CN107363420A - 一种基于智能车间的激光切割设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于智能车间的激光切割设备，包括支架及设置在支架上的切割机构、左右走位机构、升降机构、前后走位机构、PLC、和翻转机构；所述切割机构包括反光镜、聚焦透镜、水平走位块、激光振荡器、激光光源、激光气瓶和空气干燥器,所述左右走位机构包括第一电机、第一丝杆和第一限位杆，所述升降机构包括第二电机、第二丝杆和竖直走位块，该基于智能车间的激光切割设备通过切割机构产生激光束进行切割，通过左右走位机构进行左右位置的调整，通过升降机构进行升降调节，通过前后位移机构进行前后位置调节，再通过数控程序进行3D切割，通过翻转机构能实现工件的翻转，从而进行更灵活的切割，保证了工件的精细切割。

Description

一种基于智能车间的激光切割设备
技术领域
本发明涉及切割设备领域，特别涉及一种基于智能车间的激光切割设备。
背景技术
激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。
激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备，而现有的激光切割在切割时，激光切割一般只能切割一个平面，难以实现3D切割，通过3D的走位机构和数控编程能实现激光切割，实现3D切割，通过翻转机构能提高3D切割的灵活性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于智能车间的激光切割设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于智能车间的激光切割设备，包括支架及设置在支架上的切割机构、左右走位机构、升降机构、前后走位机构、PLC、和翻转机构；
所述切割机构包括反光镜、聚焦透镜、水平走位块、激光振荡器、激光光源、激光气瓶和空气干燥器，所述激光气瓶和空气干燥器均与激光光源连通，所述激光振荡器位于激光光源的一侧，所述反光镜有三个，两个反光镜设置在支架上，另一个反光镜设置在水平走位块上，所述聚焦透镜位于水平走位块的下方，所述水平走位块与左右走位机构传动连接；
所述左右走位机构包括第一电机、第一丝杆和第一限位杆，所述第一电机驱动第一丝杆旋转，所述第一丝杆水平设置，所述水平走位块内设有走位孔，所述走位孔内设有内螺纹，所述水平走位块上的内螺纹与第一丝杆的外螺纹匹配，所述第一丝杆穿过水平走位块，所述第一限位杆与第一丝杆平行，所述第一限位杆穿过水平走位块；
所述升降机构包括第二电机、第二丝杆和竖直走位块，所述第二电机驱动第二丝杆旋转，所述第二丝杆竖直设置，所述竖直走位块内设有与第二丝杆匹配的内螺纹，所述第二丝杆穿过竖直走位块；
所述前后走位机构包括第三电机、第三丝杆、连接块、第二限位杆和操作板，所述第三电机驱动第三丝杆旋转，所述第三丝杆穿过连接块，所述操作板水平设置，所述操作板内设有与第三丝杆匹配的内螺纹，所述第三丝杆穿过操作板，所述第二限位杆位于连接块上，所述第二限位杆穿过操作板，所述第二限位杆与第三丝杆平行；
所述翻转机构包括第四电机、转轴、滑块和固定组件，所述转轴穿过操作板，所述转轴的一端与第四电机连接，所述转轴的另一端通过轴承与滑块连接，所述滑块与支架滑动连接，所述第四电机位于竖直走位块上，所述操作板设置在竖直走位块的一侧；
所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、激光光源、激光振荡器均与PLC电连接。
作为优选，在操作板不需要翻转时，为了固定住操作板，所述固定组件包括电磁铁、第一弹簧和固定块，所述电磁铁设置在竖直走位块内，所述固定块通过第一弹簧与电磁铁连接，所述固定块与竖直走位块滑动连接，所述操作板内设有固定孔，所述固定块的一端位于竖直走位块内，所述固定块的另一端位于固定孔内，所述电磁铁与PLC电连接。
在操作板不需要翻转时，固定块位于固定孔内，防止操作板的旋转，在操作板需要翻转时，PLC控制电磁铁开启，电磁铁吸附固定块，使固定块离开固定孔内，从而方便操作板的旋转，翻转完成后第一弹簧推动固定块复位，进行固定。
作为优选，为了方便固定块被电磁铁吸附，且增加固定块的牢固的和耐腐蚀性，所述固定块的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了夹持住工件，所述操作板上还设有夹持机构，所述夹持机构有两个，两个夹持机构相对设置，所述夹持机构包括第五电机、圆齿轮、条齿轮、夹持走位块、第二弹簧和夹持块，所述第五电机驱动圆齿轮旋转，所述条齿轮设置在操作板上，所述圆齿轮和条齿轮啮合，所述第五电机设置在夹持走位块上，所述夹持走位块与操作板滑动连接，所述夹持块通过第二弹簧连接在夹持走位块上。
在需要夹持工件时，PLC控制第五电机驱动圆齿轮旋转，因圆齿轮和条齿轮啮合，使夹持走位块和夹持块发生位移，使两个夹持块夹持住工件。
作为优选，为了防止夹坏工件，所述夹持块上还设有橡胶块。
作为优选，为了方便更换不同型号的夹持块，所述夹持块通过螺丝设置在夹持走位块上。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机和第五电机均为伺服电机。
作为优选，为了保护圆齿轮和条齿轮，所述圆齿轮和条齿轮之间涂有机油。
作为优选，为了观察操作板是否保持水平，所述操作板上设有水平仪。
作为优选，为了保护反光镜且防止激光照射到外部，所述反光镜之间设有遮光筒。
本发明的有益效果是，该基于智能车间的激光切割设备设计结构巧妙，实用性高，通过切割机构产生激光束进行切割，通过左右走位机构进行左右位置的调整，通过升降机构进行升降调节，通过前后位移机构进行前后位置调节，再通过数控程序进行3D切割，通过翻转机构能实现工件的翻转，从而进行更灵活的切割，保证了工件的精细切割。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于智能车间的激光切割设备的结构示意图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明的基于智能车间的激光切割设备的前后走位机构的结构示意图；
图4是本发明的基于智能车间的激光切割设备的夹持机构的结构示意图。
图中：1.空气干燥器，2.激光气瓶，3.第一电机，4.反光镜，5.第一丝杆，6.激光振荡器，7.水平走位块，8.激光光源，9.夹持块，10.第一限位杆，11.第二丝杆，12.第四电机，13.竖直走位块，14.第二电机，15.支架，16.第二限位杆，17.第三丝杆，18.操作板，19.滑块，20.转轴，21.夹持机构，22.聚焦透镜，23.固定块，24.第一弹簧，25.电磁铁，26.连接块，27.条齿轮，28.第五电机，29.圆齿轮，30.第二弹簧，31.夹持走位块。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-4所示，一种基于智能车间的激光切割设备，包括支架15及设置在支架15上的切割机构、左右走位机构、升降机构、前后走位机构、PLC、和翻转机构；
所述切割机构包括反光镜4、聚焦透镜22、水平走位块7、激光振荡器6、激光光源8、激光气瓶2和空气干燥器1，所述激光气瓶2和空气干燥器1均与激光光源8连通，所述激光振荡器6位于激光光源8的一侧，所述反光镜4有三个，两个反光镜4设置在支架15上，另一个反光镜4设置在水平走位块7上，所述聚焦透镜22位于水平走位块7的下方，所述水平走位块7与左右走位机构传动连接；
所述左右走位机构包括第一电机3、第一丝杆5和第一限位杆10，所述第一电机3驱动第一丝杆5旋转，所述第一丝杆5水平设置，所述水平走位块7内设有走位孔，所述走位孔内设有内螺纹，所述水平走位块7上的内螺纹与第一丝杆5的外螺纹匹配，所述第一丝杆5穿过水平走位块7，所述第一限位杆10与第一丝杆5平行，所述第一限位杆10穿过水平走位块7；
所述升降机构包括第二电机14、第二丝杆11和竖直走位块13，所述第二电机14驱动第二丝杆11旋转，所述第二丝杆11竖直设置，所述竖直走位块13内设有与第二丝杆11匹配的内螺纹，所述第二丝杆11穿过竖直走位块13；
所述前后走位机构包括第三电机32、第三丝杆17、连接块26、第二限位杆16和操作板18，所述第三电机32驱动第三丝杆17旋转，所述第三丝杆17穿过连接块26，所述操作板18水平设置，所述操作板18内设有与第三丝杆17匹配的内螺纹，所述第三丝杆17穿过操作板18，所述第二限位杆16位于连接块26上，所述第二限位杆16穿过操作板18，所述第二限位杆16与第三丝杆17平行；
所述翻转机构包括第四电机12、转轴20、滑块19和固定组件，所述转轴20穿过操作板18，所述转轴20的一端与第四电机12连接，所述转轴20的另一端通过轴承与滑块19连接，所述滑块19与支架15滑动连接，所述第四电机12位于竖直走位块13上，所述操作板18设置在竖直走位块13的一侧；
通过激光光源8发射激光进入激光振荡器6，再通过反光镜4折射到聚焦透镜22，形成激光割炬，进行切割，工件放置在操作板18上，通过第一电机3驱动第一丝杆5旋转，因水平走位块7内设有第一丝杆5匹配的内螺纹，使水平走位块7发生左右方向的位移，从而调节割炬的左右位置，再通过第二电机14驱动第二丝杆11旋转，使操作板18发生上下方向的位移，再通过第三电机32驱动第三丝杆17旋转，使操作板18发生前后方向的位移，从而实现三维的位置位移，通过第四电机12驱动转轴20旋转，使操作板18发生旋转，使工件发生旋转，从而方便工件的旋转，从而进行更好的切割。
所述第一电机3、第二电机14、第三电机32、第四电机12、激光光源8、激光振荡器6均与PLC电连接。
作为优选，在操作板18不需要翻转时，为了固定住操作板18，所述固定组件包括电磁铁25、第一弹簧24和固定块23，所述电磁铁25设置在竖直走位块13内，所述固定块23通过第一弹簧24与电磁铁25连接，所述固定块23与竖直走位块13滑动连接，所述操作板18内设有固定孔，所述固定块23的一端位于竖直走位块13内，所述固定块23的另一端位于固定孔内，所述电磁铁25与PLC电连接。
在操作板18不需要翻转时，固定块23位于固定孔内，防止操作板18的旋转，在操作板18需要翻转时，PLC控制电磁铁25开启，电磁铁25吸附固定块23，使固定块23离开固定孔内，从而方便操作板18的旋转，翻转完成后第一弹簧24推动固定块23复位，进行固定。
作为优选，为了方便固定块23被电磁铁25吸附，且增加固定块23的牢固的和耐腐蚀性，所述固定块23的制作材料为不锈钢。
作为优选，为了夹持住工件，所述操作板18上还设有夹持机构21，所述夹持机构21有两个，两个夹持机构21相对设置，所述夹持机构21包括第五电机28、圆齿轮29、条齿轮27、夹持走位块31、第二弹簧30和夹持块9，所述第五电机28驱动圆齿轮29旋转，所述条齿轮27设置在操作板18上，所述圆齿轮29和条齿轮27啮合，所述第五电机28设置在夹持走位块31上，所述夹持走位块31与操作板18滑动连接，所述夹持块9通过第二弹簧30连接在夹持走位块31上。
在需要夹持工件时，PLC控制第五电机28驱动圆齿轮29旋转，因圆齿轮29和条齿轮27啮合，使夹持走位块31和夹持块9发生位移，使两个夹持块9夹持住工件。
作为优选，为了防止夹坏工件，所述夹持块9上还设有橡胶块。
作为优选，为了方便更换不同型号的夹持块9，所述夹持块9通过螺丝设置在夹持走位块31上。
作为优选，为了方便控制，所述第一电机3、第二电机14、第三电机32、第四电机12和第五电机28均为伺服电机。
作为优选，为了保护圆齿轮29和条齿轮27，所述圆齿轮29和条齿轮27之间涂有机油。
作为优选，为了观察操作板18是否保持水平，所述操作板18上设有水平仪。
作为优选，为了保护反光镜4且防止激光照射到外部，所述反光镜4之间设有遮光筒。
与现有技术相比，该基于智能车间的激光切割设备设计结构巧妙，实用性高，通过切割机构产生激光束进行切割，通过左右走位机构进行左右位置的调整，通过升降机构进行升降调节，通过前后位移机构进行前后位置调节，再通过数控程序进行3D切割，通过翻转机构能实现工件的翻转，从而进行更灵活的切割，保证了工件的精细切割。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，包括支架（15）及设置在支架（15）上的切割机构、左右走位机构、升降机构、前后走位机构、PLC、和翻转机构；
所述切割机构包括反光镜（4）、聚焦透镜（22）、水平走位块（7）、激光振荡器（6）、激光光源（8）、激光气瓶（2）和空气干燥器（1），所述激光气瓶（2）和空气干燥器（1）均与激光光源（8）连通，所述激光振荡器（6）位于激光光源（8）的一侧，所述反光镜（4）有三个，两个反光镜（4）设置在支架（15）上，另一个反光镜（4）设置在水平走位块（7）上，所述聚焦透镜（22）位于水平走位块（7）的下方，所述水平走位块（7）与左右走位机构传动连接；
所述左右走位机构包括第一电机（3）、第一丝杆（5）和第一限位杆（10），所述第一电机（3）驱动第一丝杆（5）旋转，所述第一丝杆（5）水平设置，所述水平走位块（7）内设有走位孔，所述走位孔内设有内螺纹，所述水平走位块（7）上的内螺纹与第一丝杆（5）的外螺纹匹配，所述第一丝杆（5）穿过水平走位块（7），所述第一限位杆（10）与第一丝杆（5）平行，所述第一限位杆（10）穿过水平走位块（7）；
所述升降机构包括第二电机（14）、第二丝杆（11）和竖直走位块（13），所述第二电机（14）驱动第二丝杆（11）旋转，所述第二丝杆（11）竖直设置，所述竖直走位块（13）内设有与第二丝杆（11）匹配的内螺纹，所述第二丝杆（11）穿过竖直走位块（13）；
所述前后走位机构包括第三电机（32）、第三丝杆（17）、连接块（26）、第二限位杆（16）和操作板（18），所述第三电机（32）驱动第三丝杆（17）旋转，所述第三丝杆（17）穿过连接块（26），所述操作板（18）水平设置，所述操作板（18）内设有与第三丝杆（17）匹配的内螺纹，所述第三丝杆（17）穿过操作板（18），所述第二限位杆（16）位于连接块（26）上，所述第二限位杆（16）穿过操作板（18），所述第二限位杆（16）与第三丝杆（17）平行；
所述翻转机构包括第四电机（12）、转轴（20）、滑块（19）和固定组件，所述转轴（20）穿过操作板（18），所述转轴（20）的一端与第四电机（12）连接，所述转轴（20）的另一端通过轴承与滑块（19）连接，所述滑块（19）与支架（15）滑动连接，所述第四电机（12）位于竖直走位块（13）上，所述操作板（18）设置在竖直走位块（13）的一侧；
所述第一电机（3）、第二电机（14）、第三电机（32）、第四电机（12）、激光光源（8）、激光振荡器（6）均与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述固定组件包括电磁铁（25）、第一弹簧（24）和固定块（23），所述电磁铁（25）设置在竖直走位块（13）内，所述固定块（23）通过第一弹簧（24）与电磁铁（25）连接，所述固定块（23）与竖直走位块（13）滑动连接，所述操作板（18）内设有固定孔，所述固定块（23）的一端位于竖直走位块（13）内，所述固定块（23）的另一端位于固定孔内，所述电磁铁（25）与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述固定块（23）的制作材料为不锈钢。
4.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述操作板（18）上还设有夹持机构（21），所述夹持机构（21）有两个，两个夹持机构（21）相对设置，所述夹持机构（21）包括第五电机（28）、圆齿轮（29）、条齿轮（27）、夹持走位块（31）、第二弹簧（30）和夹持块（9），所述第五电机（28）驱动圆齿轮（29）旋转，所述条齿轮（27）设置在操作板（18）上，所述圆齿轮（29）和条齿轮（27）啮合，所述第五电机（28）设置在夹持走位块（31）上，所述夹持走位块（31）与操作板（18）滑动连接，所述夹持块（9）通过第二弹簧（30）连接在夹持走位块（31）上。
5.如权利要求4所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述夹持块（9）上还设有橡胶块。
6.如权利要求4所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述夹持块（9）通过螺丝设置在夹持走位块（31）上。
7.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述第一电机（3）、第二电机（14）、第三电机（32）、第四电机（12）和第五电机（28）均为伺服电机。
8.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述圆齿轮（29）和条齿轮（27）之间涂有机油。
9.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述操作板（18）上设有水平仪。
10.如权利要求1所述的基于智能车间的激光切割设备，其特征在于，所述反光镜（4）之间设有遮光筒。
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