[发明专利]机器人激光切割机构

说明书

本发明提供一种机器人激光切割机构，包括激光发生器，机器人末端轴上连接有支架，激光发生器固定在支架上，激光发生器激发的激光束与机器人末端轴的轴芯平行间距布置。机器人末端轴的轴芯位置由其上游的各轴所在的位置和姿态确定，也就是说，通过机器人的各轴的协调动作可以保证机器人末端轴轴芯的位置、姿态抵达并重合于工件上的待切割孔的孔芯设计位，机器人末端轴转动而其上游各轴保持位置与姿态稳定，激光发生器随机器人末端轴转动，鉴于激光发生器的激光束与机器人末端轴的平行间距布置，所以激光发生器的激光束的运行轨迹就必然切割出相应半径的圆孔或圆弧区域，由此加工出圆度和圆心位置均能满足设计要求圆孔或圆弧段区域。

技术领域

本发明属于机器人光纤激光切割圆弧或圆孔领域。

背景技术

目前机器人在画圆时，通过机器人的CIRC或SCIRC命令，编辑两段程序组合来完成一个完整的圆，圆度精度约为0.00～0.60mm。机器人重复定位精度±0.06mm，是指起点，过程点及终点编辑的点，过程轨迹精度是机器人本身算法来确定的，精度无法外控，通过机器人轨迹命令中的速度，加速度，圆滑度等参数修订，精度可以减少至0.00～0.40mm，但是此时的精度受以上条件限制，实际应用意义不大。究其原因其实就是末端轴的轨迹是依赖其上游各轴的协同动作实现的，对于六轴的机器人的画圆过程中，上游的五轴参与运动而第六轴相对自身轴芯反而是不动的，由于多轴累计误差最终导致工件上所开设的圆的位置精度和形状精度无法满足设计要求。上述的画圆精度将直接导致开设圆孔或圆弧段的精度。

现有技术中的名称为“用于实现圆孔切割的激光加工装置和方法”(文献号CN106181061 A),包括：激光头1、激光头1安装支架2、直线传动装置3和旋转轴4，其中，所述旋转轴4安装在所述运动机构上，所述直线传动装置3安装在所述旋转轴4底部，所述激光头1通过激光头安装支架2与所述直线传动装置3连接，且所述旋转轴4的中心线与所述激光头1的中心线平行。其中，所述旋转轴4能够由机器人或者机床的运动机构驱动，带动激光头1以所述旋转轴4的中心线旋转，实现圆形切割，所述直线传动装置3用于调节所述激光头1的位置，进而可以适应不同孔径的圆形切割。上述方案需要为直线驱动电机33和旋转轴4提供旋转动力，其实就是需要布置动力和控制线路，由于切割过程中直线驱动电机33连同线传动装置3同步旋转，所以动力和控制线路的布置是无法避免的难题；并且直线转动轴32为两端简支梁的结构，激光头位于不同位置时对直线转动轴32造成弯矩变形则不同，严重影响了激光头的光速位置，同时激光头安装支架2为槽型支架，激光头的固定方式为悬臂梁的形式，由此进一步加大了其光束偏移的几率。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人激光切割机构，借助于机器人的末端轴的旋转动作实现激光束的圆柱面轨迹。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案，一种机器人激光切割机构，包括激光发生器，其特征在于：机器人末端轴上连接有支架，激光发生器固定在支架上，激光发生器激发的激光束与机器人末端轴的轴芯平行间距布置。

上述技术方案中，机器人末端轴的轴芯位置由其上游的各轴所在的位置和姿态确定，也就是说，通过机器人的各轴的协调动作可以保证机器人末端轴轴芯的位置、姿态抵达并重合于工件上的待切割孔的孔芯设计位，机器人末端轴转动而其上游各轴保持位置与姿态稳定，激光发生器随机器人末端轴转动，鉴于激光发生器的激光束与机器人末端轴的平行间距布置，所以激光发生器的激光束的运行轨迹就必然切割出相应半径的圆孔或圆弧区域，由此加工出圆度和圆心位置均能满足设计要求圆孔或圆弧段区域。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1中卸下激光器的立体示意图；

图3是支架的结构示意图。

具体实施方式