本發(fā)明專利涉及便攜式六軸開孔機器人，特別是涉及一種用于筒體、橢球封頭、球冠和錐體等容器開孔切割機器人，可以采用氧氣乙炔、等離子等熱切割方式進行開孔切割。

背景技術(shù)：

隨著世界裝備制造業(yè)的不斷增長，中國制造業(yè)大國的地位逐步確立，與此同時金屬切割總量、切割復(fù)雜程度與技術(shù)要求不斷提高。在石油化工、鍋爐、壓力容器、船舶、城市管道等裝備制造業(yè)中開孔切割及其坡口加工是一重要環(huán)節(jié)。目前，大部分制造類企業(yè)采用人工放樣、手工開孔切割及加工坡口，切割后往往需要手工打磨進行二次加工。工作效率低、加工精度差、勞動強度高、工作環(huán)境惡劣、危害人體健康生產(chǎn)成本居高不下等問題尤為突出。大型數(shù)控切割設(shè)備售價高，維護成本高，需要專業(yè)培訓(xùn)人員操作，不方便、不靈活?；谝陨显颍惹行枰环N便攜式、具有一定自動化水平并達到較高精度的易于操作的開孔切割機器人。

目前哈爾濱工程大學(xué)申請的發(fā)明專利容器接管相貫線切割機器人其采用十字臂懸掛方式，只能在十字臂的工作空間范圍內(nèi)進行切割作業(yè)，難以進行更大空間及范圍的移動進行切割作業(yè)。本發(fā)明專利為便攜式、具有體積小重量輕的優(yōu)勢，便于攜帶適合現(xiàn)場加工，這是哈爾濱工程大學(xué)申請的發(fā)明專利容器接管相貫線切割機器人所不具備的。因此，現(xiàn)實中急需一種體積小、重量輕、便于攜帶且適合現(xiàn)場切割作業(yè)的機器人。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明專利的目的在于解決上述問題，提供一種造價成本適中、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的一種便攜式六軸開孔機器人。本發(fā)明專利解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：

便攜式六軸開孔機器人包括：旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)、升降臂機構(gòu)、伸縮臂機構(gòu)、槍擺機構(gòu)，懸臂架機構(gòu)。其特征在于：旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)位于便攜式六軸開孔機器人上部，其側(cè)面與懸臂架機構(gòu)相連；所述升降臂機構(gòu)位于便攜式六軸開孔機器人中部，安裝于旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)下面；伸縮臂機構(gòu)通過螺栓安裝于升降臂機構(gòu)一側(cè)，所述伸縮臂機構(gòu)通過伸縮座與升降座固連；所述槍擺機構(gòu)的上部與伸縮臂機構(gòu)相連；便攜式六軸開孔機器人通過懸臂架機構(gòu)的橫臂轉(zhuǎn)軸和豎臂轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)切割姿態(tài)的調(diào)整以適應(yīng)不同工件。。

本發(fā)明專利還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征。

1.所述旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)的構(gòu)成包括：旋轉(zhuǎn)用電機、旋轉(zhuǎn)用減速器、旋轉(zhuǎn)用減速器支架、旋轉(zhuǎn)用小齒輪、旋轉(zhuǎn)用大齒輪、連板、上軸座、上軸；所述旋轉(zhuǎn)用電機安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器的輸入軸端，旋轉(zhuǎn)用小齒輪安裝在旋轉(zhuǎn)用減速器的輸出軸上；所述旋轉(zhuǎn)用電機通過旋轉(zhuǎn)用減速器傳動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)用小齒輪轉(zhuǎn)動輸出；所述旋轉(zhuǎn)用減速器安裝在旋轉(zhuǎn)用減速器支架上側(cè)，旋轉(zhuǎn)用減速器支架安裝在連板上；所述連板通過螺栓安裝在上軸座上部；所述上軸安裝有旋轉(zhuǎn)用大齒輪，旋轉(zhuǎn)用小齒輪與旋轉(zhuǎn)用大齒輪為嚙合傳動關(guān)系，所述上軸通過軸承安裝于所述上軸座的內(nèi)孔，當(dāng)旋轉(zhuǎn)用電機有轉(zhuǎn)動輸出時，通過傳動關(guān)系可以實現(xiàn)上軸繞上軸座的軸心旋轉(zhuǎn)。

2.所述升降臂機構(gòu)的構(gòu)成包括：下軸、滑軌、升降用減速器、升降用電機、升降座、激光、升降用齒輪、齒條、滑塊；升降臂機構(gòu)通過螺栓安裝于上軸下端。所述下軸上安裝有齒條和滑軌；所述升降用減速器安裝于升降座上；所述升降用電機安裝于升降用減速器輸入軸；所述升降用齒輪安裝于升降用減速器輸出軸上并與齒條相互嚙合；所述齒條安裝于下軸的齒條槽內(nèi)；所述滑軌安裝于下軸的滑軌槽內(nèi)，滑軌與齒條相對安裝于下軸的兩側(cè)；所述滑塊與滑軌相互鑲嵌直線滑動，升降座安裝于滑塊上；所述激光安裝于下軸的最下端，用于定心；當(dāng)升降用電機有轉(zhuǎn)動輸出時，升降座即可實現(xiàn)上升運動或下降運動。

3.所述伸縮臂機構(gòu)的構(gòu)成包括：伸縮座、手輪、伸縮齒輪、滑鍵、齒條管，伸縮臂機構(gòu)通過伸縮座安裝于升降臂機構(gòu)上。所述齒條管一側(cè)加工有直齒，其相對的另外一側(cè)加工有鍵槽；所述伸縮座內(nèi)孔處加工有鍵槽；齒條管安裝于伸縮座的內(nèi)孔，滑鍵安裝于鍵槽內(nèi)；所述伸縮齒輪安裝于伸縮座內(nèi)并與齒條管上的齒相互嚙合；手輪與伸縮齒輪相連，通過旋轉(zhuǎn)手輪即可實現(xiàn)齒條管的伸出運動或縮回運動。

4.所述槍擺機構(gòu)的構(gòu)成包括：連槍架、割槍支架、割槍座、割槍，所述槍擺機構(gòu)通過連槍架安裝于伸縮臂機構(gòu)上。所述連槍架安裝于齒條管上且遠(yuǎn)離伸縮座；所述割槍支架安裝于連槍架上；所述割槍座安裝于割槍支架末端，割槍座可以繞割槍支架末端的安裝軸孔擺動；所述割槍安裝于割槍座內(nèi)。

5.便攜式六軸開孔機器人，借助懸臂架機構(gòu)采用吸附裝置將便攜式六軸開孔機器人吸附在待切割開孔工件上。所述懸臂架機構(gòu)構(gòu)成包括：橫臂、橫臂轉(zhuǎn)軸、豎臂、豎臂轉(zhuǎn)軸、基座、吸附裝置，通過橫臂轉(zhuǎn)軸和豎臂轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)切割姿態(tài)的調(diào)整以適應(yīng)不同工件。

本發(fā)明專利的有益效果是：（1）整體結(jié)構(gòu)簡潔輕便易于搬運；（2）可從容器管道等內(nèi)外側(cè)雙向切割；（3）能達到較高的精度要求，開孔質(zhì)量高；（4）價格低廉，易為中小企業(yè)接受。

附圖說明

圖1是本發(fā)明專利便攜式六軸開孔機器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明專利升降臂機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明專利伸縮臂機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明專利槍擺機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明專利懸臂架機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明專利偏馬鞍開孔作業(yè)效果示意圖；

圖8是本發(fā)明專利錐殼開孔作業(yè)效果示意圖。

圖中：1、 旋轉(zhuǎn)用電機，2 、旋轉(zhuǎn)用減速器，3 、旋轉(zhuǎn)用減速器支架，4 、旋轉(zhuǎn)用小齒輪，5、 旋轉(zhuǎn)用大齒輪，6 、連板，7 、上軸座，8 、上軸，9 、下軸，10 、滑軌，11、 升降用減速器，12、 升降用電機，13、升降座，14、 激光，15、 升降用齒輪，16、 滑塊，17 、齒條，18、伸縮座，19 、手輪，20 、伸縮齒輪，21、滑鍵，22、齒條管，23、連槍架，24 、割槍支架，25 、割槍，26 、割槍座，27、橫臂，28、橫臂轉(zhuǎn)軸，29、豎臂，30、豎臂轉(zhuǎn)軸，31、基座，32、吸附裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利作進一步詳細(xì)描述。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示，本發(fā)明專利所述的便攜式六軸開孔機器人（圖1），包括旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)（圖2）、升降臂機構(gòu)（圖3）、伸縮臂機構(gòu)（圖4）、槍擺機構(gòu)（圖5）、懸臂架機構(gòu)（圖6），其特征在于：旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)（圖2）位于便攜式六軸開孔機器人上部，其側(cè)面與懸臂架機構(gòu)（圖6）相連；所述升降臂機構(gòu)（圖3）位于便攜式六軸開孔機器人中部，安裝于旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)（圖2）下面；伸縮臂機構(gòu)（圖4）通過螺栓安裝于升降臂機構(gòu)（圖3）一側(cè)，所述伸縮臂機構(gòu)（圖4）通過伸縮座（18）與升降座（13）固連；所述槍擺機構(gòu)（圖5）的上部與伸縮臂機構(gòu)（圖4）相連；所述懸臂架機構(gòu)（圖6）的通過吸附裝置（32）的吸附力將便攜式六軸開孔機器人吸附在待加工件上。

結(jié)合圖1、圖2，所述旋轉(zhuǎn)臂機構(gòu)（圖2）的構(gòu)成包括：旋轉(zhuǎn)用電機（1）、旋轉(zhuǎn)用減速器（2）、旋轉(zhuǎn)用減速器支架（3）、旋轉(zhuǎn)用小齒輪（4）、旋轉(zhuǎn)用大齒輪（5）、連板（6）、上軸座（7）、上軸（8）。所述旋轉(zhuǎn)用電機（1）安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器（2）的輸入軸端，旋轉(zhuǎn)用小齒輪（4）安裝旋轉(zhuǎn)用減速器（2）的輸出軸上；所述旋轉(zhuǎn)用電機（1）通過旋轉(zhuǎn)用減速器（2）傳動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)用小齒輪（4）的轉(zhuǎn)動輸出；所述旋轉(zhuǎn)用減速器（2）安裝在旋轉(zhuǎn)用減速器支架（3）上側(cè)，旋轉(zhuǎn)用減速器支架（3）安裝在連板（6）上；所述連板（6）通過螺栓安裝在上軸座（7）上部；所述上軸（8）上端安裝有旋轉(zhuǎn)用大齒輪（5），旋轉(zhuǎn)用小齒輪（4）與旋轉(zhuǎn)用大齒輪（5）為嚙合傳動關(guān)系，所述上軸（8）通過軸承安裝于所述上軸座（7）的內(nèi)孔，當(dāng)旋轉(zhuǎn)用電機（1）有轉(zhuǎn)動輸出時，通過傳動關(guān)系可以實現(xiàn)上軸（8）繞上軸座（7）的軸心旋轉(zhuǎn)，使安裝于上軸（8）下端的升降臂機構(gòu)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。

結(jié)合圖1、圖3，所述升降臂機構(gòu)（圖3）的構(gòu)成包括：下軸（9）、滑軌（10）、升降用減速器（11）、升降用電機（12）、升降座（13）、激光（14）、升降用齒輪（15）、齒條（17）、滑塊（16）；升降臂機構(gòu)（圖3）通過螺栓安裝于上軸（8）下端。所述下軸（9）上安裝有齒條（17）和滑軌（10）；所述升降用減速器（11）安裝于升降座（13）上；所述升降用電機（12）安裝于升降用減速器（11）輸入軸；所述升降用齒輪（15）安裝于升降用減速器（11）輸出軸上并與齒條（17）相互嚙合；所述齒條（17）安裝于下軸（9）的齒條槽內(nèi)；所述滑軌（10）安裝于下軸（9）的滑軌槽內(nèi)，滑軌（10）與齒條（17）相對安裝于下軸（9）的兩側(cè)；所述滑塊（16）與滑軌（10）相互鑲嵌直線滑動，升降座（13）安裝于滑塊（16）上；所述激光（14）安裝于下軸（9）的下端，用于定心；當(dāng)升降用電機（12）有轉(zhuǎn)動輸出時，升降座（13）即可帶動伸縮臂機構(gòu)實現(xiàn)上升運動或下降運動。

結(jié)合圖1、圖4，所述伸縮臂機構(gòu)的構(gòu)成包括：伸縮座（18）、手輪（19）、伸縮齒輪（20）、滑鍵（21）、齒條管（22），伸縮臂機構(gòu)通過伸縮座（18）安裝于升降臂機構(gòu)上。所述齒條管（22）一側(cè)加工有直齒，其相對的另外一側(cè)加工有鍵槽；所述伸縮座（18）內(nèi)孔處加工有鍵槽；齒條管（22）安裝于伸縮座（18）的內(nèi)孔，滑鍵（21）安裝于鍵槽內(nèi)；所述伸縮齒輪（20）安裝于伸縮座（18）內(nèi)并與齒條管（20）上的齒相互嚙合；手輪（19）與伸縮齒輪（20）相連，通過旋動手輪（19）帶動伸縮齒輪（20）旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)齒條管（22）的伸出運動或縮回運動。

結(jié)合圖1、圖5，所述槍擺機構(gòu)的構(gòu)成包括：連槍架（23）、割槍支架（24）、割槍（25）、割槍座（26），所述槍擺機構(gòu)通過連槍架（23）安裝于伸縮臂機構(gòu)上。所述連槍架（23）安裝于齒條管（22）上且遠(yuǎn)離伸縮座（18）；所述割槍支架（24）安裝于連槍架（23）上；所述割槍座（26）安裝于割槍支架（24）末端，割槍座（26）可以繞（圖6）所示的軸線擺動；所述割槍（25）安裝于割槍座（26）內(nèi)。

結(jié)合圖1、圖6，所述懸臂架機構(gòu)構(gòu)成包括：橫臂(27)、橫臂轉(zhuǎn)軸(28)、豎臂(29)、豎臂轉(zhuǎn)軸(30)、基座(31)、吸附裝置(32)。橫臂（27）繞橫臂轉(zhuǎn)軸（28）相對于豎臂（29）進行360°轉(zhuǎn)動，豎臂（29）繞豎臂轉(zhuǎn)軸（30）相對于基座（31）在一定角度范圍內(nèi)俯仰擺動，基座（31）上安裝有吸附裝置（32），通過吸附裝置（32）將便攜式六軸開孔機器人吸附在待切割開孔工件上，并通過橫臂轉(zhuǎn)軸（28）和豎臂轉(zhuǎn)軸（30）實現(xiàn)切割姿態(tài)的調(diào)整以適應(yīng)不同工件。

工作時，首先將便攜式六軸開孔機器人通過吸附裝置（32）吸附在被切割工件上，調(diào)整下軸（9）下端激光（14）發(fā)射的激光束投影到管道的切割孔圓心位置，即調(diào)整便攜式六軸開孔機器人的初始位置。設(shè)置開孔半徑等參數(shù)，調(diào)整坡口角度開始點火預(yù)熱，進行異形曲面開孔切割。（圖7）為便攜式六軸開孔機器人對筒體偏馬鞍進行開孔切割；（圖8）為便攜式六軸開孔機器人對錐殼進行開孔切割。

以上顯示和描述了本發(fā)明專利的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明專利不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明專利的原理，在不脫離本發(fā)明專利精神和范圍的前提下，本發(fā)明專利還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明專利范圍內(nèi)。本發(fā)明專利要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。