[发明专利]一种三维激光切割智能机器人及其使用方法

权利要求书

1.一种三维激光切割智能机器人，所述的三维激光切割智能机器人包括电气底座（1），所述的电气底座（1）内设有电气组件，其特征在于，所述的电气底座（1）上设有承载装置（2）和至少一个夹持装置（3），所述的承载装置（2）包括位于所述的电气底座（1）上表面的第一基座（2-1），所述的第一基座（2-1）上设有第二基座（2-2），所述的第二基座（2-2）上设有转动盘（2-3），所述的转动盘（2-3）上设有阶梯竖杆（2-4），所述的阶梯竖杆（2-4）上固定设有支撑座（2-5），所述的支撑座（2-5）上设有滚动杆，所述的支撑座（2-5）的下部设有定位板（2-6），所述的支撑座（2-5）上固定有切割装置（4），所述的切割装置（4）包括切割转动载板（4-1），所述的切割转动载板（4-1）的上部为弧形过渡，所述的切割转动载板（4-1）的上部设有条形通槽，所述的条形通槽的侧面为光滑的滑面，所述的滚动杆的滚动头穿设于所述的条形通槽内并与所述的滑面配合从而驱动所述的切割转动载板（4-1）转动，所述的切割转动载板（4-1）上固定设有连接板（4-2），所述的连接板（4-2）上设有横向滑移板（4-3），所述的横向滑移板（4-3）上设有纵向滑移板（4-4），所述的纵向滑移板（4-4）的上部和下部分别设有夹圈（4-5），所述的夹圈（4-5）内设有激光切割装置（4-6）。

2.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的夹持装置（3）包括基座（3-1），所述的基座（3-1）上设有定夹块（3-2）和动夹块（3-3），所述的基座（3-1）的中部设有U型凹槽，所述的凹槽内部设有驱动丝杠（3-4），所述的驱动丝杠（3-4）的端部设有驱动电机（3-5），所述的驱动丝杠（3-4）用于驱动所述的动夹块（3-3）靠近和远离所述的定夹块（3-2）运动，所述的定夹块（3-2）和所述的的动夹块（3-3）的上部都设有梯形台，所述的定夹块（3-2）的梯形台的竖面为近似弧形，所述的定夹块（3-2）的梯形台的两个侧面转动设有调节夹块（3-6），所述的的动夹块（3-3）的的梯形台的竖面为V型夹口。

3.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的电气底座（1）的侧面左半部设有电源开关（1-1），所述的电源开关（1-1）的上方设有控制所述的转动盘（2-3）旋转的旋转按钮（1-2），所述的旋转按钮（1-2）的一侧设有所述的转动盘（2-3）转动角度显示盘，所述的电气底座（1）的侧面右半部分别设有所述的滚动杆（2-6）的控制开关（1-3）、所述的横向滑移板（4-3）的控制开关（1-4）、所述的纵向滑移板（4-4）的控制开关（1-5），所述的滚动杆（2-6），所述的三个控制开关的上部设有操纵面板（1-6），所述的操纵面板（1-6）包括显示屏和操纵按钮，所述的操纵按钮用于操纵所述的横向滑移板（4-3）、所述的纵向滑移板（4-4）按照内设函数程序同步运动或分别运动，所述的显示屏用于显示所述的激光切割装置（4-6）的激光束的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的横向滑移板（4-3）和所述的纵向滑移板（4-4）上均设有电磁吸附装置，所述的连接板（4-2）、横向滑移板（4-3）、纵向滑移板（4-4）通过电磁吸附装置连接。

5.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的切割转动载板（4-1）设有微调装置和角度传感装置。

6.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的电气底座（1）的侧边设有冷却排风口（1-6）。

7.根据权利要求1所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的激光切割装置（4-6）为CO2激光切割器，聚焦透镜为焦距为195 mm的ZnSe透镜，聚焦后最小的光斑直径为0.2mm。

8.根据权利要求3所述的一种三维激光切割智能机器人，其特征在于，所述的激光切割装置（4-6）下方可更换的螺旋设有喷嘴，所述的喷嘴为双层超音速喷嘴，材质为黄铜。

9.一种基于权利要求1-8任意一项所述的三维激光切割智能机器人的使用方法，其特征在于，该三维激光切割智能机器人的使用步骤如下：

1）检查整个机构，核实各个部件是否正常，

2）根据所要切割的工件的实际情况，理论计算出工件表面上的轨迹曲线的曲率半径，将所要切割的工件夹紧于夹持装置上，

3）打开电源开关，通过操控各个控制开关和操纵按钮、旋转按钮，调节转动盘、切割转动载板、横向滑移板、纵向滑移板移到合适的位置，将激光切割装置位移到合适的位置，

4）打开光闸，执行预穿孔作业工序，在预穿孔时，保证脉冲激光光束不移动，穿孔位置为切割轨迹起点0.2-2cm附件的位置上，预热5-10sec，保证在预穿孔位置周围形成热影响层，

5）执行切割作业工序，通过实时操控各个控制开关和操纵按钮、旋转按钮，调节转动盘、切割转动载板、横向滑移板、纵向滑移板的实时位置，保证激光切割的切割轨迹，其中，采用圆弧形式的引入线，引上引下线的长度为距离工件表面最高处的60mm，先切孔后切边，先切小孔，后切大孔，切割轨迹偏置0.1mm，碰撞处切割头相对切割处的工件表面的空间曲线的法线偏移不超过2°，

6）当切割轮廓基本成型后，测量切割面的粗糙度，保证切割面的粗糙度不大于5μm、切缝宽度不大于0.4mm，其中，对于不符合要求的区域，调节激光功率、切割速度、气体压力、脉冲频率，重复进行细致切割，以保证切割面的粗糙度达到要求，

7）切割完毕后，关闭各个开关和按钮、旋钮，将整个机构部件复位，松开夹持装置，拿下被切割的工件。