一种长度可调的管道加工用激光切割机器人及其切割方法与流程

1.本发明属于激光切割技术领域，尤其是一种长度可调的管道加工用激光切割机器人及其切割方法。


背景技术：

2.管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。
3.例如专利号cn112743145a公开了一种用于管道切割机器人，属于机械制造技术领域，包括安装板，安装板的下端固定连接有安装支架，安装支架的前端开设有方形孔，安装支架的前端固定连接有第一固定板，第一固定板的上端开设有第一螺纹孔，第一固定板的上端固定连接有分布均匀的四个支撑柱，四个支撑柱的上端固定连接有第二固定板，螺杆的下端转动连接有第一固定块，安装支架的后侧设置有传动机构，第三固定板的前侧设置有切割机构，安装支架的前侧设置有固定机构，该专利实现自动对管道进行夹持，操作简单；但是在具体应用时，该专利存在以下几点问题；1、在使用过程中无法根据管道的宽度，自由调节固定结构的开孔大小，从而造成该装置使用过程中的局限性；2、在管道输送的过程中，当管道长度过长时，无法保证管道在切割过程中的稳定性，需要辅助的装置来帮助管道进行更好的切割。
4.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.发明目的：提供一种长度可调的管道加工用激光切割机器人及其切割方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
6.技术方案：根据本发明的一个方面，提供了一种长度可调的管道加工用激光切割机器人，包括机体，该机体底端四周均设置有支撑腿，该机体正面设置有控制面板，机体顶部两侧均设置有传动辊，传动辊的两侧均设置有输送辅带，一个传动辊的一侧贯穿机体、输送辅带并与电机一连接，电机一的底端设置有承接板，两个传动辊的顶端设置有侧板，侧板的一侧设置有固定机构；机体顶部中间位置均匀设置有若干组辅助固定机构，机体的背面设置有连接板，连接板顶端设置有控制箱，控制箱靠近机体的一侧设置有顶板，顶板的底端设置有调节组件，调节组件的底端设置有激光切割头，且控制面板依次与电机一、辅助固定机构、控制箱及调节组件电连接，支撑腿底端设置有防滑垫，且防滑垫采用pvc材质。
7.在进一步的实施例中，固定机构包括设置在侧板一侧的转动板，转动板远离侧板的一端设置有纵向夹持组件，纵向夹持组件远离转动板的一端设置有一组对称的固定杆，
固定杆远离纵向夹持组件的一端设置有横向夹持组件，且转动板、纵向夹持组件及横向夹持组件中部均设置有通孔，纵向夹持组件包括设置在转动板一侧的连接板一，连接板一远离转动板的一侧纵向两端分别设置有夹持板一及夹持板二，夹持板一与夹持板二表面均开设有若干滑轨一，滑轨一内均设置有齿条一，两两齿条一中间位置设置有相啮合的齿轮一；夹持板一顶端设置有螺纹杆一，螺纹杆一顶端设置有转动阀一，连接板一顶端一侧设置有与螺纹杆一相配合的固定块一，且连接板一中部两侧设置有固定杆，横向夹持组件包括设置在固定杆一侧的连接板二，连接板二远离固定杆的一侧横向两端分别设置有夹持板三及夹持板四，夹持板三与夹持板四表面均开设有若干滑轨二，滑轨二内均设置有齿条二，两两齿条二中间位置设置有相啮合的齿轮二；夹持板三顶端设置有螺纹杆二，螺纹杆二顶端设置有转动阀二，连接板二顶端一侧设置有与螺纹杆二相配合的固定块二，从而使得在固定机构的作用下，通过固定机构可以对不同大小宽度的管道进行加工固定，使得该固定机构的实用性更强。
8.在进一步的实施例中，辅助固定机构包括设置在机体内部的电机二，电机二的输出轴一端设置有锥齿轮一，锥齿轮一的一侧设置有相啮合的锥齿轮二，锥齿轮二的顶端设置有贯穿机体的连接杆一，连接杆一外侧顶端套设有螺纹筒，螺纹筒的顶端设置有固定平台，固定平台顶端设置有辅助夹持机构，辅助夹持机构包括设置在固定平台顶端两侧的挡板，两个挡板内侧设置有辅助板，辅助板与挡板之间通过连接杆二连接，且连接杆二贯穿挡板并与电动伸缩杆的输出轴连接，从而使得在辅助固定机构的作用下，可以对不同宽度的管道进行辅助的定位，防止管道在加工过程中出现偏移的现象，保证管道加工的稳定性。
9.在进一步的实施例中，调节组件包括设置在顶板底端的固定底板，固定底板的底端两侧分别设置有电机三与电机四，电机三的输出轴一端设置有连杆一，连杆一圆周外侧套设有连接套一，连接套一顶端设置有连接框架；固定底板顶端设置有固定板一与固定板二，固定板一与固定板二之间设置有蜗杆，且蜗杆靠近电机四的一端贯穿固定板二并与电机四的输出轴连接，蜗杆底端设置有相啮合的蜗轮，蜗轮两端通过固定连杆与连接框架活动连接，连接框架外部设置有与蜗轮相配合的转动架，转动架底端设置有连杆二，且连杆二顶端与激光切割头固定连接，连接框架一侧设置有与电机四输出轴之间相配合的连接套二，且连接套二与电机四的输出轴之间套设有轴承，从而使得在调节组件的作用下，可以通过调节组件带动激光切割头进行不同角度的旋转，从而对管道进行多角度及多方位的切割，使得管道切割过程中更加的完善。
10.根据本发明的另一方面，还提供了一种长度可调的管道加工用激光切割机器人的切割方法，该切割方法包括以下步骤：步骤一：切割前，通过固定机构对管道切割的地方进行夹持固定，并通过辅助固定机构完成对管道另一头的辅助固定；步骤二：切割时，通过调节组件控制并调节激光切割头，来完成对管道的多方位、多角度的加工。
11.有益效果：1、通过辅助固定机构、助固定机构及调节组件的共同配合作用下，通过对管道的夹持固定，及辅助的夹持固定，并配合激光切割头的任意角度调节，从而实现管道加工过程中的稳定性及整个装置的实用性。
12.2、在辅助固定机构的作用下，可以对不同宽度的管道进行辅助的定位，从而防止管道在加工过程中出现偏移的现象，保证管道加工的稳定性。
13.3、在固定机构的作用下，通过固定机构可以对不同大小宽度的管道进行加工固定，避免实用了多种机器，从而使得该固定机构的实用性更强，为企业带来更高的经济效益。
14.4、在调节组件的作用下，可以通过调节组件带动激光切割头进行不同角度的旋转，从而实现激光切割头对管道进行多角度及多方位的切割，保证管道切割的效果，使得激光切割头在对管道切割过程中更加的精准，从而提高产品的质量，保证企业的生产。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是根据本发明实施例的立体结构示意图之一；图2是根据本发明实施例的立体结构示意图之二；图3是图2中a处的局部放大图；图4是根据本发明实施例中机体的剖视图；图5是根据本发明实施例中辅助夹持机构的结构示意图；图6是根据本发明实施例中固定结构的结构示意图；图7是根据本发明实施例中固定结构的剖视图；图8是根据本发明实施例中纵向夹持组件的结构示意图；图9是根据本发明实施例中横向夹持组件的结构示意图；图10是根据本发明实施例中调节组件的结构示意图之一；图11是根据本发明实施例中调节组件的结构示意图之二；图12是根据本发明实施例中调节组件的结构示意图之三。
17.图中：1、机体；2、支撑腿；3、控制面板；4、传动辊；5、输送辅带；6、电机一；7、承接板；8、侧板；9、固定机构；901、转动板；902、纵向夹持组件；90201、连接板一；90202、夹持板一；90203、夹持板二；90204、滑轨一；90205、齿条一；90206、齿轮一；90207、螺纹杆一；90208、转动阀一；90209、固定块一；903、固定杆；904、横向夹持组件；90401、连接板二；90402、夹持板三；90403、夹持板四；90404、滑轨二；90405、齿条二；90406、齿轮二；90407、螺纹杆二；90408、转动阀二；90409、固定块二；905、通孔；10、辅助固定机构；1001、电机二；1002、锥齿轮一；1003、锥齿轮二；1004、连接杆一；1005、螺纹筒；1006、固定平台；1007、辅助夹持机构；100701、挡板；100702、辅助板；100703、连接杆二；100704、电动伸缩杆；11、连接板；12、控制箱；13、顶板；14、调节组件；1401、固定底板；1402、电机三；1403、电机四；1404、连杆一；1405、连接套一；1406、连接框架；1407、固定板一；1408、定板二；1409、；1410、蜗轮；1411、转动架；1412、连杆二；1413、连接套二；15、激光切割头；16、防滑垫。
具体实施方式
18.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
19.根据本发明的实施例，提供了一种长度可调的管道加工用激光切割机器人及其切割方法。
20.如图1-12所示，根据本发明实施例的长度可调的管道加工用激光切割机器人，包括机体1，该机体1底端四周均设置有支撑腿2，该机体1正面设置有控制面板3（内含有plc控制器），机体1顶部两侧均设置有传动辊4，传动辊4的两侧均设置有输送辅带5，一个传动辊4的一侧贯穿机体1、输送辅带5并与电机一6连接，电机一6的底端设置有承接板7，两个传动辊4的顶端设置有侧板8，侧板8的一侧设置有固定机构9；机体1顶部中间位置均匀设置有若干组辅助固定机构10，机体1的背面设置有连接板11，连接板11顶端设置有控制箱12，控制箱12靠近机体1的一侧设置有顶板13，顶板13的底端设置有调节组件14，调节组件14的底端设置有激光切割头15，且控制面板3依次与电机一6、辅助固定机构10、控制箱及调节组件14电连接，支撑腿2底端设置有防滑垫16，且防滑垫16采用pvc材质。
21.在一个实施例中，对于上述固定机构9来说，固定机构9包括设置在侧板8一侧的转动板901，转动板901远离侧板8的一端设置有纵向夹持组件902，纵向夹持组件902远离转动板901的一端设置有一组对称的固定杆903，固定杆903远离纵向夹持组件902的一端设置有横向夹持组件904，且转动板901、纵向夹持组件902及横向夹持组件904中部均设置有通孔905，纵向夹持组件902包括设置在转动板901一侧的连接板一90201，连接板一90201远离转动板901的一侧纵向两端分别设置有夹持板一90202及夹持板二90203，夹持板一90202与夹持板二90203表面均开设有若干滑轨一90204，滑轨一90204内均设置有齿条一90205，两两齿条一90205中间位置设置有相啮合的齿轮一90206；夹持板一90202顶端设置有螺纹杆一90207，螺纹杆一90207顶端设置有转动阀一90208，连接板一90201顶端一侧设置有与螺纹杆一90207相配合的固定块一90209，且连接板一90201中部两侧设置有固定杆903，横向夹持组件904包括设置在固定杆903一侧的连接板二90401，连接板二90401远离固定杆903的一侧横向两端分别设置有夹持板三90402及夹持板四90403，夹持板三90402与夹持板四90403表面均开设有若干滑轨二90404，滑轨二90404内均设置有齿条二90405，两两齿条二90405中间位置设置有相啮合的齿轮二90406；夹持板三90402顶端设置有螺纹杆二90407，螺纹杆二90407顶端设置有转动阀二90408，连接板二90401顶端一侧设置有与螺纹杆二90407相配合的固定块二90409，从而使得在固定机构9的作用下，通过固定机构9可以对不同大小宽度的管道进行加工固定，使得该固定机构9的实用性更强；固定机构9的工作原理：当侧板8带动固定机构9上的通孔905穿过管道时，停止电机一6，并通过拧动纵向夹持组件902的转动阀一90208，从而带动夹持板一90202向下运动，从而在齿条一90205的作用下，带动齿轮一90206转动，从而带动另一侧的齿条一90205转动，从而在另一侧齿条一90205的作用下，带动夹持板二90203向上运动，从而实现了管道杆纵向的夹持；同时拧动横向夹持组件904的转动阀二90408，从而带动夹持板三90402向右运动，带动齿轮二90406转动，从而带动另一侧的齿条二90405转动，从而在另一侧齿条二
90405的作用下，带动夹持板四90403向左运动，从而实现了管道横向的夹持，从而对管道实现全面的夹持。
22.在一个实施例中，对于上述辅助固定机构10来说，辅助固定机构10包括设置在机体1内部的电机二1001，电机二1001的输出轴一端设置有锥齿轮一1002，锥齿轮一1002的一侧设置有相啮合的锥齿轮二1003，锥齿轮二1003的顶端设置有贯穿机体1的连接杆一1004，连接杆一1004外侧顶端套设有螺纹筒1005，螺纹筒1005的顶端设置有固定平台1006，固定平台1006顶端设置有辅助夹持机构1007，辅助夹持机构1007包括设置在固定平台1006顶端两侧的挡板100701，两个挡板100701内侧设置有辅助板100702，辅助板100702与挡板100701之间通过连接杆二100703连接，且连接杆二100703贯穿挡板100701并与电动伸缩杆100704的输出轴连接，从而使得在辅助固定机构10的作用下，可以对不同宽度的管道进行辅助的定位，防止管道在加工过程中出现偏移的现象，保证管道加工的稳定性；辅助固定机构10的工作原理：通过控制面板3操控并启动一组电动伸缩杆100704，并在电动伸缩杆100704的输出轴作用下，并通过电机二1001，在电机二1001的输出轴作用下，带动锥齿轮一1002进行转动，带动相啮合的锥齿轮二1003转动，从而带动连接杆一1004进行转动，从而连接杆一1004外侧的螺纹筒1005的作用下，带动固定平台1006上升，并将固定平台1006上升至与固定机构9的通孔905的齐平的位置。
23.在一个实施例中，对于上述调节组件14来说，调节组件14包括设置在顶板13底端的固定底板1401，固定底板1401的底端两侧分别设置有电机三1402与电机四1403，电机三1402的输出轴一端设置有连杆一1404，连杆一1404圆周外侧套设有连接套一1405，连接套一1405顶端设置有连接框架1406；固定底板1401顶端设置有固定板一1407与固定板二1408，固定板一1407与固定板二1408之间设置有蜗杆1409，且蜗杆1409靠近电机四1403的一端贯穿固定板二1408并与电机四1403的输出轴连接，蜗杆1409底端设置有相啮合的蜗轮1410，蜗轮1410两端通过固定连杆与连接框架1406活动连接，连接框架1406外部设置有与蜗轮1410相配合的转动架1411，转动架1411底端设置有连杆二1412，且连杆二1412顶端与激光切割头15固定连接，连接框架1406一侧设置有与电机四1403输出轴之间相配合的连接套二1413，且连接套二1413与电机四1403的输出轴之间套设有轴承，从而使得在调节组件14的作用下，可以通过调节组件14带动激光切割头15进行不同角度的旋转，从而对管道进行多角度及多方位的切割，使得管道切割过程中更加的完善；调节组件14的工作原理：控制面板3继续控制并启动电机四1403，在电机四1403的输出轴作用下带动蜗杆1409进行转动，同时在轴承的作用下带动相啮合的蜗轮1410进行转动，从而带动连杆二1412在水平方向转动，从而带动激光切割头15在水平方向进行转动，从而实现了激光切割头15多角度的转动，从而对管道进行多方位及多角度的切割。
24.根据本发明的另一实施例，还提供了一种长度可调的管道加工用激光切割机器人的切割方法，该切割方法包括以下步骤：步骤一：切割前，通过固定机构9对管道切割的地方进行夹持固定，并通过辅助固定机构10完成对管道另一头的辅助固定；步骤二：切割时，通过调节组件14控制并调节激光切割头15，来完成对管道的多方位、多角度的加工。
25.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或
者操作方式进行详细说明。
26.在实际应用时，首先将管道放置在辅助固定机构10的顶端，并通过控制面板3操控并启动一组电动伸缩杆100704，并在电动伸缩杆100704的输出轴作用下，对管道进行初步的定位，并通过电机二1001，在电机二1001的输出轴作用下，带动锥齿轮一1002进行转动，从而在锥齿轮一1002转动的过程中，带动相啮合的锥齿轮二1003转动，从而带动连接杆一1004进行转动，从而连接杆一1004外侧的螺纹筒1005的作用下，带动固定平台1006上升，并将固定平台1006上升至与固定机构9的通孔905的齐平的位置；此时，通过控制面板3控制并启动电机一6，在电机一6的输出轴作用下，带动传动辊4进行转动，从而带动输送辅带5进行滑动，从而在输送辅带5滑动过程中带动侧板8进行移动，当侧板8带动固定机构9上的通孔905穿过管道时，停止电机一6，并通过拧动纵向夹持组件902的转动阀一90208，从而带动夹持板一90202向下运动，从而在齿条一90205的作用下，带动齿轮一90206转动，从而带动另一侧的齿条一90205转动，从而在另一侧齿条一90205的作用下，带动夹持板二90203向上运动，从而实现了管道杆纵向的夹持；同时拧动横向夹持组件904的转动阀二90408，从而带动夹持板三90402向右运动，从而在齿条二90405的作用下，带动齿轮二90406转动，从而带动另一侧的齿条二90405转动，从而在另一侧齿条二90405的作用下，带动夹持板四90403向左运动，从而实现了管道横向的夹持，从而对管道实现全面的夹持；当管道固定完成后，通过控制面板3控制并启动电机三1402，在电机三1402的输出轴作用下带动连杆一1404进行转动，从而带动连接套一1405进行转动，从而带动连接框架1406在竖直方向进行转动，从而带动转动架1411在竖直方向转动，从而带动连杆二1412在竖直方向转动，从而带动激光切割头15在竖直方向转动；控制面板3继续控制并启动电机四1403，在电机四1403的输出轴作用下带动蜗杆1409进行转动，同时在轴承的作用下带动相啮合的蜗轮1410进行转动，从而带动转动架1411进行水平方向的转动，从而带动连杆二1412在水平方向转动，从而带动激光切割头15在水平方向进行转动，并在电机三1402与电机四1403的配合作用下，从而实现了激光切割头15多角度的转动，从而对管道进行多方位及多角度的切割。
27.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过辅助固定机构9、辅助固定机构及调节组件14的共同配合作用下，通过对管道的夹持固定，及辅助的夹持固定，并配合激光切割头15的任意角度调节，从而实现管道加工过程中的稳定性及整个装置的实用性，并在辅助固定机构10的作用下，可以对不同宽度的管道进行辅助的定位，从而防止管道在加工过程中出现偏移的现象，保证管道加工的稳定性，在固定机构9的作用下，通过固定机构9可以对不同大小宽度的管道进行加工固定，避免实用了多种机器，从而使得该固定机构9的实用性更强，为企业带来更高的经济效益，同时在调节组件14的作用下，可以通过调节组件14带动激光切割头15进行不同角度的旋转，从而实现激光切割头15对管道进行多角度及多方位的切割，保证管道切割的效果，使得激光切割头15在对管道切割过程中更加的精准，从而提高产品的质量，保证企业的生产。
28.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。