CN103240535A - 一种三维激光切割设备工件定位装置 - Google Patents

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Abstract

一种三维激光切割设备工件定位装置，用于提高三维激光切割设备的切割精度。它包括左右布置的两部分，其中每一部分均由组合夹具、移动车体、驱动机构和底座组成，所述组合夹具安装在移动车体上，所述移动车体与底座配装，所述驱动机构安装在移动车体和底座之间。本发明不仅保证了工件的切割精度、提高生产效率和设备利用率，而且改善了操作人员的工作条件，消除了安全生产方面的隐患。

Description

一种三维激光切割设备工件定位装置
技术领域
本发明涉及一种三维激光切割设备，尤其是一种三维激光切割设备的工件定位装置，属于激光切割技术领域。
背景技术
三维激光切割设备作为激光应用技术的高端产品，已被广泛应用于装备制造行业，它是一种能对不同厚度的金属板材进行多角度、多方位柔性切割的先进切割设备，它利用工业机器人灵活和快速的特性，根据切割工件的形状尺寸编程，通过激光切割头对工件进行三维立体切割。
现有的三维激光切割设备一般将机器人悬挂在龙门架上，在机器人的下方设置支架，切割作业时将工件放在支架上，由于缺少可靠的工件定位机构，难以保证工件的切割精度；并且工件的上下料操作由人工在机器人作业区域完成，存在着安全生产方面的隐患；另外，现有的三维激光切割设备在工件的上下料过程中，机器人必须停止动作，造成生产效率低、设备资源浪费的不良后果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能保证工件切割精度、提高生产效率和设备利用率、改善操作者工作条件的三维激光切割设备工件定位装置。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种三维激光切割设备工件定位装置，它包括左右布置的两部分，其中每一部分均由组合夹具、移动车体、驱动机构和底座组成，所述组合夹具安装在移动车体上，所述移动车体与底座配装，所述驱动机构安装在移动车体和底座之间。
上述三维激光切割设备工件定位装置，所述组合夹具包括夹具底座、工件连接支撑组件和接料板，所述夹具底座为镂空结构，所述工件连接支撑组件和接料板固定在夹具底座上，在工件连接支撑组件上设有接近开关，在夹具底座的四角位置处设置定位销孔，组合夹具通过定位销孔与移动车体装配。
上述三维激光切割设备工件定位装置，所述移动车体上设有组合夹具定位销，在移动车体内部设置与组合夹具镂空结构相通的收料箱，在移动车体底部设有与底座配装的滑块，移动车体底部与驱动机构装配。
上述三维激光切割设备工件定位装置，所述驱动机构包括减速电机和齿轮齿条传动组件，所述减速电机固定在底座上，其输出轴与齿轮齿条传动组件的齿轮固定装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条固定在移动车体底部。
上述三维激光切割设备工件定位装置，所述底座通过螺栓组件固定在水平地面上，在底座上设置直线导轨，所述直线导轨与移动车体底部滑块匹配，在底座的两侧面设置夹紧气缸，所述夹紧气缸设有与移动车体匹配的夹爪，在底座前端设置移动车体限位块，在底座后端设置缓冲器。
上述三维激光切割设备工件定位装置，所述缓冲器包括缓冲器缸体、活塞杆、压缩弹簧和安装座，所述缓冲器缸体固定在安装座上，所述活塞杆一端与缓冲器缸体配装，在活塞杆的外面套装压缩弹簧。
本发明与三维激光切割设备匹配，它通过组合夹具上的工件连接支撑组件及接近开关保证了切割工件与组合夹具的装配关系，通过组合夹具上的定位销孔与移动车体上组合夹具定位销的配合，保证了组合夹具与移动车体的定位精度，通过底座前端设置的移动车体限位块和底座两侧面设置的夹紧气缸限定了移动车体在三维激光切割工位的位置，上述多重定位措施，使工件准确可靠地固定在机器人设备的下方；本发明由驱动机构提供动力，通过移动车体底部滑块与底座直线导轨的配合，实现了移动车体的定向运动，使工件上下料操作远离机器人作业区域，保证了操作人员的人身安全；本发明结构中夹具底座为镂空结构，工件切割废料可通过接料板、夹具底座镂空结构进入移动车体的收料箱中，保证了机器人切割工位整洁的作业环境；本发明左右布置，可实现机器人设备的不间断作业。总之，本发明不仅保证了工件的切割精度、提高生产效率和设备利用率，而且改善了操作人员的工作条件，消除了安全生产方面的隐患。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是组合夹具结构示意图；
图3是移动车体结构示意图；
图4是驱动机构示意图；
图5是底座结构示意图；
图6是缓冲器结构示意图；
图7是移动车体、底座及驱动机构装配示意图；
图8是图7中A处结构放大图；
图9是三维激光切割设备工作状态示意图。
图中各标号清单为：1、组合夹具，1-1、定位销孔，1-2、接近开关，1-3、工件连接支撑组件，1-4、接料板，1-5、夹具底座，2、移动车体，2-1、组合夹具定位销，2-2、收料箱，2-3、滑块， 3、驱动机构，3-1、减速电机，3-2、齿轮，3-3、齿条，4、底座，4-1、直线导轨，4-2、夹紧气缸，4-2-1、夹爪，4-3、缓冲器，4-3-1、缓冲器缸体，4-3-2、活塞杆，4-3-3、压缩弹簧，4-4、螺栓固定机构，4-5、移动车体限位快，5、龙门架，6、机器人，7、工件。
具体实施方式
参看图 1，本发明包括左右布置的两部分，其中每一部分均由组合夹具1、移动车体2、驱动机构3和底座4组成，所述组合夹具1安装在移动车体2上，所述移动车体2与底座4配装，所述驱动机构3安装在移动车体1和底座4之间。
参看图 1、图2，本发明组合夹具1包括夹具底座1-5、工件连接支撑组件1-3和接料板1-4，所述夹具底座1-5为镂空结构，所述工件连接支撑组件1-3和接料板1-4固定在夹具底座1-5上，在工件连接支撑组件1-3上设有接近开关1-2，在夹具底座1-5的四角位置处设置定位销孔1-1，组合夹具1通过定位销孔1-1与移动车体2装配。
参看图 1、图3，本发明的移动车体2上设有组合夹具定位销2-1，在移动车体内部设置与组合夹具镂空结构相通的收料箱2-2，在移动车体底部设有与底座配装的滑块2-3，移动车体底部与驱动机构3装配。
参看图 1、图4，本发明的驱动机构3包括减速电机3-1和齿轮齿条传动组件，所述减速电机3-1固定在底座4上，其输出轴与齿轮齿条传动组件的齿轮3-2固定装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条3-3固定在移动车体2底部。
参看图 1、图5、图6、图7、图8，本发明的底座4通过螺栓组件4-4固定在水平地面上，在底座4上设置直线导轨4-1，所述直线导轨4-1与移动车体底部滑块2-3匹配，在底座的两侧面设置夹紧气缸4-2，所述夹紧气缸4-2设有与移动车体2匹配的夹爪4-2-1，在底座4的前端设置移动车体限位块4-5，在底座后端设置缓冲器4-3。
参看图1～图9，本发明与三维激光切割设备匹配，它通过组合夹具上的工件连接支撑组件1-3及接近开关1-2保证了切割工件7与组合夹具1的装配关系，通过组合夹具1上的定位销孔1-1与移动车体2上组合夹具定位销2-1的配合，保证了组合夹具1与移动车体2的定位精度，通过底座4前端设置的移动车体限位块4-5和底座两侧面设置的夹紧气缸4-2限定了移动车体1在三维激光切割工位的位置，上述多重定位措施，使工件准确可靠地固定在机器人6的下方；本发明由驱动机构3提供动力，通过移动车体2底部滑块2-3与底座4的直线导轨4-1配合，实现了移动车体2的定向运动，使工件上下料操作远离机器人作业区域，保证了操作人员的人身安全；本发明结构中夹具底座1-5为镂空结构，工件切割废料可通过接料板1-4、夹具底座镂空结构进入移动车体的收料箱2-2中，保证了机器人切割工位整洁的作业环境；本发明左右布置，可实现机器人6设备的不间断作业。
参看图9，本发明工作时，吊装在龙门架5上面的机器人6按照编好的程序完成左侧移动车体上工件切割任务后，开始对右侧移动车体上工件的切割作业；同时减速电机3-1收到反馈信号后带动其输出轴上的齿轮3-2运转，通过齿轮3-2与齿条3-3的啮合带动左侧移动车体沿着直线导轨4-1开出机器人切割区域，到达指定位置后减速电机3-1停止运行，移动车体2会接触到底座后端的缓冲器4-3，缓冲器4-3吸收移动车体2停止时的惯性能量，避免了移动车体2和底座之间刚性碰撞造成移动车体的剧烈振动，然后操作人员将切割后的工件7取下并换上待切割工件，按动按钮使移动车体2移动到切割工作位置，到达工作位置后，夹紧气缸4-2的夹爪4-2-1将移动车体2夹紧，使移动车体2被固定在夹紧气缸4-2的夹爪4-2-1与底座4前端的移动车体限位块4-5之间，保证切割精度，此时机器人6完成了对右侧移动车体上工件的切割，回到左侧移动车体作业区域，本发明配合三维切割设备进入下一工作循环。

Claims (6)

1. 一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，它包括左右布置的两部分，其中每一部分均由组合夹具（1）、移动车体（2）、驱动机构（3）和底座（4）组成，所述组合夹具（1）安装在移动车体（2）上，所述移动车体（2）与底座（4）配装，所述驱动机构（3）安装在移动车体（1）和底座（4）之间。
2.根据权利要求1所述的一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，所述组合夹具（1）包括夹具底座（1-5）、工件连接支撑组件（1-3）和接料板（1-4），所述夹具底座（1-5）为镂空结构，所述工件连接支撑组件（1-3）和接料板（1-4）固定在夹具底座（1-5）上，在工件连接支撑组件（1-3）上设有接近开关（1-2），在夹具底座（1-5）的四角位置处设置定位销孔（1-1），组合夹具（1）通过定位销孔（1-1）与移动车体（2）装配。
3.根据权利要求2所述的一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，所述移动车体（2）上设有组合夹具定位销（2-1），在移动车体内部设置与组合夹具镂空结构相通的收料箱（2-2），在移动车体底部设有与底座配装的滑块（2-3），移动车体底部与驱动机构（3）装配。
4.根据权利要求3所述的一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，所述驱动机构（3）包括减速电机（3-1）和齿轮齿条传动组件，所述减速电机（3-1）固定在底座（4）上，其输出轴与齿轮齿条传动组件的齿轮（3-2）固定装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条（3-3）固定在移动车体（2）底部。
5.根据权利要求4所述的一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，所述底座（4）通过螺栓组件（4-4）固定在水平地面上，在底座（4）上设置直线导轨（4-1），所述直线导轨（4-1）与移动车体底部滑块（2-3）匹配，在底座的两侧面设置夹紧气缸（4-2），所述夹紧气缸（4-2）设有与移动车体（2）匹配的夹爪（4-2-1），在底座（4）前端设置移动车体限位块（4-5），在底座后端设置缓冲器（4-3）。
6.根据权利要求5所述的一种三维激光切割设备工件定位装置，其特征是，所述缓冲器（4-3）包括缓冲器缸体（4-3-1）、活塞杆（4-3-2）、压缩弹簧（4-3-3）和安装座（4-3-4），所述缓冲器缸体（4-3-1）固定在安装座（4-3-4）上，所述活塞杆（4-3-2）一端与缓冲器缸体（4-3-1）配装，在活塞杆（4-3-2）的外面套装压缩弹簧（4-3-3）。
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