CN101972895B - 一种激光切割薄板工件的支撑平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光切割薄板类零件的工装夹具，尤其涉及一种激光切割薄板工件的支撑平台，该装置包括伸缩台面机构、X/Y二维平移机构、升降机构和工控机四部分，该装置既能单独使用，也可以与现有激光切割夹具框配合使用，该装置的台面能根据工件大小伸缩，平稳支撑工件，结构简单，激光切割过程中完避光，能明显提高工作效率。

Description

一种激光切割薄板工件的支撑平台

技术领域

本发明涉及一种激光切割薄板类零件的工装夹具，尤其涉及一种激光切割薄板工件的支撑平台。

背景技术

激光切割最近几年在机械、电子等工业的薄板类复杂零件切割加工方面得到广泛应用，与传统的机械加工方法相比，激光切割具有不可比拟的优越性，激光切割具有加工精度高、速度快、机械变形小、省料、柔性好（可切割任意形状、尺寸的板材）、加工范围广（几乎可切割任何金属、非金属材料）等优点，同时激光加工容易与计算机辅助设计/计算机辅助制造结合，便于生产过程的控制，适于加工小批量、多品种、形状复杂的零件和切割特硬特软及脆性材料等，这就要求设计生产一系列高精度、高性能的工装夹具与之配套。

激光切割是利用激光束的高能量进行切割加工的，切穿工件后会漏光，因此工作台在切割轨迹处全部进行光躲避；目前，投入使用的几种类型激光切割工装夹具都存在一些缺点。

例如全自动的激光切割夹具，在激光头经过时，支撑夹具自动避让，但是该夹具结构复杂，价格昂贵，只适用于对大量的同类零件加工，限制了其应用范围。

蜂窝型结构激光切割夹具，这种蜂窝形状的清洁比较困难，并且在受到破坏的情况下，所述板需整体更换；夹具框激光切割夹具，它在激光切割加工时夹持薄钢板的边缘，在切割过程中完全避光，但当工件加工完成后要从薄钢板上切割下来时需要暂停激光切割器，采取支撑方法，严重的影响了生产效率。

发明内容

针对现有激光切割工装夹具结构复杂、价格昂贵、清洁困难、工作效率低等缺点，本发明提供一种新型激光切割薄板支撑平台，该装置既能单独使用，也可以与现有激光切割夹具框配合使用，该装置的台面能根据工件大小伸缩，平稳支撑工件，结构简单，激光切割过程中完避光，能明显提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明是通过下述方案实现的：激光切割薄板支撑平台包括伸缩台面机构、X/Y二维平移机构、升降机构和工控机四部分。

伸缩台面机构由支撑盘、“凸”型杆、连杆、圆锥筒、支柱、气缸、大法兰、小法兰（2个）组成；支撑盘沿圆周方向均匀分布着4个十字凹槽，十字凹槽的长度与“凸”型杆长度对应，十字凹槽上、下槽边的作用是确保“凸”型杆在槽内运动，“凸”型杆安装在支撑盘的十字凹槽中，沿着十字凹槽内自由移动；圆锥筒大端口带有4个连接块，并通过螺栓与支撑盘相连，小端口带有小法兰，通过螺栓与气缸端面小法兰相连，用于承受支撑盘部分的重力；连杆位于圆锥筒的槽口处，一端与“凸”型杆通过铰链连接，另一端与支柱通过铰链连接，用于伸展和收缩“凸”型杆；支柱位于气缸内，支柱在气压的作用下能够沿着气缸上下移动，通过连杆用于伸展和收缩“凸”型杆，控制支撑台面的大小，平稳支撑需要从原材料上切割的工件而不需要停机增加额外工序；气缸通过螺栓固定在X/Y二维平移机构上，气缸在X/Y二维平移机构带动下能自由移动。

X/Y二维平移机构通过X轴电机和Y轴电机带动伸缩台面机构在X/Y二维坐标平面内移动，根据需要支撑工件的位置，使伸缩台面机构准确位于工件的下方能平稳支撑工件。X/Y二维平移机构固定在升降机构上。 

升降机构用于带动X/Y二维平移机构和伸缩台面机构上下移动，改变激光切割薄板支撑平台的高度，在激光切割工件时支撑台面完全远离激光束，避免激光束划伤支撑台面。

工控机通过位移传感器根据需要支撑工件的大小控制“凸”型杆伸出的长度。通过位置传感器控制激光切割薄板支撑平台的高度，将位置传感器安装在配合使用的激光切割夹具框上，用于控制升降机构的行程，避免支撑盘碰撞到需要支撑的工件。

本发明的突出优点：

1．结构简单，使用方便，能在激光切割过程中完全避光，避免台面被激光束划伤；

2．工件切割完成后不需要停机增加额外工序，准确、平稳支撑工件，提高生产效率；

3．支撑平台的台面能够根据工件的大小自由伸缩，使工件的各个部位受力均匀。在不使用时，能够缩小，节约空间；

4．能与现有技术中的所有激光切割夹具框配套使用，不需要另外设计夹具框，降低成本。

附图说明

图1 是激光切割薄板支撑平台整体结构图；

图2 是“凸”型杆从支撑盘十字槽伸出部分的俯视图；

图3 是图2沿A-A的剖视图；

图4 是圆锥筒俯视图；

图中编号说明：1、支撑盘，2、“凸”型杆，3、Ⅰ螺栓（4个），4、圆锥筒，5、连杆（4个），6、小法兰（2个），7、支柱，8、气缸，9、X/Y二维平移机构，10、Y轴电机，11、升降机构，12、位置传感器，13、工控机，14、X轴电机，15、位移传感器，16、Ⅱ螺栓（4个）,17、连接板（4个）。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明装置做进一步详细说明。

在实际生产过程中，将薄钢板夹持在夹具框中使用激光切割机在薄钢板上切割加工出需要的产品，在切割加工前将本发明装置放在夹具框下方，激光切割过程中激光束影响区域外；工控机13通过程序控制X轴电机14和Y轴电机10带动X/Y二维平移机构11和伸缩台面机构在XY二维平面内运动使伸缩台面机构、X/Y二维平移机构刚好位于加工产品下方，激光切割过程中激光束影响区域外；工控机13根据加工产品的实际大小控制位移传感器15使支柱7在压力作用下沿着气缸8上升；由于支柱7与“凸”型杆2通过四根连杆5连接，支柱7上升必然带动“凸”型杆2沿着支撑盘1中的十字凹槽向外运动，刚好与加工产品大小适当后支柱7停止上升；位置传感器12连接在夹具框下边缘（薄钢板下表面），用来准确判断支撑盘1上表面和薄钢板下表面的具体位置；激光切割加工完产品后，工控机13根据位置传感器12的准确判断控制升降机构11将伸缩台面机构、X/Y二维平移机构举起使支撑盘1上表面刚好与加工产品的下表面接触，支撑加工的产品；激光切割薄板支撑平台对加工产品有向上的支撑力后，激光切割机沿着产品的切割线将产品从薄钢板上切下。

由于本发明装置的支撑作用使得激光切割过程完全不用停机对需要产品进行支撑工序，明显提高了生产效率，并且本发明装置在激光切割过程完全在激光束影响范围外，避免激光束划伤支撑盘1和“凸”型杆2。

Claims (1)

1.一种激光切割薄板工件的支撑平台，其特征在于：所述平台包括伸缩台面机构、X/Y二维平移机构、升降机构和工控机四部分，所述的伸缩台面机构由支撑盘（1）、“凸”型杆（2）、连杆（5）、圆锥筒（4）、支柱（7）、气缸（8）、连接板（17）和小法兰（6）组成，支撑盘（1）沿圆周方向均匀分布着4个十字凹槽，十字凹槽的长度与“凸”型杆（2）长度对应， “凸”型杆（2）安装在支撑盘的十字凹槽中，沿着十字凹槽内能自由移动，圆锥筒（4）大端口带有4个连接板（17），并通过Ⅰ螺栓（3）与支撑盘（1）相连，小端口带有小法兰（6），通过Ⅱ螺栓（16）与气缸（8）端面的小法兰（6）相连，用于承受支撑盘（1）的重力，连杆位于圆锥筒（4）的槽口处，一端与“凸”型杆（2）通过铰链连接，另一端与支柱（7）通过铰链连接，用于伸展和收缩“凸”型杆（2），支柱（7）位于气缸（8）内，支柱（7）在气压的作用下能够沿着气缸（8）上下移动，通过连杆（5）用于伸展和收缩“凸”型杆（2），控制支撑台面的大小支撑着需要从原材料上切割下的工件，气缸（8）通过螺栓固定在X/Y二维平移机构（9）上，气缸（8）在X/Y二维平移机构（9）带动下能自由移动， X/Y二维平移机构（9）通过X轴电机（14）和Y轴电机（10）带动伸缩台面机构在X/Y二维坐标平面内移动，X/Y二维平移机构（9）固定在升降机构（11）上，升降机构（11）用于带动X/Y二维平移机构（9）和伸缩台面机构上下移动，所述的工控机（13）通过位移传感器（15）根据需要支撑工件的大小控制“凸”型杆（2）伸出的长度，通过位置传感器（12）控制激光切割薄板支撑平台的高度。

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