CN105643113A - 一种激光切割机的切割和收料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种激光切割机的切割和收料系统，以改善切割效果和收料效果。本发明的激光切割机的切割和收料系统包括设有切割系统的基座，所述基座旁侧设有成品托盘，基座上方设有传送单元和取料系统，该激光切割机的切割和收料系统还包括用于控制传送单元、切割系统和取料系统的控制器，关键在于所述基座上还设有用于检测切割区域中是否存在原料带的接近开关；所述控制器与接近开关相连。本发明的激光切割机的切割和收料系统对切割系统、取料系统、传送单元都进行了改进，使得原料带的传送更加平稳，切割质量更好，且取料时不会对极片成品造成损伤；另外通过增设接近开关，可以实时检测切割区域中的原料带的情况，实现了工作的自动连续进行。
Description
技术领域
本发明属于机械加工设备技术领域，特别涉及到一种激光切割机的切割和收料系统。
背景技术
激光切割机的切割系统是其最重要的部分，其主要功能是切割，首先必须要保证能够按照所输入的轨迹完成整个切割运动，不会产生其他诸如过冲，过行程等不良运动，另外，还需要在切割之前能否准确及时的判定料带是否上料到位，在切割时能够时刻牢固地吸附住原材料以便切割，以及在切割完之后能否准确及时地判定成品是否取走，是否可以开始下一次上料，以实现激光切割机的连续运行。切割系统的主要性能是能够切割出满足尺寸，形状精度要求的一致性高的产品。切割后的产品不能出现有毛刺，圆角不圆，无法切透或者原材料在上料，吸附以及切割过程中产生褶皱等等。
现有激光切割机的切割系统虽然能够满足功能要求，按照计算机设计轨迹路径进行切割，但是根据调试过程以及现有客户的反馈发现，现有激光切割机的切割系统在性能方面有很多不足，比如：切割不能完全切透，切割时台面有抖动，切割后成品的形状和尺寸有偏差，特别是圆弧角处有锯齿等等。
现有激光切割机取料系统中的支架为龙门形式，无杆气缸偏置在一侧，一侧为直线导轨，运动过程中导轨侧运动滞后，机械手倾斜且有轻微抖动；上下运动双杆气缸的扭转强度不够，机械手有小角度扭转现象，需另加导向杆，主要缺陷表现为：1、现有取料系统虽然能满足取料的需求，但是难以精确控制，动力不均衡，传送不平稳，有时导致极片掉落、损伤，且影响后续工作循环的进行；2、双杆升降气缸虽然能满足输出力要求，但刚度不足，影响工作平稳性。
发明内容
本发明的目的是提出一种激光切割机的切割和收料系统，以改善切割效果和收料效果。
本发明的激光切割机的切割和收料系统包括设有切割系统的基座，所述基座旁侧设有成品托盘，基座上方设有传送单元和取料系统，该激光切割机的切割和收料系统还包括用于控制传送单元、切割系统和取料系统的控制器，关键在于所述基座上还设有用于检测切割区域中是否存在原料带的接近开关；所述控制器与接近开关相连。
上述切割和收料系统的工作原理如下：
传送单元用于将原料带传送至切割区域，并将切割剩下的废料带走，而接近开关可以检测切割区域是否有原料带，这样就能够在切割前准确检测出原料带是否就位，切割完成后成品是否取走，以及废料是否带走。控制器根据接近开关所检测到的结果来控制传送单元、切割系统和取料系统的协同工作，实现了切割工作的连续性。
具体来说，所述切割系统包括支架及架设于支架上的运动切割组件、吸附组件，所述运动切割组件由X轴模组组件、Y轴模组组件及切割头构成。切割头安装于Y轴模组组件上，而Y轴模组组件活动安装于X轴模组组件上，这样切割头就能在X轴模组组件、Y轴模组组件的协同作用下实现预定轨迹的行进，进行原料带的切割。上述吸附组件用于吸附切割区域中的原料带，避免原料带在切割过程中移动，同时还可以辅助接近开关来检测切割区域内的原料带的情况。
进一步地，所述取料系统由悬臂支架、直线驱动模组、机械手构成，所述机械手通过弹性缓冲结构安装于一个气缸的活塞杆端部，所述气缸通过直线驱动模组安装于悬臂支架上；所述机械手由内部设有负压腔的负压板构成，所述负压腔连接有负压抽气接头，负压板的底面设有与负压腔连通的吸附孔。上述机械手利用负压原理来吸附剂取走切割好的成品，而弹性缓冲结构可以使机械手接近成品电池极片时轻柔接触，不至冲出压痕，改善极片的质量。
进一步地，所述负压板沿原料带输送方向的两端设有向下突出的废料压紧条，在取料时废料压紧条会压紧两端的废料，机械手不会误吸废料，提高了取料准确性，并可避免部分位置偶然的粘连情况。
进一步地，所述负压板的底面贴有特氟龙胶带，以保护极片表面不被划伤。
进一步地，所述传送单元包括两组间隔排列的驱动辊，两组驱动辊之间为切割区域；每组驱动辊均由主动辊和从动辊通过传送带连接而成，其中一组驱动辊中的主动辊通过电机驱动；两组驱动辊中的主动辊通过同步皮带连接，以使两组驱动辊同步转动。利用一个电机来驱动两组驱动辊，可以确保两组驱动辊的动作同步，且两组驱动辊可以更平稳地承载及传送原料带。
进一步地，所述两组的驱动辊的中间设有同步皮带张紧器，所述同步皮带张紧器设有垂直导板，所述垂直导板活动安装有滑块，所述滑块上安装有张紧轮，所述张紧轮压紧于同步皮带上。上述同步皮带张紧器的张紧轮利用滑块自身的重量来压紧同步皮带，实现张紧的功能，并保证张紧力恒定。
进一步地，所述主动辊与从动辊均通过轴承安装于对应的辊座上，其中主动辊的辊座固定于基座上，从动辊的辊座设有平行于原料带输送方向的条形孔，且从动辊的辊座利用穿过条形孔的定位销活动安装于基座上；同组的主动辊与从动辊之间设有传送带张紧器，所述传送带张紧器由底座和调节螺栓构成，所述底座固定于基座上，所述底座设有水平螺孔，所述调节螺栓穿过螺孔并与从动辊的辊座相抵。上述传送带张紧器的螺栓可以将从动辊的辊座向远离对应主动辊的方向推动，从而实现张紧的目的，从动辊辊座的条形孔可以起到导向作用。
进一步地，所述两组的驱动辊的中间设有两条定位板，所述定位板分别位于两个主动辊的旁侧，所述切割区域为两条定位板之间的区域，所述接近开关设于定位板处。定位板可以更稳定地支撑位于切割区域内的原料带，使得切割的稳定性、质量更好，而且接近开关位于定位板处，可以更准确地检测切割区域内的原料带的情况，且不会对激光切割工作造成干涉。
本发明的激光切割机的切割和收料系统对切割系统、取料系统、传送单元都进行了改进，使得原料带的传送更加平稳，切割质量更好，且取料时不会对极片成品造成损伤；另外通过增设接近开关，可以实时检测切割区域中的原料带的情况，实现了工作的自动连续进行。
附图说明
图1是本发明的激光切割机的切割和收料系统的整体结构示意图。
图2是本发明中切割系统与传送单元的相对位置示意图。
图3是本发明中切割系统的结构示意图。
图4是本发明中传送单元的结构示意图。
图5是本发明中同步皮带张紧器的结构示意图。
图6是本发明中传送带张紧器的结构示意图。
图7是本发明中取料系统的结构示意图。
附图标示：1、基座；2、切割系统；21、吸附组件；22、X轴模组组件；23、Y轴模组组件；24、支架；3、成品托盘；4、传送单元；41、主动辊；42、从动辊；43、传送带；44、伺服电机；45、同步皮带；46、同步皮带张紧器；461、垂直导板；462、滑块；463、张紧轮；47、传送带张紧器；471、底座；472、调节螺栓；48、定位板；5、取料系统；51、悬臂支架；52、直线驱动模组；53、气缸；54、负压板；55、负压抽气接头；56、废料压紧条。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
如图所示，本实施例的激光切割机的切割和收料系统包括设有切割系统2的基座1，所述基座1旁侧设有成品托盘3，基座1在切割系统2的下方设有传送单元4，在切割系统2的上方设有取料系统5，该激光切割机的切割和收料系统还包括用于控制传送单元4、切割系统2和取料系统5的控制器，关键在于所述基座1上还设有用于检测切割区域中是否存在原料带的接近开关；所述控制器与接近开关相连（图中未画出控制器与接近开关）。
具体来说，所述切割系统2包括支架及架设于支架24上的运动切割组件、吸附组件21，所述运动切割组件由X轴模组组件22、Y轴模组组件23及切割头（图中未画出切割头）构成。切割头安装于Y轴模组组件23上，而Y轴模组组件23活动安装于X轴模组组件22上，这样切割头就能在X轴模组组件22、Y轴模组组件23的协同作用下实现预定轨迹的行进，进行原料带的切割。上述吸附组件21采用真空吸附原理，用于吸附切割区域中的原料带，避免原料带在切割过程中移动，同时还可以辅助接近开关来检测切割区域内的原料带的情况。
进一步地，所述取料系统5位于基座1和成品托盘3上方，用于将成品极片从切割区域上吸取、提升、转运、下降放置到成品托盘3内，取料速率跟随切割进度。取料系统5由悬臂支架51、直线驱动模组52、机械手构成，所述机械手安装于一个带导杆气缸53的活塞杆端部，所述气缸53通过直线驱动模组52安装于悬臂支架51上；所述机械手由四块内部设有负压腔的负压板54构成，所述负压腔连接有负压抽气接头55，负压板54的底面设有与负压腔连通的吸附孔；上述机械手利用负压抽气接头55与气缸53的活塞杆连接，且该负压抽气接头55具有弹簧缓冲结构。上述机械手利用负压原理来吸附剂取走切割好的成品，而弹性缓冲结构可以使机械手接近成品电池极片时轻柔接触，不至冲出压痕，改善极片的质量。悬臂支架51由垂直板和水平板构成倒置的“L”形，垂直板和水平板通过加强板连接，直线驱动模组52固定于水平板上，使得气缸53能够位于切割区域的中间位置上方，避免了以前的动力偏置问题。
进一步地，所述机械手中的负压板54在沿原料带输送方向的两端设有向下突出的废料压紧条56，在取料时废料压紧条56会压紧两端的废料，机械手不会误吸废料，提高了取料准确性，并可避免部分位置偶然的粘连情况。
进一步地，所述负压板54的底面贴有特氟龙胶带，以保护极片表面不被划伤。
进一步地，所述传送单元4包括两组间隔排列的驱动辊，两组驱动辊之间为切割区域；每组驱动辊均由主动辊41和从动辊42通过传送带43连接而成，其中一组驱动辊中的主动辊41通过伺服电机44驱动；两组驱动辊中的主动辊41通过同步皮带45连接，以使两组驱动辊同步转动。利用一个伺服电机44来驱动两组驱动辊，可以确保两组驱动辊的动作同步，且两组驱动辊可以更平稳地承载及传送原料带。上述传送带43采用PT膜裁切、粘贴制作，方便更换。
进一步地，所述两组的驱动辊的中间设有同步皮带张紧器46，所述同步皮带张紧器46设有垂直导板461，所述垂直导板461活动安装有滑块462，所述滑块462上安装有张紧轮463，所述张紧轮463压紧于同步皮带45上。上述同步皮带张紧器46的张紧轮463利用滑块462自身的重量来压紧同步皮带45，实现张紧的功能，并保证张紧力恒定。
进一步地，所述主动辊41与从动辊42均通过轴承安装于对应的辊座上，其中主动辊41的辊座固定于基座1上，从动辊42的辊座设有平行于原料带输送方向的条形孔，且从动辊42的辊座利用穿过条形孔的定位销活动安装于基座1上；同组的主动辊41与从动辊42之间设有传送带张紧器47，所述传送带张紧器47由底座471和调节螺栓472构成，所述底座471固定于基座1上，所述底座471设有水平螺孔，所述调节螺栓472穿过螺孔并与从动辊42的辊座相抵。上述传送带张紧器47的螺栓可以将从动辊42的辊座向远离对应主动辊41的方向推动，从而实现张紧的目的，从动辊42辊座的条形孔可以起到导向作用。
进一步地，所述两组的驱动辊的中间设有两条定位板48，所述定位板48分别位于两个主动辊41的旁侧，所述切割区域为两条定位板48之间的区域，所述接近开关设于接近废料箱一侧的定位板48处。当原料带覆盖接近开关后，即可判断已经传送到位，即此时切割区域内已经有原料带。定位板48可以更稳定地支撑位于切割区域内的原料带，使得切割的稳定性、质量更好，而且接近开关位于定位板48处，可以更准确地检测切割区域内的原料带的情况，且不会对激光切割工作造成干涉。
上述切割和收料系统的工作原理如下：
传送单元4用于将原料带传送至切割区域，并将切割剩下的废料带走，而接近开关可以检测切割区域是否有原料带，这样就能够在切割前准确检测出原料带是否就位，切割完成后成品是否取走，以及废料是否带走。控制器根据接近开关所检测到的结果来控制传送单元4、切割系统2和取料系统5的协同工作，实现了切割工作的连续性。
Claims (9)
1.一种激光切割机的切割和收料系统，包括设有切割系统的基座，所述基座旁侧设有成品托盘，基座上方设有传送单元和取料系统，该激光切割机的切割和收料系统还包括用于控制传送单元、切割系统和取料系统的控制器，其特征在于所述基座上还设有用于检测切割区域中是否存在原料带的接近开关；所述控制器与接近开关相连。
2.根据权利要求1所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述切割系统包括支架及架设于支架上的运动切割组件、吸附组件，所述运动切割组件由X轴模组组件、Y轴模组组件及切割头构成。
3.根据权利要求1所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述取料系统由悬臂支架、直线驱动模组、机械手构成，所述机械手通过弹性缓冲结构安装于一个气缸的活塞杆端部，所述气缸通过直线驱动模组安装于悬臂支架上；所述机械手由内部设有负压腔的负压板构成，所述负压腔连接有负压抽气接头，负压板的底面设有与负压腔连通的吸附孔。
4.根据权利要求3所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述负压板沿原料带输送方向的两端设有向下突出的废料压紧条。
5.根据权利要求3所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述负压板的底面贴有特氟龙胶带。
6.根据权利要求1所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述传送单元包括两组间隔排列的驱动辊，两组驱动辊之间为切割区域；每组驱动辊均由主动辊和从动辊通过传送带连接而成，其中一组驱动辊中的主动辊通过电机驱动；两组驱动辊中的主动辊通过同步皮带连接，以使两组驱动辊同步转动。
7.根据权利要求6所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述两组的驱动辊的中间设有同步皮带张紧器，所述同步皮带张紧器设有垂直导板，所述垂直导板活动安装有滑块，所述滑块上安装有张紧轮，所述张紧轮压紧于同步皮带上。
8.根据权利要求6所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述主动辊与从动辊均通过轴承安装于对应的辊座上，其中主动辊的辊座固定于基座上，从动辊的辊座设有平行于原料带输送方向的条形孔，且从动辊的辊座利用穿过条形孔的定位销活动安装于基座上；同组的主动辊与从动辊之间设有传送带张紧器，所述传送带张紧器由底座和调节螺栓构成，所述底座固定于基座上，所述底座设有水平螺孔，所述调节螺栓穿过螺孔并与从动辊的辊座相抵。
9.根据权利要求6所述的激光切割机的切割和收料系统，其特征在于所述两组的驱动辊的中间设有两条定位板，所述定位板分别位于两个主动辊的旁侧，所述切割区域为两条定位板之间的区域，所述接近开关设于定位板处。
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