一種機器人雕刻系統(tǒng)的制作方法

專利名稱:一種機器人雕刻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型的機器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺，工作臺上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺、機器人、刀具檢測裝置和刀具架，所述水平回轉(zhuǎn)臺上放置有雕刻原材料，刀具檢測裝置和刀具架并排設(shè)置于機器人的一側(cè)；工作臺之外設(shè)置有控制機器人的機器人控制柜以及用于連接機器人與刀具檢測裝置、刀具架的電氣控制柜。該系統(tǒng)精度高、可及時更換磨損的刀具，雕刻出來的產(chǎn)品精致、逼真。
【專利說明】
一種機器人雕刻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種機器人雕刻系統(tǒng)，屬于機器人雕刻技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，機器人開始進入人們的視線，如今工業(yè)焊接機器人已經(jīng)成為最普遍的存在，其他的還有碼垛機器人、搬運機器人、火焰切割機器人以及雕刻機器人等，雕刻機器人能在各種原材料上雕刻出所需要的二位圖形或三維立體浮雕，但現(xiàn)有的雕刻機器人在雕刻過程中如果刀具損壞不能及時更換，并且用于放置雕刻原材料的回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)精度低，雕刻出來的產(chǎn)品比較粗糙，達不到所需標準。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種機器人雕刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)精度高、可及時更換磨損的刀具，雕刻出來的產(chǎn)品精致、逼真。
[0004]本實用新型克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種機器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺，工作臺上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺、機器人、刀具檢測裝置和刀具架，所述水平回轉(zhuǎn)臺上放置有雕刻毛坯件，刀具檢測裝置和刀具架并排設(shè)置于機器人的一側(cè);工作臺之外設(shè)置有控制機器人的機器人控制柜以及用于連接機器人與刀具檢測裝置、刀具架的電氣控制柜。
[0006]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，工作臺之外還設(shè)置有冷卻水箱和水氣控制柜，所述機器人通過水氣控制柜控制冷卻水箱。
[0007]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述水平回轉(zhuǎn)臺包括底座和設(shè)置于底座上的回轉(zhuǎn)盤，底座上方設(shè)置有回轉(zhuǎn)支承安裝板，回轉(zhuǎn)支承安裝板上固定有回轉(zhuǎn)支承和調(diào)整條塊；回轉(zhuǎn)支承包括回轉(zhuǎn)支承齒輪、回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)以及連接回轉(zhuǎn)支承齒輪與回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)的滾動體;底座內(nèi)設(shè)置有動力裝置，動力裝置通過回轉(zhuǎn)支承齒輪與回轉(zhuǎn)盤相連接，所述動力裝置包括主動齒輪，主動齒輪通過齒輪擋板固定于回轉(zhuǎn)盤的下方且主動齒輪與回轉(zhuǎn)支承齒輪相嚙合，主動齒輪通過設(shè)置于齒輪下方的減速機輸出軸連接有減速機，減速機通過減速機輸入軸連接有電機。
[0008]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述刀具檢測裝置自下而上依次包括刀具檢測底座、刀具檢測支架和支撐板，支撐板上設(shè)置有對刀臺和線纜，對刀臺內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。
[0009]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述刀具架自下而上依次包括相互對稱的兩個刀具架底板、兩個刀具架支腿、兩個傾斜支架和兩個刀夾座底板，所述兩個刀具架支腿通過支腿連接板相連接，刀夾座底板上依次設(shè)置有刀夾座和用于放置刀具的若干個刀夾;所述傾斜支架上連接有刀具架翻蓋，刀具架翻蓋下方鉸接有兩個氣缸，每個氣缸的下端通過氣缸下固定軸與設(shè)置在刀具架支腿上的氣缸下連接板鉸接。
[0010]根據(jù)本實用新型優(yōu)選的，所述支撐板的四個角上還設(shè)置有基坐標校準工具。
[0011 ]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、本實用新型中的水平回轉(zhuǎn)臺采用伺服電機驅(qū)動，通過編碼器實現(xiàn)位置、速度和力矩的閉環(huán)控制，克服了步進電機失步的問題，并且通過減速機及回轉(zhuǎn)支承進一步增大了減速比，增大編碼器分辨率，大大提高了該水平回轉(zhuǎn)臺的精度;另外由于采用伺服電機驅(qū)動使得水平回轉(zhuǎn)臺具有較強的抗過載能力，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負載，對有瞬間負載波動和要求快速氣動的場合特別適用，并且加之使用回轉(zhuǎn)支承可以進一步成倍提高該水平回轉(zhuǎn)臺的承重能力，使得大工件也能在水平回轉(zhuǎn)臺上進行加工。
[0013]2、本實用新型不僅可以實現(xiàn)在換刀之后隨即進行刀具的檢測，以便使系統(tǒng)得到精確的刀具參數(shù)再進行加工，避免了由人工檢測所帶來的誤差因素，而且還可以在工作中隨時對刀具進行檢測，以便自動補償因磨損而產(chǎn)生的尺寸偏差，提高雕刻精度，提高工作效率。
[0014]3、本實用新型采用機器人換刀，換刀速度快、效率高、使用壽命長、故障率低，雕刻出來的產(chǎn)品精致、逼真。
【附圖說明】

[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖2為本實用新型水平回轉(zhuǎn)臺的剖面示意圖。
[0017]圖3為本實用新型水平回轉(zhuǎn)臺的動力裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本實用新型刀具檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本實用新型刀具架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，1、工作臺，2、水平回轉(zhuǎn)臺，3、機器人底座，4、刀具檢測裝置，5、刀具架，6、冷卻水箱，7、機器人控制柜，8、電氣控制柜，9、水氣控制柜，10、機器人，21、底座，23、回轉(zhuǎn)盤，241、回轉(zhuǎn)支承齒輪，242、回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)，243、滾動體，25、回轉(zhuǎn)支承安裝板，26、動力裝置，261、齒輪擋板，262、齒輪，263、減速機輸出軸，264、電機安裝座，265、電機，266、減速機輸入軸，267、減速機，27、動力裝置安裝座，28、調(diào)整條塊，41、刀具檢測底座，42、支撐板，43、刀具檢測加強筋板，44、刀具檢測支架，45、基坐標校準工具，46、對刀臺，47、線纜，51、刀具架底板，52、刀具架加強筋板，53、刀具架支腿，54、氣缸下連板，55、氣缸下固定軸，56、氣缸，57、刀夾座底板，58、翻蓋連接軸，59、刀具架翻蓋，510、刀夾，511、刀夾座，512、支腿連接板，513、傾斜支架。
【具體實施方式】
[0021]為了便于本領(lǐng)域人員更好的理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明，下述僅是示例性的不限定本實用新型的保護范圍。
[0022]如圖1所示，本實用新型的機器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺1，工作臺上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺2、機器人10、刀具檢測裝置4和刀具架5，所述水平回轉(zhuǎn)臺2上放置有雕刻原材料，機器人放置于機器人底座3上，刀具檢測裝置4和刀具架5并排設(shè)置于機器人10的一側(cè);工作臺之外設(shè)置有控制機器人的機器人控制柜7，用于連接機器人與刀具檢測裝置、刀具架的電氣控制柜8，還設(shè)置有冷卻水箱6和水氣控制柜9，機器人通過水氣控制柜9控制冷卻水箱6。
[0023]如圖2、3所示，所述水平回轉(zhuǎn)臺2包括底座21和設(shè)置于底座上的回轉(zhuǎn)盤23，底座21上方設(shè)置有回轉(zhuǎn)支承安裝板25，回轉(zhuǎn)支承安裝板25上固定有回轉(zhuǎn)支承24和調(diào)整條塊28，回轉(zhuǎn)支承包括回轉(zhuǎn)支承齒輪241、回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)242以及連接回轉(zhuǎn)支承齒輪與回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)的滾動體243;底座21內(nèi)設(shè)置有動力裝置26，動力裝置26通過回轉(zhuǎn)支承齒輪241與回轉(zhuǎn)盤23相連接，所述動力裝置26包括主動齒輪262，主動齒輪262通過齒輪擋板261固定于回轉(zhuǎn)盤23的下方且主動齒輪262與回轉(zhuǎn)支承齒輪241相嚙合，主動齒輪262通過設(shè)置于齒輪下方的減速機輸出軸263連接有減速機267，減速機267通過減速機輸入軸266連接有電機265。所述調(diào)整條塊28上設(shè)置有螺栓，通過調(diào)節(jié)螺栓可以對動力裝置26進行微調(diào)，能減小回轉(zhuǎn)支承齒輪與主動齒輪262裝配時的誤差，提高水平回轉(zhuǎn)臺精度。
[0024]如圖4所示，所述刀具檢測裝置4自下而上依次包括刀具檢測底座41、刀具檢測支架44和支撐板42，刀具檢測底座41和刀具檢測支架44通過刀具檢測加強筋板43固定用以增強刀具檢測支架的穩(wěn)定性，支撐板上設(shè)置有基坐標校準工具45、對刀臺46和線纜47，對刀臺內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。所述基坐標校準工具45分布于支撐板的四個角上，機器人可以快速、準確的做出基坐標。
[0025]如圖5所示，所述刀具架5自下而上依次包括相互對稱的兩個刀具架底板51、兩個刀具架支腿53、兩個傾斜支架513和兩個刀夾座底板57，位于同一側(cè)的刀具架底板51和刀具架支腿53通過刀具架加強筋板52固定以增強刀具架支腿的穩(wěn)定性，所述兩個刀具架支腿通過支腿連接板512相連接，刀夾座底板上依次設(shè)置有刀夾座511和用于放置刀具的若干個刀夾510;所述傾斜支架上連接有刀具架翻蓋59，刀具架翻蓋下方鉸接有兩個氣缸56，每個氣缸的下端通過氣缸下固定軸55與設(shè)置在刀具架支腿上的氣缸下連接板54鉸接。
[0026]本實用新型的雕刻系統(tǒng)工作過程:
[0027]首先，根據(jù)模型和雕刻毛坯件的大小進行編程，編好程序后通過ROBOmove進行模擬運行，確認無誤后將編好的程序?qū)霗C器人控制柜7中。
[0028]其次，將雕刻毛坯件固定于水平回轉(zhuǎn)臺2上，打開機器人進入程序控制界面，操作機器人10自動更換合適的刀具，機器人4自動轉(zhuǎn)動到刀具架5前方的指定位置，對刀具架5的氣缸56通氣使氣缸拉緊，刀具架翻蓋59繞翻蓋連接軸58旋轉(zhuǎn)，打開刀具架翻蓋59，然后機器人10先把工作刀具放在指定的刀夾510上，再去夾持要更換的刀具，刀具更換完成后，氣缸56頂起，使刀具架翻蓋翻轉(zhuǎn)上去，遮住刀具，起到保護作用。再進行刀具檢測，機器人10夾持著更換后的刀具進行刀具檢測，向刀具檢測裝置4的對刀臺46靠攏，當快到達對刀臺時，速度降低，緩慢靠近對刀臺46，以防止速度過快對對刀臺產(chǎn)生沖擊，損傷對刀臺46及刀具，當?shù)毒邉偤门龅綄Φ杜_46時，壓力傳感器起作用，此時，壓力傳感器經(jīng)線纜47輸出到位信號給機器人10，并且將檢測到的刀具參數(shù)輸出給機器人10。
[0029]最后，更換好的刀具符合使用要求時，開始進行雕刻。給電機265通電，接收到機器人的信號后，電機輸出動力，經(jīng)電機265的輸出軸傳遞到與其相連接的減速機輸入軸266，然后經(jīng)減速機輸出軸263傳遞給主動齒輪262，主動齒輪262通過與回轉(zhuǎn)支承齒輪241嚙合帶動回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動，從而帶動回轉(zhuǎn)盤23旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)盤23旋轉(zhuǎn)使得機器人對雕刻原材料進行雕刻加工。機器人雕刻過程中，會定時對工作刀具進行檢測，以補償?shù)毒吖ぷ鬟^程中的磨損，可以有助于提高工件的加工精度，在雕刻過程中需要更換刀具的，可以自動從刀具架上更換任一符合工作要求的刀具，避免了人工更換刀具產(chǎn)生的較大偏差，對于提高工作效率以及提高工件的加工精度有很大的作用。
[0030]本實用新型的水平回轉(zhuǎn)臺2的零部件采用了高精度的數(shù)控機床等設(shè)備進行加工，并且采用了回轉(zhuǎn)支承24來協(xié)助底座21支撐工件，增大減速比，不僅提高了回轉(zhuǎn)平臺的精度，還獲得了較大的承重負載能力，使得額定負載可以達到8噸。
[0031]以上僅描述了本實用新型的基本原理和優(yōu)選實施方式，本領(lǐng)域人員可以根據(jù)上述描述作出許多變化和改進，這些變化和改進應(yīng)該屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:包括工作臺(I)，工作臺上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺(2)、機器人(10)、刀具檢測裝置(4)和刀具架(5)，所述水平回轉(zhuǎn)臺(2)上放置有雕刻毛坯件，刀具檢測裝置(4)和刀具架(5)并排設(shè)置于機器人(10)的一側(cè);工作臺之外設(shè)置有控制機器人的機器人控制柜(7)以及用于連接機器人與刀具檢測裝置、刀具架的電氣控制柜(8)02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:工作臺之外還設(shè)置有冷卻水箱(6)和水氣控制柜(9)，所述機器人通過水氣控制柜(9)控制冷卻水箱(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述水平回轉(zhuǎn)臺(2)包括底座(21)和設(shè)置于底座上的回轉(zhuǎn)盤(23)，底座(21)上方設(shè)置有回轉(zhuǎn)支承安裝板(25)，回轉(zhuǎn)支承安裝板(25)上固定有回轉(zhuǎn)支承(24)和調(diào)整條塊(28)，回轉(zhuǎn)支承包括回轉(zhuǎn)支承齒輪(241)、回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)(242)以及連接回轉(zhuǎn)支承齒輪與回轉(zhuǎn)支承固定轉(zhuǎn)環(huán)的滾動體(243);底座(21)內(nèi)設(shè)置有動力裝置(26)，動力裝置(26)通過回轉(zhuǎn)支承齒輪(241)與回轉(zhuǎn)盤(23)相連接，所述動力裝置(26)包括主動齒輪(262)，主動齒輪(262)通過齒輪擋板(261)固定于回轉(zhuǎn)盤(23)的下方且主動齒輪(262)與回轉(zhuǎn)支承齒輪(241)相嚙合，主動齒輪(262)通過設(shè)置于齒輪下方的減速機輸出軸(263)連接有減速機(267)，減速機(267)通過減速機輸入軸(266)連接有電機(265)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述刀具檢測裝置(4)自下而上依次包括刀具檢測底座(41)、刀具檢測支架(44)和支撐板(42)，支撐板上設(shè)置有對刀臺(46)和線纜(47)，對刀臺內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述刀具架(5)自下而上依次包括相互對稱的兩個刀具架底板(51)、兩個刀具架支腿(53)、兩個傾斜支架(513)和兩個刀夾座底板(57)，所述兩個刀具架支腿通過支腿連接板(512)相連接，刀夾座底板上依次設(shè)置有刀夾座(511)和用于放置刀具的若干個刀夾(510);所述傾斜支架上連接有刀具架翻蓋(59)，刀具架翻蓋下方鉸接有兩個氣缸(56)，每個氣缸的下端通過氣缸下固定軸(55)與設(shè)置在刀具架支腿上的氣缸下連接板(54)鉸接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐板(42)的四個角上還設(shè)置有基坐標校準工具(45)。
【文檔編號】B44B1/06GK205705902SQ201620253460
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】李正江
【申請人】山東諾博泰智能科技有限公司