CN111572254A - 一种基于互联网大数据的一体化雕刻机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种基于互联网大数据的一体化雕刻机，用于解决转移、托举以及雕刻物体的技术问题。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于互联网大数据的一体化雕刻机,包括：获取大数据信息的互联网计算机；实现被雕刻物体转移的转移系统；支撑并带动被雕刻物体在雕刻过程中转动的托举系统；对被雕刻物体进行雕刻的雕刻系统；以及与互联网计算机通信的控制系统；所述转移系统、托举系统、雕刻系统均与控制系统电连接。发明内容有益效果：本发明技术方案能够利用大数据调取雕刻数据，并能够实现对被雕刻物体转移、托举转动以及雕刻的一体化操作。

Description

一种基于互联网大数据的一体化雕刻机

技术领域

本发明涉及雕刻机技术领域，具体地说是一种基于互联网大数据的一体化雕刻机。

背景技术

大型雕刻物体作为一种工业产品，由于形象直观，多作为展示场合使用。现有技术中，为了实现对雕刻物件的高效生产，已有多种雕刻机问世以代替传统的单纯手工制作。但是，这些雕刻机，多数还需要配合熟练的操作工人才能顺利完成作业，智能化程度还不高。伴随互联大数据的快速发展，直接调取数据库中的雕刻信息，为提高雕刻机智能化程度提供了现实可行的道路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于互联网大数据的一体化雕刻机，用于解决转移、托举以及雕刻物体的技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种基于互联网大数据的一体化雕刻机,包括：

获取大数据信息的互联网计算机；

实现被雕刻物体转移的转移系统；

支撑并带动被雕刻物体在雕刻过程中转动的托举系统；

对被雕刻物体进行雕刻的雕刻系统；

以及与互联网计算机通信的控制系统；

所述转移系统、托举系统、雕刻系统均与控制系统电连接。

优选的，所述转移系统包括龙门吊、转移电杆、卷扬机和卡持机构，转移电杆纵向安装在龙门吊的上端，卷扬机安装在转移电杆的纵向移动动力输出端上，卡持机构连接在卷扬机的升降移动动力输出端上。

优选的，所述卡持机构包括卡持固定腔、卡持驱动油缸、卡持移动环体和卡持架；

所述卡持固定腔周向上设有卡持调节槽，卡持移动环体分别通过旋转连接件，可转动的安装在卡持固定腔上，并与卡持调节槽处对应设置；卡持驱动油缸横向安装在卡持移动环体上，卡持架安装在卡持驱动油缸前端；

所述卡持移动环体设有多个，所述卡持固定腔竖向间隔设有多个卡持调节槽，卡持移动环体分别与卡持调节槽对应。

优选的，所述卡持调节槽的上端设有卡持调节齿圈，卡持移动环体上安装有卡持找位电机，卡持找位电机的旋转动力输出端通过卡持找位齿轮与所述卡持调节齿圈捏合驱动；

所述卡持找位电机上安装有编码器，编码器的旋转输入端通过编码齿轮与所述卡持找位齿轮啮合。

优选的，所述卡持架的前端设有卡持检测光电开关；所述卡持架的上端设有压力检测腔，压力检测腔内设有压力传感器，压力传感器的上端设有压力检测弹簧，压力检测弹簧的上端高于卡持架的上端。

优选的，所述卡持移动环体的竖向上设有卡持调节滑槽，所述卡持驱动油缸通过卡持调节滑块可上下移动的横向安装在卡持调节滑槽内，卡持移动环体的外端竖向上设有卡持调节油缸，卡持调节油缸的竖向移动动力输出端与卡持驱动油缸的外端连接。

优选的，所述托举系统包括用于支撑被雕刻物体的底托机构，以及安装在底托机构上对被雕刻物体下端夹持固定的下夹持机构；

底托机构包括底架、底托旋转电机、底托板、底托油缸和底托腔，底架的上端设有旋转腔体，底托板设置在旋转腔体中，底托板的一侧与旋转腔体铰接；所述底托油缸竖向安装在底架上，底托油缸位于底托板和旋转腔体铰接点的相对侧下方；底托腔通过底托轴承可转动的设置在底托板的上端，底托旋转电机的旋转动力输出端通过软连接轴与底托腔的旋转动力输入端连接。

优选的，所述下夹持机构包括下夹持驱动板、下夹持驱动油缸和下夹持板，下夹持驱动板设有多个，分别横向设置在底托腔的周向上，下夹持驱动板上设有夹持驱动滑槽；下夹持驱动油缸安装在下夹持驱动板上，并沿夹持驱动滑槽的延伸方向布置；下夹持板安装在下夹持驱动油缸的动力输出端上，下夹持板的外端面设有夹持压力传感器；底托腔的周向上设有允许下夹持板通过的通孔。

优选的，所述托举系统还包括侧托支撑机构，侧托支撑机构位于雕刻系统的相对侧；

所述侧托支撑机构包括侧托支撑电机和侧托支撑架，侧托支撑电机安装在底架上的侧托调节板上，侧托支撑架的下端与侧托支撑电机的旋转动力输出端连接；

所述侧托支撑架的上端设有侧托弧形架，侧托弧形架的内侧通过侧托支撑弹簧连接有侧托支撑滚轮；

所述侧托弧形架上设有测量与被雕刻物体距离的侧托检测开关。

所述雕刻系统包括雕刻六轴机械手、雕刻刀、雕刻支撑架、雕刻升降调节电杆、雕刻摆动架、雕刻摆动电机和雕刻距离检测开关，所述雕刻支撑架竖向设置在底架的一侧，与所述的侧托支撑架相对设置；雕刻升降调节电杆竖向设置在雕刻支撑架上，雕刻摆动电机安装在雕刻升降调节电杆的升降移动动力输出端上；所述雕刻摆动架的摆动动力输入端与雕刻摆动电机的旋转动力输出端连接，雕刻六轴机械手安装在雕刻摆动架上；

所述雕刻六轴机械手上安装有雕刻距离检测开关。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明技术方案能够利用大数据调取雕刻数据，并能够实现对被雕刻物体转移、托举转动以及雕刻的一体化操作。

2、物体转移系统能够实现对被雕刻物体的夹持转移，转移方向可灵活调节。

3、转移系统对被雕刻物体卡持过程中，各卡持找位电机分别驱动上下布置的卡持移动环体沿卡持固定腔转过不同角度，以实现各自对应的卡持架分别插接在上下错位的被雕刻物体卡持孔内；以避免被雕刻物体在某一横向面或竖向面上受力过于集中，而发生损坏的危险情况。

4、转移系统中编码器分别用于检测各卡持移动环体转过均匀间隔角度，卡持检测光电开关用于检测卡持架是否对准卡持孔；在编码器检测卡持移动环体转过最佳角度后，若卡持检测光电开关检测卡持架没有对准被雕刻物体的卡持孔，可通过卡持找位电机进行转动微调，以找准最近卡持孔。

5、为了方便卡持架进出被雕刻物体的卡持孔，卡持架的直径小于卡持孔的直径；当卡持架进入卡持孔内后，卡持调节油缸带动卡持驱动油缸上移，当压力传感器检测到压力达到一定值后，证明卡持架的上端和卡持孔卡紧固定。

6、当被雕刻物体较矮时，底托板为水平状态，这时可通过下夹持机构对被雕刻物体的底端夹持固定即可。当被雕刻物体较高时，仅依靠下端的下夹持机构不足以保证物体放置的牢固性，这种情况下，底托板的一端在底托油缸作用下略微翘起，被雕刻物体呈倾斜(3-5°)状态；然后侧托机构对被雕刻物体的倾斜侧进行支撑，配合下夹持机构即可保证物体安置的牢固性。

7、根据被侧托物体的高度，通过侧托调节机构可以调节侧托支撑机构对物体的侧托位置(在雕刻系统对物体雕刻过程中，也可根据雕刻着力点，调整侧托位置)。侧托支撑架上端的侧托支撑滚轮配合侧托支撑弹簧以及侧托检测开关，可以适应被雕刻物体表面的凹凸结构。

8、雕刻系统利用雕刻升降调节电杆、雕刻摆动架、雕刻摆动电机，通过调节雕刻六轴机械手的方位，进而可以调节雕刻刀相对被雕刻物体的方位。

9、雕刻六轴机械手上的雕刻距离检测开关，可用于检测与被雕刻物体表面的距离；以便于雕刻六轴机械手结合控制系统发送数据调整姿态。

附图说明

图1为本发明实施例的侧视示意图；

图2为图1中A处局部放大示意图；

图3为图1中B处局部放大示意图；

图4为图1中C处局部放大示意图；

图5为图1中D处局部放大示意图；

图6为本发明实施例中卡持机构处的俯视示意图；

图7为本发明实施例中卡持机构处的侧剖示意图；

图8为图7中E处局部放大示意图；

图9为本发明实施例中底托机构与下夹持机构配合关系俯视示意图；

图10为本发明实施例中底托机构与下夹持机构配合关系侧剖示意图；

图11为本发明实施例中侧托机构上端部俯视示意图；

图12为本发明实施例中被雕刻物体5的侧视示意图；

图中：101、龙门吊；102、转移电杆；103、卷扬机；104、卡持固定腔；105、卡持移动环体；106、卡持找位电机；107、编码器；108、卡持调节油缸；109、卡持驱动油缸；110、卡持架；111、卡持调节槽；112、卡持调节齿圈；113、旋转连接件；114、卡持找位齿轮；115、编码齿轮；116、卡持调节滑槽；117、卡持调节滑块；118、压力传感器；119、压力检测弹簧；120、卡持孔；121、卡持检测光电开关；201、底架；202、底托旋转电机；203、底托腔；204、底托板；205、底托油缸；206、旋转腔体；207、底托轴承；208、软连接轴；209、下夹持驱动板；210、下夹持驱动油缸；211、下夹持板；301、侧托调节板；302、侧托调节油缸；303、侧托调节滑块；304、侧托支撑电机；305、侧托支撑架；306、侧托支撑滚轮；307、侧托支撑弹簧；308、侧托弧形架；309、侧托检测开关；401、雕刻支撑架；402、雕刻升降调节电杆；403、雕刻摆动架；404、雕刻摆动电机；405、雕刻六轴机械手；406、雕刻刀；407、雕刻距离检测开关；5、被雕刻物体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至12所示，一种基于互联网大数据的一体化雕刻机,包括互联网计算机,控制系统,与控制系统电连接的转移系统、托举系统和雕刻系统。互联网计算机(上位机)用于获取互联网云端数据库信息并传输至控制系统，转移系统用于将被雕刻的物体转移至托举系统，物体雕刻过程中托举系统用于支撑并带动物体的移动，雕刻系统用于执行对物体的雕刻。

所述转移系统包括龙门吊101、转移电杆102、卷扬机103和卡持机构，转移电杆102纵向安装在龙门吊101的上端，卷扬机103安装在转移电杆102的纵向移动动力输出端上，卡持机构连接在卷扬机103的升降移动动力输出端上。所述卡持机构包括卡持固定腔104，多个卡持移动环体105，卡持找位电机106，编码器107、卡持调节油缸108，卡持驱动油缸109和卡持架110。所述卡持固定腔104上下间隔设有多个沿周向设置的卡持调节槽111，卡持调节槽111的上端分别设有卡持调节齿圈112。所述卡持移动环体105分别通过旋转连接件113(如轴向止推轴承)，可转动的安装在卡持固定腔104上，并与卡持调节槽111处对应设置。所述卡持找位电机106通过支座固定安装在卡持移动环体105上，卡持找位电机106的旋转动力输出端通过卡持找位齿轮114与所述卡持调节齿圈112捏合驱动。所述编码器107安装在卡持找位电机106上，编码器107的旋转输入端通过编码齿轮115与所述卡持找位齿轮114啮合；用于记录卡持移动环体105转过的角度。所述卡持移动环体105的竖向上设有卡持调节滑槽116，所述卡持驱动油缸109通过卡持调节滑块117可上下移动的横向安装在卡持调节滑槽116内，所述卡持调节油缸108竖向安装在卡持移动环体105的外端，卡持调节油缸108的竖向移动动力输出端与卡持驱动油缸109的外端连接。所述卡持架110安装在卡持驱动油缸109的内侧动力输出端上，卡持架110的外端设有卡持检测光电开关121；卡持架110的上端面设有压力检测腔，压力检测腔内设有压力传感器118，压力传感器118的上端设有压力检测弹簧119，压力检测弹簧119的上端高于卡持架110的上端。被卡持的物体上端部上下间隔设有预先设置的卡持孔120，卡持孔120沿被雕刻物体5的周向设有多个；所述卡持架110与卡持腔对应设置。在转移系统对被雕刻物体5卡持过程中，各卡持找位电机106分别驱动上下布置的卡持移动环体105沿卡持固定腔104转过不同角度，以实现各自对应的卡持架110分别插接在上下错位的被雕刻物体5卡持孔120内；以避免被雕刻物体5在某一横向面或竖向面上受力过于集中，而发生损坏的危险情况。所述编码器107分别用于检测各卡持移动环体105转过均匀间隔角度，卡持检测光电开关121用于检测卡持架110是否对准卡持孔120(在编码器107检测卡持移动环体105转过最佳角度后，若检测没有对准，可通过卡持找位电机106进行转动微调，以找准最近卡持孔120)。为了方便卡持架110进出卡持孔120，卡持架110的直径小于卡持孔120的直径；当卡持架110进入卡持孔120内后，所述卡持调节油缸108带动卡持驱动油缸109上移，当压力传感器118检测到压力达到一定值后，证明卡持架110的上端和卡持孔120卡持紧固。

所述托举系统包括底托机构、下夹持机构和侧托机构，底托机构用于从底部支撑托举被雕刻物体5，下夹持机构用于夹持被雕刻物体5的下端，侧托机构用于从雕刻系统的相对侧辅助托举被雕刻物体5(物体竖向高度较高的情况)。所述底托机构包括底架201、底托旋转电机202(步进电机)、底托腔203、底托板204和底托油缸205(内设位移传感器的油缸)。底架201的上端设有旋转腔体206，底托板204设置在旋转腔体206中，底托板204的一侧与旋转腔体206铰接；所述底托油缸205竖向安装在底架201上，底托油缸205位于底托板204和旋转腔体206铰接点的相对侧。底托腔203通过底托轴承207可转动的设置在底托板204的上端，底托旋转电机202安装在底架201下端，底托旋转电机202的旋转动力输出端通过软连接轴208(如万向轴承)与底托腔203的旋转动力输入端连接(底托板204上设有允许底托旋转电机202的旋转动力输出端通过的空腔)。所述下夹持机构包括下夹持驱动板209、下夹持驱动油缸210和下夹持板211，下夹持驱动板209设有多个分别横向设置在底托腔203的周向上；下夹持驱动板209上设有夹持驱动滑槽。下夹持驱动油缸210安装在下夹持驱动板209上，并沿夹持驱动滑槽的延伸方向分布；下夹持板211安装在下夹持驱动油缸210的动力输出端上，下夹持板211的外端面设有夹持压力传感器118；底托腔203的周向上设有允许下夹持板211通过的通孔。所述侧托机构包括侧托调节机构和侧托支撑机构，侧托调节机构用于调节侧托支撑机构对被雕刻物体5的侧托位置。侧托调节机构安装在所述底架201上，包括侧托调节板301、侧托调节油缸302(内设位移传感器油缸)以及侧托调节滑块303。侧托调节板301横向与底架201连接，侧托调节板301上设有侧托调节滑槽；侧托调节滑块303可内外移动的安装在侧托调节滑槽上。所述侧托调节油缸302安装在侧托调节板301的外端，侧托调节油缸302的动力输出端与所述侧托调节滑块303连接。所述侧托支撑机构包括侧托支撑电机304，侧托支撑架305，侧托支撑滚轮306和侧托支撑弹簧307。侧托支撑电机304安装在侧托调节滑块303上，侧托支撑架305的下端与侧托支撑电机304的旋转动力输出端连接。侧托支撑架305的上端设有侧托弧形架308，侧托支撑滚轮306的支撑座通过侧托支撑弹簧307与侧托弧形架308连接。所述侧托支撑滚轮306与被雕刻物体5的外周面对应设置，侧托弧形架308上设有测量与被雕刻物体5距离的侧托检测开关309(如超声波距离传感器)。

托举系统的工作原理为：当被雕刻物体5较矮时(如圆台状)，底托板204为水平状态，这时可通过下夹持机构对被雕刻物体5的底端夹持固定即可。当被雕刻物体5较高时(如圆柱状)，仅依靠下端的下夹持机构不足以保证物体放置的牢固性。这种情况下，底托板204的一端在底托油缸205作用下略微翘起，被雕刻物体5呈倾斜(3-5°)状态；然后侧托机构对被雕刻物体5的倾斜侧进行支撑，配合下夹持机构即可保证物体安置的牢固性。根据被侧托物体的高度，通过侧托调节机构可以调节侧托支撑机构对物体的侧托位置(在雕刻系统对物体雕刻过程中，也可根据雕刻着力点，调整侧托位置)。侧托支撑架305上端的侧托支撑滚轮306配合侧托支撑弹簧307以及侧托检测开关309，可以适应被雕刻物体5表面的凹凸结构。

雕刻系统包括雕刻支撑架401、雕刻升降调节电杆402、雕刻摆动架403、雕刻摆动电机404、雕刻六轴机械手405、雕刻刀406和雕刻距离检测开关407。所述雕刻支撑架401竖向设置在底架201的一侧，与所述的侧托支撑架305相对设置。雕刻升降调节电杆402竖向设置在雕刻支撑架401上，雕刻摆动电机404安装在雕刻升降调节电杆402的升降移动动力输出端上。所述雕刻摆动架403的摆动动力输出端与雕刻摆动电机404的旋转动力输出端连接，雕刻六轴机械手405(其动力电机均采用绝对值电机)安装在雕刻摆动架403上。所述雕刻刀406通过刀架安装在雕刻六轴机械手405的动力输出端上，雕刻距离检测开关407也安装在刀架上，用于检测与被雕刻物体5表面的距离。在雕刻过程中，雕刻摆动架403通过雕刻六轴机械手405使雕刻刀406贴近被雕刻物体5进行雕刻；雕刻六轴机械手405、雕刻升降调节电杆402根据控制系统调取的数据执行相应动作。

所述控制系统包括控制器(PLC)、操控板以及控制箱，控制器分别与相应的各控制功能部件电连接，同时与互联网计算机进行数据交换。

一种基于互联网大数据的一体化雕刻的工作方法，包括以下步骤：

S1转移系统将被雕刻物体移动至托举系统上：

S2托举系统对被雕刻物体进行固定；

S3控制系统通过互联网计算机调取数据库信息；

S4雕刻系统根据数据信息对被雕刻物体执行雕刻，同时托举系统根据数据信息对被雕刻物体进行驱动以配合雕刻系统的雕刻作业。

优选的，在上述步骤S1中，转移系统通过卡持机构对被雕刻物体的上端部进行卡持固定，

龙门吊101上的转移电杆102实现对被雕刻物体的纵向移动，转移电杆102动力输出端上的卷扬机103实现对雕刻物体的升降移动。

优选的，卡持机构的卡持固定腔104上安装的卡持驱动油缸109驱动卡持架110对被雕刻物体进行卡持。

优选的，卡持找位电机106分别驱动上下设置的卡持移动环体105相对卡持固定腔104的转动角度，进而使卡持架110分别插接在上下错位的被雕刻物体5的卡持孔120内。

优选的，分别通过编码器107检测卡持移动环体105相对卡持固定腔104转过的角度。

优选的，通过卡持架110前端的卡持检测光电开关121，检测卡持架110是否与被雕刻物体5的卡持孔120对齐。

优选的，当卡持架110插入被雕刻物体5的卡持孔120内后，通过卡持固定腔104上的卡持调节油缸108向上提升卡持架110，并通过卡持架110上端的压力传感器118检测是否与卡持孔120贴紧。

优选的，在上述步骤S2中，托举系统的底架201上通过底托腔203对被雕刻物体5的下端进行卡持，并通过底托旋转电机202对底托腔203进行旋转驱动。

优选的，通过下夹持驱动油缸210带动下夹持板对底托腔203内被雕刻物体5的下端进行夹持固定。

优选的，在底架201上端的旋转腔体206内设置底托板204，底托腔203可转动的设置在底托板204上；通过地托板204下方一侧的底托油缸205驱动底托板204向雕刻系统的相对侧倾斜。

优选的，在上述步骤S2中，托举系统通过侧托支撑架305对被雕刻物体5相对雕刻系统的一侧进行侧托支撑。

优选的，侧托支撑架305的支撑端通过侧托支撑弹簧307外端的侧托支撑滚轮306与被雕刻物体5进行接触。

优选的，侧托支撑架305通过侧托检测开关309检测与被雕刻物体5的距离。

优选的，托举系统在侧托支撑架305的下端设置侧托支撑电机304，以驱动侧托支撑架305的摆动角度。

优选的，托举系统设置侧托调节油缸302，以驱动侧托支撑架305相对被雕刻物体5的横向距离。

优选的，在上述步骤S4中，雕刻系统的雕刻刀406通过雕刻六轴机械手405对被雕刻物体5进行雕刻。

优选的，雕刻六轴机械手405上通过雕刻距离检测开关407，检测雕刻刀406前端与被雕刻物体5的距离。

优选的，雕刻系统通过雕刻摆动电机404带动雕刻摆动架403，实现雕刻六轴机械手405与被雕刻物体5之间横向方位调整。

优选的，雕刻系统通过雕刻摆动电机404通过雕刻升降调节电杆402，带动雕刻六轴机械手405升降位置调整。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。