CN109848582A - 一种折弯板材三维激光切割机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种折弯板材三维激光切割机，主要涉及激光切割机领域。一种折弯板材三维激光切割机，包括激光切割机器人、光纤激光器系统、送料装夹系统、收料系统和控制器；所述光纤激光系统包括激光发生器、外光路和稳压电源；所述送料装夹系统包括安装台，所述安装台中部具有安装腔，所述安装腔内设置直线驱动系统，所述安装台顶部两侧设置滑轨，所述滑轨上设置送料卡盘，所述安装台靠近激光切割机器人一端设置固定卡盘；所述激光切割机器人、激光发生器、直线驱动系统、装夹驱动装置均与控制器信号连接。本发明的有益效果在于：本发明通过送料装夹系统和收料系统的配合，实现了三维激光切割操作的自动化，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明主要涉及激光切割机领域，具体是一种折弯板材三维激光切割机。
背景技术
三维激光切割机在汽车行业应用最为广泛，已经在钣金切割中充分代替了传统的切割工艺。随着技术的发展，切割机器人的造价已经逐渐降低，在普通的机械生产中也有了应用的可能。不同于平面板材切割时只需要激光切割头在平面内移动，折弯板材需要激光切割头在三维空间内进行移动，因此平面激光切割机无法完成任务，这就需要运用到激光切割机器人。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种折弯板材三维激光切割机，它能够通过三维激光切割机对折弯板材进行激光切割操作，通过送料装夹系统和收料系统的配合，实现了三维激光切割操作的自动化，极大的增加了生产的自动化，提高了生产效率。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种折弯板材三维激光切割机，包括激光切割机器人、光纤激光器系统、送料装夹系统、收料系统和控制器；
所述激光切割机器人根部设置固定座，所述激光切割机器人远离固定座一端设置激光切割头；
所述光纤激光系统包括激光发生器、外光路和稳压电源，所述激光发生器通过外光路与激光切割头相连接，所述稳压电源为激光发生器提供稳定电源；
所述送料装夹系统包括安装台，所述安装台中部具有安装腔，所述安装腔内设置直线驱动系统，所述安装台顶部两侧设置滑轨，所述滑轨上设置送料卡盘，所述直线驱动系统用于驱动送料卡盘在滑轨上线性滑动，所述安装台靠近激光切割机器人一端设置固定卡盘，所述送料卡盘与固定卡盘中部均设置装夹口，所述装夹口顶部设置上装夹爪，所述上装夹爪底部为倒“V”开口，所述装夹口底部设置下装夹爪，所述下装夹爪顶部为与上装夹爪底部相适应的倒“V”坡脚，所述下装夹爪上设置装夹驱动装置，所述装夹驱动装置用于驱动下装夹爪与上装夹爪配合对折弯板材进行装夹；
所述收料系统为皮带输送机，所述皮带输送机一端位于工作位下方，所述皮带输送机另一端设置收料箱；
所述激光切割机器人、激光发生器、直线驱动系统、装夹驱动装置均与控制器信号连接。
所述直线驱动系统包括驱动丝杠，所述驱动丝杠与安装腔两端转动连接，所述驱动丝杠与滑轨平行，所述安装腔一端设置伺服电机，所述伺服电机与驱动丝杠之间设置减速齿轮箱，所述伺服电机通过减速齿轮箱驱动所述驱动丝杠转动，所述驱动丝杠上设置与其相配合的螺套，所述螺套顶部与送料卡盘底部固定连接。
所述装夹驱动装置为液压缸、气缸、电推杆等其中任一种。
所述下装夹爪包括卡爪和卡爪座，所述卡爪座与卡爪之间设置若干弹簧杆，所述卡爪座底部与装夹驱动装置相适应。
所述下装夹爪顶部的倒“V”坡脚顶面为平顶，所述平顶与折弯板材的折弯角相适应。
所述装夹口顶部设置上缺口，所述上缺口与上装夹爪顶部相适应。
所述皮带输送机与收料箱之间设置滑料坡道，所述滑料坡道上设置若干长槽，所述长槽用于滤除废料。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明通过送料装夹系统对折弯板材进行递进送料，通过激光切割机器人对折弯板材进行切割操作，掉落的成品经过收料系统收拢在收料箱内。通过控制器控制下的激光切割机器人、送料装夹系统和收料系统的配合，可以实现折弯板材的自动化切割加工，极大的提高了生产效率。
附图说明
附图1是本发明结构示意图；
附图2是本发明送料装夹系统主视图结构示意图；
附图3是本发明卡盘部分局部结构示意图；
附图4是本发明A部局部放大结构示意图；
附图5是本发明B部局部放大结构示意图。
附图中所示标号：1、激光切割机器人；2、光纤激光器系统；3、送料装夹系统；4、收料系统；5、控制器；11、固定座；12、激光切割头；21、激光发生器；22、外光路；23、稳压电源；31、安装台；32、安装腔；33、直线驱动系统；34、滑轨；35、送料卡盘；36、固定卡盘；37、装夹口；38、上装夹爪；39、下装夹爪；310、装夹驱动装置；41、收料箱；42、滑料坡道；43、长槽；331、驱动丝杠；332、伺服电机；333、螺套；371、上缺口；391、卡爪；392、卡爪座；393、弹簧杆；394、平顶。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-5所示，本发明所述一种折弯板材三维激光切割机，包括激光切割机器人1、光纤激光器系统2、送料装夹系统3、收料系统4和控制器5。
所述激光切割机器人1根部设置固定座11，所述固定座用于安装激光切割机器人，使激光切割机器人减少外界干扰带来的振动，保障激光切割作业的稳定性。所述激光切割机器人1远离固定座1一端设置激光切割头12，所述激光切割头为激光切割的动作部件。
所述光纤激光系统2包括激光发生器21、外光路22和稳压电源23，所述激光发生器21通过外光路22与激光切割头12相连接，所述稳压电源23为激光发生器21提供稳定电源。
所述送料装夹系统3包括安装台31，所述安装台31中部具有安装腔32，所述安装腔32内设置直线驱动系统33，所述安装台31顶部两侧设置滑轨34，所述滑轨34上设置送料卡盘35，所述滑轨可以对送料卡盘进行限位。所述直线驱动系统33用于驱动送料卡盘35在滑轨34上线性滑动。所述安装台31靠近激光切割机器人1一端设置固定卡盘36，所述固定卡盘固定在安装台一端，所述固定卡盘与送料卡盘同轴。所述送料卡盘35与固定卡盘36中部均设置装夹口37，所述装夹口37顶部设置上装夹爪38，所述上装夹爪38底部为倒“V”开口，所述装夹口37底部设置下装夹爪39，所述下装夹爪39顶部为与上装夹爪38底部相配合的倒“V”坡脚，所述上装夹爪与下装夹爪之间装夹折弯板材。所述上装夹爪与下装夹爪均与卡盘可拆卸固定连接，根据折弯板材的折弯角度与厚度，上装夹爪与下装夹爪可进行定尺寸制作。所述下装夹爪39上设置装夹驱动装置310，所述驱动装置为直线运动的动力部件，所述装夹驱动装置310用于驱动下装夹爪39与上装夹爪38配合对折弯板材进行装夹。
所述收料系统4为皮带输送机，所述皮带输送机一端位于工作位下方，所述皮带输送机另一端设置收料箱41，所述收料系统将加工完成的工件进行接取并收集到收料箱内。
所述激光切割机器人1、激光发生器21、直线驱动系统33、装夹驱动装置310均与控制器5信号连接。所述控制器对激光切割机器人的动作进行控制，对激光发生器的功率进行控制，对直线驱动系统的动作、装夹驱动装置的动作进行控制。
具体的，所述直线驱动系统33包括驱动丝杠331，所述驱动丝杠331与安装腔32两端转动连接，所述驱动丝杠331与滑轨34平行，所述安装腔32一端设置伺服电机332，所述伺服电机332与驱动丝杠331之间设置减速齿轮箱，所述伺服电机332通过减速齿轮箱驱动所述驱动丝杠331转动。所述驱动丝杠331上设置与其相配合的螺套333，所述螺套333顶部与送料卡盘35底部固定连接。通过伺服电机带动驱动丝杠转动，从而使送料卡盘跟随螺套在驱动丝杠上的移动而在滑轨上滑动，从而实现折弯板材的自动送料，提高加工效率。
具体的，所述装夹驱动装置310为液压缸、气缸、电推杆等其中任一种。通过动力装置推动下装夹爪垂直移动，与上装夹爪配合对折弯板材进行夹紧。
具体的，所述下装夹爪39包括卡爪391和卡爪座392，所述卡爪座392与卡爪391之间设置若干弹簧杆393，所述卡爪座392底部与装夹驱动装置310相适应。通过弹簧杆的弹性作用，在装夹驱动装置驱动下装夹爪与上装夹爪对折弯板材进行夹紧时，弹簧杆可以起到一定的缓冲作用，使折弯板材可以正常装夹，避免装夹卡顿、错位的现象发生。
具体的，所述下装夹爪39顶部的倒“V”坡脚顶面为平顶394，所述平顶394与折弯板材的折弯角相适应。平顶的下装夹爪可以错过折弯板材的折弯角弧度，防止因为下装夹爪与折弯板材折弯角处角度不合导致装夹不严，影响工件的激光切割加工作业。
具体的，所述装夹口37顶部设置上缺口371，所述上缺口371与上装夹爪38顶部相适应。所述上缺口对折弯板材的折弯角进行容纳，防止因为上装夹爪与折弯板材折弯角处角度不合导致装夹不严，影响工件的激光切割加工作业。
具体的，所述皮带输送机与收料箱41之间设置滑料坡道42，所述滑料坡道42上设置若干长槽43，所述长槽43用于滤除废料，使加工完成的工件可以更清洁的进行收集。
实施例1：
一种折弯板材三维激光切割机，包括激光切割机器人1、光纤激光器系统2、送料装夹系统3、收料系统4和控制器5。所述激光切割机器人为落地式川崎三维激光切割机，所述控制器采用数控微处理器，所述控制器与激光切割机器人的系统相连接。所述激光切割机器人1根部设置固定座11，所述激光切割机螺栓固定在固定座上。所述激光切割机器人1远离固定座1一端具有激光切割头12。所述光纤激光系统2包括激光发生器21、外光路22和稳压电源23，所述激光发生器21通过外光路22与激光切割头12相连接，所述稳压电源23为激光发生器21提供稳定电源。所述送料装夹系统3包括安装台31，所述安装台采用铸造机架铆接防护板成型，所述安装台31中部具有安装腔32，所述安装腔32内设置直线驱动系统33，所述所述直线驱动系统33包括驱动丝杠331，所述驱动丝杠331与安装腔32两端轴承连接，所述安装腔32一端设置伺服电机332，所述伺服电机332与驱动丝杠331之间设置减速齿轮箱，所述伺服电机332通过减速齿轮箱驱动所述驱动丝杠331转动。所述驱动丝杠331上设置与其相配合的螺套333，所述螺套333顶部与送料卡盘35底部螺钉固定。所述安装台31顶部两侧螺栓固定滑轨34，所述固定滑轨上具有“T”型槽，所述滑轨34上设置送料卡盘35，所述所述送料卡盘底部固定带有“T”型滑块的底座，所述直线驱动系统33用于驱动送料卡盘35在滑轨34的限位下线性滑动。所述安装台31靠近激光切割机器人1一端螺钉固定固定卡盘36，所述送料卡盘35与固定卡盘36中部均具有装夹口37，所述装夹口37顶部螺钉固定上装夹爪38，所述上装夹爪38底部为倒“V”开口，所述装夹口37底部设置下装夹爪39，所述下装夹爪39顶部为与上装夹爪38底部相适应的倒“V”坡脚，所述下装夹爪39上设置装夹驱动装置310，所述装夹驱动装置310为液压缸、气缸、电推杆等其中任一种，本实施例中采用液压缸，所述液压缸的进出油由电磁阀进行控制。所述装夹驱动装置310用于驱动下装夹爪39与上装夹爪38配合对折弯板材进行装夹。所述收料系统4为皮带输送机，所述皮带输送机一端位于工作位下方，所述皮带输送机另一端设置收料箱41。所述激光切割机器人1的控制器系统、激光发生器21、直线驱动系统33的伺服电机、装夹驱动装置310的电磁阀均与控制器5信号连接。
实施例2：
基于实施例1，本实施例中为了使折弯板材的装夹具有一定的缓冲空间，所述下装夹爪39包括卡爪391和卡爪座392，所述卡爪座392与卡爪391之间设置若干弹簧杆393，所述卡爪座392底部与装夹驱动装置310螺栓固定。
实施例3：
基于实施例1或实施例2，所述下装夹爪39顶部的倒“V”坡脚顶面为平顶394，所述平顶394不与折弯板材的折弯角相接触。所述装夹口37顶部开设上缺口371，所述上缺口371不与上装夹爪38顶部相接触。
实施例4：
基于实施例1—3中任一实施例，所述皮带输送机与收料箱41之间设置滑料坡道42，所述滑料坡道42上设置若干长槽43，当激光切割机切下的边角料在滑料坡道上滑落时，会经过长槽落到滑料坡道下方。
实施例5：
实施例1中的送料装夹系统在工作时，首先挑选与折弯板材角度、厚度相适应的上下装夹爪安装在送料卡盘和固定卡盘的装夹口内，然后由控制器控制送料卡盘和固定卡盘的装夹驱动装置动作，将下装夹爪下落，使其脱离上装夹爪，将折弯板材插入上下装夹爪之间，折弯板材头部伸出固定卡盘一段距离，作为激光切割工件的起点端。然后控制器控制装夹驱动装置动作，通过下装夹爪与上装夹爪的配合将折弯板材夹紧。激光切割机器人首先对折弯板材首端进行加工，将工件在折弯板材上切割分离后，由控制器控制固定卡盘的下装夹爪松开，折弯板材在送料卡盘的装夹下，由伺服电机驱动驱动丝杠正向转动，将折弯板材进一步推进一个工件的长度，然后固定卡盘的下装夹爪将工件夹紧，送料卡盘的下装夹爪松开，送料卡盘在伺服电机驱动驱动丝杠翻转下往回移动一个工件的长度，由激光切割机器人对折弯板材继续切割加工。根据折弯板材的长度，预设送料卡盘的行程往复次数，当运行完毕后，此时折弯板材的长度不足以由送料卡盘和固定卡盘同时装夹，此时应将其作为短料进行收集，在合适的时间时进行手工控制送料加工。
Claims (7)
1.一种折弯板材三维激光切割机，包括激光切割机器人(1)、光纤激光器系统(2)、送料装夹系统(3)、收料系统(4)和控制器(5)，其特征是在于：
所述激光切割机器人(1)根部设置固定座(11)，所述激光切割机器人(1)远离固定座(1)一端设置激光切割头(12)；
所述光纤激光系统(2)包括激光发生器(21)、外光路(22)和稳压电源(23)，所述激光发生器(21)通过外光路(22)与激光切割头(12)相连接，所述稳压电源(23)为激光发生器(21)提供稳定电源；
所述送料装夹系统(3)包括安装台(31)，所述安装台(31)中部具有安装腔(32)，所述安装腔(32)内设置直线驱动系统(33)，所述安装台(31)顶部两侧设置滑轨(34)，所述滑轨(34)上设置送料卡盘(35)，所述直线驱动系统(33)用于驱动送料卡盘(35)在滑轨(34)上线性滑动，所述安装台(31)靠近激光切割机器人(1)一端设置固定卡盘(36)，所述送料卡盘(35)与固定卡盘(36)中部均设置装夹口(37)，所述装夹口(37)顶部设置上装夹爪(38)，所述上装夹爪(38)底部为倒“V”开口，所述装夹口(37)底部设置下装夹爪(39)，所述下装夹爪(39)顶部为与上装夹爪(38)底部相适应的倒“V”坡脚，所述下装夹爪(39)上设置装夹驱动装置(310)，所述装夹驱动装置(310)用于驱动下装夹爪(39)与上装夹爪(38)配合对折弯板材进行装夹；
所述收料系统(4)为皮带输送机，所述皮带输送机一端位于工作位下方，所述皮带输送机另一端设置收料箱(41)；
所述激光切割机器人(1)、激光发生器(21)、直线驱动系统(33)、装夹驱动装置(310)均与控制器(5)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述直线驱动系统(33)包括驱动丝杠(331)，所述驱动丝杠(331)与安装腔(32)两端转动连接，所述驱动丝杠(331)与滑轨(34)平行，所述安装腔(32)一端设置伺服电机(332)，所述伺服电机(332)与驱动丝杠(331)之间设置减速齿轮箱，所述伺服电机(332)通过减速齿轮箱驱动所述驱动丝杠(331)转动，所述驱动丝杠(331)上设置与其相配合的螺套(333)，所述螺套(333)顶部与送料卡盘(35)底部固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述装夹驱动装置(310)为液压缸、气缸、电推杆等其中任一种。
4.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述下装夹爪(39)包括卡爪(391)和卡爪座(392)，所述卡爪座(392)与卡爪(391)之间设置若干弹簧杆(393)，所述卡爪座(392)底部与装夹驱动装置(310)相适应。
5.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述下装夹爪(39)顶部的倒“V”坡脚顶面为平顶(394)，所述平顶(394)与折弯板材的折弯角相适应。
6.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述装夹口(37)顶部设置上缺口(371)，所述上缺口(371)与上装夹爪(38)顶部相适应。
7.根据权利要求1所述的一种折弯板材三维激光切割机，其特征是：所述皮带输送机与收料箱(41)之间设置滑料坡道(42)，所述滑料坡道(42)上设置若干长槽(43)，所述长槽(43)用于滤除废料。
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