本發(fā)明涉及切割機(jī)器人，具體為一種可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人是一種高度自動化的工業(yè)機(jī)器人，它具備自我調(diào)整的能力以適應(yīng)不同厚度的鋼板材料，并進(jìn)行精確的切割作業(yè)，能夠自動識別材料的厚度變化，實(shí)時調(diào)整切割參數(shù)如速度、壓力和功率，確保切割過程的精確性和效率，廣泛應(yīng)用于造船、建筑、汽車制造和重型機(jī)械等行業(yè)，可編程自適應(yīng)厚度鋼板切割機(jī)器人通過其靈活性和可靠性，顯著提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量；

2、激光切割鋼板是一種高效的金屬加工技術(shù)，它通過高功率激光束快速加熱材料至汽化，形成連續(xù)的孔洞并沿預(yù)定路徑移動光束以形成狹窄切縫，實(shí)現(xiàn)高精度的自動切割，輔以適當(dāng)?shù)妮o助氣體，該過程不僅切縫寬度小、熱影響區(qū)域有限，還能保持材料的原始特性；

3、在激光切割不同厚度鋼板的過程中，若無法實(shí)時探測鋼板的具體厚度，將難以精確調(diào)節(jié)所需的激光功率和切割速度，導(dǎo)致無法保證切割深度的一致性和精確性，因此，針對上述問題提出一種可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人及其控制方法，以解決在激光切割不同厚度鋼板的過程中，若無法實(shí)時探測鋼板的具體厚度，將難以精確調(diào)節(jié)所需的激光功率和切割速度，導(dǎo)致無法保證切割深度的一致性和精確性的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人及其控制方法，包括工作臺和集成控制器，所述工作臺頂端固定連接有集成控制器，所述工作臺頂端固定連接有機(jī)械臂，所述機(jī)械臂一側(cè)固定連接有驅(qū)動組件，所述工作臺頂端固定連接有夾固組件，所述驅(qū)動組件內(nèi)側(cè)安裝有支臂組件，所述支臂組件底端固定連接有側(cè)厚組件，所述夾固組件內(nèi)側(cè)與鋼板本體的外側(cè)貼合，所述驅(qū)動組件包括內(nèi)孔殼，所述內(nèi)孔殼內(nèi)側(cè)開設(shè)有活動道，所述內(nèi)孔殼頂端固定連接有第一伺服電機(jī)，所述第一伺服電機(jī)主軸末端固定連接有雙螺紋桿，所述內(nèi)孔殼內(nèi)側(cè)固定連接有滑柱桿，所述支臂組件包括帶孔臂，所述帶孔臂一側(cè)固定連接有操作盤，所述操作盤下端開設(shè)有環(huán)形道，所述操作盤開設(shè)的環(huán)形道內(nèi)側(cè)固定連接有齒圈，所述操作盤開設(shè)的環(huán)形道內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動連接有限位圓環(huán)，所述操作盤底端固定連接有激光切割頭，所述限位圓環(huán)內(nèi)側(cè)開設(shè)有后通槽，所述限位圓環(huán)開設(shè)的后通槽內(nèi)側(cè)固定連接有第二伺服電機(jī)，所述第二伺服電機(jī)主軸末端固定連接有齒輪，所述側(cè)厚組件包括檢測機(jī)殼，所述檢測機(jī)殼內(nèi)側(cè)開設(shè)有空間凹槽，所述檢測機(jī)殼開設(shè)的空間凹槽的前端內(nèi)側(cè)固定連接有電阻絲，所述檢測機(jī)殼開設(shè)的空間凹槽上端固定連接有直形彈簧，所述檢測機(jī)殼開設(shè)的空間凹槽上端固定連接有軟電線，所述直形彈簧底端固定連接有雙柱滑桿，所述雙柱滑桿前端固定連接有電接頭，所述雙柱滑桿下端的內(nèi)側(cè)與鋼球的外側(cè)貼合。

4、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述集成控制器與機(jī)械臂電性連接，所述集成控制器與第一伺服電機(jī)電性連接，所述集成控制器的負(fù)極通過軟電線和電接頭電性連接，所述集成控制器的正極與電阻絲電性連接。

5、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述內(nèi)孔殼的前端與機(jī)械臂的后端固定連接，所述活動道貫穿內(nèi)孔殼的后端，所述雙螺紋桿上端和下端通過軸承轉(zhuǎn)動連接在內(nèi)孔殼開設(shè)的活動道內(nèi)側(cè)，所述雙螺紋桿外側(cè)與帶孔臂左端的內(nèi)側(cè)螺旋連接，所述滑柱桿的外側(cè)與帶孔臂右端的內(nèi)側(cè)滑動連接，所述帶孔臂前端處于內(nèi)孔殼開設(shè)的活動道內(nèi)側(cè)。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述夾固組件包括外框架，所述外框架內(nèi)側(cè)固定連接有電動伸縮桿，所述電動伸縮桿一側(cè)固定連接有折板，所述折板一側(cè)固定連接有橡膠塊，所述折板上端的內(nèi)側(cè)開設(shè)有貫穿螺紋孔，所述折板開設(shè)的貫穿螺紋孔內(nèi)側(cè)螺旋連接有螺紋轉(zhuǎn)桿，所述螺紋轉(zhuǎn)桿下端的外側(cè)通過軸承轉(zhuǎn)動連接有加壓板，所述加壓板頂端固定連接有伸縮桿。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述外框架底端與工作臺頂端固定連接，所述電動伸縮桿的數(shù)量四個，所述外框架內(nèi)側(cè)開設(shè)有四個安裝孔，所述電動伸縮桿一端的內(nèi)側(cè)開設(shè)有凹槽，所述鋼板本體下端與橡膠塊內(nèi)側(cè)貼合，所述鋼板本體頂端與加壓板底端貼合，所述伸縮桿頂端與折板的上端一側(cè)固定連接，所述外框架上端的內(nèi)側(cè)為空心。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述帶孔臂的數(shù)量兩個，所述帶孔臂前端的內(nèi)側(cè)開設(shè)有螺紋孔和直孔，所述帶孔臂的形狀為矩形體，所述操作盤的形狀為圓柱體，所述環(huán)形道貫穿操作盤的下部，所述環(huán)形道右視剖開形狀為t字形。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述限位圓環(huán)的形狀為兩段圓柱體，所述限位圓環(huán)后通槽貫穿限位圓環(huán)的上端，所述齒輪外側(cè)與齒圈外側(cè)嚙合，所述齒輪處于限位圓環(huán)的內(nèi)部，所述齒輪后端凸出限位圓環(huán)的后端，所述限位圓環(huán)底端與檢測機(jī)殼的頂端固定連接。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述檢測機(jī)殼下端的內(nèi)側(cè)開設(shè)有圓柱形通孔，所述空間凹槽的開設(shè)形狀為兩端矩形體，所述軟電線底端與雙柱滑桿頂端固定連接，所述軟電線處于直形彈簧的內(nèi)部。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化的內(nèi)容，其中：所述雙柱滑桿的形狀為兩段圓柱體，所述雙柱滑桿滑動連接在檢測機(jī)殼開設(shè)的空間凹槽內(nèi)側(cè)，所述電接頭處于空間凹槽的前端，所述電接頭前端與電阻絲的后端貼合，所述雙柱滑桿下端的內(nèi)側(cè)開設(shè)有球槽，所述鋼球的形狀為球體，所述鋼球外側(cè)與鋼板本體一側(cè)貼合。

12、一種可編程自適應(yīng)厚度的鋼板切割機(jī)器人的控制方法，

13、s1：實(shí)現(xiàn)實(shí)時對鋼板本體的厚度進(jìn)行檢測，確保對鋼板本體切割的深度得到保障時，把鋼板本體固定在夾固組件的內(nèi)部，通過機(jī)械臂將兩個帶孔臂分別處于鋼板本體的上端和下端，啟動第一伺服電機(jī)帶動雙螺紋桿轉(zhuǎn)動，雙螺紋桿轉(zhuǎn)動連接在內(nèi)孔殼的內(nèi)側(cè)，雙螺紋桿外側(cè)設(shè)置兩端螺紋，雙螺紋桿轉(zhuǎn)動帶動外側(cè)螺旋連接的兩個帶孔臂移動在活動道的內(nèi)部，根據(jù)雙螺紋桿的螺紋形狀，在帶孔臂移動時同時靠近或者同時遠(yuǎn)離，帶孔臂內(nèi)側(cè)與滑柱桿的外側(cè)滑動連接，帶孔臂移動帶動操作盤移動，操作盤移動通過環(huán)形道帶動內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動連接的限位圓環(huán)移動，限位圓環(huán)移動帶動側(cè)厚組件整體移動，當(dāng)兩個鋼球外側(cè)與鋼板本體的上端和下端同時貼合后，此時鋼球帶動外側(cè)貼合的雙柱滑桿向檢測機(jī)殼開設(shè)的空間凹槽內(nèi)側(cè)移動，雙柱滑桿移動對直形彈簧進(jìn)行擠壓，雙柱滑桿移動帶動軟電線發(fā)生折彎，軟電線屬于軟線，雙柱滑桿移動帶動一側(cè)固定連接的電接頭移動，集成控制器、軟電線、電接頭和電阻絲形成一條回路，電阻絲的上端通過電線與集成控制器的正極連接，集成控制器內(nèi)部的電壓恒定，當(dāng)電接頭向上移動時，此時集成控制器、軟電線、電接頭和電阻絲之間的電阻逐漸變小，電流逐漸變大，通過集成控制器檢測此回路的電流變化，從而判定電接頭和雙柱滑桿向上移動的距離，雙柱滑桿和電接頭的移動距離與此回路的電流成正比，雙柱滑桿的移動距離越長，此時此回路的電流越大，當(dāng)激光切割頭移動到鋼板本體一端后，此時對第一伺服電機(jī)停止，兩個操作盤的中心處于同一垂直線，同時兩個鋼球的球心處于同一垂直面，通過計(jì)算兩個雙柱滑桿的移動距離，從而測定鋼板本體此面積的厚度，在通過集成控制器控制激光切割頭和機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)對鋼板本體的精確切割；

14、s2：實(shí)現(xiàn)對側(cè)厚組件的檢測位置進(jìn)行小范圍快速調(diào)整時，啟動第二伺服電機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪外側(cè)與齒圈之間嚙合，齒圈環(huán)形固定在操作盤開設(shè)的環(huán)形道內(nèi)部，在齒圈和齒輪嚙合的作用下，此時第二伺服電機(jī)帶動限位圓環(huán)發(fā)生轉(zhuǎn)動，限位圓環(huán)轉(zhuǎn)動連接在操作盤開設(shè)的環(huán)形道內(nèi)側(cè)，限位圓環(huán)轉(zhuǎn)動帶動下端固定的側(cè)厚組件整體發(fā)生轉(zhuǎn)動，此時鋼球外側(cè)滾動在鋼板本體的上端或者下端，同上遠(yuǎn)離對下端的側(cè)厚組件在進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使兩個鋼球的圓心處于同一垂直線，從而把兩個側(cè)厚組件移動到鋼板本體待切割的區(qū)域，對鋼板本體的厚度進(jìn)行提前檢測；

15、s3：實(shí)現(xiàn)對不同尺寸的鋼板本體進(jìn)行固定時，把鋼板本體防止在外框架的內(nèi)部，首先啟動前端和后端的電動伸縮桿，兩個電動伸縮桿分別帶動折板移動，通過當(dāng)折板和橡膠塊的內(nèi)部移動到鋼板本體前端的外側(cè)或后端的外側(cè)后，螺紋轉(zhuǎn)桿螺旋連接在折板開設(shè)的貫穿螺紋孔內(nèi)側(cè)，螺紋轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動時向下移動，螺紋轉(zhuǎn)桿帶動下端轉(zhuǎn)動連接的加壓板向下移動，加壓板下端固定有橡膠片，橡膠塊和加壓板在對鋼板本體固定時，加壓板移動帶動伸縮桿發(fā)生伸展，伸縮桿起到對加壓板移動方向進(jìn)行限位的作用，在加壓板和橡膠塊的配合作用下，實(shí)現(xiàn)對鋼板本體的前端和后端進(jìn)行固定，在通過上述原理，對鋼板本體的左端和右端進(jìn)行固定，通過四個電動伸縮桿的移動距離，來確定鋼板本體處于外框架內(nèi)部的位置。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、1、本發(fā)明中，?通過設(shè)置的機(jī)械臂、支臂組件和側(cè)厚組件，裝置利用電阻和電流的關(guān)系來確定電接頭和雙柱滑桿向上移動的距離，這種方法提供了一種非接觸式的精確測量手段，避免了物理測量可能引入的誤差，通過精確的厚度檢測和自動化的切割深度調(diào)整，減少了因切割過深或不足導(dǎo)致的材料浪費(fèi)，確保切割深度的一致性和精確性；

18、2、本發(fā)明中，通過設(shè)置的第二伺服電機(jī)、齒圈和齒輪，裝置實(shí)現(xiàn)了對檢測位置側(cè)厚組件的小范圍快速調(diào)整，這種調(diào)整機(jī)制使得檢測和切割過程更加靈活，能夠快速響應(yīng)不同位置的切割需求；

19、3、本發(fā)明中，通過設(shè)置的電動伸縮桿、橡膠塊、螺紋轉(zhuǎn)桿和伸縮桿，實(shí)現(xiàn)了對不同尺寸鋼板本體的穩(wěn)固固定，加壓板下端的橡膠片設(shè)計(jì)在固定過程中保護(hù)了鋼板表面，避免了損傷，同時可以確定鋼板本體在外框架內(nèi)部的精確位置，這種位置確定機(jī)制為精確切割提供了便利，確保了切割的準(zhǔn)確性。