[發明專利]一種復合材料雙機器人協同超聲波切割設備及切割方法

有效

• 申請號: 201810909779.7
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109262746B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 張云電;嚴明;李成巖;吳建全;康凱
• 申請（專利權）人: 杭州輝昂科技有限公司
• 主分類號: B26F3/00
• 分類號: B26F3/00;B26D7/22;B26D5/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種基于復合材料雙機器人協同超聲波切割設備的切割方法，其特征在于，切割設備包括工作臺（1）、控制裝置（3）、設置在工作臺（1）一側的第一機器人（10）及設置在工作臺（1）另一側的第二機器人（6）；所述第一機器人（10）與第二機器人（6）位置相對應，所述第一機器人（10）上設有尖形刀超聲波粗切割裝置（9），所述第二機器人（6）上設有圓形刀超聲波精切割裝置（7），所述第一機器人（10）及第二機器人（6）分別與控制裝置（3）相連，并通過控制裝置（3）來實現第一機器人（10）及第二機器人（6）進行切割動作；所述工作臺（1）與控制裝置（3）之間對應位置處設有刀尖高度對刀儀（4），所述刀尖高度對刀儀（4）與控制裝置（3）相連；所述工作臺（1）與控制裝置（3）之間且靠近第一機器人（10）一側的位置處設有尖形刀方位檢測裝置（2），所述尖形刀方位檢測裝置（2）與控制裝置（3）相連；

切割方法包括如下步驟：

1）區域劃分：先將待加工工件（5）劃分成若干個切割區域；

2）粗切割加工：控制裝置（3）發出指令給第一機器人（10），由第一機器人（10）控制尖形刀（12）定位到第一切割區域，并在第一切割區域范圍內對工件（5）進行粗切割加工，直至第一切割區域內粗切割加工完成；

3）粗切割、精切割協同加工：控制裝置（3）發出指令給第一機器人（10），由第一機器人（10）控制尖形刀（12）定位到第二切割區域，進行粗切割加工，與此同時控制裝置（3）發出指令給第二機器人（6），由第二機器人（6）控制圓形刀（11）定位到第一切割區域，進行精切割加工；

4）步驟3）中粗切割加工完成后，控制裝置（3）發出指令給第一機器人（10），由第一機器人（10）控制尖形刀（12）定位到下一切割區域，進行粗切割加工；步驟3）中精切割加工完成后，控制裝置（3）發出指令給第二機器人（6），由第二機器人（6）控制圓形刀（11）定位到第二切割區域，進行精切割加工；

5）重復步驟3）、4），直至完成最后一個區域的全部超聲波精切割。

2.根據權利要求1所述的一種基于復合材料雙機器人協同超聲波切割設備的切割方法，其特征在于，所述尖形刀超聲波粗切割裝置（9）包括伺服電機（13）、同步帶（14）、上觸頭（15）、導電滑環（16）、超聲主軸（17）、下觸頭（18）、壓電換能器（21）、變幅桿（22）、套筒（19）及外殼（23）；所述外殼（23）上設有行程開關（20），所述同步帶（14）一端連接伺服電機（13）的輸出端，另一端連接超聲主軸（17），伺服電機（13）通過同步帶（14）帶動超聲主軸（17）旋轉；所述上觸頭（15）安裝于超聲主軸（17）內部，且與導電滑環（16）相連；所述下觸頭（18）安裝于壓電換能器（21）頂部，且與上觸頭（15）信號連接；所述變幅桿（22）頂部固定安裝于壓電換能器（21）底部，所述變幅桿（22）底部安裝有尖形刀（12），所述超聲主軸（17）與套筒（19）固定連接，套筒（19）與外殼（23）相配合；所述壓電換能器（21）設置在套筒（19）內，且通過超聲主軸（17）帶動套筒（19）、壓電換能器（21）、變幅桿（22）及尖形刀（12）同步轉動。

3.根據權利要求1所述的一種基于復合材料雙機器人協同超聲波切割設備的切割方法，其特征在于，所述圓形刀超聲波精切割裝置（7）包括伺服電機（13）、同步帶（14）、上觸頭（15）、導電滑環（16）、超聲主軸（17）、下觸頭（18）、壓電換能器（21）、變幅桿（22）、套筒（19）及外殼（23）；所述外殼（23）上設有行程開關（20），所述同步帶（14）一端連接伺服電機（13）的輸出端，另一端連接超聲主軸（17），伺服電機（13）通過同步帶（14）帶動超聲主軸（17）旋轉；所述上觸頭（15）安裝于超聲主軸（17 ）內部，且與導電滑環（16）相連；所述下觸頭（18）安裝于壓電換能器（21）頂部，且與上觸頭（15）信號連接；所述變幅桿（22）頂部固定安裝于壓電換能器（21）底部，所述變幅桿（22）底部安裝有圓形刀（11），所述超聲主軸（17）與套筒（19）固定連接，套筒（19）與外殼（23）相配合；所述壓電換能器（21）設置在套筒（19）內，且通過超聲主軸（17）帶動套筒（19）、壓電換能器（21）、變幅桿（22）及圓形刀（11）同步轉動。

4.根據權利要求1所述的一種基于復合材料雙機器人協同超聲波切割設備的切割方法，其特征在于，所述工作臺（1）端部上方位置設有熱釋電紅外傳感器（8）。