本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种智能玻璃管切割机器人。
背景技术：
在当今社会生产中，玻璃管用途广泛，涉及到众多的应用领域。玻璃管质量的高低影响产品的使用效果，而玻璃管的切割设备直接决定玻璃管的切割质量，但是多数工厂加工玻璃管的设备非常简陋，在大批量的玻璃管生产中，需要工作人员对玻璃管进行搬运、输送，劳动强度极高，切割设备也需要工作人员进行不断地调整、操作，智能化水平非常低，切割速度慢、精度低，而且在玻璃管加工的过程中出现次品的概率极高，造成资源的浪费，直接增加了生产成本。在切割的过程中，都是工作人员将玻璃管毛坯放置到加工处进行加工，这样加工的产品在很大程度上会出现误差，切割出来的两段玻璃管长短不同。
此外，现场加工的过程中，玻璃管加工设备需要用高温对玻璃管进行加工，而工作人员的操作点距离高温源很近，极易造成工作人员受伤，存在很大的安全隐患。
由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现要素：
本实用新型为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种智能玻璃管切割机器人，以提高切割玻璃管毛坯的质量和效率，降低生产成本，合理利用资源。
本实用新型所采用的技术方案为：
智能玻璃管切割机器人，包括机架和控制系统，所述机架上设置有取件装置、中心定位装置、切割装置和传送装置，所述机架上还设置有取件区、加工区和输送区，取件区用于摆放待切割玻璃管，取件装置用于将取件区的待切割玻璃管移送至加工区，中心定位装置和切割装置设置在加工区，中心定位装置用于实现待切割玻璃管的夹紧定位，切割装置用于实现对待切割玻璃管的切割，传送装置用于将切割完成后的玻璃管自加工区传送至输送区，输送区用于暂存和输出切割完成后的玻璃管，所述取件装置、中心定位装置、切割装置和传送装置均由所述控制系统控制；所述取件装置设置在取件区的一侧，取件装置包括用于夹持待切割玻璃管的夹子、带动夹子做直线往复运动的直线驱动机构以及带动所述夹子自取件区移至加工区的移送机构；所述中心定位装置包括相对设置的左夹紧盘、右夹紧盘以及带动左、右夹紧盘相互靠拢或远离的夹紧盘驱动机构，所述夹子将待切割玻璃管移送至左、右夹紧盘之间，左、右夹紧盘在夹紧盘驱动机构的带动下相互靠拢并形成对待切割玻璃管的夹紧定位；所述切割装置包括至少一个切割刀头以及带动所述切割刀头转动的切割刀头转动机构；所述传送装置包括移动块、设置在移动块下方的抓管机构以及带动所述移动块在加工区和输送区来回移动的移动块驱动机构，所述抓管机构至少有一个。
所述夹子包括定位块和两个相对设置的夹指，两个夹指均安装在所述定位块上，两个夹指之间配合形成用于夹持待切割玻璃管的夹持间隙；所述直线驱动机构包括伸缩杆，伸缩杆的一端与定位块相连，伸缩杆的伸缩运动带动所述定位块及设置在定位块上的夹指做直线往复运动。
所述取件装置还包括用于带动所述夹子及所述直线驱动机构整体做升降运动的升降驱动机构。
所述取件装置还包括用于带动所述夹子及所述直线驱动机构整体做旋转运动的第一旋转驱动机构。
所述取件区设置有上料滑槽，上料滑槽倾斜布置，待切割玻璃管摆放在上料滑槽上，夹子夹走一个待切割玻璃管后，上料滑槽内的待切割玻璃管自行滚落至夹子的夹取位置，以供夹子的下一次夹取。
所述夹紧盘驱动机构包括左连杆、左滑块、左夹臂、右连杆、右滑块、右夹臂和第一驱动气缸，所述左连杆的一端与左夹紧盘相连、另一端与左滑块的一端相连，左滑块的另一端与左夹臂的一端相连，左夹臂的另一端与第一驱动气缸的输出轴相铰接，所述右连杆的一端与右夹紧盘相连、另一端与右滑块的一端相连，右滑块的另一端与右夹臂的一端相连，右夹臂的另一端与第一驱动气缸的输出轴相铰接，所述机架上与左滑块相对应的位置设置有左导向滑槽，左滑块在左夹臂的带动下沿左导向滑槽来回滑移，机架上与右滑块相对应的位置设置有右导向滑槽，右滑块在右夹臂的带动下沿右导向滑槽来回滑移，第一驱动气缸输出轴的伸缩运动通过所述左连杆、左滑块、左夹臂、右连杆、右滑块和右夹臂转换成左、右夹紧盘的直线往复运动。
所述切割装置还包括用于带动所述切割刀头摆动的动力摆动机构，动力摆动机构包括摆杆、传动杆以及带动所述传动杆旋转的第二旋转驱动机构，所述切割刀头设置在摆杆的末端，摆杆的另一端与传动杆相连。
所述智能玻璃管切割机器人还包括用于支撑加工区的待切割玻璃管的支撑装置，所述支撑装置包括设置在加工区的待切割玻璃管两侧的前支撑轴和后支撑轴，前、后支撑轴上分别设置有若干个支撑盘，各支撑盘相互配合形成对移至加工区的待切割玻璃管的支撑；所述支撑装置还包括用于带动所述前、后支撑轴旋转的第三旋转驱动机构，前、轴支撑轴旋转时带动支撑盘旋转，支撑盘旋转带动待切割玻璃管旋转。
所述智能玻璃管切割机器人还包括加热装置，所述加热装置包括设置在机架上且位于加工区的待切割玻璃管下方的支撑梁，支撑梁设置有多个喷火嘴，各喷火嘴通过燃气管路外接气源，各喷火嘴正对放置在加工区的待切割玻璃管。
所述抓管机构包括升降气缸、升降支架、第二驱动气缸及抓管机械手，升降气缸安装在移动块的下方，升降气缸的输出轴与升降支架相连，第二驱动气缸设置在升降支架上，所述抓管机械手包括两个相对设置的抓管臂及用于连接两个抓管臂的握力弹簧，各抓管臂的上部通过转轴与升降支架转动连接，各抓管臂的下部均设置有抓管部，各抓管部的截面均呈半圆状，两个抓管臂的抓管部相互配合形成对切割后的玻璃管的抓取，第二驱动气缸的输出轴伸长的过程中能够压触各抓管臂的顶部使各抓管臂绕转轴转动并相互分离，第二驱动气缸的输出轴回缩并不再压触各抓管臂时，两个抓管臂在握力弹簧的作用下并拢并实现对玻璃管的抓取。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的有益效果为：
1、利用本实用新型能够实现玻璃管切割从输入到输出的智能化，大幅度提高了玻璃管的加工效率，节省了劳动力和工作时间，降低了生产成本，提高了企业产品的市场竞争力。
2、本实用新型中的中心定位装置实现了玻璃管切割过程中的自动定心，提高了加工精度，降低了加工过程中玻璃管的损坏率，避免了资源的浪费。此外，加热装置的设置，使玻璃管能够在高温作用下被切割，保证了玻璃管熔融密封封底，方便了后续加工。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的前视角轴测图。
图2为本实用新型一种实施例的后视角轴测图。
图3为本实用新型一种实施例中中心定位装置的局部结构示意图。
图4为本实用新型一种实施例中切割装置的局部结构示意图。
图5为本实用新型一种实施例中支撑装置的局部结构示意图。
图6为本实用新型一种实施例中传送装置的局部结构示意图。
图7为本实用新型一种实施例中喷火嘴及前、后支撑轴的相对位置关系示意图。
图8为本实用新型一种实施例中取件装置与取件区的相对位置关系示意图。
其中，
1、上料滑槽2、取件装置21、夹指22、定位块23、伸缩杆3、支撑装置31、前支撑轴32、后支撑轴33、支撑盘34、第二电机35、第二主动齿轮36、第二从动齿轮37、第三从动齿轮38、第二链条39、前支撑轴310、后支撑轴4、中心定位装置41、第一驱动气缸42、左夹紧气缸43、左连杆44、左滑块45、左夹臂46、右夹紧盘47、右夹臂5、切割装置51、切割刀头52、摆杆53、传动杆54、第一电机55、第一主动齿轮56、第一从动齿轮57、第一链条6、传送装置61、移动块62、直线导轨63、升降气缸64、升降支架65、第二驱动气缸66、抓管机械手66.1、抓管臂66.2、转轴66.3、握力弹簧66.4、抓管部 7、输送区71、输送板72、隔板8、机架9、加热装置91、支撑梁92、喷火嘴10、待切割玻璃管11、切割完成后的玻璃管
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1至图8所示，智能玻璃管切割机器人，包括机架8和控制系统，所述机架8上设置有取件装置2、中心定位装置4、切割装置5和传送装置6，所述机架8上还设置有取件区、加工区和输送区7，取件区用于摆放待切割玻璃管10，取件装置用于将取件区的待切割玻璃管10移送至加工区，中心定位装置4和切割装置5设置在加工区，中心定位装置4用于实现待切割玻璃管10的夹紧定位，切割装置5用于实现对待切割玻璃管10的切割，传送装置6 用于将切割完成后的玻璃管11自加工区传送至输送区7，输送区7用于暂存和输出切割完成后的玻璃管。
所述取件装置2、中心定位装置4、切割装置5和传送装置6均由所述控制系统控制，所述控制系统为PLC控制系统。
如图1、图2及图8所示，所述取件装置2设置在取件区的一侧，取件装置2包括用于夹持待切割玻璃管10的夹子、带动夹子做直线往复运动的直线驱动机构以及带动所述夹子自取件区移至加工区的移送机构。
具体地来说，所述夹子包括定位块22和两个相对设置的夹指21，两个夹指21均安装在所述定位块22上，两个夹指21之间配合形成用于夹持待切割玻璃管10的夹持间隙。为了适应不同厚度的待切割玻璃管10的夹持需求，两个所述夹指21在定位块22上的设置方式均为可滑动式，即在定位块22上开设滑槽，两个夹指21的一端设置与滑槽相适配的定位滑块。当所要夹取的待切割玻璃管10的厚度较薄时，通过改变夹指21在定位块22上的安装位置使夹持间隙缩小以与待切割玻璃管10的厚度相匹配；当所要夹取的待切割玻璃管10的厚度较厚时，通过改变夹指21在定位块22上的安装位置使夹指间隙扩大以与待切割玻璃管10的厚度相匹配。
所述直线驱动机构包括伸缩杆23，伸缩杆23的一端与定位块22相连，伸缩杆23的伸缩运动带动所述定位块22及设置在定位块22上的夹指21做直线往复运动。当需要夹取待切割玻璃管10时，伸缩杆23伸长带动所述定位块22及夹指21向前运动夹取待切割玻璃管10 的上边沿，当不需要夹取待切割玻璃管10时，伸缩杆23回缩带动所述定位块22及夹指21 回收到初始位置待命。
需要说明的是，直线驱动机构并不仅仅局限于如上所述的采用伸缩杆23的结构形式，还可以有多种多样的结构形式，比如采用液压缸或气缸来驱动所述定位块做直线运动，又比如采用电机+曲柄滑块机构的配合形式来驱动所述定位块做直线运动，当然还可以采用其他的结构形式，只要能够带动所述定位块22作直线往复运动即可。
为了适应不同高度或者说不同直径的待切割玻璃管10的夹持需求，所述取件装置还包括用于带动所述夹子及所述直线驱动机构整体做升降运动的升降驱动机构。当所要夹取的待切割玻璃管10的高度较高或者说直径较大时，升降驱动机构带动所述夹子及直线驱动机构整体升高至夹指能够夹取待切割玻璃管10的位置处；当所要夹取的待切割玻璃管10的高度较低或者说直径较小时，升降驱动机构带动所述夹子及直线驱动机构整体降低至夹指能够夹取待切割玻璃管10的位置处。
所述升降驱动机构的结构形式可以有多种，比如采用液压缸或气缸来驱动所述夹子及直线驱动机构升降，又比如采用电机+滚珠丝杠副的配合形式来驱动所述夹子及直线驱动机构升降，当然还可以采用其他的结构形式，只要能够带动所述夹子及直线驱动机构整体升降即可。
需要说明的是，所述升降驱动机构的设置并不仅仅是为了适应不同高度或者说不同直径的待切割玻璃管10的夹持需求，还为了下述第一旋转驱动机构带动夹子和直线驱动机构做旋转运动以及将待切割玻璃管10安全放置到下述支撑装置3提供空间。
所述取件装置2还包括用于带动所述夹子及所述直线驱动机构整体做旋转运动的第一旋转驱动机构。当夹指21夹取到待切割玻璃管10后，第一旋转驱动机构带动夹子及直线驱动机构整体旋转，使夹子携带待切割玻璃管10移至加工区。这个旋转过程，首先需要所述升降驱动机构带动夹子、直线驱动机构及夹取到的待切割玻璃管10升高，使待切割玻璃管10从所述取件区脱离并拉开安全距离，之后，第一旋转驱动机构带动所述夹子、直线驱动机构及夹取到的待切割玻璃管10旋转使其从取件区上方转移到加工区内下述支撑装置的上方，然后，升降驱动机构带动夹子、直线驱动机构及夹取到的待切割玻璃管10下降，使待切割玻璃管10下降至下述支撑装置3的两排支撑盘33之间，随后两个夹指21放开对待切割玻璃管 10的夹持，并在伸缩杆23的带动下回缩，升降驱动机构带动夹子和直线驱动机构升高并拉开安全距离，第一旋转驱动机构随后带动夹子和直线驱动机构自加工区回位至取件区的一侧，以待下一次的夹取指令。
所述取件区设置有上料滑槽1，上料滑槽1倾斜布置，待切割玻璃管10摆放在上料滑槽 1上，夹子夹走一个待切割玻璃管10后，上料滑槽1内的待切割玻璃10管自行滚落至夹子的夹取位置，以供夹子的下一次夹取，该上料过程省时省力。
如图1、图2及图5所示，所述智能玻璃管切割机器人还包括用于支撑加工区的待切割玻璃管10的支撑装置，所述支撑装置3包括设置在加工区的待切割玻璃管10两侧的前支撑轴31和后支撑轴32，前、后支撑轴上分别设置有若干个支撑盘33，各支撑盘33相互配合形成对移至加工区的待切割玻璃管10的支撑。
所述支撑装置3还包括用于带动所述前、后支撑轴旋转的第三旋转驱动机构，前、轴支撑轴旋转时带动支撑盘33旋转，支撑盘33旋转带动待切割玻璃管10旋转，以实现待切割玻璃管10在下述加热装置9的作用下能够均匀受热。如图5所示，其给出了一种第三旋转驱动机构的实施例，该实施例中，第三旋转驱动机构包括第二电机34、设置在第二电机34输出轴上的第二主动齿轮35、套置在后支撑轴32上的第二从动齿轮36、套置在前支撑轴31上的第三从动齿轮37以及用于将第二主动齿轮35的旋转运动传递至第二、第三从动齿轮的第二链条38。然而，本实用新型中第三旋转驱动机构的结构形式并不仅仅局限于上述的结构形式，其还可以采用其它结构形式，例如，电机+同步带的传动方式，又比如采用电机直接驱动前、后支撑轴旋转的方式，当然，还可以采用其它的旋转驱动形式。
如图1、图2及图7所示，所述智能玻璃管切割机器人还包括加热装置9，所述加热装置 9包括设置在机架8上且位于加工区的待切割玻璃管10下方的支撑梁91，支撑梁91设置有多个喷火嘴92，各喷火嘴92通过燃气管路外接气源，各喷火嘴92正对放置在加工区的待切割玻璃管10以对待切割玻璃管10进行均匀加热。
如图1至图3所示，所述中心定位装置4整体呈左右对称结构，其包括相对设置的左夹紧盘42、右夹紧盘46以及带动左、右夹紧盘相互靠拢或远离的夹紧盘驱动机构，所述夹子将待切割玻璃管10移送至左、右夹紧盘之间，左、右夹紧盘在夹紧盘驱动机构的带动下相互靠拢并形成对待切割玻璃管10的夹紧定位。
具体地来说，所述夹紧盘驱动机构包括左连杆43、左滑块44、左夹臂45、右连杆、右滑块、右夹臂47和第一驱动气缸41，所述左连杆43的一端与左夹紧盘42相连、另一端与左滑块44的一端相连，左滑块44的另一端与左夹臂45的一端相连，左夹臂45的另一端与第一驱动气缸41的输出轴相铰接，所述右连杆的一端与右夹紧盘46相连、另一端与右滑块的一端相连，右滑块的另一端与右夹臂47的一端相连，右夹臂47的另一端与第一驱动气缸 41的输出轴相铰接。所述机架8上与左滑块44相对应的位置设置有左导向滑槽，左滑块44 在左夹臂45的带动下沿左导向滑槽来回滑移，机架8上与右滑块相对应的位置设置有右导向滑槽，右滑块在右夹臂47的带动下沿右导向滑槽来回滑移，第一驱动气缸41输出轴的伸缩运动通过所述左连杆43、左滑块44、左夹臂45、右连杆、右滑块和右夹臂47转换成左、右夹紧盘的直线往复运动。
需要说明的是，所述夹紧盘驱动机构并不仅仅局限于上述的结构形式，其还可以采用左夹紧盘42和右夹紧盘46分别由一个能够驱动其进行直线往复运动的驱动部进行驱动的结构形式，比如，左夹紧盘42由一个驱动部带动其做直线滑移，右夹紧盘46由一个驱动部带动其做直线滑移，两个驱动部均由所述控制系统控制，使两者能够同步驱动左、右夹紧盘动作，以实现对待切割玻璃管10的夹紧定位。
如图1、图2及图4所示，所述切割装置5包括至少一个切割刀头51以及带动所述切割刀头51转动的切割刀头转动机构。当一根待切割玻璃管10仅需一次切割成两段时，所述切割装置可以设置一个切割刀头51。当一根待切割玻璃管10需要依次切割成三段甚至更多段时，则所述切割装置5优选地设置多个切割刀头51，当然在这种情况下，也可以仅设置一个切割刀头51，但是需要将该切割刀头51设置成可移动式，也就是说，当其完成对待切割玻璃管10某一位置的切割后，需要移动至待切割玻璃管10的另一个位置进行切割，以完成多段切割。然而，为了提高切割效率，当需要将一根待切割玻璃管10切割成三段甚至更多段时，优选上述的设置多个切割刀头51。
所述切割装置5还包括用于带动所述切割刀头51摆动的动力摆动机构，动力摆动机构包括摆杆52、传动杆53以及带动所述传动杆53旋转的第二旋转驱动机构，所述切割刀头设置在摆杆52的末端，摆杆52的另一端与传动杆53相连，第二旋转驱动机构带动所述传动杆 53旋转，进而带动摆杆52摆动，实现切割刀头51与待切割玻璃管10的接触和脱离。
如图4所示，其给出了一种第二旋转驱动机构的实施例，该第二旋转驱动机构包括第一电机54、设置在第一电机54输出轴上的第一主动齿轮55、套置在传动杆53一端的第一从动齿轮56以及将第一主动齿轮55的转动传递至第一从动齿轮56的第一链条57。然而，本实用新型中第二旋转驱动机构的结构形式并不仅仅局限于上述的结构形式，其还可以采用其它结构形式，例如，电机+同步带的传动方式，又比如采用电机直接驱动传动杆旋转的方式，当然，还可以采用其它的旋转驱动形式。
如图1、图2及图6所示，所述传送装置6包括移动块61、设置在移动块61下方的抓管机构以及带动所述移动块61在加工区和输送区7来回移动的移动块驱动机构。所述移动块驱动机构包括驱动部和导向部，机架8的上方设置有左侧板和右侧板，所述导向部包括设置在左、右侧板之间的直线导轨62，移动块61能够在驱动部的作用下沿直线导轨62滑动，所述驱动部可以采用多种结构形式，例如，采用微型直线电机直接驱动移动块61沿直线导轨62 滑移，又比如，采用电机+滚珠丝杠副的组合方式驱动移动块沿直线导轨滑移，当然，还可以采用其他的结构形式，只要能够驱动所述移动块61沿直线导轨62滑移即可。
所述抓管机构至少有一个。当抓管机构只有一个时，其需要自加工区和输送区7来回移动以实现对切割完成的玻璃管的移位。因此，为了提高抓取效率，所述抓管机构的数量优选地与待切割玻璃管10的切割段数相同，从而实现了一次抓取多段玻璃管的目的。
如图1、图2及图6所示，所述抓管机构包括升降气缸63、升降支架64、第二驱动气缸 65及抓管机械手66，升降气缸63安装在移动块61的下方，升降支架64包括彼此相连的横板和竖板，升降气缸63的输出轴与升降支架64的横板的顶端相连，第二驱动气缸65设置在升降支架64横板的底端，所述抓管机械手66包括两个相对设置的抓管臂66.1及用于连接两个抓管臂66.1的握力弹簧66.3，各抓管臂66.1的上部通过转轴66.2与升降支架64的竖板转动连接，各抓管臂66.1的下部均设置有抓管部66.4，各抓管部66.4的截面均呈半圆状，两个抓管臂66.1的抓管部66.4相互配合形成对切割后的玻璃管的抓取，第二驱动气缸65的输出轴伸长的过程中能够压触各抓管臂66.1的顶部使各抓管臂66.1绕转轴66.2转动并相互分离，第二驱动气缸65的输出轴回缩并不再压触各抓管臂66.1时，两个抓管臂66.1在握力弹簧66.3的作用下并拢并实现对玻璃管的抓取。
当抓管机构有多个时，各抓管机构的升降气缸63和第二驱动气缸65在控制系统的控制下同步动作，以实现同步抓取。当抓管臂66.1抓取到切割完成后的玻璃管11后，升降气缸 63的输出轴回缩，带动抓管臂66.1和升降支架64升高，移动块61在驱动部的带动下自加工区移至输送区7，第二驱动气缸65压触各抓管臂66.1使抓管臂66.1绕转轴66.2转动并松开对玻璃管的夹持，玻璃管落至输送区7。
所述输送区7设置有输送板71及设置在输送板71上的若干个隔板72，前、后相邻的两个隔板之间恰巧能够容纳一根玻璃管，实现对玻璃管的卡位，避免了后续运输过程中因移动碰撞所造成的破损。
本实用新型中的取件装置2、加热装置9、中心定位装置4、切割装置5和传送装置6依次工作，相互配合，完成了玻璃管从输入、切割到输出的智能化加工，大大提高了加工效率，降低了劳动强度。
本实用新型中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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新型和简化描述，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新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的精神所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。