專利名稱：自尋跡鋼板切割機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域，特別是指一種自尋跡鋼板切割機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前一般的移動切割機(jī)器人只具有在固定的導(dǎo)軌上進(jìn)行移動式切割功能，切割前 必須通過人為方式將切割機(jī)器人的路徑、切割焰高度、以及切割速度調(diào)節(jié)到合適的位置，不 具備切割的自尋跡功能。而大型鋼板如大型艦船船體、甲板、船身板材的切割、大型球罐、儲 罐板材的切割作業(yè)，均要求實時、快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行板材的切割。以往的生產(chǎn)過程是，技術(shù)人 員先在大型鋼板上進(jìn)行畫線，再由軌道式切割機(jī)器人進(jìn)行直線切割或由操作人員進(jìn)行手工 切割。這種方式缺點(diǎn)明顯，生產(chǎn)效率低，切割精度低，軌道式切割機(jī)器人只能進(jìn)行直線切割， 占地面積大，智能化程度低，操作人員工作環(huán)境惡劣。因此，這種生產(chǎn)過程已經(jīng)不適應(yīng)目前 大型板材精度切割和快速切割的趨勢，為實際用戶提供一種切割精度高，使用柔性好，操作 簡單化的實用切割手段就有很好的實用性和必要性。《現(xiàn)代制造》2005年第17期P70-71“高效火焰切割機(jī)器人設(shè)備”一文中介紹了一 種國外典型的火焰切割機(jī)器人，該機(jī)器人主要用于型材和板材的孔加工，該系統(tǒng)能由一臺 龍門式機(jī)器人和兩個工作站組和一個特殊的平行四邊形運(yùn)動部件組成。機(jī)器人固定不動， 平行四邊形運(yùn)動部件進(jìn)行運(yùn)動，只能在機(jī)器人的回轉(zhuǎn)工作半徑內(nèi)完成板材的切割工作。該 系統(tǒng)工作范圍長度最大為7300mm，寬度為2000mm，切割板材厚度在6 200mm之間。這種技術(shù)需大量的非切割和劃線的預(yù)準(zhǔn)備工作與時間，并且切割機(jī)器人加工系統(tǒng) 必須有鋼板搬運(yùn)、夾持、定位以及移動距離的精密測量等裝置，且超過機(jī)器人切割工作范圍 無法工作，所以該系統(tǒng)的輔助工裝多，且占地面積大，機(jī)器人加工輔助時間長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種自尋跡鋼板切割機(jī)器人，以解決目前大型鋼板切割精度和效率 低、使用柔性差，占地面積大，加工輔助時間長，操作復(fù)雜的問題。本發(fā)明采取的技術(shù)方案 是柔性切割機(jī)構(gòu)與移動小車上部一端固定連接，火焰切割裝置與移動小車中部固定連接， 機(jī)器人控制器與移動小車上部另一端固定連接；移動小車結(jié)構(gòu)是左前輪與左減速器輸出 端連接，左步進(jìn)電機(jī)與左減速器輸入端連接，右前輪與右減速器輸出端連接，右步進(jìn)電機(jī)與 右減速器輸入端連接，小車后部中線位置處與萬向后輪連接；柔性切割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是支架固定在移動小車前部，兩個平行導(dǎo)軌兩端與該支架 固定連接，絲杠與支架轉(zhuǎn)動連接、該絲杠一端還與橫向驅(qū)動電機(jī)連接，絲母分別與導(dǎo)軌滑動 連接、還與絲杠螺紋連接，伸出臂與絲母固定連接，CCD面陣攝像頭與伸出臂前端固定連接。火焰切割裝置結(jié)構(gòu)是兩個切割氣瓶固定連接在小車中部，切割頭與伸出臂連接， 該切割頭下端與調(diào)整手柄連接。機(jī)器人控制器的控制柜固定在小車后部，控制柜頂部后側(cè)固定LED監(jiān)視器，LED監(jiān) 視器下方固定連接控制面板。
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本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，采用CCD圖像采集處理系統(tǒng)對切割線自尋跡跟蹤，將 傳統(tǒng)的成熟切割工藝與高精度和高智能的機(jī)器人系統(tǒng)相結(jié)合，對大型鋼板切割工藝產(chǎn)生質(zhì) 的飛躍。首先，利用機(jī)器人系統(tǒng)的高柔性和高重復(fù)定位精度，大大的提高了火焰切割的可編 程性和重復(fù)定位精度，提高了切割尺寸的精度。其二，采用CCD圖像采集處理系統(tǒng)處理切割 線，配合柔性切割臂對切割路徑進(jìn)行修正和調(diào)整，提高了系統(tǒng)切割精度。其三，集成切割和 控制系統(tǒng)，裝載切割氣源和供電電源，無需外接設(shè)備，降低了系統(tǒng)作業(yè)要求，提高了系統(tǒng)的 適應(yīng)性。其四、通過遠(yuǎn)程I/O技術(shù)，克服了實際工作環(huán)境中的電磁干擾嚴(yán)重的困難，減少系 統(tǒng)崩潰的概率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其五、占用空間小，減少了系統(tǒng)加工輔助時間，提高了 加工效率，操作簡單，使用柔性好。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是圖1的俯視圖。
具體實施例方式柔性切割機(jī)構(gòu)與移動小車上部一端固定連接，火焰切割裝置與移動小車中部固定 連接，機(jī)器人控制器與移動小車上部另一端固定連接；移動小車結(jié)構(gòu)是左前輪1與左減速 器15輸出端連接，左步進(jìn)電機(jī)14與左減速器輸入端連接，右前輪11與右減速器12輸出端 連接，右步進(jìn)電機(jī)13與右減速器輸入端連接，小車后部中線位置處與萬向后輪7連接；柔性切割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是支架19固定在移動小車前部，兩個平行導(dǎo)軌18兩端與該 支架固定連接，絲杠17與支架轉(zhuǎn)動連接、該絲杠一端還與橫向驅(qū)動電機(jī)2連接，絲母16分 別與導(dǎo)軌滑動連接、還與絲杠螺紋連接，伸出臂20與絲母固定連接，(XD面陣攝像頭8與伸 出臂前端固定連接?；鹧媲懈钛b置結(jié)構(gòu)是兩個切割氣瓶3固定連接在小車中部，切割頭10與伸出臂 連接，該切割頭下端與調(diào)整手柄9連接。機(jī)器人控制器的控制柜4固定在小車后部，控制柜頂部后側(cè)固定LED監(jiān)視器5，LED 監(jiān)視器下方固定連接控制面板6。本發(fā)明工作原理通過(XD面陣攝像頭8采集切割線，將采集到的圖像信息傳輸給 控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將采集到的圖像信號輸出顯示至LED監(jiān)視器5上，通過圖像處理將切割 線軌跡提取產(chǎn)生控制指令，通過控制左步進(jìn)電機(jī)14、右步進(jìn)電機(jī)13帶動左減速器15、右減 速器12，從而驅(qū)動左前輪1、右前輪11，使小車沿切割軌跡線移動，柔性切割臂通過對采集 圖像的反饋，通過橫向驅(qū)動電機(jī)2驅(qū)動絲杠17，帶動絲母16移動，絲母帶動伸出臂20移動， 使切割頭10精確對切割線進(jìn)行切割；通過調(diào)節(jié)調(diào)整手柄9可對切割頭上的噴嘴的高度進(jìn)行 調(diào)整，同時可通過控制面板6設(shè)定不同切割速度以便對不同厚度鋼板進(jìn)行切割?；鹧媲懈?裝置借助于固定點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，并通過環(huán)形管道供應(yīng)氧氣和乙炔氣，內(nèi)部裝有安全閥，保護(hù) 設(shè)備不受回火的損壞。經(jīng)過實驗證明自尋跡鋼板切割機(jī)器人可對不同厚度鋼板進(jìn)行切割，系統(tǒng)對切割 線識別較好，切割誤差在士3mm范圍內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
權(quán)利要求
一種自尋跡鋼板切割機(jī)器人，其特征在于柔性切割機(jī)構(gòu)與移動小車上部一端固定連接，火焰切割裝置與移動小車中部固定連接，機(jī)器人控制器與移動小車上部另一端固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自尋跡鋼板切割機(jī)器人，其特征在于移動小車結(jié)構(gòu)是左前 輪與左減速器輸出端連接，左步進(jìn)電機(jī)與左減速器輸入端連接，右前輪與右減速器輸出端 連接，右步進(jìn)電機(jī)與右減速器輸入端連接，小車后部中線位置處與萬向后輪連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自尋跡鋼板切割機(jī)器人，其特征在于柔性切割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 是支架固定在移動小車前部，兩個平行導(dǎo)軌兩端與該支架固定連接，絲杠與支架轉(zhuǎn)動連 接、該絲杠一端還與橫向驅(qū)動電機(jī)連接，絲母分別與導(dǎo)軌滑動連接、還與絲杠螺紋連接，伸 出臂與絲母固定連接，(XD面陣攝像頭與伸出臂前端固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自尋跡鋼板切割機(jī)器人，其特征在于火焰切割裝置結(jié)構(gòu)是 兩個切割氣瓶固定連接在小車中部，切割頭與伸出臂連接，該切割頭下端與調(diào)整手柄連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自尋跡鋼板切割機(jī)器人，其特征在于機(jī)器人控制器的控制 柜固定在小車后部，控制柜頂部后側(cè)固定LED監(jiān)視器，LED監(jiān)視器下方固定連接控制面板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自尋跡鋼板切割機(jī)器人，屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域。柔性切割機(jī)構(gòu)與移動小車上部一端固定連接，火焰切割裝置與移動小車中部固定連接，機(jī)器人控制器與移動小車上部另一端固定連接。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，采用CCD圖像采集處理系統(tǒng)對切割線自尋跡跟蹤，提高了切割尺寸的精度。集成切割和控制系統(tǒng)，裝載切割氣源和供電電源，無需外接設(shè)備，降低了系統(tǒng)作業(yè)要求，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性。占用空間小，減少了系統(tǒng)加工輔助時間，提高了加工效率，操作簡單，使用柔性好。
文檔編號B23K7/00GK101850452SQ20101019355
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者唐可洪, 張富, 朱喜林, 羅志勇, 賀新升, 鄂世舉, 高春甫 申請人:浙江師范大學(xué)