[发明专利]石材加工机械手

说明书

本发明公开的石材加工机械手包括底座、节臂和工具头，节臂包括依次活动连接的后臂、中臂和前臂；后臂以能转动方式设置在底座上，前臂上设置能取放石材加工工具的工具头。采用本发明的石材加工机械手，无需各种框架式立柱、横梁等，即可实现在X、Y、Z三轴上的移动加工石材，这样设备结构精简、占地小、现场布局灵活。而且可针对各造型的石材进行多样化、精细化加工。特别是，配备3D识别部能自动识别立体的待加工石材，并能定向跟踪待加工石材，可显著提高加工精度、加工效率。

技术领域

本发明涉及一种石材加工设备，特别是涉及一种石材智能化加工机械手。

背景技术

目前的石材加工设备多采用各种框架式立柱、横梁等，以实现在X、Y、Z三轴上的移动加工石材，这样设备结构庞大，而且针对目前个性化造型的石材加工，现有的设备无法进一步满足这种多样化、精细化的加工需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能提高加工效率的石材加工机械手。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

石材加工机械手，包括底座、节臂和工具头，节臂包括依次活动连接的后臂、中臂和前臂；后臂以能转动方式设置在底座上，前臂上设置能取放石材加工工具的工具头。

所述底座包括座架和座体，座架采用框架结构，座架的上面设置圆柱状的座体；座体的顶部竖向设置有后臂电机，后臂电机能驱动后臂相对座体旋转且绕后臂电机的电机轴的轴线旋转。

所述后臂从所述底座向上且向前倾斜延伸，所述后臂的下部呈U型，U型开口中间设置所述后臂电机；所述后臂的上部横向设置有中臂电机，中臂电机能驱动中臂相对后臂上下摆动且绕中臂电机的电机轴的轴线摆动。

所述中臂的一端部连接所述后臂，所述中臂的另一端部横向设置有前臂电机，前臂电机能驱动前臂相对中臂上下摆动且绕前臂电机的电机轴的轴线摆动。

所述前臂的一端部连接所述中臂，所述前臂的另一端部横向设置所述工具头；所述工具头包括进给补偿机构、工具支撑机构、工具驱动机构和工具装夹机构；进给补偿机构包括弹簧和弹簧架，弹簧设置在弹簧架上，弹簧的一自由端抵在工具支撑机构上且能使工具装夹机构上的工具压紧在石材上；工具支撑机构包括连接在一起的支撑横板和支撑竖板，支撑横板通过相适配的滑动结构滑动连接弹簧架，支撑竖板的一侧横向设置有工具驱动机构；工具驱动机构包括工具电机和工具主轴箱，工具电机的电机轴连接有工具主轴箱的主轴，工具主轴箱的主轴上设置所述工具装夹机构；工具装夹机构包括工具装夹法兰盘，工具主轴箱的主轴通过螺纹结构与工具装夹法兰盘连接在一起，工具装夹法兰盘上通过螺栓能装夹石材加工工具。

石材加工机械手还包括能控制机械手加工石材的控制部，控制部设置在座体上；控制部包括能识别待加工石材的3D识别部，能定向跟踪待加工石材的避障部，以及加工工艺计算部；

3D识别部包括图像采集单元、图像处理单元、图像比对单元、图像存储单元、图像判定单元；

图像采集单元将采集到的图像生成采集数据；

图像处理单元接收图像采集单元的采集数据，将采集数据进行轮廓、深度处理，并生成处理数据；

图像比对单元接收处理数据，并读取图像存储单元中的存储数据，将处理数据与图像存储单元中的存储数据进行比对，生成比对数据；

图像判定单元接收比对数据，并判定该采集数据中是否有待加工石材，以及该采集数据中的环境，并生成加工对象判定数据，以及避障数据，进而控制后臂电机、中臂电机、前臂电机和工具电机的动作，实现跟踪加工对象；

避障部包括传感器、避障判定单元，通过传感器采集数据，并生成避障采集数据；

避障判定单元接收避障采集数据及避障数据，生成避障判定数据，进而控制后臂电机、中臂电机、前臂电机和工具电机的动作，实现避障。