CN119016903A - 一种自动上下料型材激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割技术领域，且公开了一种自动上下料型材激光切割设备，包括主机体及设置在其上方的位点调节组件，位点调节组件由X轴、Y轴和Z轴调节部组成，Z轴调节部上安装有切割组件，切割组件的下方安装有防护组件，主机体的底部安装有集废组件，集废组件的前后侧设置有定位清理组件；当底罩触压在型材表面后，此时与连接管相连的抽风机启动，连续气流穿过过滤罩并经连接管排出，使得左右气管的气腔及与之相通的缓冲腔形成负压，致使左右活塞杆逐渐抽离缓冲腔，并压缩弹簧而向内侧聚合，实现对型材的稳定夹持，后由激光切割枪产生的激光束对型材进行切割，切割产生的金属碎屑无法逃脱底罩，随着高压气流的流经输送至料斗内集中存储。

Description

一种自动上下料型材激光切割设备

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，更具体地涉及一种自动上下料型材激光切割设备。

背景技术

激光切割机是一种利用高能激光束对材料进行切割的设备，随着现代工业的不断发展，激光切割技术已经成为一种不可或缺的加工手段，尤其在制造业、汽车工业和航空航天等领域发挥着重要作用。

激光切割机的工作原理是利用激光器产生的高能激光束，通过光学系统聚焦在需要切割的材料上，激光束具有极高的能量密度，能够在瞬间将材料加热至熔点甚至沸点，从而使材料局部熔化或气化，与此同时，辅助气体（如氮气、氧气或压缩空气）通过喷嘴与激光束同轴喷射到切割区域，吹走因高温而熔化或气化的材料，形成切口，此外配合多轴向的精确驱动，以实现对切割点的位置调节，以满足多维度异形材料的精密切割需求。

通过喷嘴向激光切割区域喷射辅助气体，虽然能够清理熔化或气化的材料（金属碎屑），但飞溅出的金属碎屑会对加工车间造成污染，这些细小的金属颗粒可能会附着在设备表面、堆积在工作区，甚至可能进入设备的移动部件中，从而影响设备的正常运转和加工精度；此外完成金属加工过程，即包括找正、切割及清理阶段，需要多模组间相互配合，导致生产运营成本高，设备结构复杂。

因此，本发明提出了一种自动上下料型材激光切割设备，优化设备结构，以实现对型材的自动找正、精密切割及集中除屑的一体化高效加工生产过程。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种自动上下料型材激光切割设备，以解决上述背景技术中存在的如何实现对型材进行自动找正、精密切割及集中除屑的一体化加工作业，以提高成品型材生产效率的问题。

本发明提供如下技术方案：一种自动上下料型材激光切割设备，包括主机体及设置在其上方的位点调节组件，位点调节组件由X轴、Y轴和Z轴调节部组成，所述Z轴调节部上安装有切割组件，切割组件的下方安装有防护组件，所述主机体的底部安装有集废组件，集废组件的前后侧设置有定位清理组件，所述主机体内横穿有位于位点调节组件和集废组件之间且沿X轴走向的输料组件；

所述切割组件包括液压杆、角度调节器及激光切割枪；所述防护组件包括顶罩和底罩，其中所述顶罩固定套接在激光切割枪的底座外围，且顶罩的底端固定连接底罩，所述底罩侧壁设置有用以气体流通的微孔，底罩的长度至少延伸至激光切割枪的枪头，且底罩下边缘为耐高温防刮层；

所述集废组件包括接料盘和料斗，所述接料盘固定安装在立柱内侧，接料盘的下方固定安装有料斗；

所述定位清理组件包括气管、活塞杆、弹簧、进气阀、排气阀、输气软管、刷板、T形架及电动夹，其中所述气管固定安装在支撑底梁上，所述气管内设置有气腔和缓冲腔，气腔和缓冲腔之间有带气孔的隔层，所述活塞杆的塞柄位于缓冲腔内，而活塞杆的塞杆依次穿过缓冲腔室和气腔而与刷板固定连接，位于缓冲腔的弹簧套在活塞杆的塞杆外围，所述气管的上下侧分别装配有与气腔连通的进气阀和输气软管，其中进气阀通过排气阀与顶罩相连通，而输气软管的底端延伸并接入料斗内，所述活塞杆上还固定安装有T形架，所述T形架的顶端两侧设置有对称分布的电动夹。

进一步的，所述集废组件还包括过滤罩及连接管，所述料斗底端的排料口设置有舱门，舱门的上下两侧分别固定装配有过滤罩和连接管，所述连接管与抽风机相连接。

进一步的，所述接料盘的底壁开设有位于刷板前后两侧的线形落料口。

进一步的，所述液压杆固定安装在Z轴调节部的滑块上，所述液压杆的伸缩端安装有角度调节器，所述角度调节器的底部安装有激光切割枪；其中角度调节器用以调节激光切割枪的抬头角度。

进一步的，所述输料组件包括输送架和传动辊，其中所述输送架穿过立柱内侧，且输送架安装在立柱上，输送架内设置有等距排布的传动辊，位于加工区的输送架侧壁开设有供电动夹进入的通口。

进一步的，所述主机体由竖直坐立在四角的立柱，固定连接在前后同侧立柱底端间的支撑底梁，固定安装在相邻立柱顶端间的支撑顶梁，以及固定连接在支撑顶梁上的限位环组成。

进一步的，所述位点调节组件中的Y轴调节部由轨道、滑块、容纳槽、齿链、导向环、齿轮、伺服电机及机架组成，其中所述轨道内滑动连接滑块，而轨道的外侧固定安装有容纳槽，所述齿链的一端固定连接在容纳槽末端，齿链沿着容纳槽内延展并回穿导向环，使得齿轮的上下缘与导向环内壁相啮合，所述齿轮与伺服电机的输出轴通过联轴器共轴设置，所述伺服电机的机座通过机架固定装配在X轴调节部的轨道上。

进一步的，所述Y轴调节部的轨道固定安装在支撑顶梁上，X轴调节部的轨道固定安装在Y轴调节部的滑块上，Z轴调节部的轨道固定安装在X轴调节部的滑块上，即X轴和Z轴调节部具有与Y轴调节部一致的组成结构，且运行原理相同，以调节切割组件在X或Z轴向上的位置，以将切割组件调度到预定的加工位置上。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过防护组件和集废组件及定位清理组件的配合设计，有利于当底罩触压在型材表面后，此时与连接管相连的抽风机启动，连续气流依次经由底罩侧壁的微孔、顶罩、排气阀、气管的气腔、输气软管及接料盘，后穿过过滤罩并经连接管排出，使得左右气管的气腔及与之相通的缓冲腔形成负压，致使左右活塞杆逐渐抽离缓冲腔，并压缩弹簧而向内侧聚合，活塞杆携带T形架及电动夹逐渐靠近型材，实现对型材的稳定夹持，后经角度调节器调整切割倾角，最终由激光切割枪产生的激光束对型材进行切割，光割产生的金属碎屑无法逃脱底罩，而随着高压气流的流经输送至料斗内得以集中存储，而活塞杆在上述伸缩运动中，将带动其端部连接的刷板往复移动，对在堆积在接料盘底壁的泄露碎屑进行推送，使其靠近落料口，降低泄露碎屑在接料盘内的堆积率，维持设备的高效可持续运行。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构及其局部剖面示意图。

图3为本发明的图2结构的进一步剖面示意图。

图4为本发明的图3中B处结构示意图。

图5为本发明的图3中A处结构示意图。

图6为本发明的位点调节组件和切割组件的连接结构示意图。

图7为本发明的集废组件和定位清理组件的连接结构示意图。

附图标记为：1、主机体；101、立柱；102、支撑底梁；103、支撑顶梁；104、限位环；2、位点调节组件；201、轨道；202、滑块；203、容纳槽；204、齿链；205、导向环；206、齿轮；207、伺服电机；208、机架；3、切割组件；301、液压杆；302、角度调节器；303、激光切割枪；4、防护组件；401、顶罩；402、底罩；5、集废组件；501、接料盘；502、料斗；503、过滤罩；504、连接管；6、定位清理组件；601、气管；602、活塞杆；603、弹簧；604、进气阀；605、排气阀；606、输气软管；607、刷板；608、T形架；609、电动夹；7、输料组件；701、输送架；702、传动辊。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种自动上下料型材激光切割设备并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。

参照图1-7，本发明提供了一种自动上下料型材激光切割设备，包括主机体1及设置在其上方的位点调节组件2，位点调节组件2由X轴、Y轴和Z轴调节部组成，X轴、Y轴和Z轴调节部分别负责左右、前后和上下方向的调整与移动，这些方向由右手直角坐标系定义，并且具有相互垂直的特性，每个轴的调节都配有相应的精密机械结构和伺服系统，Z轴调节部上安装有切割组件3，切割组件3的下方安装有防护组件4，主机体1的底部安装有集废组件5，集废组件5的前后侧设置有定位清理组件6，定位清理组件6和防护组件4及集废组件5之间可通入抽取金属碎屑的高压气流，主机体1内横穿有位于位点调节组件2和集废组件5之间且沿X轴走向的输料组件7，输料组件7用以输送型材，即将待处理型材转入或转出加工区，以便于对切割前后的型材进行上下料的转运作业。

本实施例中，需要具体说明的是主机体1由竖直坐立在四角的立柱101，固定连接在前后同侧立柱101底端间的支撑底梁102，固定安装在相邻立柱101顶端间的支撑顶梁103，以及固定连接在支撑顶梁103上的限位环104组成，其中立柱101、支撑底梁102及支撑顶梁103构建成主机体1的基础框架，其侧壁可安装有防护板以对内部装配结构进行隔离保护，并保障操控作业的安全性；

位点调节组件2中的Y轴调节部由轨道201、滑块202、容纳槽203、齿链204、导向环205、齿轮206、伺服电机207及机架208组成，其中轨道201内滑动连接滑块202，而轨道201的外侧固定安装有容纳槽203，齿链204的一端固定连接在容纳槽203末端，齿链204沿着容纳槽203内延展并回穿导向环205，使得齿轮206的上下缘与导向环205内壁相啮合，齿轮206与伺服电机207的输出轴通过联轴器共轴设置，伺服电机207的机座通过机架208固定装配在X轴调节部的轨道201上；

其中Y轴调节部的轨道201固定安装在支撑顶梁103上，X轴调节部的轨道201固定安装在Y轴调节部的滑块202上，Z轴调节部的轨道201固定安装在X轴调节部的滑块202上，即X轴和Z轴调节部具有与Y轴调节部一致的组成结构，且运行原理相同，以调节切割组件3在X或Z轴向上的位置，以将切割组件3调度到预定的加工位置上；

切割组件3包括液压杆301、角度调节器302及激光切割枪303，其中液压杆301固定安装在Z轴调节部的滑块202上，液压杆301的伸缩端安装有角度调节器302，角度调节器302的底部安装有激光切割枪303；其中角度调节器302用以调节激光切割枪303的抬头角度，提高对型材的切孔，断料，坡口，打标，划线等多种切割作业便捷性，为本领域技术人员的常规选择，本申请在此不做具体赘述；

输料组件7包括输送架701和传动辊702，其中输送架701穿过立柱101内侧，且输送架701安装在立柱101上，输送架701内设置有等距排布的若干个传动辊702，位于加工区的输送架701侧壁开设有供电动夹609进入的通口，使得电动夹609穿过输送架701侧壁的通口后，且型材两侧嵌入电动夹609的钳口内时，能够通过电动夹609启动并将型材咬紧，实现对型材的稳定夹持；而多根传动辊702之间通过传动装置进行传动，以实现对型材的转运，为本领域常规设计，本实施在此不做具体赘述。

参照图3-7，防护组件4包括顶罩401和底罩402，其中顶罩401固定套接在激光切割枪303的底座外围，且顶罩401的底端固定连接底罩402，底罩402侧壁设置有用以气体流通的微孔，底罩402的长度至少延伸至激光切割枪303的枪头，且底罩402底边缘设置为耐高温防刮层，具体为硅橡胶密封圈，确保底罩402能够贴合于型材表面移动，避免刮花型材，同时防止高温碎屑灼伤防刮层，确保在与连接管504相连的抽风机启动后，气流依次经由底罩402侧壁的微孔、顶罩401、排气阀605、气管601的气腔、输气软管606及接料盘501，以抽走激光切割枪303切割型材时生成的金属碎屑；

集废组件5包括接料盘501、料斗502、过滤罩503及连接管504，其中接料盘501固定安装在四根立柱101内侧，接料盘501的下方固定安装有料斗502，料斗502底端的排料口设置有舱门，舱门的上下两侧分别固定装配有过滤罩503和连接管504，连接管504与抽风机相连接；其中连接管504阻隔了气流携带的金属碎屑，实现气体和碎屑的分离，使得金属碎屑被拦截在料斗502内，得以集中收集；

定位清理组件6包括气管601、活塞杆602、弹簧603、进气阀604、排气阀605、输气软管606、刷板607、T形架608及电动夹609，其中气管601固定安装在支撑底梁102上，气管601内设置有气腔和缓冲腔，气腔和缓冲腔之间有带气孔的隔层，活塞杆602的塞柄位于缓冲腔内，而活塞杆602的塞杆依次穿过缓冲腔室和气腔而与刷板607固定连接，位于缓冲腔的弹簧603套在活塞杆602的塞杆外围，气管601的上下侧分别装配有与气腔连通的进气阀604和输气软管606，其中进气阀604通过排气阀605与顶罩401相连通，而输气软管606的底端延伸并接入料斗502内，活塞杆602上还固定安装有T形架608，T形架608的顶端两侧设置有对称分布的电动夹609。

本实施例中，需要具体说明的是接料盘501的底壁开设有位于刷板607前后两侧的线形落料口，落料口的宽度设置供碎屑进入即可；抽风机的抽吸压力至少大于底罩402侧壁微孔和接料盘501落料口的进气压力，使得左右气管601的气腔及与之相通的缓冲腔形成负压，致使左右活塞杆602逐渐抽离缓冲腔，并压缩弹簧603而向内侧聚合；

排气阀605贯穿限位环104，且排气阀605的长度设置至少满足激光切割枪303携带防护组件4的移动需求。

本发明工作原理：

型材由输料组件7传输至加工区；

当待处理型材到达加工区后，位点调节组件2的X轴、Y轴和Z轴调节部分别负责左右、前后和上下方向的调整与移动，这些方向由右手直角坐标系定义，并且具有相互垂直的特性，每个轴的调节都配有相应的精密机械结构和伺服系统；例如：Y轴调节部负责前后方向的移动，通过这一部分中的伺服电机207驱动，则伺服电机207的输出轴带动与其装配的齿轮206正向或逆向转动，转动的齿轮206沿着齿链204内壁传动并步进，使得穿过导向环205的齿链204在容纳槽203内收放卷，步进力经机架208传导至X轴调节部和Z轴调节部，致使X轴和Z轴调节部凭借Y轴调节部的滑块202而沿着轨道201水平前后移动，以调节切割组件3在Y轴向上的位置，同理，X轴调节部和Z轴调节部以相同的原理调节切割组件3在X或Z轴向上的位置，以将切割组件3调度到预定的加工位置上，而后液压杆301的伸缩端带动角度调节器302和激光切割枪303下移，以将激光切割枪303送至切割点位，此时底罩402恰好触压在型材表面，使得切割点位被罩在其中；

当底罩402触压在型材表面后，此时与连接管504相连的抽风机启动，连续气流依次经由底罩402侧壁的微孔、顶罩401、排气阀605、气管601的气腔、输气软管606及接料盘501，后穿过过滤罩503并经连接管504排出，使得左右气管601的气腔及与之相通的缓冲腔形成负压，致使左右活塞杆602逐渐抽离缓冲腔，并压缩弹簧603而向内侧聚合，活塞杆602携带T形架608及电动夹609逐渐靠近型材，直至电动夹609穿过输送架701侧壁的通口后，且型材两侧嵌入电动夹609的钳口内时，则电动夹609启动并将型材咬紧，实现对型材的稳定夹持，后经角度调节器302调整切割倾角，最终由激光切割枪303产生的激光束对型材进行切割，切割产生的金属碎屑无法逃脱底罩402，而随着高压气流的流经输送至料斗502内得以集中存储；

在切割完成后，电动夹609撤销对型材的夹持，而负压气路也同样撤销，则活塞杆602在弹簧603的弹力作用下携带T形架608和电动夹609复位，而活塞杆602在上述伸缩运动中，将带动其端部连接的刷板607往复移动，来回移动的刷板607能够对在堆积在接料盘501的泄露碎屑进行推送，使其靠近接料盘501的落料口，降低泄露碎屑在接料盘501内的堆积率，维持设备的高效可持续运行。

以上，仅是本发明的一个优选的特定实施例，但本发明的保护范围并非限定于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；按照本发明的技术计划和其改进构想进行等价的替代或修改，这些都应该包括在本发明的保护之下。

Claims (8)

1.一种自动上下料型材激光切割设备，包括主机体（1）及设置在其上方的位点调节组件（2），位点调节组件（2）由X轴、Y轴和Z轴调节部组成，其特征在于：所述Z轴调节部上安装有切割组件（3），切割组件（3）的下方安装有防护组件（4），所述主机体（1）的底部安装有集废组件（5），集废组件（5）的前后侧设置有定位清理组件（6），所述主机体（1）内横穿有位于位点调节组件（2）和集废组件（5）之间且沿X轴走向的输料组件（7）；

所述切割组件（3）包括液压杆（301）、角度调节器（302）及激光切割枪（303）；所述防护组件（4）包括顶罩（401）和底罩（402），其中所述顶罩（401）固定套接在激光切割枪（303）的底座外围，且顶罩（401）的底端固定连接底罩（402），所述底罩（402）侧壁设置有用以气体流通的微孔，底罩（402）的长度至少延伸至激光切割枪（303）的枪头，且底罩（402）底边缘设置为耐高温防刮层；

所述集废组件（5）包括接料盘（501）和料斗（502），所述接料盘（501）固定安装在立柱（101）内侧，接料盘（501）的下方固定安装有料斗（502）；

所述定位清理组件（6）包括气管（601）、活塞杆（602）、弹簧（603）、进气阀（604）、排气阀（605）、输气软管（606）、刷板（607）、T形架（608）及电动夹（609），其中所述气管（601）固定安装在支撑底梁（102）上，所述气管（601）内设置有气腔和缓冲腔，气腔和缓冲腔之间有带气孔的隔层，所述活塞杆（602）的塞柄位于缓冲腔内，而活塞杆（602）的塞杆依次穿过缓冲腔室和气腔而与刷板（607）固定连接，位于缓冲腔的弹簧（603）套在活塞杆（602）的塞杆外围，所述气管（601）的上下侧分别装配有与气腔连通的进气阀（604）和输气软管（606），其中进气阀（604）通过排气阀（605）与顶罩（401）相连通，而输气软管（606）的底端延伸并接入料斗（502）内，所述活塞杆（602）上还固定安装有T形架（608），所述T形架（608）的顶端两侧设置有对称分布的电动夹（609）。

2.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述集废组件（5）还包括过滤罩（503）及连接管（504），所述料斗（502）底端的排料口设置有舱门，舱门的上下两侧分别固定装配有过滤罩（503）和连接管（504），所述连接管（504）与抽风机相连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述接料盘（501）的底壁开设有位于刷板（607）前后两侧的线形落料口。

4.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述液压杆（301）固定安装在Z轴调节部的滑块（202）上，所述液压杆（301）的伸缩端安装有角度调节器（302），所述角度调节器（302）的底部安装有激光切割枪（303）；其中角度调节器（302）用以调节激光切割枪（303）的抬头角度。

5.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述输料组件（7）包括输送架（701）和传动辊（702），其中所述输送架（701）穿过立柱（101）内侧，且输送架（701）安装在立柱（101）上，输送架（701）内设置有等距排布的传动辊（702），位于加工区的输送架（701）侧壁开设有供电动夹（609）进入的通口。

6.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述主机体（1）由竖直坐立在四角的立柱（101），固定连接在前后同侧立柱（101）底端间的支撑底梁（102），固定安装在相邻立柱（101）顶端间的支撑顶梁（103），以及固定连接在支撑顶梁（103）上的限位环（104）组成。

7.根据权利要求1所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述位点调节组件（2）中的Y轴调节部由轨道（201）、滑块（202）、容纳槽（203）、齿链（204）、导向环（205）、齿轮（206）、伺服电机（207）及机架（208）组成，其中所述轨道（201）内滑动连接滑块（202），而轨道（201）的外侧固定安装有容纳槽（203），所述齿链（204）的一端固定连接在容纳槽（203）末端，齿链（204）沿着容纳槽（203）内延展并回穿导向环（205），使得齿轮（206）的上下缘与导向环（205）内壁相啮合，所述齿轮（206）与伺服电机（207）的输出轴通过联轴器共轴设置，所述伺服电机（207）的机座通过机架（208）固定装配在X轴调节部的轨道（201）上。

8.根据权利要求7所述的一种自动上下料型材激光切割设备，其特征在于：所述Y轴调节部的轨道（201）固定安装在支撑顶梁（103）上，X轴调节部的轨道（201）固定安装在Y轴调节部的滑块（202）上，Z轴调节部的轨道（201）固定安装在X轴调节部的滑块（202）上，即X轴和Z轴调节部具有与Y轴调节部一致的组成结构，且运行原理相同，以调节切割组件（3）在X或Z轴向上的位置，以将切割组件（3）调度到预定的加工位置上。