一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人的制作方法

1.本实用属于激光切割设备技术领域，具体涉及一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人。


背景技术：

2.激光切割是用聚焦镜将co2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。
3.在激光切割领域，特别是钣金行业的异形件，钣金异形体的三维切割，一般切割范围加工幅面(长
×
宽
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高):3400mm
×
2500mm
×
400mm(具体切割幅面与工件形状和高度有关)对切割头的精度要求特别高，用于激光切割的机器人绝地精度和重复定位精度，国产机器人都无法用于钣金异形体的三维切割，仅国外瑞士的史陶比尔(staubli)集团生产的工业机器人型rx160l 能满足使用要求，为此我们提出一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人，解决现有控制系统及辅助关节轴软件算法对六轴工业机器人的刚性和切割范围限制，机器人的弹性变形和塑性变形过大，限制运动速度，降低工作节拍，三维激光切割的角度姿态受限制。


技术实现要素：

4.本实用的目的在于提供一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人，旨在解决现有控制系统及辅助关节轴软件算法对六轴工业机器人的刚性和切割范围限制，机器人的弹性变形和塑性变形过大，限制运动速度，降低工作节拍，三维激光切割的角度姿态受限制。
5.为实现上述目的，本实用提供如下技术方案：
6.一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人，包括底座，所述底座的上端固定连接有固定架，所述固定架的下端固定连接有第一固定板，所述第一固定板的下端固定连接有两个轴向固定块，两个所述轴向固定块之间设置有两个x轴向丝杆，两个所述x轴向丝杆的圆周表面套设有第二固定板，两个所述x轴向丝杆的右端均固定连接有第一传动齿轮，所述第一固定板的上端开凿有移动槽，所述第二固定板的上端开设有插孔，所述插孔与移动槽相对应，所述移动槽的前后内壁之间设置有伸缩缸，所述伸缩缸固定连接于第二固定板的上端，所述伸缩缸的下端固定连接有延伸杆，位于右侧的所述轴向固定块的右侧设置有电机，所述电机的输出端转动连接有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮分别与两个第一传动齿轮的圆周表面套设有传动齿轮带。
7.作为本实用一种优选的方案，所述延伸杆的下端转动连接有转动轴，所述转动轴的下端转动连接有第二轴臂，所述传动齿轮带的下端开设有第一转动槽，所述第一转动槽的前后内壁之间转动连接第三轴臂，所述第三轴臂的下端开设有第二转动槽，所述第二转动槽的前后内壁之间转动连接有第四轴臂，所述第四轴臂的下端转动连接有第五转动臂，
所述第五转动臂的下端固定连接有切割喷头。
8.作为本实用一种优选的方案，所述底座的上端固定连接有固定卡块，所述固定卡块的上端开设有工件槽，所述工件槽的前后内壁之间插设有滑动卡块，所述工件槽的前后内壁之间插设有工件，所述固定卡块和滑动卡块之间转动连接有活动丝杆。
9.作为本实用一种优选的方案，所述固定架的右端固定连接有电机固定块，所述电机的圆周表面固定连接有加强筋，所述加强筋的上端固定连接于电机固定块。
10.作为本实用一种优选的方案，所述转动轴的圆周表面套设有固定套，所述固定套的上端固定连接有两个伸缩拉杆，两个所述伸缩拉杆固定连接于第二固定板的下端。
11.作为本实用一种优选的方案，所述固定架的左端转动连接有转动支架，所述转动支架的上端固定连接有数显面板。
12.作为本实用一种优选的方案，所述底座的上端开凿有多个螺栓孔，多个所述螺栓孔均为阶梯孔。
13.作为本实用一种优选的方案，所述电机选用三相异步电机。
14.与现有技术相比，本实用的有益效果是：
15.本方案中，底座和固定架为必要支撑结构，为本装置提供力学支撑，第一固定板的设置便于对两个轴向固定块的固定，两个x轴向丝杆的设置实现对第二固定板的移动提供动力，通过两个x轴向丝杆的转动，使第二固定板进行左右移动，从而解除六轴机械手于x轴向的限制，移动槽的开设为伸缩缸的左右移动提供移动空间，第二固定板的设置为伸缩缸提供支撑，插孔的开设便于延伸杆的插设，伸缩缸的设置为延伸杆的上下移动提供动力，伸缩缸为气压型，可进行为调节六轴机械手于y轴向的上下移动，最终通过解除x轴和y轴两个轴向的限制，实现解决现有控制系统及辅助关节轴软件算法对六轴工业机器人的刚性和切割范围限制。
附图说明
16.附图用来提供对本实用的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用的实施例一起用于解释本实用，并不构成对本实用的限制。在附图中：
17.图1为本实用的俯视立体示意图；
18.图2为本实用的仰视立体示意图；
19.图3为本实用的主体结构剖视图；
20.图4为本实用的水平结构剖视图。
21.图中：1、底座；2、固定架；3、第一固定板；4、移动槽；5、轴向固定块；6、x轴向丝杆；7、第一传动齿轮；8、电机固定块；9、加强筋；10、电机；11、第二传动齿轮；12、传动齿轮带；13、第二固定板；14、伸缩缸；15、插孔；16、延伸杆；17、伸缩拉杆；18、固定套；19、转动轴；20、螺栓孔；21、第二轴臂；22、第一转动槽；23、第二轴臂；24、第二转动槽； 25、第三轴臂；26、第四转动臂；27、切割喷头；28、固定卡块；29、工件槽；30、滑动卡块；31、活动丝杆；32、工件；33、转动支架；34、数显面板。
具体实施方式
22.下面将结合本实用实施例中的附图，对本实用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实用一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用中的实施例，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，都属于本实用保护的范围。
23.在本实用的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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实用和简化描述，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实用的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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实用中的具体含义。
25.实施例1
26.请参阅图1
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4，本实施例提供的技术方案如下：
27.一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人，包括底座1，底座1的上端固定连接有固定架2，固定架2的下端固定连接有第一固定板3，第一固定板 3的下端固定连接有两个轴向固定块5，两个轴向固定块5之间设置有两个x 轴向丝杆6，两个x轴向丝杆6的圆周表面套设有第二固定板13，两个x轴向丝杆6的右端均固定连接有第一传动齿轮7，第一固定板3的上端开凿有移动槽4，第二固定板13的上端开设有插孔15，插孔15与移动槽4相对应，移动槽4的前后内壁之间设置有伸缩缸14，伸缩缸14固定连接于第二固定板 13的上端，伸缩缸14的下端固定连接有延伸杆16，位于右侧的轴向固定块5 的右侧设置有电机10，电机10的输出端转动连接有第二传动齿轮11，第二传动齿轮11分别与两个第一传动齿轮7的圆周表面套设有传动齿轮带12。
28.在本实用的具体实施例中，底座1和固定架2为必要支撑结构，为本装置提供力学支撑，第一固定板3的设置便于对两个轴向固定块5的固定，两个x轴向丝杆6的设置实现对第二固定板13的移动提供动力，通过两个x轴向丝杆6的转动，使第二固定板13进行左右移动，从而解除六轴机械手于x 轴向的限制，移动槽4的开设为伸缩缸14的左右移动提供移动空间，第二固定板13的设置为伸缩缸14提供支撑，插孔15的开设便于延伸杆16的插设，伸缩缸14的设置为延伸杆16的上下移动提供动力，伸缩缸14为气压型，可进行为调节六轴机械手于y轴向的上下移动，最终通过解除x轴和y轴两个轴向的限制，实现解决现有控制系统及辅助关节轴软件算法对六轴工业机器人的刚性和切割范围限制。
29.具体的，请参阅图1
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4，延伸杆16的下端转动连接有转动轴19，转动轴 19的下端转动连接有第二轴臂21，传动齿轮带12的下端开设有第一转动槽 22，第一转动槽22的前后内壁之间转动连接第三轴臂23，第三轴臂23的下端开设有第二转动槽24，第二转动槽24的前后内壁之间转动连接有第四轴臂 25，第四轴臂25的下端转动连接有第五转动臂26，第五转动臂26的下端固定连接有切割喷头27。
30.在本实用的具体实施例中，转动轴19的设置实现对机械手进行360对水平全方向旋转，第二轴臂21的设置实现对机械手垂直方向的上下移动，第一转动槽22的开设便于转
动连接第三轴臂23，第三轴臂23的设置配合第一转动槽22实现机械手水平面的前后左右移动，转动轴19、第二轴臂21和第三轴臂23之间的配合运动可实现对工件32x轴、y轴和z轴的正向切割，第二转动槽24的开设便于第四轴臂25的转动连接，第四轴臂25的设置配合第二转动槽24和第一转动槽22实现对机械手对工件32的下端进行切割，第五转动臂26的设置可配合第四轴臂25和第三轴臂23对切割喷头27进行水平微调，通过转动轴19、第二轴臂21、第一转动槽22、第三轴臂23、第四轴臂 25和第五转动臂26内部的限位电机可同时实现机械手的快速运动与微调及全方位三维切割，最终解决机器人的弹性变形和塑性变形过大，限制运动速度，降低工作节拍，三维激光切割的角度姿态受限制。
31.具体的，请参阅图1
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4，底座1的上端固定连接有固定卡块28，固定卡块28的上端开设有工件槽29，工件槽29的前后内壁之间插设有滑动卡块30，工件槽29的前后内壁之间插设有工件32，固定卡块28和滑动卡块30之间转动连接有活动丝杆31。
32.在本实用的具体实施例中，固定卡块28的设置为滑动卡块30和工件32 提供支撑，工件槽29的开凿便于容纳滑动卡块30和工件32，活动丝杆31的设置实现通过对活动丝杆31进行旋转，推动滑动卡块30进行移动，使得滑动卡块30和固定卡块28之间配合夹紧工件32，实现本装置对于工件的夹持，增加本装置的实用性。
33.具体的，请参阅图1
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4，固定架2的右端固定连接有电机固定块8，电机 10的圆周表面固定连接有加强筋9，加强筋9的上端固定连接于电机固定块8。
34.在本实用的具体实施例中，加强筋9的设置实现对电机10的固定，电机固定块8的设置为电机10提供固定支撑，最终实现对电机10进行加强固定。
35.具体的，请参阅图1
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4，转动轴19的圆周表面套设有固定套18，固定套 18的上端固定连接有两个伸缩拉杆17，两个伸缩拉杆17固定连接于第二固定板13的下端。
36.在本实用的具体实施例中，固定套18的设置实现对转动轴19的固定，两个伸缩拉杆17的设置配合固定套18实现对转动轴19进行拉伸支撑，最终通过固定套18和两个伸缩拉杆17实现对转动轴19进行辅助固定支撑。
37.具体的，请参阅图1
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4，固定架2的左端转动连接有转动支架33，转动支架33的上端固定连接有数显面板34。
38.在本实用的具体实施例中，转动支架33的设置为数显面板34提供支撑，数显面板34与电机10、伸缩缸14、转动轴19、第二轴臂21、第三轴臂23、第四轴臂25、第五转动臂26和切割喷头27之间均为电性连接，数显面板34 的设置实现本装置的简化操作。
39.具体的，请参阅图1
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4，底座1的上端开凿有多个螺栓孔20，多个螺栓孔20均为阶梯孔。
40.在本实用的具体实施例中，多个螺栓孔20的设置实现将本装置固定于地面，多个螺栓孔20选用阶梯孔，增加固定的安全性，防止本装置的松动。
41.具体的，请参阅图1
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4，电机10选用三相异步电机。
42.在本实用的具体实施例中，电机10选用三相异步电机，可实现两个x轴向丝杆6的快速正反转，提高本装置的工作效率。
43.本实用提供的一种八轴联动用于三维激光切割工业机器人的工作过程为：
44.将本装置安装于水平地面，通过数显面板34启动本装置，使装置进入待机状态，将工件32放置于工件槽29的前后内壁之间，通过转动活动丝杆31 推动滑动卡块30，使滑动卡
块30与固定卡块28相靠近夹紧工件32，将对应工件的切割数据通过数显面板34写入，使本装置通过电机10，伸缩缸14的工作实现对机械手的x轴和y轴的轴向进行调控，启动转动轴19、第二轴臂 21、第三轴臂23、第四轴臂25、第五转动臂26之间的电动轴向轴，通过对应的工件切割数据对工件进行加工，最终解决现有控制系统及辅助关节轴软件算法对六轴工业机器人的刚性和切割范围限制，机器人的弹性变形和塑性变形过大，限制运动速度，降低工作节拍，三维激光切割的角度姿态受限制。
45.最后应说明的是：以上所述仅为本实用的优选实施例而已，并不用于限制本实用，尽管参照前述实施例对本实用进行了详细的说明，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。凡在本实用的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用的保护范围之内。