一种柔性件用激光切割机器人及其切割方法与流程

1.本发明涉及机械切割领域，具体涉及一种柔性件用激光切割机器人及其切割方法。


背景技术：

2.随着工业科技的不断发展，对物料进行生产加工的过程中，工件物料的切割是基础且必不可少的步骤流程。其中，激光切割是通过激光发射器所发射出的激光聚焦成高功率密度的激光束，在照射到物料表面，使物料达到熔点或沸点，从而达到对物料进行切割的目的。激光切割具有精度高、速度快、性能稳定、操作简单的特点优势，而受到各个生产制造领域的青睐。例如服装、饰品、窗帘家居等领域中对物料进行激光切割不仅能够根据不同的切割需求裁剪处各种形状的物料，还能够快速的进行切割作业，提高生产加工的效率。
3.传统的激光切割机在对如布料等柔性件进行切割时，因其需要通过激光高温来进行切割作业的原因，会导致切口处温度过高，易对柔性件本身进行灼烧，进而对柔性件造成损伤。


技术实现要素：

4.发明目的：提供一种柔性件用激光切割机器人，并进一步提供一种基于上述柔性件用激光切割机器人的切割方法，以解决现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：一种柔性件用激光切割机器人，包括承载组件和切割两部分。
6.其中，承载组件包括承载台和锁定机构两个部分；所述承载台用对于所要进行切割的柔性件进行放置承载；所述锁定机构置于所述承载台工作面的表面，并于所述承载台固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行固定，避免柔性件在切割过程中移位、晃动。
7.切割组件包括支柱、梁柱、切割机构和冷却机构四个部分；所述支柱置于所述承载台工作面的表面，为所述切割组件提供固定支撑点，且所述支柱为多个；所述梁柱固定于多个所述支柱之间，用于多个所述支柱间的相互连通；所述切割机构置于所述梁柱的表面，并与所述梁柱固定连接，用于对柔性件进行激光切割；所述冷却机构与所述切割组件固定连接，用于对切割完成后的切口进行冷却，避免因温度过高对切口处的柔性件造成伤害。
8.在进一步的实施例中，所述承载台固定连接有升降装置，且所述升降装置置于所述承载台工作面的表面，用于对所要进行切割的柔性件进行装载；同时，所述升降装置的设计也可用于对所要进行切割的柔性件与所述切割组件之间的位置距离进行调整，避免在切割过程中因距离过近导致激光喷射凶猛对柔性件本身造成损害，或因距离过远导致切割工作无法顺利进行的情况发生。
9.在进一步的实施例中，所述升降装置包括升降杆和托班两个组成部分；所述升降杆固定于所述承载台工作面的表面，用于对所述升降装置的整体高度进行调整；所述托板与所述升降杆固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行放置承托，同时也为切割作业过程中的柔性件提供支撑，避免切割作业过程中的柔性件收到激光的冲击后直接撕裂破损
的情况发生。
10.在进一步的实施例中，所述切割机构包括基座、旋转垫板和切割臂三个部分；所述基座一端与所述梁柱固定连接，为所述切割机构提供整体的定位，使得所述切割机构能够通过所述梁柱进行悬挂，为后期的切割作业做准备；所述旋转垫板轴接固定于所述基座的另一端，具有沿所述基座的工作方向全方位转动的灵活度，可在切割作业过程中根据不同的需求进行灵活的调整；所述切割臂与所述旋转垫板固定连接，用于对柔性件进行激光喷射切割。所述梁柱表面设有与所述梁柱工作方向水平的滑动轨道，所述基座滑动连接于所述梁柱表面的滑动轨道内，可沿所述基座表面的滑动轨道进行往复移动，在切割作业过程中可通过对所述基座的位置调整来完成对柔性件的不同位置进行切割的需求。
11.在进一步的实施例中，所述锁定机构包括固定板、伸缩杆和压板三个部分；所述固定板与所述托板固定连接，并置于所述托板的一侧边处，用于对所述锁定机构的位置进行限定，同时也为所述锁定机构的整体提供承载的支撑力；所述伸缩杆一端与所述固定板固定连接，用于对所述锁定机构各个组件之间的距离进行调整，进而都所述锁定机构的整体高度进行调整；所述压板置于所述伸缩杆的另一端，并于所述伸缩杆固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行压紧固定。
12.在进一步的实施例中，所述切割臂包括转接柱和激光切割管两个部分；所述转接柱与所述旋转垫板固定连接，可根据所述旋转垫板的转动而转动，进而带动所述切割臂的整体转动，进而对所述切割臂的切割方向等进行调整；以完成不同形状的切割需求；所述激光切割管与所述转接柱固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行激光切割。
13.在进一步的实施例中，所述冷却机构包括延长杆、箱体和盖板三个部分；所述延长杆与所述转接柱固定连接，并置于所述转接柱的一侧边处，用于对所述冷却机构的整体位置高度进行调整；所述箱体与所述延长杆固定连接，并置于所述转接柱的一侧边处，且所述箱体设有具有预定收容性的凹形腔室；所述盖板一端与所述箱体的一侧壁轴接固定，另一端与所述箱体的另一侧壁磁吸固定，具有沿所述箱体一侧壁竖直方向进行转动的灵活度，进而使得所述箱体的凹形腔室可自由切换封闭与开放的状态。
14.在进一步的实施例中，所述延长杆与所述转接柱滑动连接固定，具有沿所述转接柱工作方向水平方向进行上下移动的灵活度，进而能够带动所述冷却机构的整体上下移动，进而调整所述冷却机构与柔性件之间的距离；且所述箱体与所述盖板均为金属材质制成，具有预定的传热性，可将激光切割后的切口所产生的热量进行传导；所述箱体的凹形腔室内存放有固态干冰，用于对导热过程中的箱体壁面进行降温冷却，使得所述箱体表面能够始终保持低温状态。
15.在进一步的实施例中，所述承载台工作面的表面设有滑动轨道，所述支柱滑动连接于所述承载台表面的滑动轨道内，可沿所述承载台表面的滑动轨道进行移动；多个所述支柱为对称式固定连接与所述承载台工作面表面的滑动轨道内；进而使得所述支柱沿所述承载台表面的滑动轨道进行移动时能够带动所述梁柱一起移动，进而带动与所述梁柱固定连接切割机构移动。
16.一种柔性件用激光切割机器人的切割方法，包括以下步骤：s1、人工把所要进行切割的柔性件放置于托板上，通过锁定机构将柔性件固定于托板的表面，启动机器人；
s2、升降杆向上升起，将托板抬高，进而带动柔性件升起，调整切割机构与柔性件之间的距离；延长杆沿转接柱工作方向的水平方向进行下降调整，调整至箱体表面与柔性件水平位置处停止；s3、切割臂开始激光喷射切割工作，并沿梁柱表面的滑动轨道进行移动，并带动所述冷却机构整体进行移动；箱体表面与柔性件接触后会将柔性件切口处因切割所产生的热量进行传导，箱体内的固态干冰会对箱体本身进行降温；s4、当柔性件完成切割后，升降杆下降至初始位置，锁定机构松开，人工把切割完成的柔性件从托板上取下；s5、以此类推，依次重复s1至s4工作，直到将所要进行切割柔性件全部切割完毕为止。
17.有益效果：本发明涉及一种柔性件用激光切割机器人及其切割方法，由工业机器人进行对柔性件的切割工作，人工只需将所要进行切割的柔性物件放置于承载组件上的相应位置处即可，在提高了对柔性件进行切割的效率的同时也有效提高了切割的精准性。在进一步的实施例中，本发明设有冷却组件，并设有用于固定干冰储存的腔室，可通过金属良好的传热性将激光切割完成后的切口进行热量的传导，再通过固态干冰的低温对传导金属进行降温，使得传导金属能够时刻保持低温的状态。同时，用于储存固态干冰的腔室具有灵活切换密闭与开放状态的灵活度，能够完成对固定干冰的更新更换，使得冷却工作能够持续不间断的进行。
附图说明
18.图1为本发明整体的示意图。
19.图2为本发明所述锁定机构示意图。
20.图3为本发明所述切割机构示意图。
21.图4为本发明所述冷却机构示意图。
22.图中各附图标记为：承载台1、锁定机构2、支柱3、梁柱4、切割机构5、冷却机构6、升降杆7、托板8、固定板201、伸缩杆202、压板203、缓冲弹簧204、硅胶板205、基座501、旋转垫板502、转接柱503、激光切割管504、箱体601、延长杆602、握柄604。
具体实施方式
23.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。
24.申请人认为，传统的激光切割机在对如布料等柔性件进行切割时，因其需要通过激光高温来进行切割作业的原因，会导致切口处温度过高，易对柔性件本身进行灼烧，进而对柔性件造成损伤。
25.为此，申请人设计一种柔性件用激光切割机器人及其切割方法，由工业机器人进行对柔性件的切割工作，人工只需将所要进行切割的柔性物件放置于承载组件上的相应位置处即可，在提高了对柔性件进行切割的效率的同时也有效提高了切割的精准性。。
26.本发明涉及的柔性件用激光切割机器人主要包括承载组件和切割两部分。其中，承载组件包括承载台1和锁定机构2两个部分；所述承载台1用对于所要进行切割的柔性件进行放置承载；所述锁定机构2置于所述承载台1工作面的表面，并于所述承载台1固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行固定，避免柔性件在切割过程中移位、晃动。切割组件包括支柱3、梁柱4、切割机构5和冷却机构6四个部分；所述支柱3置于所述承载台1工作面的表面，为所述切割组件提供固定支撑点，且所述支柱3为多个；所述梁柱4固定于多个所述支柱3之间，用于多个所述支柱3间的相互连通；所述切割机构5置于所述梁柱4的表面，并与所述梁柱4固定连接，用于对柔性件进行激光切割；所述冷却机构6与所述切割组件固定连接，用于对切割完成后的切口进行冷却，避免因温度过高对切口处的柔性件造成伤害。
27.进一步优选的实时方式中，所述承载台1固定连接有升降装置，且所述升降装置置于所述承载台1工作面的表面，用于对所要进行切割的柔性件进行装载；同时，所述升降装置的设计也可用于对所要进行切割的柔性件与所述切割组件之间的位置距离进行调整，避免在切割过程中因距离过近导致激光喷射凶猛对柔性件本身造成损害，或因距离过远导致切割工作无法顺利进行的情况发生。所述升降装置的设计也可将激光切割作业放置于与人工具有预定高度差的平台处进行，进一步保证了作业工人的人身安全，也避免了在激光切割作业过程因意外导致激光对人身造成伤害的情况发生。
28.进一步优选的实施方式中，所述升降装置包括升降杆7和托班两个组成部分；所述升降杆7固定于所述承载台1工作面的表面，用于对所述升降装置的整体高度进行调整；所述托板8与所述升降杆7固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行放置承托，同时也为切割作业过程中的柔性件提供支撑，避免切割作业过程中的柔性件收到激光的冲击后直接撕裂破损的情况发生。通过所述升降杆7上升，进而带动所述托板8的移动上升，进而将所述托板8所承托的柔性件进行位置上移，进而完成对柔性件与所述切割机构5之间距离的调整。再可通过所述升降杆7的下降进而带动所述托板8的整体下降，进而将所述托板8所承托的柔性件进行位置下移，进而使得人工可将完成切割后的柔性件进行拿取。
29.进一步优选的实施方式中，所述切割机构5包括基座501、旋转垫板502和切割臂三个部分；所述基座501一端与所述梁柱4固定连接，为所述切割机构5提供整体的定位，使得所述切割机构5能够通过所述梁柱4进行悬挂，为后期的切割作业做准备；所述旋转垫板502轴接固定于所述基座501的另一端，具有沿所述基座501的工作方向全方位转动的灵活度，可在切割作业过程中根据不同的需求进行灵活的调整；所述切割臂与所述旋转垫板502固定连接，用于对柔性件进行激光喷射切割。在切割作业过程中，通过对所述旋转垫板502的转动，进而带动所述切割臂的整体转动，进而带动与所述切割臂固定连接的所述冷却机构6的整体方向调整，使得所述冷却机构6始终保持位于所述切割臂工作方向的水平方向处。所述梁柱4表面设有与所述梁柱4工作方向水平的滑动轨道，所述基座501滑动连接于所述梁柱4表面的滑动轨道内，可沿所述基座501表面的滑动轨道进行往复移动，在切割作业过程中可通过对所述基座501的位置移动，进而带动与所述基座501固定连接所述旋转垫板502的移动，进而带动所述切割臂的整体移动，以此来完成对柔性件的不同位置进行切割的需求。
30.在进一步的实施例中，所述锁定机构2包括固定板201、伸缩杆202和压板203三个部分；所述固定板201与所述托板8固定连接，并置于所述托板8的一侧边处，用于对所述锁
定机构2的位置进行限定，同时也为所述锁定机构2的整体提供承载的支撑力；所述伸缩杆202一端与所述固定板201固定连接，用于对所述锁定机构2各个组件之间的距离进行调整，进而都所述锁定机构2的整体高度进行调整；所述压板203置于所述伸缩杆202的另一端，并于所述伸缩杆202固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行压紧固定。所述伸缩杆202展开，进而带动所述压板203向远离所述固定板201的方向移动，进而拉开所述压板203与所述固定板201之间距离，进行柔性件的放置。所述伸缩杆202收缩，进而带动所述压板203向靠近所述固定板201的方向移动，进而减小所述压板203与所述固定板201之间的距离，进行对柔性件的按压固定。考虑到所述压板203用于对柔性件进行按压固定，柔性本身较薄，易受损，且在激光切割作业过程中，受到激光喷射的影响，柔性件本身会产生震荡，如所述压板203按压过紧会易导致柔性件受到激光冲击时发生撕裂损伤的情况，所述压板203靠近的工作面固定连接有一端与所述压板203连接的缓冲弹簧204，可在受到激光冲击时缓冲所受到的冲击力，所述缓冲弹簧204的另一端固定连接有硅胶板205，在切割作业过程中，所述硅胶板205直接与柔性件进行接触，在对柔性件进行保护的同时也为激光切割过程中所受到的冲击提供二次缓冲的机会。
31.进一步优选的实施方式中，所述切割臂包括转接柱503和激光切割管504两个部分；所述转接柱503与所述旋转垫板502固定连接，可根据所述旋转垫板502的转动而转动，进而带动所述切割臂的整体转动，进而对所述切割臂的切割方向等进行调整；以完成不同形状的切割需求；所述激光切割管504与所述转接柱503固定连接，用于对所要进行切割的柔性件进行激光切割。
32.进一步优选的实施方式中，所述冷却机构6包括延长杆602、箱体601和盖板三个部分；所述延长杆602与所述转接柱503固定连接，并置于所述转接柱503的一侧边处，用于对所述冷却机构6的整体位置高度进行调整；所述箱体601与所述延长杆602固定连接，并置于所述转接柱503的一侧边处，且所述箱体601设有具有预定收容性的凹形腔室；所述盖板一端与所述箱体601的一侧壁轴接固定，另一端与所述箱体601的另一侧壁磁吸固定，具有沿所述箱体601一侧壁竖直方向进行转动的灵活度，进而使得所述箱体601的凹形腔室可自由切换封闭与开放的状态。考虑到在激光切割作业的不断运行下，所述凹形腔室内储存的固态干冰会不断的消耗，需要进行更换，而所述盖板与所述箱体601的磁吸固定需要一定的拉力来拉开，为了便于对所述盖板进行转动，所述盖板表面设有握柄604，在需要对固态干冰进行更换时，可通过所述握柄604将所述盖板与所述箱体601磁吸固定处拉开，使得所述凹形腔室处于开放度状态，进而完成对固定干冰进行更换的需求。
33.进一步优选的实施方式中，所述延长杆602与所述转接柱503滑动连接固定，具有沿所述转接柱503工作方向水平方向进行上下移动的灵活度，进而能够带动所述冷却机构6的整体上下移动，进而调整所述冷却机构6与柔性件之间的距离；且所述箱体601与所述盖板均为金属材质制成，具有预定的传热性，可将激光切割后的切口所产生的热量进行传导；所述箱体601的凹形腔室内存放有固态干冰，用于对导热过程中的箱体601壁面进行降温冷却，使得所述箱体601表面能够始终保持低温状态。
34.进一步优选的实施方式中，所述承载台1工作面的表面设有滑动轨道，所述支柱3滑动连接于所述承载台1表面的滑动轨道内，可沿所述承载台1表面的滑动轨道进行移动；多个所述支柱3为对称式固定连接与所述承载台1工作面表面的滑动轨道内；进而使得所述
支柱3沿所述承载台1表面的滑动轨道进行移动时能够带动所述梁柱4一起移动，进而带动与所述梁柱4固定连接切割机构5移动。
35.在上述柔性件用激光切割机器人的基础之上，本发明提出一种柔性件用激光切割机器人的切割方法，具体步骤如下：首先，人工把所要进行切割的柔性件放置于所述托板8上，所述伸缩杆202展开，所述压板203向远离所述固定板201的方向移动，使得所述压板203与所述固定板201之间的距离拉开，将柔性件放置于所述压板203与所述固定板201所产生的距离缝隙空间内；而后所述伸缩板收缩，所述压板203向靠近所述固定板201的方向移动，使得所述压板203与所述固定板201之间的距离减小，完成对柔性件的固定工作。
36.接着，所述升降杆7向上升起，将托所述托板8抬高，进而带动所述柔性件升起，进而调整所述切割管与柔性件之间的距离；在调整完所述切割管与柔性件之间的距离后，所述延长杆602沿所述转接柱503工作方向的水平方向进行下降调整，进而带动所述冷却机构6的整体调整，在调整至所述箱体601靠近所述托板8的壁面表面与柔性件相接触时停止下降移动，完成所述冷却机构6与柔性件之间的距离调整。
37.随后，所述切割臂开始激光喷射切割工作，并沿所述梁柱4表面的滑动轨道进行移动，并带动所述冷却机构6整体进行移动；所述箱体601表面与柔性件接触后会将柔性件切口处因切割所产生的热量进行传导，所述箱体601内的固态干冰会对所述箱体601本身进行持续降温，以保证所述箱体601壁面始终保持低温状态；最后，当柔性件完成切割后，所述升降杆7下降，进而带动所述托板8的整体下降，当下降至初始位置时，所述伸缩杆202展开，所述压板203向远离所述固定板201的方向移动，使得所述压板203与所述固定板201之间的距离拉开，人工把切割完成的柔性件从所述压板203与所述固定板201之间的距离缝隙间取出，完成对柔性件的取件作业。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。