一种便于上下料的激光切割装置的制作方法

1.本发明涉及激光切割设备领域，具体是一种便于上下料的激光切割装置。


背景技术：

2.用于切割管材激光切割机在自动控制方面已经十分健全，无论是对于管料的推动、定位、切割精度而言，都已经实现了较高的技术水平，在金属加工方面具有十分重要的地位。
3.在实际生产中，激光切管机在具体应用中，尚有上料效率不高的问题。大部分技术改进聚焦在切割环节，但是通过在行业内的了解，以及对友商及院校的多种自动化车间的走访调研，我们发现即便是在外企及海外的自动化管材切割生产线上，上料仍然是效率很差，需要大量人工参与的环节。除了很多车间仍然依靠人工上料以外，现有在用的自动上料机构，大部分采用侧面上料，基本都需要经过横向走料（将成批的管材以排的形式向激光切割车床靠拢）、倒料（通过各种机构逐个将管件进行进一步的上料，根据不同设计采用的机构包括抓取、翻转、提升等等）、机械爪抓取定位、横向送到车床中部、后卡盘抓料定位、前推至前卡盘定位、机械爪收回开始切割。
4.大部分的上料都需要等待较长的时间，严重影响了切割的效率，让每台激光切割机的日处理量大打折扣，每个车间所能配套的切割机有限，这就十分影响生产。同时，现在上料方式非常复杂，应用到太多的定位判断条件，并具有复杂的机械结构，不但安装成本太高，影响了很多企业的使用，而且由于控制复杂也给维护带来很多麻烦，运营成本也居高不下。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种便于上下料的激光切割装置，它能够在激光切割的上料环节，实现简单结构、简单控制和高效而连续的供料.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种便于上下料的激光切割装置，包括沿直线方向依次设置的送料机构、机床机构、激光切割机构、落料机构；所述机床机构的下部设置上料机构；所述机床机构包括两条并列平行设置的机架，所述机架的上方设有能够沿其长度方向前后滑动的基座，所述基座的前侧端面可转动的安装有后旋转卡盘，所述送料机构包括相配合的储料架和储料斗，所述储料斗的底部设有锥形斗，所述锥形斗的底侧居中的设有长条形的下料口，所述下料口的宽度与管件的宽度或管径相适应，所述下料口的在长度方向上的前后两端分别设有弧形的让位槽，所述料斗架的两端可转动的安装有通过电力驱动的工字型滚筒，两个工字型滚筒上缠绕有输送带，所述输送带沿其回型一周设有两个间距等同的推块，所述推块的形状与让位槽相适应；所述上料机构包括托料单元、升降单元；所述升降单元包括至少两个升降气缸，所述升降气缸成一排居中设置在两个机架之间，升降气缸的上方配合有升降杆，所述升降杆
的顶端设置v型托板；所述托料单元为多组，呈线性居中固定在两个机架之间，所述托料单元上可转动的安装有2个托轮，2个托轮居中对称设置，2个托轮的底端靠近且2个托轮的顶端远离。
6.所述激光切割机构包括机身，所述机身上贯穿的设有前旋转卡盘，所述前旋转卡盘居中的设有用于插入管料的前定位孔，所述机身的顶部安装有切割臂，所述切割臂的底部安装切割头，所述切割头位于前定位孔外部的上方，所述前定位孔与后旋转卡盘的中心前后冲齐。
7.所述落料机构包括落料斗，所述落料斗的斗口设置在上方，所述落料斗的底部为锥形斗接头，落料斗的下方设有料箱，所述料箱的箱口套在落料斗的底部斗口外，料箱的底部安装脚轮。
8.所述落料机构包括倾斜设置的接料槽，所述接料槽的一端设置在前定位孔外的下方，且接料槽的另一端向下倾斜。
9.所述机架的顶侧端面上固定安装有进料导轨，所述进料导轨上滑动连接有进料滑块，其中一条所述进料导轨的里侧与其平行且靠近的固定有齿条，所述进料滑块的顶部安装在后旋转卡盘的基座上，所述基座内还安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有与基座转动连接的行程齿轮，所述行程齿轮与齿条啮合。
10.所述上料机构还包括设置在机架的前端的触发单元，所述触发单元包括连接板，触发板，触发导轨、接近开关、复位弹簧座、复位弹簧；所述连接板固定在两个机架的底部，所述触发导轨为两条且分别固定在机架的底部，所述触发导轨的长度方向与机架相对应，所述触发导轨上滑动配合有触发滑块，所述触发板的底部安装固定在触发滑块上，所述触发板的大小与两个机架之间的空间相适应，所述触发板的底部设有凸耳，所述接近开关安装固定在两个机架之间的连接板上，所述接近开关安装固定在触发板的后方，所述接近开关的触发键能够被凸耳所推动而触发，所述接近开关的触发与升降气缸的控制联动。
11.所述托料单元包括h型安装架，所述h型安装架沿着机床的宽度方向设置，且其两端分别固定在两个机架的立柱上，所述h型安装架的顶侧对称的设有两个轮架，所述托轮可转动的安装在轮架上。
12.对比现有技术，本发明的有益效果在于：通过上述结构，能够在激光切割的上料环节，实现简单结构、简单控制和高效而连续的供料，通过送料机构与机床机构的同向前后设置，实现尾部进料到机床机构的内部，进而通过向上托举管件，实现让管件上料到位，能够被前后的卡盘定位。
附图说明
13.图1是本发明的整体侧面布局示意图。
14.图2是本发明的俯视下布局的示意图。
15.图3是本发明的附图2的a部局部放大图。
16.图4是本发明整体示意图。
17.图5是本发明附图4的b部局部放大图。
18.图6是本发明送料机构的内部结构示意图。
19.图7是本发明整体示意图。
20.图8是本发明局部结构示意图（触发机构）。
21.图9是本发明送料机构的后视图。
22.图中所示标号：1、机身；2、前旋转卡盘；3、切割臂；5、落料斗；6、料箱；7、接料槽；8、机架；9、进料导轨；10、齿条；11、基座；12、后旋转卡盘；13、储料斗；14、料斗架；15、锥形斗；16、下料口；17、让位槽；18、工字型滚筒；19、输送带；20、推块；21、安装板；22、升降气缸；23、v型托板；24、h型安装架；25、轮架；26、托轮；27、连接板；28、触发板；29、触发导轨；30、接近开关；31、复位弹簧座；32、复位弹簧。
具体实施方式
23.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
24.下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
25.实施例：一种便于上下料的激光切割装置通过我方对激光切管机的反复研究，并结合现有各种上料机构的实现结构，我们新设计的带上下料的激光切割机整体结构主要包括：激光切割机构、机床机构、落料机构、上料机构、送料机构；所述机床机构为直线延伸的长条形机床，所述机床机构的一端安装激光切割机构，且机床结构的另一端设置送料机构，所述机床的底部安装上料机构；所述落料机构安装在激光切割机构的切割位置对应的下方。
26.所述激光切割机构包括机身1，所述机身1安装固定在机床机构的一端，所述机身1的中部贯穿的安装有前旋转卡盘2，所述前旋转卡盘2与机身1可转动连接，且转动通过程序可控，所述前旋转卡盘居中的设有用于插入管料的前定位孔，并选择使用现有技术较为常用的四向定位卡爪对管件进行固定，能够用于定位固定圆形和方形的管材。所述机身1的顶部设置横向导轨和横向丝杠，在横向导轨和横向丝杠上安装有切割臂3，所述切割臂3的底部安装切割头，所述切割头位于前定位孔外部的上方，对露出的管材进行激光切割。
27.激光切割机构的侧面设置控制柜，控制柜外部设置操作界面。用以在导入切割程序后，对进出料及启动程序进行控制。
28.在切割位置的周围，还应当设置罩体和通气保护吹扫，为常用结构，在本示例图中为了展示核心组件而不对各种保护罩、防尘罩及气体系统进行赘述。
29.所述落料机构包括落料斗5，所述落料斗5的斗口设置在上方，且对应的设置在切割头的下方，对切割下来的管料或废料进行接收。落料斗5的下方设有料箱6，所述落料斗5的底部为锥形斗15接头，所述料箱6的箱口套在落料斗5的底部斗口外，用于接取切割下来的管料或废料。料箱6的底部安装脚轮，能够方便转移。
30.落料斗5的顶侧口沿上固定有倾斜设置的接料槽7，所述接料槽7的一端设置在切割位置的下方（前定位孔外的下方），且另一端向下倾斜，用于将切割后的管料导入到后续
的环节，例如传送带等，方便物料的后续输送。在落料的环节，根据工艺的要求可以灵活选择，当需要进入下一环节，且切割后为一段一段的管件的时候，可使用接料槽7，如果只是转运，或者是进行镂空雕刻切割，则使用落料斗5接取废料或者管料就可以。
31.所述机床机构包括两条并列平行设置的机架8，所述机架8为金属机架8，如图所示结构即可，不局限于本图所示，使用可起到支撑结构的任何机床机架8均可，但是要注意为并列设置，中间是留有一条上下贯通的通道能够方便上料的。
32.所述机架8的长度方向为自激光切割机构到送料机构方向延伸，所述机架8的顶侧端面上固定安装有进料导轨9，所述进料导轨9上滑动连接有进料滑块，其中一条所述进料导轨9的里侧与其平行且靠近的固定有齿条10，所述齿条10固定在一个机架8顶部，此种导轨及驱动的结构，以及上述的支撑结构，能够在机床两侧进行布局，而让位中间的空间方便其他组件的运行。特别是上料机构的运行。
33.所述机架8上设有沿其长度方向直线滑动的基座11，所述基座11与激光切割机构相邻的前侧端面上可转动的安装有后旋转卡盘12，所述后旋转卡盘12同样采用四向卡爪的结构，能够抓取各种形状的管件。所述进料滑块的顶部安装在后旋转卡盘12的基座11上，所述基座11内还安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设有与基座11转动连接的行程齿轮，所述行程齿轮与齿条10啮合，实现对基座11的驱动，使得后旋转卡盘12在管件的后端对管件进行抓取固定，并向前推进。
34.所述送料机构包括料斗架14，所述料斗架14上放置有储料斗13，所述储料斗13的长度方向与机架8的长度方向相对应，所述储料斗13设置在机床机构远离激光切割机构的一端，所述储料斗13内用于放置待加工管件，所述料斗如图所示，可容纳大量管件，管件可通过转运车或其他转运设施，批量的输送搬运到储料斗13内。
35.所述储料斗13的底部设有锥形斗15，所述锥形斗15的底侧居中的设有长条形的下料口16，所述下料口16的宽度与管件的宽度或管径相适应。如图所示，储料斗13可直接放置在储料架内，故可根据加工的管件而灵活更换储料斗13，方便落料准确。
36.所述下料口16的在长度方向上的前后两端分别设有弧形的让位槽17，所述让位槽17用于给推块20提供通过的空间。
37.所述料斗架14的两端可转动的安装有工字型滚筒18，所述滚筒的转动通过进料电机驱动。两个工字型滚筒18上缠绕有输送带19，形成直线的带式输送机的结构，所述输送带19为回型缠绕，所述输送带19沿其回型一周设有两个间距等同的推块20，两个所述推块20的外端为半圆形，所述推块20的形状与让位槽17相适应。
38.在储料斗13中存储大量的管材，经过底部的锥形斗15（倒等腰三角形形状）而自然让管材向下聚集，而从锥形斗15底侧的下料口16逐个落在传送带的上表面，通过推块20自锥形斗15的后端想着靠近机架8的前端推进，实现对管材的后端的向前推进，避免由于重力或其他因素造成进料乏力。通过推块20可以有效的，有序的将管材向前推进。每根管材被向前推出后，压在其上方的管材即下落到传送带的表面，继续进行推料的操作。这种进料方式简单，而且非常易于控制，管材的进料速度和间隔直接通过控制进料电机的转动和开停即可，而且如果需要连续进料，则此种方式相对传统方式的进料连续二高效，不用停顿，不用复位，两个推块20连续前推，十分的简单但是实用。
39.所述上料机构安装在机架8的内部，包括触发单元、托料单元、升降单元。
40.所述升降单元包括安装板21、升降气缸22、v型托板23。
41.所述安装板21安装固定在两个机架8的底部，所述升降气缸22为至少两个，均居中的设置在两个机架8之间，所述升降气缸22的底部固定安装在安装板21上，所述升降气缸22的上方设有与其升降配合的升降杆，所述升降杆的顶端固定在v型托板23的底部，所述v型托板23在其顶侧具有v型截面的托槽，所述托槽为通槽且其长度方向与机架8的长度方向相一致，用于在两个机架8的中间位置向上升降，而托起传送到机架8之间的管件。
42.所述托料单元包括多组，且沿长度方向安装固定在两侧的机架8上，本示例中安装了5组，所述托料单元包括h型安装架24，所述h型安装架24沿着机床的宽度方向设置，且其两端分别固定在两个机架8的立柱上，从而实现较为可靠的固定，所有托料单元的h型安装架24都等高且居中的固定在两个机架8之间，所述h型安装架24的顶侧对称的设有两个轮架25，所述轮架25上可转动的安装有托轮26，两个所述托轮26的底端靠近且两个托轮26的顶端远离，使两个托轮26成v型结构，两个所述托轮26的底端位于传送带的下方，且两个托轮26的中央与传送带的中央相冲齐，自传送带的推块20向机架8方向推送的管材，被两个呈v型的托轮26托起，随着推块20的继续推送和托轮26流畅转动，让管材顺利的被输送到两个机架8之间的居中位置。当伸缩杆降到底端的时候，所述v型托板23高度低于托轮26，从而当伸缩杆缩回的时候，v型托板23位于底部待命，此时管材被顺利的推入，当管材完全进入两个机架8之间位置的时候，v型托板23向上托起管件并使其上升，就位在后旋转卡盘12和前旋转卡盘2能够夹固或贯穿的位置，继而后旋转卡盘12向前推进并夹住管材，继续前推管材使得管材前端贯穿前旋转卡盘2而进料定位完成，进入切割控制环节。
43.所述触发单元包括连接板27，触发板28，触发导轨29、接近开关30、复位弹簧32座31、复位弹簧32。
44.所述连接板27固定在两个机架8的底部，位于两个机架8之间的位置，且位于机架8靠近激光切割机构的一端。用于安装触发单元的其他组件。
45.所述触发导轨29为两条且分别固定在机架8的底部，所述触发导轨29的长度方向与机架8相对应，所述触发导轨29上滑动配合有触发滑块，所述触发板28的底部安装固定在触发滑块上，所述触发板28的大小与两个机架8之间的空间相适应，能够被进入机架8之间的管材碰撞；所述触发板28的底部设有凸耳，所述接近开关30安装固定在两个机架8之间的连接板27上，所述接近开关30安装固定在触发板28的后方（靠近激光切割机构的一方），所述接近开关30的触发键能够被凸耳所推动而触发。随着触发板28的前后滑动，能够触发接近开关30，所述接近开关30的触发与升降气缸22的控制联动，实现当接近开关30被触发后，升降气缸22联动上升实现管材的向上托举供料。从而让进料、上料连续联动，非常高效。
46.所述复位弹簧32座31固定在两个机架8之间的连接板27上，所述复位弹簧32的后端安装在复位弹簧32座31上，所述复位弹簧32的另一端安装在触发板28的背侧，从而能够让触发板28在被管件碰撞并处罚接近开关30后，能够复位。
47.本系统的优势在于打破了现有侧面进料的局限，基于侧面进料而使得居中定位需要反复被矫正，而我方的方案通过尾部进料，管件在进料和上料中一直居中设置，且进料通过循环的前推和逐个落下实现连续，推送到托轮26之间，进而前进到前端后触发上料机构上料，实现了真正的连续不间断作业，也可以根据切割的时长进行间隔，总之配合进料的时间大大缩短，控制也实现了最简单化，配套及运维成本都大幅度降低，最大化释放产能。