[发明专利]一种激光切割机械手的移动路径规划装置及方法

权利要求书

1.一种激光切割机械手的移动路径规划装置，包括工作台（1）、梯形支架（2）、悬吊板（3）、直线导轨（4）、第一气缸（5）、移动座（6）、机械手（7）、机箱（8）、工位板（9）、落屑槽（10）、抽屉槽（11）、翼板（12）、废屑抽屉（13）、把手（14）、三维激光扫描仪（15）、激光刀具（16）、连接座（17）、支座（18）、风枪（19）、凸块（20）和爪槽（21）；其特征在于：所述工作台（1）顶部的两侧均与梯形支架（2）的底部固定连接，所述梯形支架（2）的顶部与悬吊板（3）底部的两侧固定连接，所述悬吊板（3）底部的中心固定安装有直线导轨（4），所述直线导轨（4）的两端均固定安装有第一气缸（5），且直线导轨（4）的中段设置有移动座（6），所述移动座（6）底部的一侧固定安装有机械手（7）；

所述机械手（7）由第一电机（701）、第一节臂（702）、第二电机（703）、第二节臂（704）、第三电机（705）、第三节臂（706）、第四电机（707）、爪座（708）、第二气缸（709）、滑槽（710）、固定手爪（711）和移动手爪（712）组成，所述第一电机（701）的顶部与移动座（6）底部的一侧固定连接，且第一电机（701）的输出端与第一节臂（702）的一端转动连接，所述第一节臂（702）的另一端通过第二电机（703）与第二节臂（704）的一端转动连接，所述第二节臂（704）的另一端通过第三电机（705）与第三节臂（706）的一端转动连接，所述第三节臂（706）的另一端通过第四电机（707）与爪座（708）一侧的中心转动连接，所述爪座（708）正面的一侧固定安装有第二气缸（709），且爪座（708）另一侧的中心开设有滑槽（710），所述滑槽（710）的一端设置有固定手爪（711），且滑槽（710）的中段嵌装有移动手爪（712），所述移动手爪（712）正面的中心通过活塞杆与第二气缸（709）的输出端固定连接；所述凸块（20）与滑槽（710）为配合构件，且凸块（20）设置在连接座（17）一侧的中心，所述连接座（17）正面和背面的中段均开设有爪槽（21），所述爪槽（21）分别与固定手爪（711）和移动手爪（712）的一端为配合构件。

2.根据权利要求1所述的一种激光切割机械手的移动路径规划装置，其特征在于：所述工作台（1）底部的中心与机箱（8）的顶部固定连接，所述机箱（8）的内部分别设置有激光发生器和气泵。

3.根据权利要求1所述的一种激光切割机械手的移动路径规划装置，其特征在于：所述工作台（1）顶部的中心固定安装有工位板（9），所述工位板（9）设置在机械手（7）的正下方，且工位板（9）一侧的工作台（1）顶部开设有落屑槽（10），所述落屑槽（10）一侧的工作台（1）底部开设有抽屉槽（11），所述抽屉槽（11）的内部通过翼板（12）嵌装有废屑抽屉（13），所述废屑抽屉（13）一侧的中心设置有把手（14）。

4.根据权利要求1所述的一种激光切割机械手的移动路径规划装置，其特征在于：所述工作台（1）顶部的四角均与三维激光扫描仪（15）的底部固定连接，所述三维激光扫描仪（15）的输入端通过光纤与激光发生器的输出端固定连接，且三维激光扫描仪（15）的输出端通过光纤与计算机的输入端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种激光切割机械手的移动路径规划装置，其特征在于：所述激光刀具（16）的中段固定嵌装在连接座（17）顶部中心的通孔内，且激光刀具（16）的输入端通过光纤与激光发生器的输出端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种激光切割机械手的移动路径规划装置，其特征在于：所述支座（18）的底部与工作台（1）顶部的一侧固定连接，且支座（18）顶部的凹槽内嵌装有风枪（19），所述风枪（19）的进气口通过导气软管与气泵的出气口固定连接。

7.一种利用上述权利要求1-6任一所述的激光切割机械手的移动路径规划装置的方法，包括步骤一，准备切割；步骤二，路径规划；步骤三，移动切割；步骤四，装置清理；其特征在于：

其中上述步骤一中，将待切割工件放置在工位板（9）上，再使凸块（20）嵌装在滑槽（710）的内部，进而使连接座（17）嵌装在滑槽（710）的内部，接着使第二气缸（709）通过活塞杆推动移动手爪（712），进而使移动手爪（712）和固定手爪（711）嵌装在爪槽（21）的内部，从而使连接座（17）与爪座（708）固定连接，进而使激光刀具（16）与机械手（7）固定连接；

其中上述步骤二中，开启三维激光扫描仪（15），对待切割工件和激光刀具（16）进行三维扫描，确定好初始的相对位置和最终的相对位置后，将数据传输到计算机，从而对机械手（7）的移动路径进行规划；

其中上述步骤三中，将步骤二中规划好的移动路径反馈回装置，使第一气缸（5）推动移动座（6）在直线导轨（4）上移动，使第一电机（701）转动第一节臂（702）、第二电机（703）转动第二节臂（704）、第三电机（705）转动第三节臂（706）和第四电机（707）转动爪座（708），从而使激光刀具（16）进行XYZ轴上的移动，对待切割工件进行无碰撞的多次切割；

其中上述步骤四中，将步骤三中切割好的加工工件从工位板（9）上取下，并将风枪（19）从支座（18）上取下，通过风枪（19）对工位板（9）上残留的加工碎屑进行吹扫，使碎屑尽数掉入落屑槽（10）中，进而掉入废屑抽屉（13）中，收集一定量的碎屑后，人工通过把手（14）取下废屑抽屉（13），从而对加工碎屑进行妥善的处理。