CN103962735A - 激光切割柔性生产线板材上料定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了板材加工技术领域内的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，包括上料机械手和工作台，工作台上设置有定位销和定位夹钳，所述上料机械手上铰接有旋转支架，旋转支架两端分别与上料机械手之间设有拉簧，旋转支架上设有定位气缸和导轨，导轨上配合设置有滑块，定位气缸的活塞杆伸出端设有连接座，连接座与滑块相连，连接座上还连接有真空吸盘；定位销为一个，定位夹钳至少有两个并分布于一直线上；当真空吸盘处于自由状态时，导轨轴线方向与定位夹钳所在直线方向的夹角为30°~60°。该装置使得板材能准确定位，为后续的废料分离及分批释放进行精确分选提供了保证。其特别适合应用在激光切割自动板材加工柔性生产线上。

Description

激光切割柔性生产线板材上料定位系统
技术领域
本发明涉及一种激光切割板材加工装置，特别涉及一种激光切割生产线上的板材上料装置。
背景技术
激光切割由于具有高柔性、高精度等特点，在钣金加工中占据越来越重要的地位，更有取代传统钣金加工方法的趋势。随着人力成本的上升，对机械加工的自动化程度也提出了更高的要求。激光切割柔性生产线系统能够有效地降低人力成本，提高生产效率。具有自动上下料和自动零件分选功能的自动激光切割柔性生产线系统，能够更加有效地降低生产过程对人的依赖程度。为了能实现激光切割后零件的准确分选，需要对切割时上料的板材进行精确定位。尤其是在一套激光切割柔性生产线有多台激光切割机时，不仅要让板材在单台激光切割机上定位，还需要保证切割板材能在每台激光切割机定位的一致性，这样才能为后续零件分选创造条件。由于料库内板材位置的不确定性，在上料机械手将板材放置在激光切割机上后，板材的位置也有不确定性。传统的激光切割机，其上料的位置的准确性要求不高，一般只需要你有一个粗略的定位，而难以做到精确定位，为后续的分选、废料的分离带来一定的困难。难以满足自动化生产的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，可以有效的实现板材精确定位，尤其能实现当激光切割柔性生产线配置多台激光切割机时的板材精确定位。
本发明的目的是这样实现的：一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，包括上料机械手和工作台，工作台上设置有定位销和定位夹钳，所述上料机械手上铰接有旋转支架，旋转支架与上料机械手的铰接点位于旋转支架的中部，旋转支架两端分别与上料机械手之间设有拉簧，拉簧位于旋转支架的同一侧，旋转支架的另一侧一端设有定位气缸，旋转支架另一侧的另一端设有导轨，导轨上配合设置有滑块，定位气缸的活塞杆伸出端设有连接座，连接座与滑块相连，所述连接座上还连接有真空吸盘；所述定位销为一个，所述定位夹钳至少有两个并分布于一直线上；当真空吸盘处于自由状态时，所述导轨轴线方向与定位夹钳所在直线方向的夹角为30°~60°。
该装置工作时，上料机械手将板材从料库取出并放置在激光切割机工作台上。由于板材的位置不确定，放置后，无法与工作台上的定位夹钳和定位销对齐，也与激光切割机的坐标原点不对齐。此时，真空吸盘开始工作，吸住板材后，定位气缸动作，其活塞杆伸出端沿导轨滑动，真空吸盘带动板材移动，旋转支架可服拉簧的拉力作适应性转动，使板材的一条边靠在定位销上，另一边靠在位于同一直线上的两个定位夹钳上，通过三点定位，使得板材能准确定位，当板材靠在定位销和定位夹钳上时，板材上的某一点与坐标原点相对应，在后续的工作流程中，该点可作为定位点。本发明通过旋转支架的转动配合定位气缸活塞杆的伸缩，能快速将板材移动到定位位置，随后通过定位夹钳夹紧板材进行进一步加工。与现有技术相比，本发明保证了板材在每台激光切割机上料定位方式相同，在每台激光切割机上都能精确定位。这样，在随后的下料中，通过单一的下料机械手才能在不同激光切割机上准确抓取工件及废料，为后续的废料分离及分批释放进行精确分选提供保证。该装置特别适合应用在多台激光切割机公用上料、下料和分选机构的自动化板材加工柔性生产线上。
作为本发明的进一步改进，所述定位夹钳包括固定在上料机械手上的下压板和旋转夹紧气缸，下压板上固定有定位板，旋转夹紧气缸的活塞杆向上穿过下压板和定位板，旋转夹紧气缸的活塞杆上端连接有与下压板相对应的上压板。工作时，上压板和下压板之间形成钳口，可夹紧板材的边缘，通过气动旋转气缸夹紧板材进行进一步加工，保证了板材加工过程中的定位准确。
为避免在板材放置在工作台上时与上压板产生干涉，所述上压板呈矩形，旋转夹紧气缸的旋转角度为90°。矩形的上压板旋转90°后，可让出供板材向下放置到
其进一步改进在于，所述定位板朝向工件一侧的工作面为弧形。板材在移动时，其边缘贴靠在弧形面上，一方面定位准确，另一方面可以减小滑动阻力，便于板材的移动。
为减小板材移动定位时的阻力，所述工作台上设有若干导向钢球。
附图说明
图1为采用两台激光切割机的柔性生产线结构示意图。
图2为本发明工作原理图。
图3为图2的俯视图。
图4为定位夹钳结构示意图。
图5为旋转支架结构示意图。
其中，1料库，2工作台，3坐标原点，4激光切割机，5定位销，6定位夹钳，601上压板，602旋转夹紧气缸的活塞杆，603定位板，603a工作面，604下压板，605旋转夹紧气缸，606安装座，7旋转支架，701、707拉簧，702滑块，703定位气缸，704连接座，705真空吸盘，706导轨， 8铰接点，9上料机械手，10板材，11导向钢球，12废料分离台，13下料机械手，14分拣工作台，15桁架。
具体实施方式
如图1所示，为带有两台激光切割机的激光切割柔性生产线结构示意图，其激光切割机4两台并列设置，料库1位于其一侧，废料分离台12、分拣工作台14位于其另一侧，上料机械手9、下料机械手13设置在桁架15上，可沿桁架15作直线运动，两台激光切割机4共用上料机械手9、下料机械手13、废料分离台12和分拣工作台14；因此，两台激光切割机4需要坐标原点3的连线与上料机械手9、下料机械手13的运动轨迹相平行，当有两台以上的激光切割机时，各激光切割机的坐标原点3应在一条直线上。
如图2-5所示，为能准确上料和下料，激光切割柔性生产线板材上料定位系统，包括上料机械手9和工作台2，工作台2上设置有定位销5和定位夹钳6，上料机械手9上铰接有旋转支架7，旋转支架7与上料机械手9的铰接点8位于旋转支架7的中部，旋转支架7两端分别与上料机械手9之间设有拉簧701、707，拉簧701、707位于旋转支架7的同一侧，旋转支架7的另一侧一端设有定位气缸703，旋转支架7另一侧的另一端设有导轨706，导轨706上配合设置有滑块702，定位气缸703的活塞杆伸出端设有连接座704，连接座704与滑块702相连，连接座704上还连接有真空吸盘705；定位销5为一个，定位夹钳6至少有两个并分布于一直线上；当真空吸盘705处于自由状态时，导轨706轴线方向与定位夹钳6所在直线方向的夹角为30°~60°，优选为45°角。
定位夹钳6包括固定在上料机械手9上的下压板604和旋转夹紧气缸605，下压板604上固定有定位板603，旋转夹紧气缸的活塞杆602向上穿过下压板604和定位板603，旋转夹紧气缸的活塞杆602上端连接有与下压板604相对应的上压板601。上压板601呈矩形，旋转夹紧气缸605的旋转角度为90°。定位板603朝向工件一侧的工作面603a为弧形。下压板604经安装座606安装在工作台2上。
为减小板材10移动定位时的阻力，工作台2上设有若干导向钢球11。
由于板材位置的不确定，而定位气缸703的行程为一定，在板材在定位时，板材边界到达原点位置时，定位气缸703推动真空吸盘继续移动，使得板材靠实定位销5时还继续运动，出现板材翘曲的情况。为解决该问题，可在移动真空吸盘705之前通过减压阀控制调节真空吸盘705的真空压力，使得板材在靠实定位销时，真空吸盘705沿板材表面继续移动，真空吸盘与板材出现打滑，从而使板材还能保持在原来位置，不会发生翘曲。
该装置工作时，上料机械手9将板材10从料库1中取出并放置在激光切割机4的工作台2上；然后，真空吸盘705开始工作，吸住板材10后，定位气缸703动作，定位气缸活塞杆伸出端沿导轨706滑动，真空吸盘705带动板材10移动，旋转支架7可服拉簧701或拉簧702的拉力作适应性转动，使板材10的一条边靠在定位销5上，另一边靠在位于同一直线上的两个定位夹钳6上，通过三点定位，使得板材10能准确定位，当板材10靠在定位销5和定位夹钳6上时，板材10上的某一点与坐标原点3相对应，在后续的工作流程中，该点可作为定位点。板材10切割时，板材10上的废料和工件之间保持微连接，切割完成后，下料机械手13抓取板材10，移动到废料分离台12位置，将废料和工件分离，下料机械手13带着工件继续移动到分拣工作台14上方，分批将工件释放，相同规格的工件在同一批中释放，实现不同规格工件的分拣。该板材上料定位系统，为其后的废料分离、分拣等后续工作提供了保障和基础。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，包括上料机械手和工作台，工作台上设置有定位销和定位夹钳，其特征在于：所述上料机械手上铰接有旋转支架，旋转支架与上料机械手的铰接点位于旋转支架的中部，旋转支架两端分别与上料机械手之间设有拉簧，拉簧位于旋转支架的同一侧，旋转支架的另一侧一端设有定位气缸，旋转支架另一侧的另一端设有导轨，导轨上配合设置有滑块，定位气缸的活塞杆伸出端设有连接座，连接座与滑块相连，所述连接座上还连接有真空吸盘；所述定位销为一个，所述定位夹钳至少有两个并分布于一直线上；当真空吸盘处于自由状态时，所述导轨轴线方向与定位夹钳所在直线方向的夹角为30°~60°。
2.根据权利要求1所述的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，其特征在于：所述定位夹钳包括固定在上料机械手上的下压板和旋转夹紧气缸，下压板上固定有定位板，旋转夹紧气缸的活塞杆向上穿过下压板和定位板，旋转夹紧气缸的活塞杆上端连接有与下压板相对应的上压板。
3.根据权利要求2所述的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，其特征在于：所述上压板呈矩形，旋转夹紧气缸的旋转角度为90°。
4.根据权利要求2所述的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，其特征在于：所述定位板朝向工件一侧的工作面为弧形。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种激光切割柔性生产线板材上料定位系统，其特征在于：所述工作台上设有若干导向钢球。
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