一种四工作台机器人水刀锯切一体机的制作方法

1.本技术涉及石材切割技术领域，具体涉及一种四工作台机器人水刀锯切一体机。


背景技术：

2.在大理石加工过程中，根据不同的加工需要，需要使用到水刀、环形带锯、圆形盘锯等多种不同的加工刀具。因此在加工过程中，需要不停的安装和转移大理石。其中水刀具有体积小，切割效率高，切割路径灵活等优点，但水刀只能加工厚度较小的大理石板，而厚度较大的大理石块则只能通过圆形盘锯或环形带锯进行切割。而环形带锯和圆形盘锯虽然体积大，但其设备结构简单、加工稳定，故障率低等优点。在现有技术中，主要是根据加工工艺，在石材加工流水线上不同位置水刀、环形带锯、圆形盘锯等不同刀具，大理石由流水线移动至不同位置进行加工。现有的大理石切割设备不仅体积大、设备成本高，并且加工效率也很低，因此亟需对现有的大理石切割设备进行改进。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本技术提供了一种四工作台机器人水刀锯切一体机，用于解决上述现大理石切割设备体积大、加工效率低的技术问题。
4.为实现上述目的，发明人提供了一种四工作台机器人水刀锯切一体机，包括：切割机器人和四个工作台；
5.所述工作台用于放置大理石，四个所述工作台呈两行两列排列，相邻两行所述工作台之间设置有轨道，所述轨道沿所述工作台的长度方向设置；
6.所述切割机器人包括机械手臂和设置于所述机械手臂上的水刀和切割锯片；所述切割机器人通过移动小车可移动的设置于所述轨道上，所述移动小车驱动所述切割机器人移动至不同所述工作台对大理石进行切割。
7.在一些技术方案中，所述切割机器人的底部设置有回转底座，所述回转底座安装于所述移动小车上，所述回转底座驱动所述切割机器人水平周向旋转至不同所述工作台进行切割。
8.在一些技术方案中，所述工作台包括外框、横向栅条和纵向栅条，所述横向栅条和所述纵向交叉设置于外框内，大理石放置于所述横向栅条和所述纵向栅条上。
9.在一些技术方案中，所述工作台还包括固定底座、翻转油缸和翻转支架；
10.所述外框远离所述轨道的一侧通过所述翻转支架铰接于所述固定底座上，所述翻转油缸一端与所述翻转支架连接以驱动所述外框向外翻转。
11.在一些技术方案中，所述翻转支架包括第一铰接杆和第二铰接杆，所述第一铰接杆的一端和所述第二铰接杆的一端铰接于所述固定底座上；所述第一铰接杆的另一端与所述外框的靠近所述轨道的一侧铰接，所述第二铰接杆的另一端与所述外框远离所述轨道的一侧铰接，所述翻转油缸与所述第一铰接杆的中段铰接。
12.在一些技术方案中，所述切割锯片为圆形锯片，所述切割锯片的中心通过转轴连
接于切割电机。
13.在一些技术方案中，所述切割锯片的外周设置有护罩，所述护罩为半圆形结构。
14.在一些技术方案中，所述机械手臂的末端设置有旋转安装盘，所述水刀和切割锯片设置于所述旋转安装盘上，且可通过所述旋转安装盘切换所述水刀和所述切割锯片对大理石进行加工。
15.在一些技术方案中，所述工作台的底部设置有水箱，用于收集所述水刀切割产生的废水。
16.在一些技术方案中，所述机械手臂为多关节机械手臂。
17.区别于现有技术，上述技术方案四工作台机器人水刀锯切一体机包括：切割机器人和四个工作台；四个所述工作台呈两行两列排列，相邻两行所述工作台之间设置有轨道，所述轨道沿所述工作台的长度方向设置；所述切割机器人包括机械手臂和设置于所述机械手臂上的水刀和切割锯片；所述切割机器人通过移动小车可移动的设置于所述轨道上，所述移动小车驱动所述切割机器人移动至不同所述工作台对大理石进行切割。在本技术方案中水刀和切割锯片设置于一个机械手臂上，在切割时可根据需要切割水刀切割或锯片切割。切割机器人设置于四个工作台之间，通过移动小车可驱动切割机器人至不同工作台进行切割，其中一个工作进行切割时，其他工作台可进行大理石装卸和定位，从而使切割机器人可不停机工作，大大提高了大理石切割效率。
18.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
19.附图仅用于示出本发明具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本技术的限制。
20.在说明书附图中：
21.图1为具体实施方式所述四工作台机器人水刀锯切一体机的立体结构示意图；
22.图2为所述四工作台机器人水刀锯切一体机的正面视图；
23.图3为所述四工作台机器人水刀锯切一体机的侧面视图；
24.图4为图1中a部分的局部放大图；
25.图5为具体实施方式所述切割机器人的结构示意图；
26.上述各附图中涉及的附图标记说明如下：
27.1、切割机器人；11、机械手臂；
28.12、切割机构；121、切割锯片；122、水刀；123、旋转安装盘；
29.13、轨道；130、移动小车；
30.2、工作台；25、翻转油缸；26、第一铰接杆；27、第二铰接杆；
31.221、纵向栅条；222、横向栅条；223、外框；
32.3、大理石；
具体实施方式
33.为详细说明本技术可能的应用场景，技术原理，可实施的具体方案，能实现目的与效果等，以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
34.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例，亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上，在本技术中，只要不存在技术矛盾或冲突，各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合，以形成相应的可实施的技术方案。
35.除非另有定义，本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例，而不是旨在限制本技术。
36.在本技术的描述中，用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，表示：存在a，存在b，以及同时存在a和b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
37.在本技术中，诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
38.在没有更多限制的情况下，在本技术中，语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的开放式表述，意在涵盖非排他性的包含，这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素，而且还可以包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
39.与《审查指南》中的理解相同，在本技术中，“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外，在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个)，与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解，例如“多组”、“多次”等，除非另有明确具体的限定。
40.在本技术实施例的描述中，所使用的与空间相关的表述，诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等，所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
41.除非另有明确的规定或限定，在本技术实施例的描述中，所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如，所述“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体设置；其可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通信连接；其可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述用
语在本技术实施例中的具体含义。
42.在现有技术中，大理石切割主要是根据加工工艺，在石材加工流水线上不同位置水刀、环形带锯、圆形盘锯等不同刀具，大理石由流水线移动至不同位置进行加工。现有的大理石切割设备不仅体积大、设备成本高，并且加工效率也很低，因此亟需对现有的大理石切割设备进行改进。
43.请参阅图1至图5，本实施例一种交换工作台机器人水刀122锯切一体机，包括：四个工作台2和切割机器人1。其中，所述工作台用于放置大理石3，如图1所示，四个所述工作台2呈两行两列排列，相邻两行所述工作台之间设置有轨道13，所述轨道13沿所述工作台的长度方向设置。
44.所述切割机器人1通过移动小车130可移动的设置于所述轨道13上，所述移动小车130驱动所述切割机器人1移动至不同所述工作台2对大理石3进行切割。切割机器人1包括机械手臂11和设置于所述机械手臂11上的水刀122和切割锯片121。其中，水刀122和切割锯片121为切割机构12。
45.所述工作台2上设置有石材放置台，石材放置台用于放置加工的大理石3。移动小车130设置有驱动装置，驱动装置用于驱动切割机器人1沿轨道13移动至不同位置，从而对四个工作台2上的大理石进行切割。其中，移动小车的底部设置有多个滚轮，滚轮与驱动装置连接且与轨道21滚动连接，由驱动装置驱动滚轮旋转，从而驱动移动小车130以及其上的切割机器人1在轨道13上移动。其中，驱动装置包括驱动电机，驱动电机连接有电机控制器，由电机控制器驱动驱动电机工作。驱动电机的输出端还设置有减速器，驱动电机经减速器与滚轮连接。通过减速器可以降低驱动电机的输出转速，并且可以提高驱动电机的驱动扭矩。减速器与滚轮可通过皮带传动连接、链传动、齿轮传动等方式连接，从而将驱动电机的动力传输给滚轮。滚轮可以采用钢轮或胶轮。其中，在一些实施方式中，为了提高切割机器人工作时的稳定性，稳定小车上设置有刹车装置，在切割机器人进行切割时，可通过刹车装置刹住移动小车。
46.如图3所示，所述切割机器人的底部设置有回转底座，所述回转底座安装于所述移动小车上，所述回转底座驱动所述切割机器人水平周向旋转至不同所述工作台进行切割。即在移动小车130和机械手臂11之间设置有回转底座，通过移动小车130可以驱动切割机器人至轨道13的不同位置，并且通过回转底座驱动机械手臂11以及其上的切割机构12向水平方向的不同位置旋转，从而通过移动小车130和回转底座配合可使切割机器人旋转至四个不同位置的工作台2进行切割作业。其中，回转底座包括回转支承以及驱动电机，回转支承包括内盘与外盘，内盘与外盘之间设置有旋转轴承，从而使内秀与外盘可相对旋转。
47.如图2、图3和图5所示，在一些实施方式中，所述机械手臂11为多关节机械手臂。机械手臂11包括底座和多个依次连接的关节臂，多关节机械手臂可包括两个关节臂、三个关节臂或四个关节臂，相邻两个关节臂相互铰接，并且均设置驱动电机。通过协同控制各关节臂的驱动电机，可控制机械手臂11完成各仿形动作。
48.其中，水刀包括水箱、高压泵以及喷嘴，水箱、高压水泵以及喷嘴通过管道连接，水箱为高压水泵供水，高压水泵对水进行提高，提高水的压强，高压水从喷嘴高速喷出，从而对大理石进行切割。水刀的工作原理是将水流增压至200mpa以上，在通径很小(一般大于0.2mm)的喷嘴的约束下，形成高速“水箭”，能够穿削如木材、皮革、橡胶等软质材料。在本实
施方式中，为了提高水刀的切割力，在水里还增加了混合磨料，混合磨料可以提高高压水流的冲击力，使其能够穿削各种质地坚硬的材料，如岩石、玻璃、钢板等。水刀切割时产生的热量会立即被高速流动的水射流带走，并且不产生有害物质，材料无热效应(冷态切割)，切割后不需要或易于二次加工，安全、环保，速度较快、效率较高，可实现任意曲线的切割加工，方便灵活、用途广泛。
49.在使用时，可以先再其中一工作台上放置大理石，并驱动切割机器人至该工作台处进行切割。在切割的同时，可以在其他工作台上放置或固定大理石，当前一工作台上的大理石切割完成时，通过移动小车和回转底座驱动切割机器人至其他工作台进行切割，循环上述操作即可控制切割机器人在四个工作台之间连续切割作业，提高切割机器人的工作效率。
50.上述实施方式四工作台机器人水刀锯切一体机包括：四个工作台2和切割机器人1；机械手臂上设置有水刀122和切割锯片121，其中水刀122和切割锯片121设置于一个机械手臂上，仅需一个工位即可，大大减小了工作台2的大小；并且通过移动小车和回转底座可以驱动切割机器人1至四个工作台进行大理石切割，其中一个工作台进行切割时，其他工作台石材放置台可进行大理石装卸和定位，从而使切割机器人1可不停机工作，大大提高了理石切割效率。
51.如图4所示，在一些实施方式中，所述工作台包括外框223、水平横向设置的横向栅条222和与水平纵向设置的纵向栅条221，所述横向栅条222和所述纵向交叉，大理石3放置于所述横向栅条222和所述纵向栅条221上。纵向栅条221和横向栅条222相互垂直的设置于外框223。横向栅条222和所述纵向栅条221可以由钢片制成，横向栅条222和所述纵向栅条221可通过焊接或螺栓连接、铆接等方式固定连接。在水刀切割或锯片切割时，切割产生的废水可通过横向栅条222和所述纵向栅条221形成的栅格流至工作台底部的水箱。
52.如图3所示，在一实施方式中，为了方便装卸大理石，所述工作台还包括固定底座、外框223、翻转油缸25和翻转支架，通过翻转油缸25和翻转支架可向外侧翻转外框223以及其上的栅格，从而便于将大理石放置于工作台上，以及当切割完成后便于将大理石卸下。所述外框223远离所述轨道13的一侧通过所述翻转支架铰接于所述固定底座上，所述翻转油缸25一端与所述翻转支架连接以驱动所述外框向外翻转。其中，所述翻转支架包括第一铰接杆26和第二铰接杆27，所述第一铰接杆26的一端和所述第二铰接杆27的一端铰接于所述固定底座上；所述第一铰接杆26的另一端与所述外框的靠近所述轨道的一侧铰接，所述第二铰接杆27的另一端与所述外框远离所述轨道的一侧铰接，所述翻转油缸25与所述第一铰接杆26的中段铰接。当翻转油缸伸长时，翻转油缸带动第一铰接杆绕固定底座上的铰接点翻转，第一铰接杆翻转带动外框翻转，其中外框翻转时绕外框与第二铰接杆27的端部的铰接点翻转，因此第一铰接杆26、第二铰接杆27以及外框形成三角形翻转结构，其中，第一铰接杆26、第二铰接杆27以及外框形分别为三角形的三条边，在角形的顶点相互铰接。在该三角形翻转结构中，第一铰接杆和第二铰接杆的铰接点是固定不动的，但第一铰接杆与外框的铰接点以及第二铰接杆与外框的铰接点的位置在翻转过程中均是活动的，因此使外框在向外翻转的过程中，外框不仅向外翻转，还向上抬升运动，从而使外框与固定底座不会干涉，增大外框的翻转角度。
53.在一些实施方式中，所述工作台2的底部设置有水箱，用于收集所述水刀122切割
产生的废水。在水刀切割时会产生大量的废水，通过水箱可以将这些废水收集，并且经过过滤、沉淀等处理再循环使用。
54.如图4和图5所示，在一些实施方式中，所述切割锯片121为圆形锯片，所述切割锯片121的中心通过转轴连接于切割电机。圆形锯片的本体为钢片，在圆形锯片的外周均匀设置有一圈锯齿，通过锯齿对大理石进行切割。在一些实施方式中，为了提高锯片的切割效率，在各锯齿的末端焊接有金钢石。
55.如图5所示，在一些实施方式中，所述切割锯片121的外周设置有护罩，所述护罩为半圆形结构。护罩可以由铁、铝、铝合金等金属制成，在一些时候护罩也可以由塑料制成。护罩可以防止切割时产生的水雾或粉末向外飞溅。
56.在一些实施方式中，所述机械手臂11的末端设置有旋转安装盘123，所述水刀122和切割锯片121设置于所述旋转安装盘123上，且可通过所述旋转安装盘123切换所述水刀122和所述切割锯片121对大理石3进行加工。如图5所示，旋转安装盘123设置于机械手臂11的末端，旋转安装盘123包括回转支承以及驱动电机，回转支承包括内盘与外盘，内盘与外盘之间设置有旋转轴承，从而使内秀与外盘可相对旋转。水刀122和切割锯片121设置于回转支承的下表面，并由驱动电机驱动水刀122和切割锯片121转动。其中，驱动电机优选为步进电机或伺服电机，通过步进电机或伺服电机可精确控制旋转安装盘123的旋转角度，从而精确控制水刀122和切割锯片121对大理石进行切割。
57.如图3和图4所示，在一些实施方式中，所述工作台2包括钢结构的机架。其中，钢结构的机架可以由角钢焊接或通过螺栓固定而成。
58.后需要说明的是，尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念，利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本技术的专利保护范围之内。