CN109500502A - 一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其包括自动上料部和激光切割部，自动上料部包括金属管材存储架和金属管材输送架两部分，金属管材输送架设置有一倾斜向下的斜面，斜面顶部与金属管材存储架相接，斜面底部为金属管材输送带，输送带与激光切割部的进料口对齐；激光切割部包括机架、管材夹具、电气控制系统、激光切割器、导轨和定位器，管材夹具安装在机架上，激光切割器安装在机架上并且位于管材夹具的出料口的正上方，导轨安装在机架上且与金属管材进料方向平行，定位器可滑动安装于导轨上；机架的下方设有分隔开的成品料仓和尾料仓，机架的中部安装有通过翻转控制器控制的挡板，挡板位于切割好的金属管材下落的正下方。

Description

一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机

技术领域

本发明涉及金属管材切割领域，具体涉及一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机。

背景技术

金属管材是一种常用的金属型材，被广泛应用于生产生活的各个领域。金属管材生产企业生产的金属管材长度较长（2-5米，甚至更长），这主要是为了便于生产和运输，而在应用环节多需要根据使用需求将其切割为所需长度，因此需要使用管材切割设备。常用切割设备分为锯式切割和激光切割，锯式切割即使用电锯对金属管材进行切割，这种方式切割精度底，而且往往伴随噪音和粉尘污染，而激光切割具有精度高，污染小等优势，因此在工厂等需要大批量切割金属管材时多使用激光切割机。

目前常用的激光切割机多为手动式，其结构如附图1所示，其包括机架10，安装在机架上方的管材夹具11、电气控制系统12、激光切割器13，导轨14和定位器15。在切割时，金属管材通过管材夹具向前输送预设长度，触碰到定位器15后停止，定位器15向后（与金属管材前进方向相反）退离少量距离，使得定位器15松开，管材夹具11夹紧并带动管材旋转，同时激光切割器13启动，对管材进行切割，切割完成后，管材在重力作用下落入料仓。以上切割方式为手动切割，即需要工人将金属管材送入管材夹具中，在每个切割周期向前输送管材，而且切割后的剩余的尾料需要人工进行分拣，这样生产不够连续，而且尾料混在切好的管材中，若不及时分拣会造成生产事故。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明提供一种可自动送料很分拣的金属管材激光切割机，其增加了一个自动上料部，实现待切割的金属管材存储和自动送料问题，同时在激光切割部的下方设有一个翻版，翻版底部两侧分别为成品仓和尾料仓，当尾料无法完成一次切割时，通过电气控制系统控制翻版转向尾料仓一侧，实现尾料的自动回收。

一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其包括自动上料部和激光切割部，自动上料部包括金属管材存储架和金属管材输送架两部分，金属管材输送架设置有一倾斜向下的斜面，斜面顶部与金属管材存储架相接，斜面底部为金属管材输送带，输送带与激光切割部的进料口对齐；激光切割部包括机架、管材夹具、电气控制系统、激光切割器、导轨和定位器，管材夹具安装在机架上，激光切割器安装在机架上并且位于管材夹具的出料口的正上方，导轨安装在机架上且与金属管材进料方向平行，定位器可滑动安装于导轨上；机架的下方设有分隔开的成品料仓和尾料仓，机架的中部安装有可翻转的挡板，挡板位于切割好的金属管材下落的正下方，在挡板上安装有挡板翻转控制器。

本发明提供的金属管材激光切割机，可以实现管材自动上料、切割、分拣，只需设定好切割参数，启动后就可以自动完成切割，同时，对切割尾料的分拣也是本发明的一大优点，通过安装机架的中部安装有可翻转的挡板，挡板位于切割好的金属管材下落的正下方，在挡板上安装有挡板翻转控制器，挡板翻转控制器在挡板的控制下对完成切割的成品料和未完成切割的尾料进行分拣，使之落入对应料仓。

优选地，在上述金属管材激光切割机中，位于金属管材输送架的正上方设有若干的限位架，限位架与金属管材输送架间的距离介于金属管材的一倍直径与二倍直径之间。如此设置可以使金属管材一根根沿着金属管材输送架的斜面向下滚动。

优选地，在上述金属管材激光切割机中，位于金属管材输送架斜面的底部设有若干可伸缩的气缸，气缸行程约等于金属管材的直径，这样气缸收缩时可以让一根金属管材落入底部的输送带，避免多根金属管材落入输送带造成卡死。

优选地，在上述金属管材激光切割机中，输送带使用齿轮带动齿条/链条进行传动。如此传动可以利用齿条/链条上的自然卡位带动金属管材向前输送，避免打滑。

优选地，为了避免在进行激光切割时，产生的金属碎屑进入金属管材内，并粘连在金属内壁上，上述定位器包括安装板、定位板、堵头、除屑管和驱动装置；安装板为L型，其一侧安装在金属管材激光切割机上，另一侧安装在定位板上；定位板将堵头和驱动装置固定为一体，使其可以与安装板同步运动；堵头朝向金属管材行进方向一侧开有与金属管材相对应的贯通孔，贯通孔的直径小于金属管材的内径；除屑管的外径小于贯通孔直径，其一端穿过贯通孔，另一端与驱动装置相连，并可在驱动装置的驱动下在贯通孔内做往复运动。

在进行金属管材切割时，金属管材向前伸出，至定位器的堵头处进行定位固定，驱动装置驱动除屑管伸入金属管内，并将激光切割处封堵，然后进行激光切割，切割完成后，驱动装置驱动除屑管退出，切割好的金属管材在重力作用下落入激光切割机的料仓内。

除屑管在切割时将金属管材内部封堵，在进行激光切割时，产生金属碎屑就难以进入金属管内，进而避免切割产生的金属碎屑粘连在金属管内壁上。

优选地，上述除屑管伸入金属管内一端的顶部开有豁口。这样激光在对金属管进行切割时可以确保激光只作用在金属管上而不会伤及除屑管。

优选地，上述除屑管为两部分嵌套组合而成，其与驱动装置连接一端为固定端，另一端为封堵端。这样在切割不同管材时只需将封堵端拆卸替换即可。

优选地，上述驱动装置为活塞式气缸。活塞式气缸的电气控制较为容易，且比较适合激光切割的高工作频率，工作稳定性好。

优选地，上述豁口的截面的扇形夹角小于120°。优选以5°～60°为宜。这里截面扇形夹角是指其圆形截面上豁口处弧形的圆心角。

优选地，上述堵头为中空的盒状结构，其朝向金属管材方向为一个可拆卸的封盖板。这样不仅可以减轻堵头的重量，而且在替换不同直径管材时只需更换封盖板即可。

优选地，上述除屑管与驱动装置相连的一端连有抽气装置。在进行切割时，抽吸装置启动，在金属管内形成负压，开出的豁口可以将碎屑吸入除屑管内，这样定期对除屑管清理即可。此方案可以避免在进行激光切割时产生的金属碎屑飞溅对金属管材激光切割机其它部件造成的损害。

优选地，上述具有除屑功能的金属管材激光切割机中，除屑定位器通过一个滑块安装在导轨上，同时在滑块上设有一个可调节高度的导向器，导向器位于管材夹具和除屑定位器之间。

本发明提供的金属管材激光切割机，其利用的定位器装有可伸缩的除屑管，在激光切割时除屑管伸入金属管材内，通过封堵避免切割产生的金属碎屑进入切割好的金属管壁内。

和现有技术相比，本发明提供的金属管材激光切割机具有自动送料和自动分拣功能，生产过程全自动化，仅在设定和上下料时需要必要操作，工作效率高。

附图说明

图1为现有手动金属管材激光切割机整机结构示意图。

图2为本发明实施例提供的可自动送料和分拣的金属管材激光切割机的主视图。

图3为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的自动上料部结构示意图。

图4为图3中“A”处的局部放大结构示意图。

图5为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部主视图。

图6为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部左视图。

图7为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部去除外部封盖的内部结构示意图。

图8为图7中“B”处的局部放大结构示意图。

图9为图7中“C”处的局部放大结构示意图。

图10为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部上定位器的俯视图。

图11为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部上定位器的左视图。

图12为本发明实施例提供的可自动送料分拣的金属管材激光切割机的激光切割部上定位器的爆炸图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来完成对本发明的说明。应该说明，以下关于方位词“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均为方便说明而设置，并未构成具体限制。另外需说明，所提供附图均为示意图，并非具体尺寸比例的工程图，为了便于说明结构在局部可能有放大或缩小。

参见附图1，附图1为现有技术中手动金属管材激光切割机的结构示意图。现有的手动激光切割机包括机架10、管材夹具11、电气控制系统12、激光切割器13，导轨14和定位器15，其中管材夹具11、电气控制系统12、激光切割器13和导轨俊安装在机架10的正上方，其中管材夹具11用来夹取定位输送过来的金属管材，在进行激光切割时通过电机带动其内夹取的金属管材转动；电气控制系统12用于控制整台机器的工作，相关工作设定（例如切割长度、切割功率）由其完成，其控制着整台机器的电气系统工作；激光切割器13用于切割金属管材，其位于管材夹具的上方；导轨14上装有滑块（图上未标出），滑块可在同步电机驱动下在滑轨上滑动，其行程由电气控制系统12设置控制；定位器15安装在滑块上，其作用是对需切割的金属管材进行定位，确保切割精度。在进行切割时，管材夹具松开，金属管材伸出，与定位器15上的堵头接触完成定位，然后管材夹具紧固，将管材夹紧，同时开始激光切割，于此同时，定位器15后移，将管材松开，这样切割后的金属管材在重力作用下落下完成一个切割流程。

这种手动的金属管材激光切割机需要工人手动操作，工作效率低，且尾料无法自动分拣，容易造成生产事故。

参见附图2-9,本发明提供一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其包括自动上料部2和激光切割部1，自动上料部2包括金属管材存储架21和金属管材输送架22两部分，金属管材输送架22设置有一倾斜向下的斜面，斜面顶部与金属管材存储架21相接，斜面底部为金属管材输送带25，输送带25与激光切割部2的进料口18对齐；激光切割部1包括机架10、管材夹具11、电气控制系统12、激光切割器13、导轨14和定位器15，管材夹具11安装在机架10上，激光切割器13安装在机架10上并且位于管材夹具11的出料口的正上方，导轨14安装在机架10上且与金属管材进料方向平行，定位器15可滑动安装于导轨14上；机架10的下方设有分隔开的成品料仓和尾料仓，机架10的中部安装有可翻转的挡板101，挡板101位于切割好的金属管材下落的正下方，在挡板101上安装有挡板翻转控制器102。

本发明提供的金属管材激光切割机，可以实现管材自动上料、切割、分拣，只需设定好切割参数，启动后就可以自动完成切割，同时，对切割尾料的分拣也是本发明的一大优点，通过安装机架的中部安装有可翻转的挡板，挡板位于切割好的金属管材下落的正下方，在挡板上安装有挡板翻转控制器，挡板翻转控制器在挡板的控制下对完成切割的成品料和未完成切割的尾料进行分拣，使之落入对应料仓。具体通过电器控制系统12对整体进行控制，当激光切割器13未切割而有金属管材落下时电器控制系统12给出信号驱动挡板翻转控制器将挡板翻向尾料仓一侧。

在本优选实施例中，位于金属管材输送架22的正上方设有若干的限位架23，限位架23与金属管材输送架间22的距离介于金属管材3的一倍直径与二倍直径之间（这里指外径）。如此设置可以使金属管材3一根根沿着金属管材输送架22的斜面向下滚动。

在本优选实施例中，位于金属管材输送架斜面的底部设有若干可伸缩的气缸24，气缸24行程约等于金属管材3的直径，这样气缸24收缩时可以让一根金属管材3落入底部的输送带25，避免多根金属管材落入输送带造成卡死。

在本优选实施例中，输送带25使用齿轮26带动齿条/链条进行传动。如此传动可以利用齿条/链条上的自然卡位带动金属管材向前输送，避免打滑。

其中图7为了避免封盖17的遮挡，而将其隐去。

参见附图10-12，在本发明提供的优选实施例中，为避免在进行激光切割时金属碎屑进入金属管材内，使用了新型定位器。定位器15包括安装板151、定位板152、堵头154、除屑管155和驱动装置156；安装板151为L型，其一侧安装在金属管材激光切割机上，另一侧安装在定位板152上；定位板152将堵头154和驱动装置156固定为一体，使其可以与安装板152同步运动；堵头154朝向金属管行进方向一侧开有与金属管相对应的贯通孔157，贯通孔157的直径小于金属管的内径；除屑管155的外径小于贯通孔157直径，其一端穿过贯通孔157，另一端与驱动装置156相连，并可在驱动装置156的驱动下在贯通孔157内做往复运动。在进行金属管材切割时，管材夹具松开，金属管材自输送孔18输送进入切割机内，金属管材向前伸出，至定位器的堵头154处进行定位固定，驱动装置156驱动除屑管伸入金属管内，并将激光切割处封堵，然后进行激光切割，切割完成后，驱动装置156驱动除屑155管退出，切割好的金属管在重力作用下落入激光切割机的料仓内。除屑管155在切割时将金属管材内部封堵，在进行激光切割时，产生金属碎屑就难以进入金属管内，进而避免切割产生的金属碎屑粘连在金属管内壁上。在本实施例中，除屑管155伸入金属管内一端的顶部开有豁口1551。这样激光在对金属管进行切割时可以确保激光只作用在金属管上而不会伤及除屑管155。在本实施例中，除屑管155为两部分嵌套组合而成，其与驱动装置156连接一端为固定端，另一端为封堵端，两者通过嵌套方式固定为一体，这样在切割不同管材时只需将封堵端拆卸替换即可。在本优选实施例中，驱动装置156为活塞式气缸。活塞式气缸的电气控制较为容易，且比较适合激光切割的高工作频率，工作稳定性好，当然其它可带动其做往复运动的驱动装置均可。在本实施例子中，豁口1551的截面的扇形夹角为10°。通常豁口1551的截面扇形夹角小于120°。优选以5°-60°为宜。这里截面扇形夹角是指其圆形截面上豁口处弧形的圆心角。在本实施例中，上述堵头154为中空的盒状结构，其朝向金属管材方向为一个可拆卸的封盖板1542，向内为中空的轻质封板1541。这样不仅可以减轻堵头154的重量，而且在替换不同直径管材时只需更换封盖板1542即可。在本实施了中，除屑管155是通过一个封盖158与驱动装置156可拆卸的固定在一起。在本实施例中，除屑定位器15通过一个滑块16安装在导轨上，同时在滑块16上设有一个可调节高度的导向器19，导向器位19于管材夹具11和除屑定位器15之间，在导向器上安装有一个导向支架191，其位于所要切割金属管材行进路线的正下方，使用时可根据金属管材的粗细调节导向支架191的高度，利用其的承托，使切割时更为平稳，同时也使切口更平整。

在本发明的另一个优选实施例中，除屑管155与驱动装置156相连的一端连有抽气装置（图上未绘出）。在进行切割时，抽气装置启动，在金属管内形成负压，开出的豁口1551可以将碎屑吸入除屑管内，这样定期对除屑管清理即可。此方案可以避免在进行激光切割时产生的金属碎屑飞溅对金属管材激光切割机其它部件造成的损害。

以上具体实施方式仅作为本发明的具体说明，不构成对本发明的具体限制，任何基于此原理的方案都应落入其保护范围，本发明的保护范围应以权利要求书确定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其包括自动上料部和激光切割部，自动上料部包括金属管材存储架和金属管材输送架两部分，金属管材输送架设置有一倾斜向下的斜面，斜面顶部与金属管材存储架相接，斜面底部为金属管材输送带，输送带与激光切割部的进料口对齐；激光切割部包括机架、管材夹具、电气控制系统、激光切割器、导轨和定位器，管材夹具安装在机架上，激光切割器安装在机架上并且位于管材夹具的出料口的正上方，导轨安装在机架上且与金属管材进料方向平行，定位器可滑动安装于导轨上；机架的下方设有分隔开的成品料仓和尾料仓，机架的中部安装有可翻转的挡板，挡板位于切割好的金属管材下落的正下方，在挡板上安装有挡板翻转控制器。

2.如权利要求1所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，位于所述金属管材输送架的正上方设有若干的限位架，所述限位架与所述金属管材输送架间的距离介于金属管材的一倍直径与二倍直径之间。

3.如权利要求1所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，位于金属管材输送架斜面的底部设有若干可伸缩的气缸，气缸行程约等于金属管材的直径。

4.如权利要求1所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述输送带使用齿轮带动齿条/链条进行传动。

5.如权利要求1所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述定位器包括安装板、定位板、堵头、除屑管和驱动装置；安装板为L型，其一侧安装在金属管材激光切割机上，另一侧安装在定位板上；定位板将堵头和驱动装置固定为一体，使其可以与安装板同步运动；堵头朝向金属管材行进方向一侧开有与金属管材相对应的贯通孔，贯通孔的直径小于金属管材的内径；除屑管的外径小于贯通孔直径，其一端穿过贯通孔，另一端与驱动装置相连，并可在驱动装置的驱动下在贯通孔内做往复运动。

6.所述除屑管伸入金属管材内一端的顶部开有豁口。

7.如权利要求5所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述除屑管为两部分嵌套组合而成，其与所述驱动装置连接一端为固定端，另一端为封堵端。

8.如权利要求5所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述驱动装置为活塞式气缸。

9.如权利要求5所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述堵头为中空的盒状结构，其朝向金属管材方向为一个可拆卸的封盖板。

10.如权利要求5所述的一种可自动送料和分拣的金属管材激光切割机，其特征在于，所述除屑管与驱动装置相连的一端连有抽气装置。