能环702与安装箱3的表面进行固定转动连接的效果。
30.功能环702的表面固定套接有蜗轮圈703，支撑座1的表面固定连接有轴承座704，轴承座704通过轴承固定转动连接有蜗杆705，支撑座1的表面固定安装有第一驱动电机706，第一驱动电机706通过电线与控制器2电性连接，第一驱动电机706的输出轴通过联轴器与蜗杆705的一端固定连接，蜗杆705的表面与蜗轮圈703的表面啮合；进一步地，蜗杆705通过第一驱动电机706带动蜗轮圈703转动，不仅具有带动功能环702转动的效果，且具有在转动后，通过蜗杆705与蜗轮圈703啮合，对功能环702进行锁定限位的效果。
31.功能环702的内壁固定连接有安装块707，四个安装块707以功能环702的轴心为中心呈环形阵列分布，安装块707的表面固定安装有电动伸缩杆708，八个电动伸缩杆708在安
装块707的表面均匀分布，电动伸缩杆708通过电线与控制器2电性连接，电动伸缩杆708的一端固定连接有安装板709，四个安装板709的表面分别固定安装有第一切割电机710和第二切割电机711，两个第一切割电机710和两个第二切割电机711呈九十度分布，第一切割电机710和第二切割电机711的输出轴分别固定安装有第一切割刀片712和第二切割刀片713。
32.进一步地，通过两个第一切割电机710、第一切割刀片712和两个第二切割电机711、第一切割刀片712，并呈九十度分布，不仅具有在对材料切割时，可以进行横向和纵向进行切割，且两个第一切割电机710或两个第二切割电机711同时工作，具有大大提高对材料的切割效率的效果。
33.安装环4的表面固定连接有送料机构，送料机构包括托板8，托板8的表面与安装环4的表面固定连接；托板8的表面呈圆弧形状，托板8的下表面固定连接有支撑板801，支撑板801的表面固定安装有第二驱动电机802，第二驱动电机802通过电线与控制器2电性连接，第二驱动电机802的输出轴通过联轴器固定连接有丝杆803，丝杆803的一端贯穿并延伸至安装箱3的表面，丝杆803的一端通过轴承与安装箱3的表面固定转动连接；托板8的表面固定开设有行程槽804，行程槽804的内壁滑动连接有移动块805，移动块805的一端延伸至托板8的下表面，移动块805的表面与丝杆803的表面螺纹连接；移动块805的另一端固定连接有送料板806，送料板806的表面与托板8的表面滑动连接，送料板806的表面固定安装有三爪卡盘807。
34.进一步地，在对材料进行切割时，通过三爪卡盘807对材料的一端进行夹紧后，通过第二驱动电机802带动丝杆803转动带动移动块805运动，从而带动送料板806和三爪卡盘807和切割材料运动，从而具有在切割时进行自动送料的特点。
35.通过设置送料机构，在使用时，送料机构不仅具有对切割材料进行自动送料的效果，且具有对材料进行纵向切割时进行辅助切割的特点，从而达到更好的智能切割的效果。
36.通过设置夹持机构、切割机构和送料机构，在使用时，通过控制器2控制第二驱动电机802工作，带动送料板806运动，带动需要切割的材料运动从安装环4内伸出，并通过夹持气缸6和夹持轮607对材料夹持，通过控制器2控制第一驱动电机706、第一切割电机710、第二切割电机711和电动伸缩杆708运动，对材料进行切割，具有自动送料、控制程序简单，设备成本低，智能化程度高的效果，从而解决了现有的多轴机器人使用时设备成本高，生产成本高，控制程序复杂，对于操作人员的水平要求高，导致人工成本较高，不适用于中小型企业使用的问题。
37.工作原理：在使用时，根据需要切割的材料形状和性能，对控制器2进行程序控制，然后将材料的一端与送料板806表面的三爪卡盘807插接，通过三爪卡盘807对材料的一端进行夹紧，然后将需要切割的材料的另一端与夹持轮607的表面接触；然后通过控制器2控制多个夹持气缸6同时工作，夹持气缸6内夹持气杆601伸出，带动夹持架602和夹持轮607向安装环4的轴心位置运动，对切割材料进行夹持，在夹持轮607与材料的表面接触后，夹持轮607受到挤压力带动滑块606在滑槽603内运动，夹持轮607的表面向夹持架602的内壁运动，与压力传感器608的表面接触后，通过压力传感器608检测，每个夹持轮607受到的压力，检测到夹持轮607的压力达到设定值后，反馈到控制器2，控制器2自动控制夹持气缸6停止，完成对材料的切割夹持；
在夹持完成后，控制器2自动控制电动伸缩杆708和第一切割电机710或第二切割电机711工作，通过电动伸缩杆708带动第一切割电机710或第二切割电机711向材料和安装环4的轴心位置运动，带动第一切割刀片712和第二切割刀片713转动，对材料进行切割；在对材料进行圆周切割时，控制器2控制电动伸缩杆708运动，带动两个第一切割电机710运动，并控制两个第一切割电机710启动，带动第一切割刀片712转动，对材料进行切割，并控制第一驱动电机706转动，第一驱动电机706的输出轴通过联轴器带动蜗杆705转动，蜗杆705带动蜗轮圈703转动，带动功能环702转动，带动两个第一切割电机710绕材料进行圆周运动进行切割；在对材料进行纵向切割时，通过控制器2控制电动伸缩杆708运动，带动第二切割电机711运动，并控制第二切割电机711启动，带动第二切割刀片713转动，对材料进行纵向切割，并控制第二驱动电机802工作，第二驱动电机802的输出轴通过联轴器带动丝杆803转动，丝杆803带动移动块805在行程槽804的内壁滑动，带动送料板806和三爪卡盘807运动，带动材料进行纵向直线运动切割。
38.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。