CN108372364A - 柔性介质的全自动化激光加工成套装备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动化加工设备，尤其涉及一种用于激光雕刻的自动化加工设备。柔性介质的全自动化激光加工成套装备，包括：支架、激光头、水平滑台、竖直滑台、真空吸盘、固定式卡钳、滑动式卡钳、备料台、收集区，所述水平滑台固连于所述支架，所述竖直滑台固连于所述水平滑台的大滑板上，所述固定式卡钳固连于所述支架，所述滑动式卡钳通过光轴活动连接于所述支架；所述备料台和收集区位于所述支架的两端位置，在所述备料台和收集区的中间位置设置雕刻区，所述激光头位于所述雕刻区的上部，所述固定式卡钳、滑动式卡钳位于所述雕刻区。利用先进的光机电一体化实现了纸张的全自动激光雕刻作业，并且能够柔性适应不同尺寸的纸张。
Description
技术领域
本申请为分案申请，母案的申请号是：201610329263.6。本发明涉及一种自动化加工设备，尤其涉及一种用于激光雕刻的自动化加工设备。
背景技术
虽然现代的激光雕刻设备在性能上获取了长足的进步，但是还停留在雕刻功能上，由于雕刻对象具有很大的差异性，系统化的全自动生产流程还并不够完整，需要根据工况定制开发，而制约激光雕刻设备自动化发展的一个重要的因素就是要将全自动化成套技术和激光雕刻技术的完美结合需要针对雕刻对象做定身定做式的开发，而这种开发往往需要大量的技术集成和庞大的精力投入。激光雕刻成套装备集成了光、机、电技术，随着科学技术的快速发展，高度数字化、自动化、智能化是其发展的重要方向，要求高速、高效来降低目标产品成本核算，同时兼具高柔性和灵活性，以适合目标产品的更新变化，并提高雕刻质量及无人化雕刻作业的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柔性介质的全自动化激光加工成套装备，利用先进的光机电一体化实现实现了纸张的全自动激光雕刻作业，并且能够柔性适应不同尺寸的纸张。
为实现上述目的，本发明公开了柔性介质的全自动化激光加工成套装备，包括：支架、激光头、水平滑台、竖直滑台、真空吸盘、固定式卡钳、滑动式卡钳、备料台、收集区，所述水平滑台固连于所述支架，所述竖直滑台固连于所述水平滑台的大滑板上，所述固定式卡钳固连于所述支架，所述滑动式卡钳通过光轴活动连接于所述支架；所述备料台和收集区位于所述支架的两端位置，在所述备料台和收集区的中间位置设置雕刻区，所述激光头位于所述雕刻区的上部，所述固定式卡钳、滑动式卡钳位于所述雕刻区；所述光轴通过固定座固连于所述支架。
优选地，所述水平滑台包括长气缸、导轨、大滑板，所述大滑板通过滑块活动连接于所述导轨，所述长气缸的气缸体固连于所述支架，所述长气缸的活塞杆的末端固连于所述大滑板；所述竖直滑台包括立板、上横板、竖直滑台气缸、真空吸盘，所述立板垂直固连于所述大滑板上，所述竖直滑台气缸固连于所述立板，所述上横板固连于所述竖直滑台气缸上，在所述上横板上固连有所述真空吸盘；在所述大滑板上固连有下横板，在所述下横板的下部固连有夹持器。
优选地，所述真空吸盘为并列布置，数量为两个。
优选地，所述夹持器为并列布置，数量为两个。
优选地，所述光轴为平行布置，数量为两个。
优选地，所述固定式卡钳包括第一托板、第一压板、第一滑台气缸，所述第一压板固连于所述光轴上，所述第一滑台气缸的气缸体固连于所述第一压板上，所述第一托板固连于所述第一滑台气缸的滑动块上，所述第一托板和第一压板平行布置。
优选地，所述滑动式卡钳包括：连接块、丝杆、手柄、轴承座、连接板、第二托板、第二压板、第二滑台气缸、螺母，所述连接块固连于所述支架上，所述轴承座固连于所述连接块；所述丝杆活动连接于所述轴承座，所述丝杆的另一端通过所述螺母连接于所述连接板；所述连接板活动连接于所述光轴上，所述第二滑台气缸的气缸体固连于所述第二压板，所述第二托板固连于所述第二滑台气缸的滑动块上，所述第二托板和第二压板相互平行。
和传统技术相比，本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备具有以下积极作用和有益效果：
A、在初始状态
还未雕刻的纸张毛坯放置于所述备料台上。所述长气缸处于缩回状态，所述竖直滑台气缸处于上升状态。所述第一滑台气缸处于伸出状态，所述第一托板脱离和所述第一压板的接触；所述第二滑台气缸处于伸出状态，所述第二托板脱离和所述第二压板的接触。所述夹持器处于张开状态。
B、所述纸张毛坯进入所述雕刻区
所述竖直滑台气缸下降，所述上横板及真空吸盘下降，所述真空吸盘接触到所述纸张毛坯，所述真空吸盘吸附住所述纸张毛坯。接着，所述竖直滑台气缸上升；接着，所述长气缸伸出，所述真空吸盘带着所述纸张毛坯进入所述雕刻区。位于所述雕刻区的纸张，定义为待切纸张。所述待切纸张的边缘位于所述第一托板和所述第一压板之间；所述待切纸张的边缘位于所述第二托板和所述第二压板之间。所述真空吸盘脱离所述待切纸张，所述竖直滑台气缸上升。所述长气缸缩回，所述待切纸张进入所述夹持器，所述真空吸盘在所述备料台处实现对所述纸张毛坯的吸附。
C、对所述待切纸张进行定位并雕刻
所述第一滑台气缸缩回，所述第一托板脱离和所述第一压板夹持住所述待切纸张的边缘；所述第二滑台气缸缩回，所述第二托板和所述第二压板夹持住所述待切纸张的边缘。所述夹持器夹持住所述待切纸张。实现对所述待切纸张的固定。所述激光头开始工作，并完成对所述待切纸张的高速激光雕刻。所述待切纸张经过激光雕刻后，定义为成品。
D、将所述成品取出至所述收集区
接着，所述第一滑台气缸伸出，所述第一托板脱离和所述第一压板的接触；所述第二滑台气缸伸出，所述第二托板脱离和所述第二压板的接触。所述成品未被所述固定式卡钳、滑动式卡钳所夹持。所述长气缸伸出，所述夹持器带动所述成品移动至所述收集区。与此同时，所述真空吸盘带动所述纸张毛坯进入所述雕刻区。所述成品在移走的同时，所述纸张毛坯进入所述雕刻区，使的生产效率高，大大提高生产速度。
本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备利用机电一体化机构，实现了对纸张的自动化传输，将所述纸张毛坯移动进入所述雕刻区，对所述待切纸张进行定位并雕刻，完成激光雕刻后，将将所述成品取出至所述收集区，全程无需人工操作，实现了全自动化加工作业，具有高度的自动化水平。本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备具有高效地加工效率，在所述雕刻区中移走所述产品的同时，将所述纸张毛坯移动进入所述雕刻区中，使所述雕刻区的空闲时间减少到了最少，从而使产量大大增加。
由于所述待切纸张具有不同的尺寸，为了使所述固定式卡钳、滑动式卡钳可以夹持住不同尺寸的所述待切纸张，将所述滑动式卡钳可以沿所述光轴进行移动，从而调节所述滑动式卡钳距离所述固定式卡钳的距离，使所述待切纸张的边缘可以同时被所述固定式卡钳和滑动式卡钳所夹持。
所述丝杆活动连接于所述轴承座，所述丝杆的另一端通过所述螺母连接于所述连接板；所述连接板活动连接于所述光轴上，所述第二滑台气缸的气缸体固连于所述第二压板，所述第二托板固连于所述第二滑台气缸的滑动块上，所述第二托板和第二压板相互平行。转动固连于所述丝杆上的手柄，由于所述丝杆和所述螺母向匹配，所述丝杆可以推动所述连接板滑动。从而实现了对所述滑动式卡钳的位置移动。
通过以下的描述并结合附图，本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1、2、3为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的结构示意图；
图4、5、6为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的执行部分的结构示意图；
图7、8为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的阀座上料机械手的结构示意图。
1支架、2激光头、3水平滑台、4竖直滑台、5真空吸盘、6固定式卡钳、7滑动式卡钳、8备料台、9待切纸张、10收集区、11成品、12纸张毛坯、13固定座、14光轴、15连接块、16丝杆、17手柄、18轴承座、19连接板、20第二托板、21第二压板、22第二滑台气缸、23第一托板、24第一压板、25第一滑台气缸、26螺母、27长气缸、28导轨、29大滑板、30立板、31上横板、32下横板、33竖直滑块、34夹持器、35滑块。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，本发明提供了一种柔性介质的全自动化激光加工成套装备，待雕刻的纸张成堆布置于备料台上，真空吸盘拾取一张纸张进入雕刻区，固定式卡钳和滑动式卡钳对纸张进行多位置固定，激光头对纸张进行高速激光雕刻，雕刻完成后夹持器将纸张输送至收集区；纸张的输送过程为自动进行，全过程无需人工干预，实现了自动化作业；由激光打标机实现对纸张的高速雕刻作业，生产效率高。
图1、2、3为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的结构示意图，图4、5、6为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的执行部分的结构示意图，图7、8为本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备的阀座上料机械手的结构示意图。
本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备，包括：支架1、激光头2、水平滑台3、竖直滑台4、真空吸盘5、固定式卡钳6、滑动式卡钳7、备料台8、收集区10，所述水平滑台3固连于所述支架1，所述竖直滑台4固连于所述水平滑台3的大滑板29上，所述固定式卡钳6固连于所述支架1，所述滑动式卡钳7通过光轴14活动连接于所述支架1；所述备料台8和收集区10位于所述支架1的两端位置，在所述备料台8和收集区10的中间位置设置雕刻区，所述激光头2位于所述雕刻区的上部，所述固定式卡钳6、滑动式卡钳7位于所述雕刻区；所述光轴14通过固定座13固连于所述支架1。
更具体地，所述水平滑台3包括长气缸27、导轨28、大滑板29，所述大滑板29通过滑块35活动连接于所述导轨28，所述长气缸27的气缸体固连于所述支架1，所述长气缸27的活塞杆的末端固连于所述大滑板29；所述竖直滑台4包括立板30、上横板31、竖直滑台气缸33、真空吸盘5，所述立板30垂直固连于所述大滑板29上，所述竖直滑台气缸33固连于所述立板30，所述上横板31固连于所述竖直滑台气缸33上，在所述上横板31上固连有所述真空吸盘5；在所述大滑板29上固连有下横板32，在所述下横板32的下部固连有夹持器34。
更具体地，所述真空吸盘5为并列布置，数量为两个。
更具体地，所述夹持器34为并列布置，数量为两个。
更具体地，所述光轴14为平行布置，数量为两个。
更具体地，所述固定式卡钳6包括第一托板23、第一压板24、第一滑台气缸25，所述第一压板24固连于所述光轴14上，所述第一滑台气缸25的气缸体固连于所述第一压板24上，所述第一托板23固连于所述第一滑台气缸25的滑动块上，所述第一托板23和第一压板24平行布置。
更具体地，所述滑动式卡钳7包括：连接块15、丝杆16、手柄17、轴承座18、连接板19、第二托板20、第二压板21、第二滑台气缸22、螺母26，所述连接块15固连于所述支架1上，所述轴承座18固连于所述连接块15；所述丝杆16活动连接于所述轴承座18，所述丝杆16的另一端通过所述螺母26连接于所述连接板19；所述连接板19活动连接于所述光轴14上，所述第二滑台气缸22的气缸体固连于所述第二压板21，所述第二托板20固连于所述第二滑台气缸22的滑动块上，所述第二托板20和第二压板21相互平行。
见图1至图8，接下来详细描述本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备每个步骤的工作过程和工作原理：
A、在初始状态
还未雕刻的纸张毛坯12放置于所述备料台8上。所述长气缸27处于缩回状态，所述竖直滑台气缸33处于上升状态。所述第一滑台气缸25处于伸出状态，所述第一托板23脱离和所述第一压板24的接触；所述第二滑台气缸22处于伸出状态，所述第二托板20脱离和所述第二压板21的接触。所述夹持器33处于张开状态。
B、所述纸张毛坯12进入所述雕刻区
所述竖直滑台气缸33下降，所述上横板31及真空吸盘5下降，所述真空吸盘5接触到所述纸张毛坯12，所述真空吸盘5吸附住所述纸张毛坯12。接着，所述竖直滑台气缸33上升；接着，所述长气缸27伸出，所述真空吸盘5带着所述纸张毛坯12进入所述雕刻区。位于所述雕刻区的纸张，定义为待切纸张9。所述待切纸张9的边缘位于所述第一托板23和所述第一压板24之间；所述待切纸张9的边缘位于所述第二托板20和所述第二压板21之间。所述真空吸盘5脱离所述待切纸张9，所述竖直滑台气缸33上升。所述长气缸27缩回，所述待切纸张9进入所述夹持器34，所述真空吸盘5在所述备料台8处实现对所述纸张毛坯12的吸附。
C、对所述待切纸张9进行定位并雕刻
所述第一滑台气缸25缩回，所述第一托板23脱离和所述第一压板24夹持住所述待切纸张9的边缘；所述第二滑台气缸22缩回，所述第二托板20和所述第二压板21夹持住所述待切纸张9的边缘。所述夹持器34夹持住所述待切纸张9。实现对所述待切纸张9的固定。所述激光头2开始工作，并完成对所述待切纸张9的高速激光雕刻。所述待切纸张9经过激光雕刻后，定义为成品11。
D、将所述成品11取出至所述收集区10
接着，所述第一滑台气缸25伸出，所述第一托板23脱离和所述第一压板24的接触；所述第二滑台气缸22伸出，所述第二托板20脱离和所述第二压板21的接触。所述成品11未被所述固定式卡钳6、滑动式卡钳7所夹持。所述长气缸27伸出，所述夹持器34带动所述成品11移动至所述收集区10。与此同时，所述真空吸盘5带动所述纸张毛坯12进入所述雕刻区。所述成品11在移走的同时，所述纸张毛坯12进入所述雕刻区，使的生产效率高，大大提高生产速度。
本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备利用机电一体化机构，实现了对纸张的自动化传输，将所述纸张毛坯12移动进入所述雕刻区，对所述待切纸张9进行定位并雕刻，完成激光雕刻后，将将所述成品11取出至所述收集区10，全程无需人工操作，实现了全自动化加工作业，具有高度的自动化水平。本发明柔性介质的全自动化激光加工成套装备具有高效地加工效率，在所述雕刻区中移走所述产品11的同时，将所述纸张毛坯12移动进入所述雕刻区中，使所述雕刻区的空闲时间减少到了最少，从而使产量大大增加。
由于所述待切纸张9具有不同的尺寸，为了使所述固定式卡钳6、滑动式卡钳7可以夹持住不同尺寸的所述待切纸张9，将所述滑动式卡钳7可以沿所述光轴14进行移动，从而调节所述滑动式卡钳7距离所述固定式卡钳6的距离，使所述待切纸张9的边缘可以同时被所述固定式卡钳6和滑动式卡钳7所夹持。
所述丝杆16活动连接于所述轴承座18，所述丝杆16的另一端通过所述螺母26连接于所述连接板19；所述连接板19活动连接于所述光轴14上，所述第二滑台气缸22的气缸体固连于所述第二压板21，所述第二托板20固连于所述第二滑台气缸22的滑动块上，所述第二托板20和第二压板21相互平行。转动固连于所述丝杆16上的手柄17，由于所述丝杆16和所述螺母26向匹配，所述丝杆16可以推动所述连接板19滑动。从而实现了对所述滑动式卡钳7的位置移动。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于组成如下：包括：支架、激光头、水平滑台、竖直滑台、真空吸盘、固定式卡钳、滑动式卡钳、备料台、收集区，所述水平滑台固连于所述支架，所述竖直滑台固连于所述水平滑台的大滑板上，所述固定式卡钳固连于所述支架，所述滑动式卡钳通过光轴活动连接于所述支架；所述备料台和收集区位于所述支架的两端位置，在所述备料台和收集区的中间位置设置雕刻区，所述激光头位于所述雕刻区的上部，所述固定式卡钳、滑动式卡钳位于所述雕刻区；所述光轴通过固定座固连于所述支架；
所述固定式卡钳包括第一托板、第一压板、第一滑台气缸，所述第一压板固连于所述光轴上，所述第一滑台气缸的气缸体固连于所述第一压板上，所述第一托板固连于所述第一滑台气缸的滑动块上，所述第一托板和第一压板平行布置。
2.根据权利要求1所述的柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于：所述真空吸盘数量为两个。
3.根据权利要求2所述的柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于：所述夹持器为并列布置，数量为两个。
4.根据权利要求1所述的柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于：所述光轴为平行布置，数量为两个；所述水平滑台包括长气缸、导轨、大滑板，所述大滑板通过滑块活动连接于所述导轨，所述长气缸的气缸体固连于所述支架，所述长气缸的活塞杆的末端固连于所述大滑板；所述竖直滑台包括立板、上横板、竖直滑台气缸、真空吸盘，所述立板垂直固连于所述大滑板上，所述竖直滑台气缸固连于所述立板，所述上横板固连于所述竖直滑台气缸上，在所述上横板上固连有所述真空吸盘。
5.根据权利要求4所述的柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于：在所述大滑板上固连有下横板；在所述下横板的下部固连有夹持器；所述真空吸盘为并列布置。
6.根据权利要求1所述的柔性介质的全自动化激光加工成套装备，其特征在于：所述滑动式卡钳包括：连接块、丝杆、手柄、轴承座、连接板、第二托板、第二压板、第二滑台气缸、螺母，所述连接块固连于所述支架上，所述轴承座固连于所述连接块；所述丝杆活动连接于所述轴承座，所述丝杆的另一端通过所述螺母连接于所述连接板；所述连接板活动连接于所述光轴上，所述第二滑台气缸的气缸体固连于所述第二压板，所述第二托板固连于所述第二滑台气缸的滑动块上，所述第二托板和第二压板相互平行。
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