[發(fā)明專利]一種線切割系統(tǒng)以及曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810019817.1
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108000635A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁烽;柴華;張立名
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué);上海一造建筑智能工程有限公司
• 主分類號: B27B19/02
• 分類號: B27B19/02;B27B29/02;B27G3/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種線切割系統(tǒng)，其特征在于，包括連接部、機身、第一鋸輪、第二鋸輪、電機和鋸條，所述連接部用于與動力系統(tǒng)或支架連接，所述機身上部和下部分別設(shè)置有一上部箱體和一下部箱體，所述上部箱體內(nèi)設(shè)置有所述第一鋸輪，所述下部箱體內(nèi)設(shè)置有所述第二鋸輪和所述電機，所述電機與所述第二鋸輪動力連接，所述鋸條設(shè)置于所述第一鋸輪和所述第二鋸輪之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線切割系統(tǒng)，其特征在于，還包括鋸輪升降傾斜裝置，所述鋸輪升降傾斜裝置包括高度調(diào)節(jié)手柄、高度調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)支撐架、高度調(diào)節(jié)架、高度調(diào)節(jié)塊、輪軸和傾斜調(diào)節(jié)手柄，所述高度調(diào)節(jié)手柄設(shè)置于所述上部箱體頂部，所述調(diào)節(jié)支撐架設(shè)置于所述上部箱體內(nèi)部，所述高度調(diào)節(jié)架活動設(shè)置于所述調(diào)節(jié)支撐架內(nèi)部，所述高度調(diào)節(jié)塊固定設(shè)置于所述高度調(diào)節(jié)架內(nèi)部，所述高度調(diào)節(jié)螺桿一端連接所述高度調(diào)節(jié)手柄，另一端深入所述上部箱體內(nèi)并穿過所述調(diào)節(jié)支撐架后與所述高度調(diào)節(jié)架螺紋連接，所述高度調(diào)節(jié)塊中部設(shè)置有一與所述輪軸相匹配的螺紋孔，所述輪軸一端與所述傾斜調(diào)節(jié)手柄固定連接，所述輪軸貫穿所述高度調(diào)節(jié)塊中的所述螺紋孔，另一端與所述第一鋸輪的中心相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線切割系統(tǒng)，其特征在于，還包括開關(guān)，所述開關(guān)與所述電機電連接；可選的，還包括鋸輪刷，所述鋸輪刷設(shè)置于所述第二鋸輪外部，用于清理所述鋸條上的木屑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線切割系統(tǒng)，其特征在于，還包括鋸卡裝置，所述鋸卡裝置包括兩側(cè)滑輪和后部滑輪，所述兩側(cè)滑輪設(shè)置于所述上部箱體和所述下部箱體上，并位于所述鋸條兩側(cè)，所述后部滑輪設(shè)置于所述兩側(cè)滑輪一側(cè)且位于所述上部箱體和所述下部箱體內(nèi)部。

5.一種包括權(quán)利要求1-4任一項所述的線切割系統(tǒng)的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備，其特征在于，包括支架、機器人系統(tǒng)、材料固定系統(tǒng)、材料定位系統(tǒng)和線切割系統(tǒng)；

所述支架用于支撐所述機器人系統(tǒng)，所述機器人系統(tǒng)固定于所述支架上；所述線切割系統(tǒng)設(shè)置于所述機器人系統(tǒng)上；

所述材料定位系統(tǒng)設(shè)置于所述線切割系統(tǒng)上，用于測量需加工的木材的實際位置，所述材料固定系統(tǒng)用于固定需要加工的木材。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備，其特征在于，所述機器人系統(tǒng)包括機器臂和機器人外部軸，所述機器臂設(shè)置于所述機器人外部軸的底部，所述機器人外部軸的頂部與所述支架相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備，其特征在于，所述材料固定系統(tǒng)包括支撐架和鎖緊結(jié)構(gòu)，所述鎖緊結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述支撐架上部，用于鎖緊需要加工的木材。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備，其特征在于，所述鎖緊結(jié)構(gòu)為木工夾。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備，其特征在于，還包括后處理系統(tǒng)，所述后處理系統(tǒng)用于對加工后的木材進行打磨和涂刷。

10.一種使用權(quán)利要求5-9所述的曲線木構(gòu)件機器人切割設(shè)備的方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟一：在計算機平臺上建立目標(biāo)曲線構(gòu)件模型，然后利用遺傳算法尋找能夠包裹目標(biāo)構(gòu)件的最小體量的直線或二維曲線木構(gòu)件，以便利用現(xiàn)有曲線木材膠合技術(shù)進行生產(chǎn)；

步驟二：構(gòu)件生產(chǎn)完成后，通過支撐架和木工夾將構(gòu)件固定在機器人系統(tǒng)和線切割系統(tǒng)的加工范圍以內(nèi)；

步驟三：構(gòu)件固定后，利用材料定位裝置測量構(gòu)件的實際位置，測量采用多點定位法，即在構(gòu)件上均勻的取一系列測量點，測量點的坐標(biāo)；測量完成后將測量點坐標(biāo)輸入計算機，利用遺傳算法從這一系列測量點擬合出原始構(gòu)件的實際位置；

步驟四：加工開始前測定線切割系統(tǒng)的坐標(biāo)，傳輸給計算機，用于控制程序生成；在計算機上，根據(jù)之前構(gòu)件位置生成機器臂控制程序，傳輸給機器臂進行建造；

步驟五：建造過程開始前首先利用鋸輪升降傾斜裝置將第一鋸輪和第二鋸輪之間的距離調(diào)小，然后安裝鋸條，調(diào)整第一鋸輪和第二鋸輪之間的間距，使鋸條繃緊；啟動機器臂程序，使機器臂運行到初始位置；打開開關(guān)，將機器臂調(diào)至自動運行狀態(tài)，運行切割程序，切割程序運行結(jié)束后；

步驟六：將切割完成的構(gòu)件移至后處理系統(tǒng)，對切割完成后的構(gòu)件進行拋光打磨，完成加工。