一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置的制作方法

1.本发明涉及激光等离子切割装置技术领域，具体为一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置。


背景技术：

2.等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化，并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
3.如申请号为cn210548912u名为一种圆管激光切割机，该装置包括机柜本体、控制面板、固定机构、激光机构、限位感应装置和抖料机构，所述固定机构、激光机构、限位感应装置和抖料机构与所述控制面板电性连接，所述电机驱动所述加工件旋转，同时所述激光枪头出光对所述加工件进行切割，在切割之前，可通过调整所述限位感应装置的位置来控制所述加工件的切割长度，可通过所述激光固定模组调准所述激光枪头的位置，切割完成之后，所述电机停止工作、所述激光枪头停止出光并保持一定时间，保证加工完成的加工件有足够的时间下落至指定位置。
4.上述装置在使用的过程中，需要人工根据管件口径以及壁厚，设置激光机构的功率以及焦距，且一次仅能对一根管件进行加工，效率较低。
5.所以我们提出了一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置，以解决上述背景技术中提出的在使用的过程中，需要人工根据管件口径以及壁厚，设置激光机构的功率以及焦距，且一次仅能对一根管件进行加工，效率较低的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置，包括多通道圆管切割机构、输送机构以及抓取机构，所述抓取机构设置在输送机构的上方，所述多通道圆管切割机构设置在输送机构的一侧，所述抓取机构包含有承载板和气动夹爪，所述气动夹爪安装在所述承载板下方的两侧，且所述气动夹爪设置有六个，所述承载板的上表面设置有升降导轨连接座，所述多通道圆管切割机构还包括支撑台、移动座、定位座和激光切割架，所述移动座设置在支撑台的一端，所述定位座设置在支撑台的另一端，且定位座设置有三个，所述激光切割架设置在定位座前端的两侧，且两侧所述激光切割架之间安装有电动导轨，所述电动导轨上安装有第一滑块，且第一滑块与电动导轨传动连接，所述第一滑块的前端安装有垂直升降机构，所述垂直升降机构的下端安装有激光切割头；
8.还包括：
9.下载块，其设置在所述移动座下端的前方，且与移动座一体成型设置，所述下载块的内部设置有第一v形槽，且第一v形槽设置有三个，所述移动座上端的后方设置有托板，且
托板与移动座一体成型设置，所述第一v形槽内部的两侧均安装有两个导轮；
10.上压块，其设置在所述托板的上方，且所述上压块设置有三个，所述上压块的外部设置有l形板，所述l形板的上端安装有第二液压缸，且第二液压缸设置有三个，三个所述第二液压缸的输出端均贯穿并延伸至l形板的内部，且分别与三个所述上压块传动连接，三个所述上压块的内部均设置有第二v形槽，所述第二v形槽的上端设置有伸缩槽；
11.超声波测厚探头，其设置在所述伸缩槽的下方；
12.从动板，其设置在所述l形板的下端，且所述从动板设置有三个，三个所述从动板下端的前方均设置有拱形推板；
13.双头激光测距仪，其安装在所述拱形推板的前端。
14.优选的，所述支撑台后端的内部设置有拱形槽，且拱形槽设置有三个，所述支撑台内部的中间位置处安装有丝杆导轨，所述丝杆导轨的内部设置有滚珠丝杆，所述丝杆导轨的一端安装有伺服电机，且伺服电机的输出端与滚珠丝杆传动连接，所述滚珠丝杆上安装有第二滑块，且第二滑块与移动座的底面固定连接。
15.优选的，所述丝杆导轨的两侧均设置有导柱，且导柱的两端分别与支撑台两端的内壁固定连接，所述支撑台上表面的两侧均设置有导槽，所述移动座下端的两侧均安装有导块，导块延伸至导槽的下端，且与导柱滑动连接，所述导块与导柱的连接处安装有第一直线轴承。
16.优选的，所述托板的后端设置有安装板，安装板设置有三个，且三个安装板并排等距分布，中间位置所述安装板的后端安装有第一液压缸，且第一液压缸的输出端贯穿安装板并与l形板的后端传动连接，两侧位置所述安装板的后端安装有辅助伸缩杆，且辅助伸缩杆的端头贯穿安装板并与l形板的后端固定连接。
17.优选的，所述超声波测厚探头通过弹簧与伸缩槽内壁连接，所述弹簧的内部安装有阻尼杆。
18.优选的，所述定位座的内部设置有圆管穿孔，所述圆管穿孔的内部安装有传动盘，所述传动盘的外壁四周均安装有气缸，所述气缸的输出端安装有v形夹头。
19.优选的，所述传动盘的外壁安装有齿盘环，所述齿盘环的下方设置有齿轮，且齿轮设置在定位座的内部，所述定位座下端的外壁上安装有异步电机，异步电机的输出端贯穿并延伸至定位座的内部，且与齿轮传动连接。
20.优选的，所述定位座的下方安装有第三液压缸，第三液压缸内嵌于支撑台的内部，且第三液压缸的输出端与定位座传动连接。
21.优选的，所述第三液压缸的两侧均设置有导杆槽，且导杆槽与支撑台一体成型设置，所述定位座下表面的两侧均安装有导杆，且导杆与导杆槽滑动连接，所述导杆与导杆槽的连接处安装有第二直线轴承。
22.优选的，所述输送机构包含有输送带、底板和支撑腿，所述支撑腿安装在底板的下方，所述输送带设置有三个，且三个输送带均并列安装在底板的上表面，所述输送带的后端安装有限位板，所述输送带的两侧安装有挡板，所述挡板上设置有多个夹爪避让槽。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、本发明通过在多通道圆管切割机构上设置双头激光测距仪和超声波测厚探头，当圆管下放至下载台后，第一液压缸伸出，带动l形板以及内部的上压块移动至下载块上
方，移动时，l形板下端的从动板同步移动，带动从动板端部拱形推板上的双头激光测距仪，沿下载块上的拱形槽伸入圆管内腔，双头激光测距仪为两组常规激光测距探头组合而成，上下端可同时发出激光射线，并将信息上传至终端机，终端机整合两组激光射线到达圆管内壁距离，加上双头激光测距仪自身长度，即可计算出该圆管内径，而向前伸出的上压块，则通过l形板上端的第二液压缸下移至下载块上方，利用内部的第二v形槽包夹住圆管，第二v形槽内设置的超声波测厚探头能够测量出圆管壁厚，并发送至终端机，终端机在接收到管材的内径以及厚度信息后，对信息进行处理，并将信息发送至等离子激光控制机以及第三液压缸，由第三液压缸调节定位座高度，使圆管穿孔内心高度与圆管内心高度平齐，因等离子激光控制机预先接收有终端机发送来的圆管内径以及厚度信息，故能够自调节激光切割头的高度、功率以及焦距参数，自动快速地将焦点调整到合适的位置，灵活性高，解决了现有装置在使用的过程中，需要人工根据管件口径以及壁厚，设置激光机构的功率以及焦距，操作较为繁琐的问题。
25.2、通过在圆管切割机构的移动座内设置三组可调节的v形槽包夹机构，同时设置三组可调高的定位座，利用伸缩式气缸实现圆管定位，整套装置的固定结构均可根据管材尺寸实时进行调节，可同时加工三根不同内径以及厚度的管材，泛用性显著提高，解决了现有等离子激光圆管切割装置一次仅能对一根管件进行加工，效率较低的问题。
附图说明
26.图1为本发明的整体结构示意图；
27.图2为本发明的多通道圆管切割机构结构示意图；
28.图3为本发明的移动座连接结构示意图；
29.图4为本发明的定位座连接结构示意图；
30.图5为本发明的定位座内部结构示意图；
31.图6为本发明的输送机构结构示意图；
32.图中：1、多通道圆管切割机构；2、输送机构；201、输送带；202、限位板；203、挡板；204、夹爪避让槽；3、抓取机构；4、底板；5、支撑腿；6、承载板；7、升降导轨连接座；8、气动夹爪；9、支撑台；10、移动座；11、下载块；12、托板；13、安装板；14、第一液压缸；15、辅助伸缩杆；16、l形板；17、第二液压缸；18、伺服电机；19、导柱；20、导块；21、导槽；22、定位座；23、圆管穿孔；24、激光切割架；25、电动导轨；26、第一滑块；27、垂直升降机构；28、激光切割头；29、丝杆导轨；30、滚珠丝杆；31、第二滑块；32、第一直线轴承；33、上压块；34、第一v形槽；35、第二v形槽；36、伸缩槽；37、弹簧；38、阻尼杆；39、超声波测厚探头；40、拱形槽；41、拱形推板；42、双头激光测距仪；43、传动盘；44、气缸；45、v形夹头；46、异步电机；47、第三液压缸；48、导杆槽；49、导杆；50、第二直线轴承；51、齿盘环；52、齿轮；53、从动板；54、导轮。
具体实施方式
33.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种灵巧型自动调焦激光等离子多通道圆管切割装置，包括多通道圆管切割机构1、输送机构2以及抓取机构3，抓取机构3设置在输
送机构2的上方，多通道圆管切割机构1设置在输送机构2的一侧，抓取机构3包含有承载板6和气动夹爪8，气动夹爪8安装在承载板6下方的两侧，且气动夹爪8设置有六个，承载板6的上表面设置有升降导轨连接座7，多通道圆管切割机构1还包括支撑台9、移动座10、定位座22和激光切割架24，移动座10设置在支撑台9的一端，定位座22设置在支撑台9的另一端，且定位座22设置有三个，激光切割架24设置在定位座22前端的两侧，且两侧激光切割架24之间安装有电动导轨25，电动导轨25上安装有第一滑块26，且第一滑块26与电动导轨25传动连接，第一滑块26的前端安装有垂直升降机构27，垂直升降机构27的下端安装有激光切割头28；
35.还包括：
36.下载块11，其设置在移动座10下端的前方，且与移动座10一体成型设置，下载块11的内部设置有第一v形槽34，且第一v形槽34设置有三个，移动座10上端的后方设置有托板12，且托板12与移动座10一体成型设置，第一v形槽34内部的两侧均安装有两个导轮54；
37.上压块33，其设置在托板12的上方，且上压块33设置有三个，上压块33的外部设置有l形板16，l形板16的上端安装有第二液压缸17，且第二液压缸17设置有三个，三个第二液压缸17的输出端均贯穿并延伸至l形板16的内部，且分别与三个上压块33传动连接，三个上压块33的内部均设置有第二v形槽35，第二v形槽35的上端设置有伸缩槽36；
38.超声波测厚探头39，其设置在伸缩槽36的下方；
39.从动板53，其设置在l形板16的下端，且从动板53设置有三个，三个从动板53下端的前方均设置有拱形推板41；
40.双头激光测距仪42，其安装在拱形推板41的前端。
41.请参阅图3，支撑台9后端的内部设置有拱形槽40，且拱形槽40设置有三个，支撑台9内部的中间位置处安装有丝杆导轨29，丝杆导轨29的内部设置有滚珠丝杆30，丝杆导轨29的一端安装有伺服电机18，且伺服电机18的输出端与滚珠丝杆30传动连接，滚珠丝杆30上安装有第二滑块31，且第二滑块31与移动座10的底面固定连接，伺服电机18可驱动丝杆导轨29内部的滚珠丝杆30旋转，使其与第二滑块31传动，带动第二滑块31上的移动座10沿导轨方向移动，支撑台9上的拱形槽40可供拱形推板41伸入，在圆管加工完毕后，其末端可通过拱形推板41前移继续推送，方便下料。
42.请参阅图3，丝杆导轨29的两侧均设置有导柱19，且导柱19的两端分别与支撑台9两端的内壁固定连接，支撑台9上表面的两侧均设置有导槽21，移动座10下端的两侧均安装有导块20，导块20延伸至导槽21的下端，且与导柱19滑动连接，导块20与导柱19的连接处安装有第一直线轴承32，移动座10在丝杆导轨29作用下移动的过程中，其下端两侧的导块20可通过第一直线轴承32与导柱19滑动连接，避免移动座10发生偏移，提高移动稳定性。
43.请参阅图2，托板12的后端设置有安装板13，安装板13设置有三个，且三个安装板13并排等距分布，中间位置安装板13的后端安装有第一液压缸14，且第一液压缸14的输出端贯穿安装板13并与l形板16的后端传动连接，两侧位置安装板13的后端安装有辅助伸缩杆15，且辅助伸缩杆15的端头贯穿安装板13并与l形板16的后端固定连接，常态下，第一液压缸14为收缩状态，使下载块11上方无遮挡物，方便圆管上料，而上料完毕后，第一液压缸14伸出，带动l形板16以及内部的上压块33移动至下载块11上方，方便后续装夹圆管。
44.请参阅图3，超声波测厚探头39通过弹簧37与伸缩槽36内壁连接，弹簧37的内部安
装有阻尼杆38，上压块33下移与下载块11配合，装夹圆管时，上压块33内的超声波测厚探头39能够贴合在圆管外壁，并依靠弹簧37收缩作用，使贴合更加紧密，测量出圆管壁厚。
45.请参阅图4，定位座22的内部设置有圆管穿孔23，圆管穿孔23的内部安装有传动盘43，传动盘43的外壁四周均安装有气缸44，气缸44的输出端安装有v形夹头45，当圆管伸入圆管穿孔23后，传动盘43四周的四组气缸44同步伸出，利用v形夹头45从四周夹紧圆管，保证后续加工稳定性。
46.请参阅图5，传动盘43的外壁安装有齿盘环51，齿盘环51的下方设置有齿轮52，且齿轮52设置在定位座22的内部，定位座22下端的外壁上安装有异步电机46，异步电机46的输出端贯穿并延伸至定位座22的内部，且与齿轮52传动连接，异步电机46输出端可带动齿轮52旋转，齿轮52与齿盘环51啮合传动，带动传动盘43同步传动，使传动盘43上的气缸44利用v形夹头45带动夹紧的圆管旋转，方便等离子激光切割。
47.请参阅图4，定位座22的下方安装有第三液压缸47，第三液压缸47内嵌于支撑台9的内部，且第三液压缸47的输出端与定位座22传动连接，第三液压缸47可调节定位座22高度，使不同直径的圆管均能从圆管穿孔23中心传入。
48.请参阅图4，第三液压缸47的两侧均设置有导杆槽48，且导杆槽48与支撑台9一体成型设置，定位座22下表面的两侧均安装有导杆49，且导杆49与导杆槽48滑动连接，导杆49与导杆槽48的连接处安装有第二直线轴承50，导杆49能够在第三液压缸47带动定位座22调节高度时，起到辅助导向的作用。
49.请参阅图6，输送机构2包含有输送带201、底板4和支撑腿5，支撑腿5安装在底板4的下方，输送带201设置有三个，且三个输送带201均并列安装在底板4的上表面，输送带201的后端安装有限位板202，输送带201的两侧安装有挡板203，挡板203上设置有多个夹爪避让槽204，因多通道圆管切割机构1的切割尺寸可根据需求实时调整，故每个输送机构2以及抓取机构3上管规格均可根据实际情况调整，不局限于相同尺寸圆管。
50.工作原理：使用时，抓取机构3上端通过升降导轨连接座7与升降式的导轨结构连接固定，由输送机构2上的三组输送带201将三根圆管输送至限位板202处，完毕后，抓取机构3下移，利用多组气动夹爪8同时夹取三根圆管，并通过导轨右移至多通道圆管切割机构1上方，将圆管下放至下载块11内部的第一v形槽34处，下放后，第一液压缸14伸出，带动l形板16以及内部的上压块33移动至下载块11上方，移动时，l形板16下端的三组从动板53同步移动，带动从动板53端部拱形推板41上的双头激光测距仪42，沿下载块11上的三个拱形槽40伸入圆管内腔，双头激光测距仪42为两组常规激光测距探头组合而成，上下端可同时发出激光射线，并将信息上传至终端机，终端机整合两组激光射线到达圆管内壁距离，加上双头激光测距仪42自身长度，即可计算出该圆管内径，而向前伸出的三组上压块33，则通过l形板16上端的三组第二液压缸17下移至下载块11上方，利用内部的第二v形槽35包夹住圆管，第二v形槽35内设置有超声波测厚探头39，包夹时能够贴合在圆管外壁，并依靠弹簧37收缩作用，使贴合更加紧密，测量出圆管壁厚，并发送至终端机，终端机在接收到三组管材的内径以及厚度信息后，对信息进行处理，并逐一将三组信息发送至等离子激光控制机以及第三液压缸47，由第三液压缸47调节定位座22高度，使圆管穿孔23内心高度与圆管内心高度平齐，三组定位座22分别调节完毕后，抓取机构3撤离，由伺服电机18驱动丝杆导轨29内部的滚珠丝杆30旋转，使其与滑块31传动，带动滑块31上的移动座10沿导轨向定位座22
方向移动，使三组圆管分别穿过三个定位座22内的圆管穿孔23，根据切割需求，调节伸出距离，距离调节完成后，定位座22前端传动盘43四周的四组气缸44同步伸出，利用v形夹头45从四周夹紧圆管，夹紧后，圆管末端上方的上压块33撤离，同时电动导轨25带动激光切割头28移动至一个圆管上方，因等离子激光控制机预先接收有终端机发送来的圆管内径以及厚度信息，故能够自调节激光切割头28的高度、功率以及焦距参数，自动快速地将焦点调整到合适的位置，激光发出后，异步电机46输出端带动齿轮52旋转，齿轮52与齿盘环51啮合传动，带动传动盘43同步传动，使传动盘43上的气缸44利用v形夹头45带动夹紧的圆管旋转，实现等离子激光环形切割，当第一根圆管切割完毕后，激光切割头28能够在电动导轨25作用下平行移动至第二根圆管，并且依靠接收到的第二组参数信息，自调节激光焦点，如此往复，快速完成三组不同内径或厚度圆管的切割工作，整体切割完毕后，第一液压缸14继续推进，通过拱形推板41前移推送末端余料，方便再次上料。
51.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。