專利名稱:一種機(jī)器人雕刻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)器人、刀具檢測裝置和刀具架，所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)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(jī)器人的一側(cè)；工作臺(tái)之外設(shè)置有控制機(jī)器人的機(jī)器人控制柜以及用于連接機(jī)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(shí)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(jī)器人雕刻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，屬于機(jī)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(jī)器人開始進(jìn)入人們的視線，如今工業(yè)焊接機(jī)器人已經(jīng)成為最普遍的存在，其他的還有碼垛機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人、火焰切割機(jī)器人以及雕刻機(jī)器人等，雕刻機(jī)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(jī)器人在雕刻過程中如果刀具損壞不能及時(shí)更換，并且用于放置雕刻原材料的回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)精度低，雕刻出來的產(chǎn)品比較粗糙，達(dá)不到所需標(biāo)準(zhǔn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，該系統(tǒng)精度高、可及時(shí)更換磨損的刀具，雕刻出來的產(chǎn)品精致、逼真。
[0004]本實(shí)用新型克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)器人、刀具檢測裝置和刀具架，所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)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(jī)器人的一側(cè);工作臺(tái)之外設(shè)置有控制機(jī)器人的機(jī)器人控制柜以及用于連接機(jī)器人與刀具檢測裝置、刀具架的電氣控制柜。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，工作臺(tái)之外還設(shè)置有冷卻水箱和水氣控制柜，所述機(jī)器人通過水氣控制柜控制冷卻水箱。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)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(dòng)體;底座內(nèi)設(shè)置有動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置通過回轉(zhuǎn)支承齒輪與回轉(zhuǎn)盤相連接，所述動(dòng)力裝置包括主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪通過齒輪擋板固定于回轉(zhuǎn)盤的下方且主動(dòng)齒輪與回轉(zhuǎn)支承齒輪相嚙合，主動(dòng)齒輪通過設(shè)置于齒輪下方的減速機(jī)輸出軸連接有減速機(jī)，減速機(jī)通過減速機(jī)輸入軸連接有電機(jī)。
[0008]根據(jù)本實(shí)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(duì)刀臺(tái)和線纜，對(duì)刀臺(tái)內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述刀具架自下而上依次包括相互對(duì)稱的兩個(gè)刀具架底板、兩個(gè)刀具架支腿、兩個(gè)傾斜支架和兩個(gè)刀夾座底板，所述兩個(gè)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(gè)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(gè)氣缸，每個(gè)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(shí)用新型優(yōu)選的，所述支撐板的四個(gè)角上還設(shè)置有基坐標(biāo)校準(zhǔn)工具。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1、本實(shí)用新型中的水平回轉(zhuǎn)臺(tái)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過編碼器實(shí)現(xiàn)位置、速度和力矩的閉環(huán)控制，克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問題，并且通過減速機(jī)及回轉(zhuǎn)支承進(jìn)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(tái)的精度;另外由于采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)使得水平回轉(zhuǎn)臺(tái)具有較強(qiáng)的抗過載能力，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速氣動(dòng)的場合特別適用，并且加之使用回轉(zhuǎn)支承可以進(jìn)一步成倍提高該水平回轉(zhuǎn)臺(tái)的承重能力，使得大工件也能在水平回轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行加工。
[0013]2、本實(shí)用新型不僅可以實(shí)現(xiàn)在換刀之后隨即進(jìn)行刀具的檢測，以便使系統(tǒng)得到精確的刀具參數(shù)再進(jìn)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(shí)對(duì)刀具進(jìn)行檢測，以便自動(dòng)補(bǔ)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(shí)用新型采用機(jī)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(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型水平回轉(zhuǎn)臺(tái)的剖面示意圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型水平回轉(zhuǎn)臺(tái)的動(dòng)力裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型刀具檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型刀具架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，1、工作臺(tái)，2、水平回轉(zhuǎn)臺(tái)，3、機(jī)器人底座，4、刀具檢測裝置，5、刀具架，6、冷卻水箱，7、機(jī)器人控制柜，8、電氣控制柜，9、水氣控制柜，10、機(jī)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(dòng)體，25、回轉(zhuǎn)支承安裝板，26、動(dòng)力裝置，261、齒輪擋板，262、齒輪，263、減速機(jī)輸出軸，264、電機(jī)安裝座，265、電機(jī)，266、減速機(jī)輸入軸，267、減速機(jī)，27、動(dòng)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(qiáng)筋板，44、刀具檢測支架，45、基坐標(biāo)校準(zhǔn)工具，46、對(duì)刀臺(tái)，47、線纜，51、刀具架底板，52、刀具架加強(qiáng)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(shí)施方式】
[0021]為了便于本領(lǐng)域人員更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明，下述僅是示例性的不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，包括工作臺(tái)1，工作臺(tái)上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺(tái)2、機(jī)器人10、刀具檢測裝置4和刀具架5，所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)2上放置有雕刻原材料，機(jī)器人放置于機(jī)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(jī)器人10的一側(cè);工作臺(tái)之外設(shè)置有控制機(jī)器人的機(jī)器人控制柜7，用于連接機(jī)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(jī)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(tái)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(dòng)體243;底座21內(nèi)設(shè)置有動(dòng)力裝置26，動(dòng)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(dòng)力裝置26包括主動(dòng)齒輪262，主動(dòng)齒輪262通過齒輪擋板261固定于回轉(zhuǎn)盤23的下方且主動(dòng)齒輪262與回轉(zhuǎn)支承齒輪241相嚙合，主動(dòng)齒輪262通過設(shè)置于齒輪下方的減速機(jī)輸出軸263連接有減速機(jī)267，減速機(jī)267通過減速機(jī)輸入軸266連接有電機(jī)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(duì)動(dòng)力裝置26進(jìn)行微調(diào)，能減小回轉(zhuǎn)支承齒輪與主動(dòng)齒輪262裝配時(shí)的誤差，提高水平回轉(zhuǎn)臺(tái)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(qiáng)筋板43固定用以增強(qiáng)刀具檢測支架的穩(wěn)定性，支撐板上設(shè)置有基坐標(biāo)校準(zhǔn)工具45、對(duì)刀臺(tái)46和線纜47，對(duì)刀臺(tái)內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器。所述基坐標(biāo)校準(zhǔn)工具45分布于支撐板的四個(gè)角上，機(jī)器人可以快速、準(zhǔn)確的做出基坐標(biāo)。
[0025]如圖5所示，所述刀具架5自下而上依次包括相互對(duì)稱的兩個(gè)刀具架底板51、兩個(gè)刀具架支腿53、兩個(gè)傾斜支架513和兩個(gè)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(qiáng)筋板52固定以增強(qiáng)刀具架支腿的穩(wěn)定性，所述兩個(gè)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(gè)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(gè)氣缸56，每個(gè)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(shí)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(jìn)行編程，編好程序后通過ROBOmove進(jìn)行模擬運(yùn)行，確認(rèn)無誤后將編好的程序?qū)霗C(jī)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(tái)2上，打開機(jī)器人進(jìn)入程序控制界面，操作機(jī)器人10自動(dòng)更換合適的刀具，機(jī)器人4自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)到刀具架5前方的指定位置，對(duì)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(jī)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(hù)作用。再進(jìn)行刀具檢測，機(jī)器人10夾持著更換后的刀具進(jìn)行刀具檢測，向刀具檢測裝置4的對(duì)刀臺(tái)46靠攏，當(dāng)快到達(dá)對(duì)刀臺(tái)時(shí)，速度降低，緩慢靠近對(duì)刀臺(tái)46，以防止速度過快對(duì)對(duì)刀臺(tái)產(chǎn)生沖擊，損傷對(duì)刀臺(tái)46及刀具，當(dāng)?shù)毒邉偤门龅綄?duì)刀臺(tái)46時(shí)，壓力傳感器起作用，此時(shí)，壓力傳感器經(jīng)線纜47輸出到位信號(hào)給機(jī)器人10，并且將檢測到的刀具參數(shù)輸出給機(jī)器人10。
[0029]最后，更換好的刀具符合使用要求時(shí)，開始進(jìn)行雕刻。給電機(jī)265通電，接收到機(jī)器人的信號(hào)后，電機(jī)輸出動(dòng)力，經(jīng)電機(jī)265的輸出軸傳遞到與其相連接的減速機(jī)輸入軸266，然后經(jīng)減速機(jī)輸出軸263傳遞給主動(dòng)齒輪262，主動(dòng)齒輪262通過與回轉(zhuǎn)支承齒輪241嚙合帶動(dòng)回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)盤23旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)盤23旋轉(zhuǎn)使得機(jī)器人對(duì)雕刻原材料進(jìn)行雕刻加工。機(jī)器人雕刻過程中，會(huì)定時(shí)對(duì)工作刀具進(jìn)行檢測，以補(bǔ)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(dòng)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(duì)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(shí)用新型的水平回轉(zhuǎn)臺(tái)2的零部件采用了高精度的數(shù)控機(jī)床等設(shè)備進(jìn)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(tái)的精度，還獲得了較大的承重負(fù)載能力，使得額定負(fù)載可以達(dá)到8噸。
[0031]以上僅描述了本實(shí)用新型的基本原理和優(yōu)選實(shí)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(jìn)，這些變化和改進(jìn)應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:包括工作臺(tái)(I)，工作臺(tái)上設(shè)置有水平回轉(zhuǎn)臺(tái)(2)、機(jī)器人(10)、刀具檢測裝置(4)和刀具架(5)，所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)(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(jī)器人(10)的一側(cè);工作臺(tái)之外設(shè)置有控制機(jī)器人的機(jī)器人控制柜(7)以及用于連接機(jī)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(jī)器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:工作臺(tái)之外還設(shè)置有冷卻水箱(6)和水氣控制柜(9)，所述機(jī)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(jī)器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述水平回轉(zhuǎn)臺(tái)(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(dòng)體(243);底座(21)內(nèi)設(shè)置有動(dòng)力裝置(26)，動(dòng)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(dòng)力裝置(26)包括主動(dòng)齒輪(262)，主動(dòng)齒輪(262)通過齒輪擋板(261)固定于回轉(zhuǎn)盤(23)的下方且主動(dòng)齒輪(262)與回轉(zhuǎn)支承齒輪(241)相嚙合，主動(dòng)齒輪(262)通過設(shè)置于齒輪下方的減速機(jī)輸出軸(263)連接有減速機(jī)(267)，減速機(jī)(267)通過減速機(jī)輸入軸(266)連接有電機(jī)(265)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)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(duì)刀臺(tái)(46)和線纜(47)，對(duì)刀臺(tái)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(jī)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(duì)稱的兩個(gè)刀具架底板(51)、兩個(gè)刀具架支腿(53)、兩個(gè)傾斜支架(513)和兩個(gè)刀夾座底板(57)，所述兩個(gè)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(gè)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(gè)氣缸(56)，每個(gè)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(jī)器人雕刻系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐板(42)的四個(gè)角上還設(shè)置有基坐標(biāo)校準(zhǔn)工具(45)。
【文檔編號(hào)】B44B1/06GK205705902SQ201620253460
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】李正江
【申請(qǐng)人】山東諾博泰智能科技有限公司