一種內(nèi)部可通激光束的類scara機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)部可通激光束的類SCARA機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
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[0002]SCARA是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機(jī)器人。如今SCARA機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。它的主要職能是搬取零件和裝配工作。它的第一個(gè)軸和第二個(gè)軸具有轉(zhuǎn)動(dòng)特性，第三和第四個(gè)軸可以根據(jù)工作的需要的不同，制造成相應(yīng)多種不同的形態(tài)，并且一個(gè)具有轉(zhuǎn)動(dòng)、另一個(gè)具有線性移動(dòng)的特性。由于其具有特定的形狀，決定了其工作范圍類似于一個(gè)扇形區(qū)域。
[0003]激光是20世紀(jì)以來(lái)，繼原子能、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明，激光加工時(shí)激光應(yīng)用最有發(fā)展前景的領(lǐng)域，特別是激光切割、激光焊接和激光表面處理等近年來(lái)更是發(fā)展迅速，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在激光切割、焊接和表面處理等應(yīng)用領(lǐng)域，通常的解決方案是利用光纖或者導(dǎo)光結(jié)構(gòu)將激光束由激光器傳導(dǎo)至激光頭，激光頭在加工設(shè)備如數(shù)控機(jī)床或者工業(yè)機(jī)器人的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)切割、焊接或者表面處理。應(yīng)用此種解決方案，加工設(shè)備與導(dǎo)光系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中不允許發(fā)生碰撞干涉和線路牽扯，整體系統(tǒng)復(fù)雜，加工設(shè)備和導(dǎo)光系統(tǒng)需要進(jìn)行合理的布局，且這個(gè)系統(tǒng)成本很高。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種內(nèi)部可通激光束的類SCARA機(jī)器
[0004]人，在此機(jī)器人末端的激光頭安裝座上配合安裝相應(yīng)功能的激光頭，即可實(shí)現(xiàn)激光切割、焊接和熱處理等功能。本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，運(yùn)動(dòng)精度高，且中空的結(jié)構(gòu)內(nèi)可通激光束，可大大降低系統(tǒng)成本，適用于激光切割、焊接和表面處理等應(yīng)用。
[0005]公布號(hào)CN103753602 A的專利“一種低負(fù)載工業(yè)機(jī)器人中空小臂和腕部結(jié)構(gòu)”公布了一種中空機(jī)器人結(jié)構(gòu)，但此專利實(shí)現(xiàn)了小臂和腕部的中空結(jié)構(gòu)，方便了外部設(shè)備走線，但不能用于傳輸激光。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，運(yùn)動(dòng)精度高，且中空的結(jié)構(gòu)內(nèi)可通激光束，可用于激光切割、焊接和熱處理等應(yīng)用的技術(shù)方案:
[0007]—種內(nèi)部可通激光束的類SCARA機(jī)器人，主要包括底座電機(jī)組件、關(guān)節(jié)電機(jī)組件、上下升降組件，第一反射鏡組件、第二反射鏡組件、第三反射鏡組件、第四反射鏡組件，第一導(dǎo)光管組件、第二導(dǎo)光管組件，第一走線和第二走線，底座電機(jī)組件和關(guān)節(jié)電機(jī)組件采用高精度中空直驅(qū)電機(jī)，與反射鏡組件直接連接固定。
[0008]作為優(yōu)選，上下升降組件包括升降基座、滑塊、直線導(dǎo)軌、激光頭安裝座、電動(dòng)缸體、電動(dòng)缸推桿和推桿保護(hù)罩，電動(dòng)缸推桿連接激光頭安裝座，直線導(dǎo)軌外側(cè)設(shè)置升降基座，內(nèi)側(cè)設(shè)置滑塊，電動(dòng)缸推桿可帶動(dòng)激光頭安裝座上下運(yùn)動(dòng)，激光頭安裝座設(shè)置在光路兩側(cè)。
[0009]作為優(yōu)選，第一反射鏡組件、第二反射鏡組件、第三反射鏡組件
[0010]結(jié)構(gòu)完全相同，還包括反射鏡座、反射鏡座蓋、機(jī)械彈簧、反射鏡片、調(diào)節(jié)螺絲和定位球，反射鏡片和螺旋彈簧間以及所述螺旋彈簧和反射鏡座蓋間涂有適量導(dǎo)熱硅脂，通過(guò)松緊兩個(gè)調(diào)節(jié)螺絲手動(dòng)調(diào)節(jié)反射鏡片的角度，反射鏡片以定位球?yàn)橹c(diǎn)擺動(dòng)一定角度，角度為15度至25度。
[0011]作為優(yōu)選，還包括第四反射鏡組件，第四反射鏡組件與第一反射鏡組件結(jié)構(gòu)類似，包括有孔反射鏡座、有孔反射鏡座蓋、機(jī)械彈簧、反射鏡片、調(diào)節(jié)螺絲和定位球，有孔反射鏡座和有孔反射鏡座蓋上對(duì)應(yīng)處開(kāi)有通孔，電動(dòng)缸推桿在通孔內(nèi)上下活動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0012]作為優(yōu)選，第一導(dǎo)光管組件為中空管結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)光管組件包括管轉(zhuǎn)接座和導(dǎo)光管，第一導(dǎo)光管組件采用輕質(zhì)的鋁合金材質(zhì)，第一導(dǎo)光管組件長(zhǎng)度大于第二導(dǎo)光管組件的長(zhǎng)度，第一導(dǎo)光管組件長(zhǎng)度為30cm-50cm，第二導(dǎo)光管組件的長(zhǎng)度為20cm-30cm。
[0013]作為優(yōu)選，導(dǎo)光管設(shè)置在光路兩側(cè)，導(dǎo)光管包括一個(gè)入射端面、一個(gè)出射端面以及位于入射端面與出射端面之間的側(cè)壁，導(dǎo)光管的入射端面和出射端面為一曲面，橫截面為橢圓形，且入射端面和出射端面的光學(xué)特性相匹配。
[0014]作為優(yōu)選，反射鏡組件的調(diào)整方法包括以下步驟:
[0015]A、第一反射鏡組件，通過(guò)調(diào)節(jié)兩顆調(diào)節(jié)螺絲，使得經(jīng)過(guò)反射鏡片射出的光束與第一導(dǎo)光管組件同軸；
[0016]B、第二反射鏡組件，通過(guò)調(diào)節(jié)兩顆調(diào)節(jié)螺絲，使得經(jīng)過(guò)反射鏡片射出的光束與關(guān)節(jié)電機(jī)組件同軸；
[0017]C、第三反射鏡組件，通過(guò)調(diào)節(jié)兩顆調(diào)節(jié)螺絲，使得經(jīng)過(guò)反射鏡片射出的光束與第二導(dǎo)光管組件同軸；
[0018]D、第四反射鏡組件，通過(guò)調(diào)節(jié)兩顆調(diào)節(jié)螺絲，使得經(jīng)過(guò)反射鏡片射出的光束與上下升降組件同軸。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020](1)本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，底座電機(jī)組件和關(guān)節(jié)電機(jī)組件采用高精度中空直驅(qū)電機(jī)，與反射鏡組件直接連接固定，不需要中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)精度高，且中空的結(jié)構(gòu)內(nèi)可通激光束。
[0021](2)本發(fā)明中潔凈的壓縮氣體通過(guò)中空的底座電機(jī)組件進(jìn)入，沿著光路直達(dá)激光頭安裝座，通過(guò)這種內(nèi)增壓的方式可保證整個(gè)光路潔凈。
[0022](3)本發(fā)明中末端的激光頭安裝座上配合安裝相應(yīng)功能的激光頭，即可實(shí)現(xiàn)激光切割、焊接和熱處理等功能。
[0023](4)本發(fā)明的導(dǎo)光管組件為中空管結(jié)構(gòu)，采用輕質(zhì)的鋁合金材質(zhì)，強(qiáng)度高、阻燃。
【附圖說(shuō)明】
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[0024]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖2為本發(fā)明光路圖；
[0026]圖3為本發(fā)明反射鏡組件側(cè)視圖；
[0027]圖4為本發(fā)明反射鏡組件剖視圖；
[0028]圖5為本發(fā)明鏡片角度調(diào)整原理圖；
[0029]圖6為本發(fā)明上下升降組件和第四反射鏡組件剖視圖；
[0030]圖7為本發(fā)明第一導(dǎo)光管組件剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0031]為使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0032]如圖1、圖2、圖7所示，一種內(nèi)部可通激光束的類SCARA機(jī)器人，主要包括底座電機(jī)組件1、關(guān)節(jié)電機(jī)組件5、上下升降組件9，第一反射鏡組件2、第二反射鏡組件4、第三反射鏡組件6、第四反射鏡組件8，第一導(dǎo)光管組件3、第二導(dǎo)光管組件7，第一走線11和第二走線12，底座電機(jī)組件I和關(guān)節(jié)電機(jī)組件5采用高精度中空直驅(qū)電機(jī)，與反射鏡組件直接連接固定，第一導(dǎo)光管組件3為中空管結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)光管組件3包括管轉(zhuǎn)接座301和導(dǎo)光管302，第一導(dǎo)光管組件3采用輕質(zhì)的鋁合金材質(zhì)，第一導(dǎo)光管組件3長(zhǎng)度大于第二導(dǎo)光管組件7的長(zhǎng)度，第一導(dǎo)光管組件3長(zhǎng)度為30cm-50cm，第二導(dǎo)光管組件7的長(zhǎng)度為20cm-30cm，導(dǎo)光管302設(shè)置在光路兩側(cè)，導(dǎo)光管302包括一個(gè)入射端面、一個(gè)出射端面以及位于入射端面與出射端面之間的側(cè)壁，導(dǎo)光管302的入射端面和出射端面為一曲面，橫截面為橢圓形，且入射端面和出射端面的光學(xué)特性相匹配，不同長(zhǎng)度的第一導(dǎo)光管組件3和第二導(dǎo)光管組件7組合，再與反射組件和電機(jī)組件組合裝配，即可制作一系列不同加工范圍的機(jī)器人。
[0033]通過(guò)底座電機(jī)組件I的法蘭，可將本發(fā)明安裝固定在工作臺(tái)上，激光束由工作臺(tái)上的過(guò)孔進(jìn)入底座電機(jī)組件I的通孔中，光路10沿著導(dǎo)光管