蠕動式切割機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蠕動式切割機器人，其特征是：包括驅(qū)動齒輪I、進給步進電機、進給絲杠、橫梁、驅(qū)動電機I、進給中心軸I、導(dǎo)軌I、主工作臺、終止限位開關(guān)、切割步進電機、切割進給滑塊、切割直流電機、圓片電機、鎖緊墊片、鎖緊螺母、連接架、連接滾子、橫梁電磁鐵、起始限位開關(guān)、驅(qū)動齒輪IV等。它相對于現(xiàn)有的工件切割用機器人而言，具有周期性、體積小、定位精度高、結(jié)構(gòu)和控制簡單等特點，并結(jié)合了自身的優(yōu)勢，實現(xiàn)在板材上面蠕動進給，從而勝任大尺寸工件的切割。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于工件切割的機器人，特別涉及一種蠕動式切割機器人。 蠕動式切割機器人

【背景技術(shù)】
[0002] 在實際切割中，工件的尺寸往往大小不一，差別很大，因此要求切割設(shè)備具有寬廣 的加工范圍。為了實現(xiàn)便攜式的目標(biāo)，要求設(shè)備體積小，同時能夠在工件上整體前進，因此 需要機器人來實現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明通過比較了腿足式、輪式、蠕動式、游動式等機器人的優(yōu)缺點之后，提供了 一種工件切割的蠕動機器人。其采用的技術(shù)方案如下： 蠕動式切割機器人，包括驅(qū)動齒輪I、進給步進電機、進給絲杠、橫梁、傳動齒輪I、中間 齒輪I、驅(qū)動電機I、進給中心軸I、驅(qū)動齒輪II、導(dǎo)軌I、導(dǎo)軌II、主工作臺、主工作臺電磁 鐵、終止限位開關(guān)、切割步進電機、切割進給絲杠、切割進給滑塊、切割直流電機、圓片電機、 驅(qū)動齒輪III、導(dǎo)軌III、導(dǎo)軌IV、鎖緊墊片、鎖緊螺母、傳動齒輪II、中間齒輪II、驅(qū)動電機 II、進給中心軸II、連接架、連接滾子、橫梁電磁鐵、起始限位開關(guān)、驅(qū)動齒輪IV。
[0004] 所述驅(qū)動齒輪I和驅(qū)動齒輪II安裝在進給中心軸I的兩端，并分別于導(dǎo)軌IV和 導(dǎo)軌II上的齒條配合，所述進給步進電機安裝在主工作臺上，并通過進給絲杠驅(qū)動橫梁上 的滑塊，所述傳動齒輪I安裝在驅(qū)動電機I輸出軸上，并與中間齒輪I配合驅(qū)動進給中心軸 I，所述主工作臺電磁鐵安裝在主工作臺的支撐柱上，所述終止限位開關(guān)和起始限位開關(guān)安 裝在主工作臺的一側(cè)。主工作臺上的四個主工作臺電磁鐵通電并發(fā)生動作，主工作臺電磁 鐵被吸在鋼板上，主工作臺也因此被固定在鋼板上。驅(qū)動電機I通電，驅(qū)動電機I帶動傳動 齒輪I轉(zhuǎn)動，傳動齒輪I通過與中間齒輪I的嚙合，實現(xiàn)了減速和增力的目的，進而通過驅(qū) 動齒輪I和驅(qū)動齒輪Π 與導(dǎo)軌IV和導(dǎo)軌II (上面有齒條）進行嚙合，驅(qū)動齒條向前運動 一個固有行程。當(dāng)工件被切透之后，切割步進電機斷電，進給步進電機通電。進給步進電機 將力矩傳遞給進給絲杠，進給絲杠通過與橫梁上的滑塊的配合將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成水平直線 伺服進給運動，橫梁上的滑塊帶動橫梁和圓片電極向前伺服進給，切出一條窄縫。當(dāng)圓片切 割電極從起始限位開關(guān)運行到終止限位開關(guān)時，表明圓片電極已經(jīng)走完了一個固有行程， 因此切割直流電機和切割步進電機斷電，圓片電極停轉(zhuǎn)。
[0005] 所述切割步進電機安裝在橫梁的滑塊部分，并與切割進給絲杠連接，驅(qū)動切割進 給滑塊，所述切割直流電機安裝在切割進給滑塊上，并通過聯(lián)軸器帶動圓片電機，所述驅(qū)動 齒輪III和驅(qū)動齒輪IV安裝在進給中心軸II兩端，并分別與導(dǎo)軌III和導(dǎo)軌I上的齒條 配合，所述鎖緊墊片安裝在圓片電機兩側(cè)，并通過鎖緊螺母固定。切割直流電機通電，圓片 電機高速旋轉(zhuǎn)起來。切割步進電機通電，切割步進電機帶動切割進給絲杠旋轉(zhuǎn)，切割進給絲 杠通過與橫梁上的滑塊配合，將切割步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成為垂直向下的直線伺服進 給運動，圓片電機向下切入工件。
[0006] 所述傳動齒輪II安裝在驅(qū)動電機II輸出軸上，并通過中間齒輪II驅(qū)動進給中心 軸II，所述連接架通過連接滾子安裝在主工作臺上的滑槽，并與導(dǎo)軌I、導(dǎo)軌II、導(dǎo)軌III、 導(dǎo)軌IV相連接，所述橫梁電磁鐵安裝在橫梁的支撐柱上。主工作臺向前蠕動了一個固有行 程后，進給步進電機斷電并停轉(zhuǎn)。主工作臺下面四個主工作臺電磁鐵通電并動作，從而使主 工作臺被固定在鋼板上。驅(qū)動電機Π 通電，電機將力矩傳遞給傳動齒輪II，傳動齒輪II通 過與中間齒輪Π 的嚙合實現(xiàn)減速和增力目的，中間齒輪II通過進給中心軸II將動力傳送 至驅(qū)動齒輪ΠΙ和驅(qū)動齒輪IV，驅(qū)動齒輪III和驅(qū)動齒輪IV分別與導(dǎo)軌II和導(dǎo)軌IV (上 面有齒條）進行嚙合，并驅(qū)使導(dǎo)軌II和導(dǎo)軌IV向前蠕動一個固有行程，使之位于主工作臺 下方，保持正常對應(yīng)關(guān)系。橫梁上的橫梁電磁鐵斷電，橫梁脫離鋼板，使得圓片電極又可以 移動。
[0007] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點：蠕動機器人的運動具有周期性、體積小、定位精度高、結(jié)構(gòu) 和控制簡單等特點。蠕動機器人結(jié)合了自身的優(yōu)勢，實現(xiàn)在板材上面蠕動進給，從而勝任大 尺寸工件的切割。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1 :蠕動式切割機器人結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 :蠕動式切割機器人前局部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3 :蠕動式切割機器人后局部結(jié)構(gòu)示意圖； 符號說明 1.驅(qū)動齒輪I，2.進給步進電機，3.進給絲杠，4.橫梁，5.傳動齒輪I，6.中間齒輪I， 7.驅(qū)動電機I，8.進給中心軸I，9.驅(qū)動齒輪II，10.導(dǎo)軌I，11.導(dǎo)軌II，12.主工作臺， 13.主工作臺電磁鐵，14.終止限位開關(guān)，15.切割步進電機，16.切割進給絲杠，17.切割 進給滑塊，18.切割直流電機，19.圓片電機，20.驅(qū)動齒輪III，21.導(dǎo)軌III，22.導(dǎo)軌IV， 23.鎖緊墊片，24.鎖緊螺母，25.傳動齒輪II，26.中間齒輪II，27.驅(qū)動電機II，28.進給 中心軸II，29.連接架，30.連接滾子，31.橫梁電磁鐵，32.起始限位開關(guān)，33.驅(qū)動齒輪IV。

【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明： 如圖1所示，蠕動式切割機器人，包括驅(qū)動齒輪II、進給步進電機2、進給絲杠3、橫 梁4、傳動齒輪15、中間齒輪16、驅(qū)動電機17、進給中心軸18、驅(qū)動齒輪119、導(dǎo)軌110、導(dǎo) 軌1111、主工作臺12、主工作臺電磁鐵13、終止限位開關(guān)14、切割步進電機15、切割進給絲 杠16、切割進給滑塊17、切割直流電機18、圓片電機19、驅(qū)動齒輪11120、導(dǎo)軌11121、導(dǎo)軌 IV22、鎖緊墊片23、鎖緊螺母24、傳動齒輪II25、中間齒輪II26、驅(qū)動電機II27、進給中心軸 1128、連接架29、連接滾子30、橫梁電磁鐵31、起始限位開關(guān)32、驅(qū)動齒輪IV33。所述驅(qū)動 齒輪II和驅(qū)動齒輪119安裝在進給中心軸18的兩端，并分別于導(dǎo)軌IV22和導(dǎo)軌1111上 的齒條配合，所述進給步進電機2安裝在主工作臺12上，并通過進給絲杠3驅(qū)動橫梁4上 的滑塊，所述傳動齒輪15安裝在驅(qū)動電機17輸出軸上，并與中間齒輪16配合驅(qū)動進給中 心軸18,所述主工作臺電磁鐵13安裝在主工作臺12的支撐柱上，所述終止限位開關(guān)14和 起始限位開關(guān)32安裝在主工作臺12的一側(cè)，所述切割步進電機15安裝在橫梁4的滑塊部 分，并與切割進給絲杠16連接，驅(qū)動切割進給滑塊17,所述切割直流電機18安裝在切割進 給滑塊17上，并通過聯(lián)軸器帶動圓片電機19,所述驅(qū)動齒輪II120和驅(qū)動齒輪IV33安裝在 進給中心軸1128兩端，并分別與導(dǎo)軌III21和導(dǎo)軌110上的齒條配合，所述鎖緊墊片23安 裝在圓片電機19兩側(cè)，并通過鎖緊螺母24固定，所述傳動齒輪1125安裝在驅(qū)動電機1127 輸出軸上，并通過中間齒輪Π 26驅(qū)動進給中心軸1128,所述連接架29通過連接滾子30安 裝在主工作臺12上的滑槽，并與導(dǎo)軌110、導(dǎo)軌1111、導(dǎo)軌11121、導(dǎo)軌IV22相連接，所述橫 梁電磁鐵31安裝在橫梁4的支撐柱上。
[0010] 蠕動機器人被放置在板材上，主工作臺12上的四個主工作臺電磁鐵13通電并發(fā) 生動作，主工作臺電磁鐵13被吸在鋼板上，主工作臺12也因此被固定在鋼板上。驅(qū)動電機 17通電，驅(qū)動電機17帶動傳動齒輪15轉(zhuǎn)動，傳動齒輪15通過與中間齒輪16的嚙合，實現(xiàn) 了減速和增力的目的，進而通過驅(qū)動齒輪II和驅(qū)動齒輪119與導(dǎo)軌IV22和導(dǎo)軌1111(上 面有齒條)進行嚙合，驅(qū)動齒條向前運動一個固有行程。切割直流電機18通電，圓片電機19 高速旋轉(zhuǎn)起來。切割步進電機15通電，切割步進電機15帶動切割進給絲杠16旋轉(zhuǎn)，切割 進給絲杠16通過與橫梁4上的滑塊配合，將切割步進電機15的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成為垂直向 下的直線伺服進給運動，圓片電機19向下切入工件。當(dāng)工件被切透之后，切割步進電機15 斷電，進給步進電機2。進給步進電機2將力矩傳遞給進給絲杠3,進給絲杠3通過與橫梁4 上的滑塊的配合將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成水平直線伺服進給運動，橫梁4上的滑塊帶動橫梁4和 圓片電極19向前伺服進給，切出一條窄縫。當(dāng)圓片切割電極從起始限位開關(guān)32運行到終 止限位開關(guān)14時，表明圓片電極19已經(jīng)走完了一個固有行程，因此切割直流電機18和切 割步進電機15斷電，圓片電極19停轉(zhuǎn)。橫梁2上的橫梁電磁鐵31通電，橫梁4被吸在鋼 板上，因此切割進給滑塊17、垂直伺服機構(gòu)、切割直流電機18和圓片式切割電極均被固定 不動，圓片電極19保持在切縫中(這樣能夠提高切割的定位精度)。隨后主工作臺12上的四 個主工作臺電磁鐵13斷電，脫離鋼板，主工作臺12成為可移動的。進給步進電機2通電并 反轉(zhuǎn)，進給絲杠3旋轉(zhuǎn)并且與橫梁4上的滑塊相配合，旋轉(zhuǎn)運動仍被轉(zhuǎn)換成為直線運動，但 是由于此時橫梁4上的滑塊和橫梁被固定在鋼板上不動，因此只能是進給絲杠3相對于橫 梁4上的滑塊水平往前運動。又因進給絲杠3與進給步進電機2連接在一起，且連接在工 作臺上，絲杠便帶動工作臺的往前運動。此時進給步進電機2是工作臺往前運動的動力源。 主工作臺12往前運動是利用驅(qū)動齒輪11、驅(qū)動齒輪119、驅(qū)動齒輪II120、驅(qū)動齒輪IV33在 導(dǎo)軌110和導(dǎo)軌III21上滾動實現(xiàn)的，當(dāng)驅(qū)動齒輪II、驅(qū)動齒輪119、驅(qū)動齒輪11120、驅(qū) 動齒輪IV33越過導(dǎo)軌110和導(dǎo)軌III21后，則轉(zhuǎn)換到導(dǎo)軌1111和導(dǎo)軌IV22上并繼續(xù)滾 動前進。主工作臺12向前蠕動了一個固有行程后，進給步進電機2斷電并停轉(zhuǎn)。主工作臺 12下面四個主工作臺電磁鐵13通電并動作，從而使主工作臺12被固定在鋼板上。驅(qū)動電 機1127通電，電機將力矩傳遞給傳動齒輪1125,傳動齒輪1125通過與中間齒輪1126的嚙 合實現(xiàn)減速和增力目的，中間齒輪Π 26通過進給中心軸1128將動力傳送至驅(qū)動齒輪II120 和驅(qū)動齒輪IV33,驅(qū)動齒輪III20和驅(qū)動齒輪IV33分別與導(dǎo)軌1111和導(dǎo)軌IV22 (上面有 齒條）進行嚙合，并驅(qū)使導(dǎo)軌1111和導(dǎo)軌IV22向前蠕動一個固有行程，使之位于主工作臺 12下方，保持正常對應(yīng)關(guān)系。橫梁4上的橫梁電磁鐵31斷電，橫梁4脫離鋼板，使得圓片電 極19又可以移動。
[0011] 上面以舉例方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實施例，凡基于 本發(fā)明所做的任何改動或變型均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 蠕動式切割機器人，其特征在于：驅(qū)動齒輪I (1)、進給步進電機（2)、進給絲杠（3)、 橫梁（4)、傳動齒輪I (5)、中間齒輪I (6)、驅(qū)動電機I (7)、進給中心軸I (8)、驅(qū)動齒輪II (9)、導(dǎo)軌I (10)、導(dǎo)軌II (11)、主工作臺（12)、主工作臺電磁鐵（13)、終止限位開關(guān)（14)、 切割步進電機（15)、切割進給絲杠（16)、切割進給滑塊（17)、切割直流電機（18)、圓片電機 (19)、驅(qū)動齒輪III (20)、導(dǎo)軌III (21)、導(dǎo)軌IV (22)、鎖緊墊片（23)、鎖緊螺母（24)、傳 動齒輪Π (25)、中間齒輪II (26)、驅(qū)動電機II (27)、進給中心軸II (28)、連接架（29)、 連接滾子（30)、橫梁電磁鐵（31)、起始限位開關(guān)（32)、驅(qū)動齒輪IV (33)，所述齒輪I (1)和 驅(qū)動齒輪Π (9)安裝在進給中心軸I (8)的兩端，并分別于導(dǎo)軌IV (22)和導(dǎo)軌II (11) 上的齒條配合，進給步進電機（2)安裝在主工作臺（12)上，并通過進給絲杠（3)驅(qū)動橫梁 (4)上的滑塊，傳動齒輪I (5)安裝在驅(qū)動電機I (7)輸出軸上，并與中間齒輪I (6)配合 驅(qū)動進給中心軸I (8)，主工作臺電磁鐵（13)安裝在主工作臺（12)的支撐柱上，終止限位 開關(guān)（14)和起始限位開關(guān)（32)安裝在主工作臺（12)的一側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠕動式切割機器人，其特征在于：切割步進電機（15)安裝在 橫梁（4)的滑塊部分，并與切割進給絲杠（16)連接，驅(qū)動切割進給滑塊（17)，切割直流電機 (18)安裝在切割進給滑塊（17)上，并通過聯(lián)軸器帶動圓片電機（19)，驅(qū)動齒輪III (20)和 驅(qū)動齒輪IV (33)安裝在進給中心軸II (28)兩端，并分別與導(dǎo)軌III (21)和導(dǎo)軌I (10) 上的齒條配合，鎖緊墊片（23)安裝在圓片電機（19)兩側(cè)，并通過鎖緊螺母（24)固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蠕動式切割機器人，其特征在于：傳動齒輪11(25)安裝在驅(qū) 動電機Π (27)輸出軸上，并通過中間齒輪II (26)驅(qū)動進給中心軸II (28)，連接架（29) 通過連接滾子（30)安裝在主工作臺（12)上的滑槽，并與導(dǎo)軌I (10)、導(dǎo)軌II (11)、導(dǎo)軌 III (21)、導(dǎo)軌IV (22)相連接，橫梁電磁鐵（31)安裝在橫梁（4)的支撐柱上。
【文檔編號】B23D79/00GK104096915SQ201410327161
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】劉俊良, 張楠, 李子倫 申請人:中國石油大學(xué)(華東)