[发明专利]一种新型水流切割装置

权利要求书

1.一种新型水流切割装置，其特征在于：包括托盘（1）、输送带（2）、摄像头（3）、第一机械手（4）、第二机械手（5）、单片机（6）、计算机、成品台；进料端通过输送带（2）与成品台连接；第一机械手（4）上安装有淋洗装置；第二机械手（5）上安装有液氮喷射器（502）、水流喷射器（501）；托盘（1）、输送带（2）、摄像头（3）、第一机械手（4）、第二机械手（5）、水流喷射器（501）、液氮喷射器（502）、淋洗装置均与单片机（6）连接，计算机通过串口通信接口与单片机（6）连接；第一机械手（4）自动将待切割物放置于进料端一侧的输送带（2）上，摄像头（3）实时监测运作流程，将信息实时传输至单片机（6），单片机（6）控制传输送带将待切割物传送至托盘（1）旁，随后又控制第一机械手（4）将待切割物夹取至托盘（1）上，单片机（6）控制第二机械手（5）操控水流喷射器（501）进行多路径切割，单片机（6）同时控制液氮喷射器（502）喷射出液氮使空气中的温度降低，则喷射出的水流变成冰晶进行切割，同时控制淋洗装置开始冲洗切割物，控制第一机械手（4）在切割过程中夹取、移动切割物；切割工作结束，单片机（6）控制第一机械手（4）将托盘（1）上的成品夹取至输送带（2）上，摄像头（3）检测切割工作完成情况，切割未完毕单片机（6）控制输送带（2）将其输送至下一水流喷射器（501）旁继续进行加工，直至切割完毕，单片机（6）控制输送带（2）将成品传送至成品台；

第一机械手（4）、第二机械手（5）采用三个模块化的可控正反转电机，使第一机械手（4）、第二机械手（5）具有六个自由度，实现模拟手臂功能；其主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成，手部根据实际需求安装不同用途的装置，运动机构使手部完成各种转动、摆动、移动或复合运动来实现规定的动作，控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作；第一机械手（4）用于夹取物品、操控淋洗装置，手部为夹取装置和淋洗装置，切割前第一机械手（4）将待切割物夹取至进料端的输送带（2）上，待切割物传送至托盘（1）旁时将待切割物夹取至托盘（1）上，在切割过程中夹取、移动切割物并协助第二机械手（5）进行切割，并同时操控淋洗装置对切割物进行冲洗，并在切割结束后将托盘（1）上的成品夹取转移至托盘（1）旁的输送带（2）上；第二机械手（5）用于操控水流喷射器（501）的切割路径，手部为水流喷射器（501）和液氮喷射器（502）；

水流喷射器（501）、液氮喷射器（502）一同安装于第二机械手（5）上；水流喷射器（501）内部安装有高压水枪和可控电机；高压水枪由加压泵、高压管组成，水射流从加压泵开始，通过高压管从水流喷射器（501）射出来，形成可以加工物品的水刀，对待切割物进行切割；可控电机控制水刀切割的路径；液氮喷射器（502）由受单片机（6）控制的特制的喷射器和特制的容器构成；特制的喷射器的不同之处体现在喷射器的材质由可承受液氮流动的液氮运输罐材料制成，且喷射器阀门通过与单片机（6）相连，实现单片机（6）对喷射器的控制；特制的容器为常用的液氮静态贮存罐；切割工作开始，单片机（6）控制喷射器阀门打开喷出液氮，使空气中的温度降低，水流喷射器（501）喷出的水流遇冷凝结为冰晶，对待切割物进行切割；

淋洗装置安装于第一机械手（4）上，切割工作开始，单片机（6）控制淋洗装置对切割物进行冲洗，将切割物碎屑冲洗干净；

一条输送带（2）旁安装多台水流喷射器（501），输送带（2）的内部结构为正转直流电动机；通过接收来自单片机（6）的信息，做出正转动作；进料时，待切割物转移至输送带（2）后，单片机（6）控制正转直流电机工作，使输送带（2）正转，将待切割物传送至第一个托盘（1）旁，第一个水流喷射器（501）切割结束且切割物由第一个托盘（1）转移至输送带（2）后，单片机（6）控制输送带（2）继续正转将切割物传送至下一个托盘（1）旁进行再次切割，直至切割工作完全结束，单片机（6）控制输送带（2）正转将成品传送至成品台；

计算机安装于后台控制中心；摄像头（3）不低于1个，摄像头（3）采用可进行360度旋转监测的高清摄像头，安装于整个切割装置侧边；摄像头（3）实时监测切割工作进程并将监测信息实时传输单片机（6），单片机（6）再将信号传递给计算机进行深度处理，计算机处理之后将控制信号发送给单片机（6），单片机（6）再控制该新型水流切割装置执行相应的工作；整个切割过程在摄像头（3）、计算机、单片机（6）的监测、数据处理、控制下自动进行各项工作流程，无需人工操作，实现切割过程的全自动智能化；

托盘（1）安装于水流喷射器（501）旁，采用电动旋转托盘；托盘（1）用于切割过程中承载待切割物品，对进行切割的物品进行固定，且通过与单片机（6）相连可使托盘（1）达到自动旋转的效果，在切割过程中与其他构件相互配合进行切割工作；单片机（6）设置有通信串口，通信串口和计算机连接，单片机（6）仅用于连接传感器和接收传感信号，摄像头(3)采集的图像数据信息经单片机（6）接收后传给计算机，计算机进行深度处理，对数据进行分析计算，这样提高了处理效率，计算完成后再将指令信息传给单片机（6），经由单片机（6）向各装置发出指令；

所述水流切割装置，其控制方法如以下步骤：

步骤1、摄像头监测到水流切割机处于未工作状态以及水流切割机数量并将信息实时传输至单片机，单片机控制第一机械手夹取相应数量的待切割物至进料端处的输送带上，随后又控制输送带正转将待切割物传送至托盘旁；

步骤2、摄像头监测到待切割物到达托盘旁并将信息传输至单片机再传输至计算机，计算机分析处理数据后将信息传输至单片机，单片机控制第一机械手将待切割物夹取至托盘上，又控制第二机械手开始操控水流喷射器进行切割工作，切割过程中单片机与计算机、摄像头进行信息交流，从而控制液氮喷射器喷出液氮，使喷出的水遇冷凝结为冰晶进行切割，同时控制淋洗装置对切割物进行冲洗，第二机械手操控淋洗装置的冲洗路径；切割过程中，摄像头实时监测切割工作进行情况，单片机根据所需形状控制第一机械手夹取、移动切割物与第二机械手所操控的水流喷射器以及自动旋转的托盘相配合，对切割物进行切割；

步骤3、第一台水流切割机切割结束后，单片机控制水流切割机停止运行，随后控制第一机械手将切割物夹取至输送带上，同时控制输送带正转，将切割物传送至下一台水流喷射器进行切割；

步骤4、摄像头监测到所有切割工作完全结束，并将信息传输至单片机，单片机控制第一机械手将成品从托盘上夹取至输送带上，又控制输送带正转将成品传送至成品台。