CN102794568B - 一种全自动仓储式激光切割机 - Google Patents

Abstract

一种全自动仓储式激光切割机。涉及一种双工作台激光切割机的仓储式自动上下料装置。提供了一种实现全自动化加工，且结构紧凑、占地面积小的全自动仓储式激光切割机。包括基座、横梁、激光头和立板式的工作台，所述横梁X方向设置、活动连接在所述基座上，所述激光头设在所述横梁上，所述横梁上设置激光头的一面为正面，所述基座顶面设有工作台导轨，所述工作台导轨为Y向，还包括框架、升降装置、板料中转装置和储料装置；所述工作台具有两台，所述工作台包括由立板构成的台面，所述工作台朝向所述正面的方向设有挂钩；本发明在实现全自动装卸的同时，能确保高精度定位，无损装卸。大大减轻了劳动强度提高了加工效率及品质。

Description

一种全自动仓储式激光切割机

技术领域

本发明涉及工作台交换装置及包含工作台交换装置的激光切割机，尤其涉及一种双工作台激光切割机的仓储式自动上下料装置。

背景技术

随着用户对板料加工提出精度化、高效化的要求，激光切割机被广泛应用于板料加工行业。激光切割机在由大、精、稀设备向通用化设备转变的过程中，使用者对其自动化程度的要求也逐步提高。现有技术中，激光切割机的坯板上料、成品下料这两工序一般由人工完成，使得劳动强度大、时间长，而且人工装坯板的精度较低，会导致成品板料质量受到影响。

国家知识产权局2011.10.19.公开的CN102218601A，名称“激光切割机”的专利文献，公开了一种具有上、下两套料架的激光切割机（说明书第41段落，图1、13、14），该专利技术采用两套料架，采用两套料架可以使得一套料架在线加工时，工作人员能在另一套料架上进行装卸料作业，“因此可以在切割作业的同时进行上下料作业，极大地提高了生产效率”。

也就是说该技术措施是以人工装卸料为基础，效果是一个工作台工作时，另一工作台可以进行装卸料，起到节约时间的作用，但并未实现加工的全自动化。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种实现全自动化加工，且结构紧凑、占地面积小的全自动仓储式激光切割机。

本发明工作台交换装置的技术方案是：包括基座、横梁、激光头和立板式的工作台，所述横梁X方向设置、活动连接在所述基座上，所述激光头设在所述横梁上，所述横梁上设置激光头的一面为正面，所述基座顶面设有工作台导轨，所述工作台导轨为Y向，还包括框架、升降装置、板料中转装置和储料装置；所述工作台具有两台，所述工作台包括由立板构成的台面，所述工作台朝向所述正面的方向设有挂钩；

所述框架包括四根分别Z向直立固定连接在所述基座四角的立柱，设于所述正面的一对立柱朝向正面的表面上由顶至底设有升降导轨；在立柱上由下至上分别设有Y向设置的两对过渡横杆、一吸盘座和Y向设置的若干托盘横杆，所述过渡横杆处于所述横梁的上方；所述过渡横杆和托盘横杆的顶面分别设有Y向的导轨面；

所述升降装置包括升降台和拖梁，所述升降台顶面设有Y向的拖梁导轨，所述拖梁通过所述拖梁导轨活动连接在所述升降台顶面；所述拖梁朝向所述框架的正面伸出有一对拖钩；所述升降台朝向所述框架正面的端面活动连接在所述升降导轨上；

所述板料中转装置包括吸盘升降板、升降导向柱和若干吸盘；所述若干吸盘设在所述吸盘升降板的底面上，所述升降导向柱设在所述吸盘升降板的顶面上；所述吸盘座上设有导向套，所述吸盘升降板通过所述升降导向柱连接吸盘座上的导向套；

所述储料装置包括若干托盘，所述托盘底面设有Y方向运动的托盘滚轮，托盘朝向所述升降装置方向的两端分别设有托盘挂钩；所述若干托盘分别设在所述框架上部的托盘横杆上。

还包括板料再定位装置，所述板料再定位装置包括梳齿板、梳齿板升降架、梳齿板X向移动架和梳齿板X轴转动驱动缸；所述框架背面两立柱上、在所述吸盘座的下方位置分别设有梳齿板升降导轨；

所述梳齿板升降架的正面的两端设有一对升降架滑枕，所述梳齿板升降架通过所述一对升降架滑枕与所述梳齿板升降导轨活动连接；所述梳齿板升降架正面一对所述升降架滑枕之间还设有X向的梳齿板X向滑轨；

所述梳齿板X向移动架为杆状、平行于所述梳齿板升降架，所述梳齿板X向移动架的背面设有X向移动架滑枕，所述梳齿板X向移动架通过所述X向移动架滑枕连接所述所述梳齿板升降架上的梳齿板X向滑轨，能相对于所述梳齿板升降架做X向往复运动；所述梳齿板X向移动架的正面：两端分别设有支撑耳，两所述支撑耳的内侧设有一对驱动缸支架；

所述梳齿板包括驱动杆、转轴和若干带轮单元；

所述带轮单元包括带轮机构和一对带轮机构支撑架；所述带轮机构包括带轮一、带轮二、传动带和短轴；所述带轮机构支撑架呈长片状，所述带轮机构支撑架上设有三个孔，分别为：轴线为X方向的朝向所述框架正面的端头的短轴连接孔、朝向所述梳齿板X向移动架的端头的驱动杆连接孔、距离所述驱动杆连接孔0.2/10-3/10长度位置的转轴连接孔；所述带轮机构设置在所述一对长片状带轮机构支撑架之间，构成一个带轮单元；所述带轮机构中的带轮二通过所述短轴活动连接在一对带轮机构支撑架的短轴连接孔上；

所述驱动杆与各带轮单元中带轮机构支撑架上的驱动杆连接孔相连；

所述转轴活动连接在所述一对支撑耳之间；所述各带轮单元中的带轮机构支撑架的转轴连接孔与所述转轴活动连接，所述的带轮一与所述的转轴活动相连；

所述驱动缸的一端连接所述驱动杆、另一端连接所述杆状梳齿板X向移动架正面的驱动缸支架；

各所述带轮单元一一对应地设置在所述工作台相邻立板的间隙之间。

所述杆状梳齿板X向移动架正面的一对驱动缸支架朝向下方倾斜30-60°；使得所述驱动缸的向下的一端与所述驱动杆铰接、驱动缸向上的一端与所述驱动缸支架铰接。

本发明的激光切割机在传统机体的基础上增设了一个工作台以及一套全自动的装卸料装置及仓储装置，与传统机体占地面积一致（升降装置所占用的面积相当于传统机体的操作位置面积）。批量的坯板通过铲车/行车吊运至升降装置上以后，剩下的工作仅是等待加工完成，将成品板从升降装置上吊运出来即可；大大减轻了工人的操作强度，无需人工接触板料（有些板料要求非接触式移运）。此外，本发明中的板料再定位装置不仅能实现装料时的精确再定位功能，还能实现坯板的无损取出（吸盘吸出）、成品板料的无损堆码（倾倒滑落，无相互面-面摩擦）功能，使得板料能精准地放置在工作台上，且无损装卸。

本发明在实现全自动装卸的同时，能确保高精度定位，无损装卸。大大减轻了劳动强度、提高了加工效率及品质。

附图说明

图1是本发明整机的结构示意图，

图2是本发明中框架的结构示意图一，

图3是本发明中框架的结构示意图二，

图4是本发明中机体的结构示意图，

图5是本发明中升降装置的结构示意图，

图6是本发明中板料中转装置和板料再定位装置的结构示意图，

图7是本发明中梳齿板的结构示意图一，

图8是本发明中梳齿板的结构示意图二，

图9是本发明中梳齿板的结构示意图三，

图10是本发明中储料装置的结构示意图，

图11是本发明中托盘的结构示意图，

图12是本发明中托盘取、放动作的工作状态参考图，

图13是图12中I处局部放大图，

图14是本发明的工作原理图一，

图15是本发明的工作原理图二，

图16是本发明的工作原理图三，

图17是本发明的工作原理图四；

图1、15、16中标示了X、Y、Z参考坐标系；

图中1是基座，11是横梁，110是横梁导轨，12是基座顶面，120是工作台导轨，

     2是框架，21是立柱，211是升降导轨，214是梳齿板升降导轨，22是托盘横杆，221是托盘导轨，23是吸盘座，231是导向套，

3是升降装置，31是升降台，311是Y向的拖梁导轨，32是拖梁，321是拖钩，

4是板料中转装置，41是梳齿板升降架，42是梳齿板X向移动架， 421是支撑耳，422驱动缸支架，43是吸盘升降板，431是升降导向柱，44是吸盘，45是梳齿板，451是传动带，4511是带轮一，4512是带轮二，452是支撑架，453是转轴，454是驱动缸，455是驱动杆，456是短轴，

51是过渡横杆一，510是过渡导轨一，52是过渡横杆二，520是过渡导轨二，

6是储料装置，611是托盘滚轮，612是托盘挂钩，

71是工作台一，72是工作台二，

8是坯板，81是成品板。

具体实施方式

本发明工作台交换装置如图1-11所示：包括基座1、横梁11、激光头和立板式的工作台，所述横梁11X方向设置、活动连接在所述基座1上（横梁11与基座1之间通过横梁导轨110活动相连，相互之间构成Y向的运动）；所述激光头设在所述横梁11上，所述横梁11上设置激光头的一面为正面，所述基座顶面12设有工作台导轨120，所述工作台导轨120为Y向，还包括框架2、升降装置3、板料中转装置4和储料装置6；所述工作台具有两台，分别为工作台一71和工作台二72，所述工作台包括由立板构成的台面，所述工作台朝向所述正面的方向设有挂钩；

所述框架2包括四根分别Z向直立固定连接在所述基座1四角的立柱21，设于所述正面的一对立柱朝向正面的表面上由顶至底设有升降导轨211；然后，在立柱21上由下至上分别设有Y向设置的两对过渡横杆（过渡横杆一51和过渡横杆二52）、一吸盘座23和Y向设置的若干托盘横杆22，所述过渡横杆（位于下部的过渡横杆二52）处于所述横梁11的上方；所述过渡横杆和托盘横杆22的顶面分别设有Y向的导轨面；即过渡导轨一510、过渡导轨二520和托盘导轨221；其中过渡导轨一510可以停留两工作台及托盘，过渡导轨二520上一般仅仅停留工作台，托盘导轨221上仅停留托盘；

所述升降装置3包括升降台31和拖梁32，所述升降台31顶面设有Y向的拖梁导轨311，所述拖梁32通过所述拖梁导轨311活动连接在所述升降台31顶面；所述拖梁311朝向所述框架2的正面伸出有一对拖钩321；所述升降台31朝向所述框架2正面的端面活动连接在所述升降导轨311上；从空间位置上看，仅有该升降装置3从正面伸出激光切割机机体，相当于原机体的操作位置，并未占用过大的使用面积；

所述板料中转装置4包括吸盘升降板43、升降导向柱431和若干吸盘44；所述若干吸盘44设在所述吸盘升降板43的底面上，所述升降导向柱431设在所述吸盘升降板43的顶面上；所述吸盘座23上设有导向套231，所述吸盘升降板43通过所述升降导向柱431连接吸盘座23上的导向套231；以实现两者之间的Z向互动；

所述储料装置6包括若干托盘，所述托盘底面设有Y方向运动的托盘滚轮611，托盘朝向所述升降装置3方向的两端分别设有托盘挂钩612；所述若干托盘分别设在所述框架2上部的托盘横杆22上；在托盘横杆22、升降台31和过渡横杆（主要在过渡横杆一51，也可以在过渡横杆二52上停留）三个工位之间运动，实现对坯板8、成品板81的运移。

还包括板料再定位装置，所述板料再定位装置包括梳齿板45、梳齿板升降架41、梳齿板X向移动架42和梳齿板X轴转动驱动缸454；所述框架2背面两立柱上、在所述吸盘座23的下方位置分别设有梳齿板升降导轨214；

所述梳齿板升降架41的正面的两端设有一对升降架滑枕，所述梳齿板升降架41通过所述一对升降架滑枕与所述梳齿板升降导轨214活动连接；所述梳齿板升降架41正面（朝向框架正面方向）一对所述升降架滑枕之间还设有X向的梳齿板X向滑轨；

所述梳齿板X向移动架42为杆状、平行于所述梳齿板升降架41，所述梳齿板X向移动架42的背面设有X向移动架滑枕，所述梳齿板X向移动架42通过所述X向移动架滑枕连接所述所述梳齿板升降架41上的梳齿板X向滑轨，能相对于所述梳齿板升降架41做X向往复运动；实现了梳齿板45在X方向的运动；所述梳齿板X向移动架42的正面：两端分别设有支撑耳421，两所述支撑耳421的内侧设有一对驱动缸支架422；

所述梳齿板45包括驱动杆455、转轴453和若干带轮单元；

所述带轮单元包括带轮机构和一对带轮机构支撑架452；所述带轮机构包括带轮一4511、带轮二4512、传动带451和短轴456；所述带轮机构支撑架452呈长片状，所述带轮机构支撑架452上设有三个孔，分别为：轴线为X方向的朝向所述框架2正面的端头的短轴连接孔（图9中右侧）、朝向所述梳齿板X向移动架的端头的驱动杆连接孔（图9中左侧）、距离所述驱动杆连接孔0.2/10-3/10长度位置的转轴连接孔（中部，实质上是靠近前述驱动杆连接孔位置）；所述带轮机构设置在所述一对长片状带轮机构支撑架452之间，构成一个带轮单元；所述带轮机构中的带轮二4512通过所述短轴456活动连接在一对带轮机构支撑架452的短轴连接孔上；

所述驱动杆455与各带轮单元中带轮机构支撑架452上的驱动杆连接孔相连；

所述转轴453活动连接在所述一对支撑耳421之间；所述各带轮单元中的带轮机构支撑架452的转轴连接孔与所述转轴453活动连接，所述的带轮一4511与所述的转轴453活动相连；转轴是传送带运动的动力输入轴。

所述驱动缸454的一端连接所述驱动杆455、另一端连接所述杆状梳齿板X向移动架42正面的驱动缸支架422；可以实现梳齿板45整体围绕转轴453（X轴方向）做旋转运动；

加上设置在两带轮之间的传动带451能够做Y向的运动，这样板料在梳齿板上即可做X\Y\Z三个方向（再定位运动），加绕转轴453的转动（倾倒成品板81）；

各所述带轮单元一一对应地设置在所述工作台相邻立板的间隙之间。一般情况下带轮单元的宽度远远小于工作台立板之间间隙的宽度，这样就能有足够的空间实现X方向的精确再定位。

所述杆状梳齿板X向移动架42正面的一对驱动缸支架422朝向下方倾斜30-60°；使得所述驱动缸454的向下的一端与所述驱动杆455铰接、驱动缸454向上的一端与所述驱动缸支架422铰接；以形成有效的驱动力臂。

本案中，实现各运动部分动作的动力源及动力传动模式对于本领域技术人员来说有多种公知技术手段解决，此文中不再赘述。

以下结合图12-17具体说明本发明的工作原理：

图12、13是本发明升降台31沿升降导轨211上升至框架2顶部，钩接托盘的示意图。由于托盘上的托盘挂钩612开口朝下，因此需要升降台31做如图13中双点划线箭头所示的三折线方向动作方能实现两者之间的钩接。然后即可拖出托盘至升降台31上。送进托盘的原理也是如此。

图14是升降台31处于框架2底部的示意图，在此处取出或送进两工作台中之一。

图15是工作状态示意图，图中工作台二72处于加工中，工作台一71处于放置坯板8过程中。此时，在送进工作台一71时，由于梳齿板45的各带轮单元能够插设在工作台立板之间，因此吸盘44能够将坯板8放置至工作台面，但这个动作在实际运行中，因为浮力、弹性力等因素，无法满足精确定位的要求，坯板8相对于工作台总会出现一些误差，以为都是人工再次定位。本案中处于工作台一71台面以下的梳齿板此时能够发挥再定位功能。它的工作过程是：坯板8落上工作台一71的台面后，计算出坯板8的误差量（可采用在坯板8上标记定位点，吸盘升降板或框架上设感应器、探头，）；然后梳齿板45做Z向运动升起，承托坯板8；再利用梳齿板X向移动架进行X向运动、传动带451做Y向运动，达到位置精度后，梳齿板45下降，即可使得坯板8精确地落在工作台一71上。

图16是升降台31与板料中转装置4对接工作状态，送进或取出工作台（两工作台X向的两端头分别设有Y向的滚轮组）。

图17是本发明无损卸料的工作状态；此时托盘上已经堆码有成品板81，吸盘44吸取成品板81后，工作台退出，吸盘44将成品板81放落到梳齿板45上；升降台31将托盘推送至成品板81的正下方，然后梳齿板45倾斜，至成品板81的侧边落到托盘上，然后梳齿板45的传送带工作做Y向运动，同时托盘向Y向运动，成品板81在与下层板料无相互摩擦的情况下落到下层板料之上。

Claims (2)

1.一种全自动仓储式激光切割机，包括基座、横梁、激光头和立板式的工作台，所述横梁X方向设置、活动连接在所述基座上，所述激光头设在所述横梁上，所述横梁上设置激光头的一面为正面，所述基座顶面设有工作台导轨，所述工作台导轨为Y向，其特征在于，还包括框架、升降装置、板料中转装置和储料装置；所述工作台具有两台，所述工作台包括由立板构成的台面，所述工作台朝向所述正面的方向设有挂钩；

所述框架包括四根分别Z向直立固定连接在所述基座四角的立柱，设于所述正面的一对立柱朝向正面的表面上由顶至底设有升降导轨；在立柱上由下至上分别设有Y向设置的两对过渡横杆、一吸盘座和Y向设置的若干托盘横杆，所述过渡横杆处于所述横梁的上方；所述过渡横杆和托盘横杆的顶面分别设有Y向的导轨面；

所述升降装置包括升降台和拖梁，所述升降台顶面设有Y向的拖梁导轨，所述拖梁通过所述拖梁导轨活动连接在所述升降台顶面；所述拖梁朝向所述框架的正面伸出有一对拖钩；所述升降台朝向所述框架正面的端面活动连接在所述升降导轨上；

所述板料中转装置包括吸盘升降板、升降导向柱和若干吸盘；所述若干吸盘设在所述吸盘升降板的底面上，所述升降导向柱设在所述吸盘升降板的顶面上；所述吸盘座上设有导向套，所述吸盘升降板通过所述升降导向柱连接吸盘座上的导向套；

所述储料装置包括若干托盘，所述托盘底面设有Y方向运动的托盘滚轮，托盘朝向所述升降装置方向的两端分别设有托盘挂钩；所述若干托盘分别设在所述框架上部的托盘横杆上；

还包括板料再定位装置，所述板料再定位装置包括梳齿板、梳齿板升降架、梳齿板X向移动架和梳齿板X轴转动驱动缸；所述框架背面两立柱上、在所述吸盘座的下方位置分别设有梳齿板升降导轨；

所述梳齿板升降架的正面的两端设有一对升降架滑枕，所述梳齿板升降架通过所述一对升降架滑枕与所述梳齿板升降导轨活动连接；所述梳齿板升降架正面一对所述升降架滑枕之间还设有X向的梳齿板X向滑轨；

所述梳齿板X向移动架为杆状、平行于所述梳齿板升降架，所述梳齿板X向移动架的背面设有X向移动架滑枕，所述梳齿板X向移动架通过所述X向移动架滑枕连接所述梳齿板升降架上的梳齿板X向滑轨，能相对于所述梳齿板升降架做X向往复运动；所述梳齿板X向移动架的正面的两端分别设有支撑耳，两所述支撑耳的内侧设有一对驱动缸支架；

所述梳齿板包括驱动杆、转轴和若干带轮单元；

所述带轮单元包括带轮机构和一对带轮机构支撑架；所述带轮机构包括带轮一、带轮二、传动带和短轴；所述带轮机构支撑架呈长片状，所述带轮机构支撑架上设有三个孔，分别为：轴线为X方向的朝向所述框架正面的端头的短轴连接孔、朝向所述梳齿板X向移动架的端头的驱动杆连接孔、位于短轴连接孔和驱动杆连接孔中部且靠近驱动杆连接孔位置的转轴连接孔；所述带轮机构设置在所述一对长片状带轮机构支撑架之间，构成一个带轮单元；所述带轮机构中的带轮二通过所述短轴活动连接在一对带轮机构支撑架的短轴连接孔上；

所述驱动杆与各带轮单元中带轮机构支撑架上的驱动杆连接孔相连；

所述转轴活动连接在所述一对支撑耳之间；所述各带轮单元中的带轮机构支撑架的转轴连接孔与所述转轴活动连接，所述的带轮一与所述的转轴活动相连；

所述驱动缸的一端连接所述驱动杆、另一端连接所述杆状梳齿板X向移动架正面的驱动缸支架；

各所述带轮单元一一对应地设置在所述工作台相邻立板的间隙之间。

2.根据权利要求1所述的一种全自动仓储式激光切割机，其特征在于，所述杆状梳齿板X向移动架正面的一对驱动缸支架朝向下方倾斜30-60°；使得所述驱动缸的向下的一端与所述驱动杆铰接、驱动缸向上的一端与所述驱动缸支架铰接。