CN102218601A - 激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光切割机，由主机工作台装置与邻接的料架装置组成，并通过控制系统进行控制。本发明采用料架同步升降机构将料架平台上的上下两套料架进行高度升降，并利用工作台传动机构将料架交替送入工作台进行工作；当一套料架上的工件进行切割作业时，另一套料架可以同时进行上下料作业，极大的提高了生产效率，且保证了操作人员的安全。本发明的光纤激光器在机床上能高速运行，利用系统控制的纵向、横向与竖向定位机构快速准确实现定位与切割工作，精度高，动作安全可靠。本发明通过合理的风路设计，可以有效处理切割时产生的烟尘，环保安全。

Description

激光切割机

技术领域

本发明涉及一种机床设备，尤其是高速光纤激光切割机。

背景技术

激光切割机作业精度高，加工效率快，因而得到了广泛的应用。现有的二氧化碳激光切割机切割综合成本大，安装难度大，维护成本大且频繁；而单工作台或悬臂式激光切割机工作时，工件上下料会浪费许多时间，在机器上直接上下料对机床本身的切割精度影响也大。

发明内容

本申请人针对上述现有激光切割机的缺点，提供一种具有交换工作台的高速光纤激光切割机，

本发明所采用的技术方案如下：

一种激光切割机，由主机工作台装置与邻接的料架装置组成，并通过控制系统进行控制；

主机工作台装置包括一体式的工作台架，在工作台架的正面设置有左右直线导轨，横梁组件横跨在左右直线导轨上并且沿导轨实现纵向滑移，在横梁组件上设置有横向移动组件沿横轴实现横向滑移，激光切割头通过高度升降组件实现竖向滑移；工作台架下部采用隔板分隔成并列的若干个小室及前部的主吸风道，主吸风道与抽风除尘器相连通；

料架装置利用料架同步升降机构将料架平台上的上下两套料架进行高度升降，并利用工作台传动机构将料架交替送入工作台进行工作；

料架定位装置设置在主机工作台装置的端部，固定挂钩组件设置料架装置的末端。其进一步特征在于：

工作台架内各小室与主吸风道之间设置有阀门，控制阀门启闭的各个机控阀设置于工作台架侧面，通过进气管和出气管控制气缸，气缸一端与工作台架支座铰接，另一端的活塞杆与阀门相铰接；在小室内设置有料斗，料斗两侧下部开有通风孔。

所述工作台传动机构设置在工作台架的顶面，工作台传动电机的输出轴通过传动箱内的减速机、传动轴与主动链轮连接，链条连接主动链轮与从动链轮；从动链轮安装在从动箱上，螺杆的一端固定在从动箱一侧，螺杆的另一端弹性连接到调节架上，在链条的外部关节上通过销轴固定滚轮轴承作为牵引轮。

所述料架在料架框架的前端面安装有与所述工作台传动机构的牵引轮配合的传动卡钩，与所述固定挂钩组件配合的固定挂钩固定于料架框架的后端面，定位板分别安装于料架框架的相邻两侧面，支撑栅板插装于料架框架的槽孔中，料架框架两侧面装有滚轮组件。

料架框架一侧设置有多组V形滚轮组件，另一侧对应设置平滚轮组件，料架通过两侧滚轮组件支撑在料架同步升降机构的两槽钢支架上设置的六角钢轨道上。

所述料架同步升降机构的电动机通过传动分配装置将动力同步分配至前后两组共四根小齿轮轴，小齿轮轴上的小齿轮与大齿轮相啮合；槽钢支架设置有左右两根，每根槽钢支架设置有前后支撑座；大齿轮中心轴固定在机架上，在四个大齿轮的盘面上、距离齿轮圆心一定距离设置有孔，通过支撑轴将齿轮盘面孔与槽钢支撑座相铰接。

所述传动分配装置结构为电动机的输出轴输入减速机，减速机的两端输出轴分别连接到前后两只相同的齿轮转向箱的输入轴，齿轮转向箱的两端输出轴分别连接到左右两根小齿轮轴。

所述料架固定挂钩组件在安装架的上下部分别固定有二套缸体，缸体内设置伸缩销，伸缩销头部设置有正反斜面，伸缩销中部与缸体内铜套间隙配合，弹簧套设于伸缩销下部，在缸体底部通过螺母固定有挡板与挡片；在所述缸体侧面安装有挡板架，在挡板架上设置有缓冲垫与接近开关。

所述料架定位装置的气缸座通过安装板固定在主机架上，定位气缸安装在气缸座底部，在气缸座的侧面安装接近开关，定位气缸的活塞杆顶部设置定位销，在气缸的侧面设置上、下磁性开关；定位座安装在可移动的料架上，在定位座的侧面安装感应折板；在气缸座孔内安装下铜套，在定位座孔内安装上铜套，所述定位销在上、下铜套内运动。

本发明采用料架同步升降机构将料架平台上的上下两套料架进行高度升降，并利用工作台传动机构将料架交替送入工作台进行工作；当一套料架上的工件进行切割作业时，另一套料架可以同时进行上下料作业，极大的提高了生产效率，且保证了操作人员的安全。本发明的光纤激光器在机床上能高速运行，利用系统控制的纵向、横向与竖向定位机构快速准确实现定位与切割工作，精度高，动作安全可靠。本发明通过合理的风路设计，可以有效处理切割时产生的烟尘，环保安全。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的右视图。

图4为工作台架的立体图。

图5为纵向滑移的横梁组件的立体图。

图6为横梁组件上的横向滑移机构的立体图。

图7为抽风装置的剖视图。

图8为图7的主视图。

图9为工作台传动机构的俯视图。

图10为图9的立体图。

图11为料架的立体图。

图12为图11的右视图。

图13为料架装置的剖视图。

图14为料架同步升降机构的立体图。

图15为料架固定挂钩组件的主视图。

图16为图15的立体图。

图17为料架定位装置的立体图。

图18为图17的配合工作状态立体图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1至图3所示，本发明所述的激光切割机由主机工作台装置1与邻接的料架装置2组成，并通过数控控制系统3进行控制。主机工作台装置1包括一体式的工作台架4，在工作台架4的正面设置有左右直线导轨，横梁组件5横跨在左右直线导轨上并且可以沿导轨实现X轴（纵向）的滑移，在横梁组件5上设置有横向移动组件6可以沿横轴实现Y轴（横向）的滑移，光纤激光切割头8通过高度升降组件7实现Z轴（竖向）的滑移，光纤激光切割头8通过线缆与光纤激光电源12连接。工作台架4的下部采用隔板分隔成纵向排列的若干个小室9及前部的主吸风道10，主吸风道10与抽风除尘器11相连通；整个主机工作台装置1采用外防护结构13进行防护。料架装置2由料架同步升降机构14将料架平台上的上下两套料架15进行高度升降，并利用工作台传动机构16将料架15交替送入工作台进行工作。料架定位装置19设置在主机工作台装置1的端部，保证料架在主机工作台装置1上的准确定位；固定挂钩组件18设置料架装置2的末端，实现料架15在料架装置2上的固定。主机工作台装置1与料架装置2底部均采用可调节底脚17支撑。

如图4所示，本发明采用的一体式的工作台架4由方管型材101焊接成框架结构，框架尺寸可根据工件大小而定，框内四周由薄板102焊接密封，框内由型材和薄钢板焊接，分隔成纵向排列的若干个几何尺寸相等的小室9及前部的主吸风道10；工作台架顶端左右两侧面设置安装有纵向直线导轨104和纵向齿条103，纵向直线导轨104为精密级导轨，纵向齿条103为斜齿型。

如图5所示，横梁组件5的横梁105一端固定在主机架106上，另一端通过直线导轨副107浮动连接在副机架108上，主机架106与副机架108的底面均安装有滑块109，与工作台架4的纵向直线导轨104相配合，实现在工作台架4上的纵向滑移，主机架106与副机架108的侧面利用安装座安装有纵向驱动电机110，纵向驱动电机110的输出端设置有纵向驱动斜齿轮111，斜齿轮111与纵向齿条103相配合，由电机110提供纵向驱动。

如图6所示，在横梁105侧面设置有两支平行的横向滚动导轨115与横向驱动斜齿条114，移动体前板117设置有滑块116与导轨115啮合，移动体顶板上设置有横向伺服驱动电机112，所述横向伺服驱动电机112输出轴连接横向驱动斜齿轮113，斜齿轮113与斜齿条114相啮合，由电机112提供沿横梁的横向驱动。在移动体前板117正面设置有高度升降组件7和光纤激光切割头8，从而实现光纤激光切割头8在三轴方向的灵活滑移与定位。

如图7与图8所示，本发明的一体式的工作台架4由型材与板材分隔成纵向排列的若干个几何尺寸相等的小室9及前部的主吸风道10，主吸风道10与抽风除尘器11相连通，各小室9与主吸风道10之间设置有阀门122，设置于工作台架4侧面的机控阀118通过进气管和出气管控制气缸121，气缸121一端与工作台架支座铰接，另一端的活塞杆与阀门122相铰接。在小室9内设置有料斗119，料斗119由钣金折弯成形，两端焊接端板密封，斗两侧下部开有数个通风孔120。当抽风控制系统工作时，安装在横梁组件5上随机架移动的撞块与工作台上设置的气动机控阀接触，机控阀通过进出气管与气缸连接，气缸的活塞杆与阀门成耳环铰连接，可将阀门成开启和关闭两种状态，开启可至45°，开启后，抽风室内的烟尘可通过阀门进入风道，除尘器通过吸风口与风道相通，抽风室内设置的料斗主要有存料和压缩进风量及通风作用。

如图9、图10所示，本发明在工作台传动机构16设置在工作台架4的顶面，工作台传动电机130的输出轴通过传动箱131内的减速机、传动轴与主动链轮134连接，链条135连接主动链轮134与从动链轮137；从动链轮137安装在从动箱136上，螺杆138的一端固定在从动箱136一侧，螺杆的另一端弹性连接到调节架139上，在链条135的外部关节上通过一个销轴132固定一滚轮轴承133作为牵引轮。实际工作时，由变频电机130的转动带动蜗杆减速机、传动轴驱动主动链轮134转动，从而带动链条135在主动链轮134和从动链轮137之间运动，链条135外部关节上的滚轮轴承133也跟着运动，在运动轨迹上进入工作台料架上的传动卡钩140并带动工作台料架运动。通过调节螺杆138上的螺母来使从动箱136向调节架139方向移动，从而使链条135张紧。

如图11、图12所示，料架15在料架框架142的前端面安装有固定挂钩146并用螺钉固定，传动卡钩140用螺钉固定于料架框架142的后端面，定位板144分别安装于料架框架142的前端面和右侧面，六角头螺栓145安装于定位板144上方的螺纹孔中，支撑栅板141插装于料架框架142上面的槽孔中，料架框架142两侧面装有滚轮组件143。如图13所示，料架框架142两侧的滚轮安装座143内设置有V形滚轮组件147和平滚轮组件148，料架15通过两侧面的滚轮组件支撑在料架同步升降机构14两槽钢支架150设置的六角钢轨道149上，在运动过程中V形滚轮组件147主要起到运动支撑，定位导向的作用，在同步升降机构将料架传动到预定位置时，传动卡钩与水平链传动机构上的牵引轮接合，带动料架在六角钢轨道149上运动，并确保料架15在运动过程中平稳顺畅不会脱离轨道149。从而避免了如果两侧滚轮组件同时用V形滚轮，料架在六角钢轨道上运动过程中极易被卡阻；如果两侧滚轮组件同时用平滚轮，侧料架在运动过程中很容易脱离轨道等不足之处，保证料架的顺利滑移。

如图14所示，本发明的料架同步升降机构14由电动机157作为动力输出部分，其输出轴连接蜗杆减速机156的输入端，蜗杆减速机156的两端出轴分别连接两只相同的锥齿轮转向箱155的输入轴，两只锥齿轮转向箱155的左右两个端出轴分别连接到左右两根小齿轮轴上，小齿轮轴端部设置有小齿轮154，四个小齿轮154分别与四个大齿轮盘153相啮合，在四个大齿轮盘153的盘面上开设有孔；料架同步升降机构14的左右两槽钢支架150的底部各固定有前后两个支撑座151，通过支撑轴152将齿轮盘面孔与槽钢支撑座151相铰接。实际工作时，电动机157在系统的控制下正、反转动，通过蜗杆减速机156的一分为二和两只相同的锥齿轮转向箱155的二分为四后，再经过小齿轮154和大齿轮盘153的齿轮啮合传动，通过支撑轴152的铰接作用，使得左右两边的槽钢支架150作正、反同步圆周升降运动，最终放在左右槽钢支架150上的料架15也作正、反同步圆周升降运动。

如图15、图16所示，本发明通过料架固定挂钩组件18实现料架15在料架装置2上的固定，固定挂钩组件18设置料架装置2的末端（参见图1）。在料架框架142上通过安装架168与上、下过渡板固定气缸缸体169，铜套163安装在缸体169内，伸缩销165在铜套169内实现上下滑移，弹簧164套在伸缩销165下部，伸缩销165顶端设置有正反两个斜面，正斜面161的坡度较缓，而反斜面162的坡度较陡；薄螺母166和挡板167安装在缸体169下面并可以通过旋动螺母对弹簧164进行调节；在缸体6侧面设置挡板架171，缓冲垫、接近开关170与软管接头分别安装在挡板架171上。实际工作时，料架15在两槽钢支架150上的六角钢轨道149上滑移，当料架15一端的挂钩146移动碰到伸缩销165的顶端正斜面161，伸缩销165克服弹簧164的弹性向下移动，当挂钩经过伸缩销165的最高点后，伸缩销165在弹簧164的作用下向上移动，当料架15继续向前运动，接触到安装在缸体169侧面的挡板架171上的缓冲垫时，接近开关170感应并反馈给控制系统，此时伸缩销165在弹簧164的作用下利用反斜面162固定住料架15的固定挂钩146。因此，本发明通过安装在安装架上二组缸体内上端带有两斜面的伸缩销的上下滑动，通过弹簧的作用力来实现伸缩销的上下移动和固定挂钩；通过缓冲垫和接近开关使得系统感应到料架的到位，从而实现上、下料架转换的起始点控制。

如图17、图18所示，本发明通过料架定位装置19保证料架在主机工作台装置1上的准确定位，料架定位装置19设置在主机工作台装置1的端部（参见图1）。安装折板187一侧面分别用紧固件安装在工作台架4上，另一侧面通过气缸座固定薄型气缸186，上磁性开关188与下磁性开关189分别安装在薄型气缸186侧面，接近开关185安装在气缸座的侧面，定位销183的下端通过螺纹连接薄型气缸186的活塞杆；定位座180安装在料架15上并随料架15滑移，定位座180设置有提供定位销183穿插的孔181，感应折板182安装在定位座180的侧面。实际工作时，料架15在工作台架4上滑移，当定位座180移动到气缸座上部时，接近开关185检测到上面的定位座180的感应折板182的到位信号，系统控制气路使得薄型气缸186的活塞杆带动定位销183向上伸出，定位销183进入安装在定位座180的孔181内，由于定位销183上端和孔181下端有一段倒角，即使定位座180存在少许偏差，定位销183仍能进入孔181，最终使得和定位座180连接的料架15的定位准确，薄型气缸186外侧的上磁性开关188检测活塞杆和定位销上下运动有无到位，然后反馈给系统让设备进行下一步工作。工作完成后系统控制气路使得薄型气缸186的活塞杆带动定位销183下降离开定位座180，薄型气缸186外侧的下磁性开关189反馈给系统让工作台料架离开。

本发明的料架装置2由料架同步升降机构14将料架平台上的上下两套料架15进行高度升降，当料架同步升降机构14升到最高点时，位于下面的一套料架15左边的传动卡钩140与工作台传动机构16的滚轮轴承133相啮合，工作台传动机构16将下部料架15牵引入工作台，并由料架定位装置19确保其准确到位；然后光纤激光切割头8在系统控制的纵向、横向与竖向定位机构的作用下进行切割作业；此时操作人员仍可以在上部料架15上进行上下料作业。当切割作业完成，工作台传动机构16将下部料架15引导返回料架装置2，并通过料架固定挂钩组件18实现料架15的到位与固定，此时料架同步升降机构14反向圆周运动至最低点，此时上部料架15左边的传动卡钩140与工作台传动机构16的滚轮轴承133相啮合，工作台传动机构16将上部料架15牵入工作台并进行切割作业，而操作人员可以对下部料架15上的工件进行上下料作业。因此可以在切割作业的同时进行上下料作业，极大的提高了生产效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如本发明的各部分组件也可以使用至其他类似的机床设备中。

Claims (9)

1.一种激光切割机，其特征在于：

由主机工作台装置与邻接的料架装置组成，并通过控制系统进行控制；

主机工作台装置包括一体式的工作台架，在工作台架的正面设置有左右直线导轨，横梁组件横跨在左右直线导轨上并且沿导轨实现纵向滑移，在横梁组件上设置有横向移动组件沿横轴实现横向滑移，激光切割头通过高度升降组件实现竖向滑移；工作台架下部采用隔板分隔成并列的若干个小室及前部的主吸风道，主吸风道与抽风除尘器相连通；

料架装置利用料架同步升降机构将料架平台上的上下两套料架进行高度升降，并利用工作台传动机构将料架交替送入工作台进行工作；

料架定位装置设置在主机工作台装置的端部，固定挂钩组件设置料架装置的末端。

2.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：工作台架内各小室与主吸风道之间设置有阀门，控制阀门启闭的各个机控阀设置于工作台架侧面，通过进气管和出气管控制气缸，气缸一端与工作台架支座铰接，另一端的活塞杆与阀门相铰接；在小室内设置有料斗，料斗两侧下部开有通风孔。

3.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述工作台传动机构设置在工作台架的顶面，工作台传动电机的输出轴通过传动箱内的减速机、传动轴与主动链轮连接，链条连接主动链轮与从动链轮；从动链轮安装在从动箱上，螺杆的一端固定在从动箱一侧，螺杆的另一端弹性连接到调节架上，在链条的外部关节上通过销轴固定滚轮轴承作为牵引轮。

4.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述料架在料架框架的前端面安装有与所述工作台传动机构的牵引轮配合的传动卡钩，与所述固定挂钩组件配合的固定挂钩固定于料架框架的后端面，定位板分别安装于料架框架的相邻两侧面，支撑栅板插装于料架框架的槽孔中，料架框架两侧面装有滚轮组件。

5.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：料架框架一侧设置有多组V形滚轮组件，另一侧对应设置平滚轮组件，料架通过两侧滚轮组件支撑在料架同步升降机构的两槽钢支架上设置的六角钢轨道上。

6.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述料架同步升降机构的电动机通过传动分配装置将动力同步分配至前后两组共四根小齿轮轴，小齿轮轴上的小齿轮与大齿轮相啮合；槽钢支架设置有左右两根，每根槽钢支架设置有前后支撑座；大齿轮中心轴固定在机架上，在四个大齿轮的盘面上、距离齿轮圆心一定距离设置有孔，通过支撑轴将齿轮盘面孔与槽钢支撑座相铰接。

7.按照权利要求6所述的激光切割机，其特征在于：所述传动分配装置结构为电动机的输出轴输入减速机，减速机的两端输出轴分别连接到前后两只相同的齿轮转向箱的输入轴，齿轮转向箱的两端输出轴分别连接到左右两根小齿轮轴。

8.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述料架固定挂钩组件在安装架的上下部分别固定有二套缸体，缸体内设置伸缩销，伸缩销头部设置有正反斜面，伸缩销中部与缸体内铜套间隙配合，弹簧套设于伸缩销下部，在缸体底部通过螺母固定有挡板与挡片；在所述缸体侧面安装有挡板架，在挡板架上设置有缓冲垫与接近开关。

9.按照权利要求1所述的激光切割机，其特征在于：所述料架定位装置的气缸座通过安装板固定在主机架上，定位气缸安装在气缸座底部，在气缸座的侧面安装接近开关，定位气缸的活塞杆顶部设置定位销，在气缸的侧面设置上、下磁性开关；定位座安装在可移动的料架上，在定位座的侧面安装感应折板；在气缸座孔内安装下铜套，在定位座孔内安装上铜套，所述定位销在上、下铜套内运动。

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