CN119407345A - 一种带视觉定位的板材切割机器臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带视觉定位的板材切割机器臂，包括机械臂和防护机构；机械臂：其端头分别安装有激光切割头和视觉定位摄像头；防护机构：其包括圆筒、分隔管和进气管，所述圆筒设置于机械臂的端头，圆筒的下端为开口结构，圆筒外弧面的进气口处设有进气管，圆筒的顶壁设有分隔管，分隔管的下端安装有视觉定位摄像头，该带视觉定位的板材切割机器臂，在视觉定位摄像头的外沿形成可旋转的气幕，有效阻挡板材切割过程中的碎屑对视觉定位摄像头的影响，保证视觉定位的准确性，使板材切割机器臂的工作更加准确，利用压缩空气自动对视觉定位摄像头表面的灰尘进行清理，降低人工对板材切割机器臂视觉定位部件清理的频率。

Description

一种带视觉定位的板材切割机器臂

技术领域

本发明涉及板材切割技术领域，具体为一种带视觉定位的板材切割机器臂。

背景技术

‌板材切割机械臂‌在金属加工行业中发挥着重要作用，特别是在金属板材的切割、折弯和焊接等环节中，能够实现高效稳定的自动化生产，这种机械臂的应用不仅提高了生产效率和产品质量，而且能够完成一些人力难以完成的作业，尤其是在加工大型金属构件时，其优势更为明显；现有技术中，在板材切割机器臂使用时，为了使板材切割机器臂的调节更加准确，部分板材切割机器臂会在板材切割机器臂的表面设置视觉定位摄像头，通过视觉定位的方式保证板材切割机器臂调节的准确性，提高板材切割机器臂的工作效果，但在板材切割过程中会产生碎屑，部分碎屑容易飞溅到视觉定位摄像头的表面，容易造成摄像头镜头的损伤，而且容易吸附在镜头表面，影响视觉定位的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种带视觉定位的板材切割机器臂，在视觉定位摄像头的外沿形成可旋转的气幕，有效阻挡板材切割过程中的碎屑对视觉定位摄像头的影响，保证视觉定位的准确性，使板材切割机器臂的工作更加准确，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带视觉定位的板材切割机器臂，包括机械臂和防护机构；

机械臂：其端头分别安装有激光切割头和视觉定位摄像头；

防护机构：其包括圆筒、分隔管和进气管，所述圆筒设置于机械臂的端头，圆筒的下端为开口结构，圆筒外弧面的进气口处设有进气管，圆筒的顶壁设有分隔管，分隔管的下端安装有视觉定位摄像头，在视觉定位摄像头的外沿形成可旋转的气幕，有效阻挡板材切割过程中的碎屑对视觉定位摄像头的影响，保证视觉定位的准确性，使板材切割机器臂的工作更加准确，定期将视觉定位摄像头收合至分隔管内部，利用压缩空气自动对视觉定位摄像头表面的灰尘进行清理，降低人工对板材切割机器臂视觉定位部件清理的频率。

进一步的，所述机械臂下端的安装座表面设有PLC控制器，PLC控制器的输入端电连接于外部电源，机械臂的输入端电连接于PLC控制器的输出端，视觉定位摄像头的输出端电连接于PLC控制器的输入端，控制整体装置的启动与停止。

进一步的，所述防护机构还包括转板，所述转板分别转动连接于分隔管的外弧面与圆筒的内弧面之间，引导压缩气体水平转动。

进一步的，所述防护机构还包括外齿环、齿轮和电机，所述外齿环和齿轮均转动连接于圆筒中部的转槽内，外齿环和齿轮啮合连接，转板的上端均与外齿环固定连接，电机设置于圆筒的外弧面，电机的输出轴与齿轮的中部固定连接，电机的输入端电连接于PLC控制器的输出端，为转板的转动提供动力。

进一步的，所述圆筒的顶壁设有电动推杆，电动推杆的伸缩端下端设有调节板，调节板的下端安装有视觉定位摄像头，电动推杆的输入端电连接于PLC控制器的输出端，方便对视觉定位摄像头进行收合。

进一步的，所述调节板表面的滑孔内均竖向滑动连接有滑柱，四个滑柱的下端之间设有安装板，安装板的下表面设有视觉定位摄像头滑柱上端的限位盘与调节板之间均设有弹簧，弹簧分别活动套设于滑柱的外弧面，减少视觉定位摄像头的晃动。

进一步的，所述调节板的外沿设有挡环，挡环与分隔管的内弧面贴合，分隔管的内弧面下端分别设有吹气孔，利用压缩空气自动对视觉定位摄像头表面的灰尘进行清理。

进一步的，所述圆筒的上表面设有固定板，固定板和激光切割头均设置于机械臂末端的调节臂表面，使视觉定位摄像头与激光切割头同步移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本带视觉定位的板材切割机器臂，具有以下好处：

1、在视觉定位摄像头的外沿形成可旋转的气幕，有效阻挡板材切割过程中的碎屑对视觉定位摄像头的影响，保证视觉定位的准确性，使板材切割机器臂的工作更加准确。

2、定期将视觉定位摄像头收合至分隔管内部，利用压缩空气自动对视觉定位摄像头表面的灰尘进行清理，降低人工对板材切割机器臂视觉定位部件清理的频率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明防护机构侧视剖面的结构示意图；

图3为本发明防护机构正视剖面的结构示意图；

图4为本发明防护机构俯视剖面的结构示意图。

图中：1机械臂、2激光切割头、3视觉定位摄像头、4防护机构、41圆筒、42分隔管、43进气管、44转板、45外齿环、46齿轮、47电机、5电动推杆、6调节板、7滑柱、8安装板、9弹簧、10挡环、11吹气孔、12固定板、13 PLC控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本实施例提供一种技术方案：一种带视觉定位的板材切割机器臂，包括机械臂1和防护机构4；

机械臂1：其端头分别安装有激光切割头2和视觉定位摄像头3，利用激光切割头2发出的激光对板材进行切割，切割过程中，启动机械臂1对激光切割头2的位置进行调节，调节过程中，利用视觉定位摄像头3对切割位置的图像信息进行采集，通过视觉定位的方式使切割位置的调节更加准确，机械臂1下端的安装座表面设有PLC控制器13，PLC控制器13的输入端电连接于外部电源，控制整体装置的启动与停止，机械臂1的输入端电连接于PLC控制器13的输出端，视觉定位摄像头3的输出端电连接于PLC控制器13的输入端；

防护机构4：其包括圆筒41、分隔管42和进气管43，圆筒41设置于机械臂1的端头，圆筒41的下端为开口结构，圆筒41外弧面的进气口处设有进气管43，圆筒41的顶壁设有分隔管42，分隔管42的下端安装有视觉定位摄像头3，防护机构4还包括转板44，转板44分别转动连接于分隔管42的外弧面与圆筒41的内弧面之间，外部的压缩气体通过进气管43进入圆筒41内部，压缩气体在分隔管42与圆筒41之间进行流动并出吹，使视觉定位摄像头3外沿形成气幕，阻挡切割过程中的碎屑飞溅到视觉定位摄像头3表面，防护机构4还包括外齿环45、齿轮46和电机47，外齿环45和齿轮46均转动连接于圆筒41中部的转槽内，外齿环45和齿轮46啮合连接，转板44的上端均与外齿环45固定连接，电机47设置于圆筒41的外弧面，电机47的输出轴与齿轮46的中部固定连接，电机47的输入端电连接于PLC控制器13的输出端，启动电机47，电机47的输出轴带动齿轮46转动，通过齿轮46与外齿环45的啮合连接，使外齿环45带动转板44进行转动，利用转板44在压缩空气流动过程中推动空气进行水平转动，使气幕水平转动，可以更加有效的阻挡碎屑，降低碎屑对视觉定位准确性的影响，圆筒41的顶壁设有电动推杆5，电动推杆5的伸缩端下端设有调节板6，调节板6的下端安装有视觉定位摄像头3，电动推杆5的输入端电连接于PLC控制器13的输出端，调节板6表面的滑孔内均竖向滑动连接有滑柱7，四个滑柱7的下端之间设有安装板8，安装板8的下表面设有视觉定位摄像头3滑柱7上端的限位盘与调节板6之间均设有弹簧9，弹簧9分别活动套设于滑柱7的外弧面，调节板6的外沿设有挡环10，挡环10与分隔管42的内弧面贴合，分隔管42的内弧面下端分别设有吹气孔11，外部的振动将克服弹簧9的弹力，推动滑柱7与调节板6相对滑动，在安装板8与挡环10内弧面之间的摩擦力作用下，减少视觉定位摄像头3的晃动，提高视觉定位的准确性，定期启动电动推杆5，电动推杆5的伸缩端带动调节板6上下，利用调节板6带动挡环10移动至吹气孔11的上侧，此时视觉定位摄像头3与吹气孔11水平对应，此时压缩空气在流动过程中将从吹气孔11吹出，自动对视觉定位摄像头3表面的灰尘进行清理，降低人工清理的频率，圆筒41的上表面设有固定板12，固定板12和激光切割头2均设置于机械臂1末端的调节臂表面，使激光切割头2和视觉定位摄像头3同步移动。

本发明提供的一种带视觉定位的板材切割机器臂的工作原理如下：在使用时，通过PLC控制器13启动激光切割头2，利用激光切割头2发出的激光对板材进行切割，切割过程中，启动机械臂1对激光切割头2的位置进行调节，调节过程中，利用视觉定位摄像头3对切割位置的图像信息进行采集，并通过PLC控制器13的计算控制激光切割头2的定位，保证切割位置的准确性，同时在使用过程中，外部的压缩气体通过进气管43进入圆筒41内部，压缩气体在分隔管42与圆筒41之间进行流动并出吹，使视觉定位摄像头3外沿形成气幕，阻挡切割过程中的碎屑飞溅到视觉定位摄像头3表面，同时启动电机47，电机47的输出轴带动齿轮46转动，通过齿轮46与外齿环45的啮合连接，使外齿环45带动转板44进行转动，利用转板44在压缩空气流动过程中推动空气进行水平转动，使气幕水平转动，可以更加有效的阻挡碎屑，降低碎屑对视觉定位准确性的影响，在工作过程中，外部的振动将克服弹簧9的弹力，推动滑柱7与调节板6相对滑动，在安装板8与挡环10内弧面之间的摩擦力作用下，减少视觉定位摄像头3的晃动，提高视觉定位的准确性，定期启动电动推杆5，电动推杆5的伸缩端带动调节板6上下，利用调节板6带动挡环10移动至吹气孔11的上侧，此时视觉定位摄像头3与吹气孔11水平对应，此时压缩空气在流动过程中将从吹气孔11吹出，自动对视觉定位摄像头3表面的灰尘进行清理，降低人工清理的频率。

值得注意的是，以上实施例中所公开的PLC控制器13可选用TPC8-8TD型号的PLC控制器，机械臂1、视觉定位摄像头3、电机47和电动推杆5则可根据实际应用场景自由配置，机械臂1可选用0707A型号的电动机械臂，视觉定位摄像头3可选用M3ST1201M-H型号的视觉定位摄像头，电机47可选用D08LD40-48A-30S型号的电机，电动推杆5可选用ANT-52型号的电动推杆，PLC控制器13控制机械臂1、视觉定位摄像头3、电机47和电动推杆5工作均采用现有技术中常用的方法。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：包括机械臂（1）和防护机构（4）；

机械臂（1）：其端头分别安装有激光切割头（2）和视觉定位摄像头（3）；

防护机构（4）：其包括圆筒（41）、分隔管（42）和进气管（43），所述圆筒（41）设置于机械臂（1）的端头，圆筒（41）的下端为开口结构，圆筒（41）外弧面的进气口处设有进气管（43），圆筒（41）的顶壁设有分隔管（42），分隔管（42）的下端安装有视觉定位摄像头（3）。

2.根据权利要求1所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述机械臂（1）下端的安装座表面设有PLC控制器（13），PLC控制器（13）的输入端电连接于外部电源，机械臂（1）的输入端电连接于PLC控制器（13）的输出端，视觉定位摄像头（3）的输出端电连接于PLC控制器（13）的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述防护机构（4）还包括转板（44），所述转板（44）分别转动连接于分隔管（42）的外弧面与圆筒（41）的内弧面之间。

4.根据权利要求3所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述防护机构（4）还包括外齿环（45）、齿轮（46）和电机（47），所述外齿环（45）和齿轮（46）均转动连接于圆筒（41）中部的转槽内，外齿环（45）和齿轮（46）啮合连接，转板（44）的上端均与外齿环（45）固定连接，电机（47）设置于圆筒（41）的外弧面，电机（47）的输出轴与齿轮（46）的中部固定连接，电机（47）的输入端电连接于PLC控制器（13）的输出端。

5.根据权利要求2所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述圆筒（41）的顶壁设有电动推杆（5），电动推杆（5）的伸缩端下端设有调节板（6），调节板（6）的下端安装有视觉定位摄像头（3），电动推杆（5）的输入端电连接于PLC控制器（13）的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述调节板（6）表面的滑孔内均竖向滑动连接有滑柱（7），四个滑柱（7）的下端之间设有安装板（8），安装板（8）的下表面设有视觉定位摄像头（3）滑柱（7）上端的限位盘与调节板（6）之间均设有弹簧（9），弹簧（9）分别活动套设于滑柱（7）的外弧面。

7.根据权利要求5所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述调节板（6）的外沿设有挡环（10），挡环（10）与分隔管（42）的内弧面贴合，分隔管（42）的内弧面下端分别设有吹气孔（11）。

8.根据权利要求1所述的一种带视觉定位的板材切割机器臂，其特征在于：所述圆筒（41）的上表面设有固定板（12），固定板（12）和激光切割头（2）均设置于机械臂（1）末端的调节臂表面。