CN110091062A - 一种免换凸轮的激光相贯线切割机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种免换凸轮的激光相贯线切割机，包括管材夹持夹具、齿轮传动组件、第一凸轮、第二凸轮和激光切割组件，管材夹持夹具用于夹持待切割管材，齿轮传动组件用于将待切割管材的转动同步传递给第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮用于生成径向相贯线的轨迹，第二凸轮用于生成轴向相贯线的轨迹；激光切割组件用于根据第一凸轮生成的径向相贯线轨迹或第二凸轮生成的轴向相贯线轨迹进行相贯线的切割。本发明实施例提供的免换凸轮的激光相贯线切割机，采用凸轮机构，精度较高且操作简单，成本极低，维护容易，可代替简单的数控切割机，适合大批量加工；进一步的，能够实现无需更换凸轮，即可实现切换径向相贯线和轴向相贯线的切割。
Description
【技术领域】
本发明涉及激光切割技术领域，特别是涉及一种免换凸轮的激光相贯线切割机。
【背景技术】
在机械加工过程中，管材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及相贯线切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。
针对栏杆、管道等相接时，需要对管道结构件进行相贯线切割加工，此类加工以往大多采用制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后繁复操作工艺。而采用数控相贯线切割机虽能十分方便的切割加工此类工件，但是数控相贯线切割机市面价格昂贵，缺乏一种简易的相贯线切割机。
鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：解决现有技术中数控相贯线切割机的价格昂贵，缺乏简易相贯线切割机的问题。
本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种免换凸轮的激光相贯线切割机，包括：管材夹持夹具10、齿轮传动组件20、第一凸轮30、第二凸轮70和激光切割组件40；
所述管材夹持夹具10用于夹持待切割管材50；
所述齿轮传动组件20和所述管材夹持夹具10连接，所述齿轮传动组件20随所述待切割管材50的转动而转动；
所述第一凸轮30和所述第二凸轮70并排设置，所述齿轮传动组件20连接所述第一凸轮30和所述第二凸轮70，所述齿轮传动组件20带动所述第一凸轮30和所述第二凸轮70转动，所述第一凸轮30用于生成径向相贯线的轨迹，所述第二凸轮70用于生成轴向相贯线的轨迹；
所述激光切割组件40包括设置在第一滑移架41上的第一凸轮顶针42、第二凸轮顶针45和激光切割头43；所述第一凸轮顶针42接触所述第一凸轮30且随着所述第一凸轮30转动而往复移动，所述第二凸轮顶针45接触所述第二凸轮70且随着所述第二凸轮70转动而往复移动；所述激光切割头43设置在待切割管材50上方，所述激光切割头43随着所述第一凸轮顶针42或所述第二凸轮顶针45同步往复移动，对转动的所述待切割管材50进行相贯线切割，其中，所述相贯线的切割轨迹由所述第一凸轮顶针42或所述第二凸轮顶针45往复移动的路径来确定。
优选的，所述齿轮传动组件20用于将所述待切割管材50的转动方向转折90°后传递给所述第一凸轮30和所述第二凸轮70，所述第一凸轮30、所述第二凸轮70和所述待切割管材50的转速相同。
优选的，所述齿轮传动组件20用于将所述待切割管材50的转动方向转折90°后传递给所述第一凸轮30和所述第二凸轮70，所述第一凸轮30、所述第二凸轮70和所述待切割管材50的转速相同，具体包括：
所述齿轮传动组件20包括齿圈21、第一齿轮22、第一锥齿轮23、第二锥齿轮24、第二齿轮25、齿轮组26和第三齿轮27；
所述齿圈21用于将所述待切割管材50的转动传递给所述第一齿轮22；
所述第一齿轮22和所述第一锥齿轮23同轴设置且同步转动；
所述第一锥齿轮23和所述第二锥齿轮24啮合用于将转动方向转折90°；
所述第二锥齿轮24和所述第二齿轮25同轴设置；
所述第二齿轮25和所述齿轮组26的大齿轮261啮合，所述齿轮组26的小齿轮262和所述第三齿轮27啮合，所述第三齿轮27和所述待切割管材50的转速相同，所述第三齿轮27和所述第一凸轮30、所述第二凸轮70耦合连接且同步转动。
优选的，所述免换凸轮的激光相贯线切割机还包括机架60，所述机架60包括定位导轨61和定位支架62；
所述定位导轨61用于放置所述待切割管材50，所述定位导轨61上和所述待切割管材50的接触位置设置有转轮611；
所述激光切割组件40设置在所述定位支架62上，且可沿所述定位支架62相对滑动。
优选的，所述第一凸轮顶针42接触所述第一凸轮30且随着所述第一凸轮30转动而往复移动，所述第二凸轮顶针45接触所述第二凸轮70且随着所述第二凸轮70转动而往复移动，具体包括：
所述激光切割组件40和所述定位支架62的立柱以弹簧耦合连接，在弹簧弹力作用下所述第一凸轮顶针42贴紧接触所述第一凸轮30的轮廓，以使所述第一凸轮顶针42随着所述第一凸轮30的转动而往复移动；在弹簧弹力作用下所述第二凸轮顶针70贴紧接触所述第二凸轮70的轮廓，以使所述第二凸轮顶针45随着所述第二凸轮70的转动而往复移动。
优选的，所述激光器切割组件40还包括第二滑移架44；
所述第二滑移架44设置在所述第一滑移架41上，所述激光器切割头43设置在所述第二滑移架44上。
优选的，所述第一滑移架41上设置有滑杆411，所述第二滑移架44上设置有与所述滑杆411耦合的滑块441，所述第二滑移架44可沿所述滑杆411相对滑动或固定在所述滑杆411上。
优选的，所述管材夹持夹具10包括：第一半圆环11和第二半圆环12；
所述第一半圆环11和所述第二半圆环12对接组成所述管材夹持夹具10。
优选的，所述第一半圆环11的半圆弧形两侧设置有第一横臂111和第二横臂112，所述第二半圆环12的半圆弧形两侧设置有第三横臂121和第四横臂122；
所述第一横臂111和所述第三横臂121组成第一连接板，所述第二横臂112和所述第四横臂122组成第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板分别连接所述齿轮传动组件20。
优选的，所述免换凸轮的激光相贯线切割机还包括：电控组件80；所述电控组件80包括步进电机驱动器81、串口转接板82和单片机83；
所述步进电机驱动器81用于控制所述待切割管材50的转动；所述串口转接板82用于通过串口协议将控制参数传递给所述单片机83；所述单片机83用于处理所述控制参数来控制所述步进电机驱动器81的运行。
本发明实施例提供了一种免换凸轮的激光相贯线切割机，包括管材夹持夹具、齿轮传动组件、第一凸轮、第二凸轮和激光切割组件，管材夹持夹具用于夹持待切割管材，齿轮传动组件用于将待切割管材的转动同步传递给第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮用于生成径向相贯线的轨迹，第二凸轮用于生成轴向相贯线的轨迹；激光切割组件包括设置在第一滑移架上的第一凸轮顶针、第二凸轮顶针和激光切割头，第一凸轮顶针接触第一凸轮且随着第一凸轮转动而往复移动，第二凸轮顶针接触第二凸轮且随着第二凸轮转动而往复移动，激光切割头随第一凸轮顶针或第二凸轮顶针同步往复移动，相贯线的切割轨迹由第一凸轮顶针或第二凸轮顶针的往复直线移动的路径来确定，配合待切割管材的转动，激光切割头对待切割管材进行相贯线切割。本发明实施例提供的免换凸轮的激光相贯线切割机，采用凸轮机构，精度较高且操作简单，成本极低，维护容易，可代替简单的数控切割机，适合大批量加工；进一步的，采用第一凸轮和第二凸轮并排设置，能够实现根据所需切割的相贯线类型进行选择凸轮，而无需更换凸轮，即可实现切换径向相贯线和轴向相贯线的切割。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的免换凸轮的激光相贯线切割机的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的齿轮传动组件的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的管材夹持夹具的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的齿圈和管材夹持夹具连接的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的齿圈的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的包括第一凸轮顶针的激光切割组件的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的第一凸轮的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的第二凸轮的结构示意图；
图9是图7提供的第一凸轮包含的轮廓线的示意图；
图10是与图7提供的第一凸轮对应的管材径向相贯线的示意图；
图11是本发明实施例提供的电控组件的结构示意图；
图12是与图8提供的第二凸轮对应的管材轴向相贯线的示意图；
图13是本发明实施例提供的第一凸轮和第二凸轮结合的示意图；
图14是图13的A-A剖面示意图；
图15是第一凸轮顶针和第二凸轮顶针处于第一状态的结构示意图；
图16是第一凸轮顶针和第二凸轮顶针处于第二状态的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一:
本发明实施例提供了一种免换凸轮的激光相贯线切割机，如图1、图13至图16所示，包括：管材夹持夹具10、齿轮传动组件20、第一凸轮30、第二凸轮70和激光切割组件40；
所述管材夹持夹具10用于夹持待切割管材50；
所述齿轮传动组件20和所述管材夹持夹具10连接，所述齿轮传动组件20随所述待切割管材50的转动而转动；
所述第一凸轮30和所述第二凸轮70并排设置，所述齿轮传动组件20连接所述第一凸轮30和所述第二凸轮70，所述齿轮传动组件20带动所述第一凸轮30和所述第二凸轮70转动，所述第一凸轮30用于生成径向相贯线的轨迹，所述第二凸轮70用于生成轴向相贯线的轨迹；
所述激光切割组件40包括设置在第一滑移架41上的第一凸轮顶针42、第二凸轮顶针45和激光切割头43；所述第一凸轮顶针42接触所述第一凸轮30且随着所述第一凸轮30转动而往复移动，所述第二凸轮顶针45接触所述第二凸轮70且随着所述第二凸轮70转动而往复移动；所述激光切割头43设置在待切割管材50上方，所述激光切割头43随着所述第一凸轮顶针42或所述第二凸轮顶针45同步往复移动，对转动的所述待切割管材50进行相贯线切割，其中，所述相贯线的切割轨迹由所述第一凸轮顶针42或所述第二凸轮顶针45往复移动的路径来确定。
本发明实施例提供了一种免换凸轮的激光相贯线切割机，包括管材夹持夹具、齿轮传动组件、第一凸轮、第二凸轮和激光切割组件，管材夹持夹具用于夹持待切割管材，齿轮传动组件用于将待切割管材的转动同步传递给第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮用于生成径向相贯线的轨迹，第二凸轮用于生成轴向相贯线的轨迹；激光切割组件包括设置在第一滑移架上的第一凸轮顶针、第二凸轮顶针和激光切割头，第一凸轮顶针接触第一凸轮且随着第一凸轮转动而往复移动，第二凸轮顶针接触第二凸轮且随着第二凸轮转动而往复移动，激光切割头随第一凸轮顶针或第二凸轮顶针同步往复移动，相贯线的切割轨迹由第一凸轮顶针或第二凸轮顶针的往复直线移动的路径来确定，配合待切割管材的转动，激光切割头对待切割管材进行相贯线切割。本发明实施例提供的免换凸轮的激光相贯线切割机，采用凸轮机构，精度较高且操作简单，成本极低，维护容易，可代替简单的数控切割机，适合大批量加工；进一步的，采用第一凸轮和第二凸轮并排设置，能够实现根据所需切割的相贯线类型进行选择凸轮，而无需更换凸轮，即可实现切换径向相贯线和轴向相贯线的切割。
结合本发明实施例一，参阅图7至图10和图12，对凸轮用于生成待切割管材的相贯线的轨迹的具体内容进行说明。对于管材的相贯线的线形来说分为两种，分别为如图10所示管材50的径向相贯线(图10中线形51和线形52的集合)和如图12所示管材90的轴向相贯线91，径向相贯线(图10中线形51和线形52的集合)对应的凸轮为图7和图9所示的第一凸轮30，轴向相贯线91对应的凸轮为图8所示的第二凸轮70；径向相贯线为沿直径方向的相贯线，轴向相贯线为沿轴向方向的相贯线。需要说明的是，管材50和管材90仅用于相互区分，在实际生产中，管材50和管材90可以为同一根管材，也可以是两根不同的管材。
接下来以第一凸轮30为例继续进行说明，为了使得第一凸轮30随着待切割管材50同步转动时，能够生成径向相贯线的轨迹，以便于在待切割管材50上切割出径向相贯线，在制作第一凸轮30时，通过matlab软件建模出与第一凸轮30对应的径向相贯线的轨迹曲线，然后对该轨迹曲线划分间隔取点，将各个点的坐标输出到Excel表中，再利用Solidworks软件中的运动模拟分析拟合出第一凸轮30的轮廓曲线，因而在第一凸轮30转动时能够生成径向相贯线的轨迹。其中，第一凸轮30利用的是内轮廓曲线，如图9所示的内轮廓线31和内轮廓线32的集合。
同理，为了使得第二凸轮70随着待切割管材90同步转动时，能够生成轴向相贯线91的轨迹，以便于切割出轴向相贯线91，在制作第二凸轮70时，通过matlab软件建模出与第二凸轮70对应的轴向相贯线91的轨迹曲线，然后对该轨迹曲线划分间隔取点，将各个点的坐标输出到Excel表中，再利用Solidworks软件中的运动模拟分析拟合出第二凸轮70的轮廓曲线，因而在第二凸轮70转动时能够生成轴向相贯线91的轨迹。
结合本发明实施例一，参阅图1和图3，对管材夹持夹具10的结构进行说明。管材夹持夹具10用于夹持待切割管材50，对于目前的空心管材加工来说，为了保持夹紧力均匀的情况下做到成本极低，管材夹持夹具10优选的设计成环抱式结构。所述管材夹持夹具10包括第一半圆环11和第二半圆环12；所述第一半圆环11和所述第二半圆环12对接组成所述管材夹持夹具10。所述第一半圆环11的半圆弧形两侧设置有第一横臂111和第二横臂112，所述第二半圆环12的半圆弧形两侧设置有第三横臂121和第四横臂122；所述第一横臂111和所述第三横臂121组成第一连接板，所述第二横臂112和所述第四横臂122组成第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板分别连接所述齿轮传动组件20的齿圈21。由于生产实际中待切割管材的直径都是有一定尺寸规格的，所以管材夹持夹具10无需做成无级调节的夹具，如果需要切割不同尺寸规格的管材，只需更换相应的夹具即可。
结合本发明实施例一，参阅图1和图2，对齿轮传动组件20的功能和结构进行说明。齿轮传动组件20和管材夹持夹具10连接，使得齿轮传动组件20能够随着待切割管材50的转动而转动；同时，齿轮传动组件20和第一凸轮30、第二凸轮70连接，能够带动第一凸轮30和第二凸轮70同步转动，具体的，所述齿轮传动组件20用于将所述待切割管材50的转动方向转折90°后传递给所述第一凸轮30和第二凸轮70，所述第一凸轮30、第二凸轮70和所述待切割管材50的转速相同。
所述齿轮传动组件20包括齿圈21、第一齿轮22、第一锥齿轮23、第二锥齿轮24、第二齿轮25、齿轮组26和第三齿轮27；所述齿圈21用于将所述待切割管材50的转动传递给所述第一齿轮22；所述第一齿轮22和所述第一锥齿轮23同轴设置且同步转动；所述第一锥齿轮23和所述第二锥齿轮24啮合用于将转动方向转折90°；所述第二锥齿轮24和所述第二齿轮25同轴设置；所述第二齿轮25和所述齿轮组26的大齿轮261啮合，所述齿轮组26的小齿轮262和所述第三齿轮27啮合，基于经验设置齿轮传动组件20各部件的传动比，使所述第三齿轮27和所述待切割管材50的转速相同，所述第三齿轮27和所述第一凸轮30、第二凸轮70耦合连接且同步转动。
结合本发明实施例一，参阅图4，对齿圈21和管材夹持夹具10连接方式进行说明。因为工厂环境较差，待切割管材50在存储与运输过程中一定会有轻微的变形，而采用浮动连接可以使得相贯线精度直接取决于齿圈21的精度，因此，齿圈21和管材夹持夹具10的连接方式采用浮动连接，可以不受待切割管材50变形的影响。采用浮动连接的缺点是会加大齿轮间隙引起的误差，但在本免换凸轮的激光相贯线切割机自动运行状态下可以设置切割补偿值来消除这个齿轮间隙误差。
结合本发明实施例一，参阅图1，对免换凸轮的激光相贯线切割机的机架60的结构进行说明。所述机架60包括定位导轨61和定位支架62；所述定位导轨61用于放置所述待切割管材50，所述定位导轨61上和所述待切割管材50的接触位置设置有转轮611，转轮611的设置可以方便待切割管材50的转动，减小待切割管材50转动的摩擦阻力。激光切割组件40设置在所述定位支架62上，且可沿所述定位支架62相对滑动，激光切割组件40和定位支架62之间的相对滑动可以通过现有技术中滑轨和滑槽的结构实现；在定位支架62的两端设置有第一立柱621和第二立柱622，第一立柱621和第二立柱622均可以实现和激光切割组件40的弹簧连接。
结合本发明实施例一，参阅图6、图15和图16，对激光切割组件40的结构进行说明。激光切割组件40包括第一滑移架41、第二滑移架44、第一凸轮顶针42、第二凸轮顶针45和激光切割头43，第一凸轮顶针42和第二凸轮顶针45设置在第一滑移架41的同一侧，第一凸轮顶针42接触第一凸轮30且随着所述第一凸轮30转动而往复移动，所述第二凸轮顶针45接触所述第二凸轮70且随着所述第二凸轮70转动而往复移动；第二滑移架44设置在第一滑移架41上，激光切割头43设置在第二滑移架44上，同时激光切割头43的位置处在待切割管材50上方。由于相贯线的切割轨迹由所述第一凸轮顶针42或第二凸轮顶针45往复移动的路径来确定，激光切割头43和第一凸轮顶针42或第二凸轮顶针45同步往复直线移动，配合待切割管材50的转动，可对待切割管材50进行相贯线切割。
为了使得第一凸轮顶针42接触第一凸轮30且随着所述第一凸轮30的转动而往复移动，或为了使得第二凸轮顶针45接触第二凸轮70且随着所述第二凸轮70的转动而往复移动，激光切割组件40和定位支架62的第一立柱621或第二立柱622以弹簧耦合连接，在弹簧弹力的作用下第一凸轮顶针42能够贴紧第一凸轮30的内轮廓或第二凸轮顶针45能够贴紧第二凸轮70的外轮廓，在齿轮传动组件20的带动下与待切割管材50同步同速转动时，第一凸轮顶针42可以随着与第一凸轮30的内轮廓接触位置的变化做往复直线移动，第二凸轮顶针45可以随着第二凸轮70的外轮廓接触位置的变化做往复直线移动。
结合本发明实施例一，参阅图6，为了激光切割组件40能够适应不同直径尺寸规格的待切割管材50，第二滑移架44可以调节在第一滑移架41上的位置，以调整激光切割头43与待切割管材50的相对位置，便于对待切割管材50进行相贯线切割。具体的，在所述第一滑移架41上设置有滑杆411，所述第二滑移架44上设置有与所述滑杆411耦合的滑块441，所述第二滑移架44可沿所述滑杆411相对滑动或固定在所述滑杆411上，以实现调节激光切割头43相对待切割管材50的高度。
结合本发明实施例一，参阅图1、图9、图10和图16，对径向相贯线的切割轨迹生成过程进行说明。在待切割管材50转动时，在齿轮传动组件20的作用下，待切割管材50的转动转折90°后传递给了第一凸轮30，第一凸轮30和待切割管材50的转速相同，进行同步转动，激光切割机40在弹簧作用下与第一立柱621或第二立柱622相连，使得激光切割机40随着与第一凸轮30的内轮廓的接触位置的不同做往复直线移动，配合待切割管材50的转动，激光切割头43在待切割管材50上切割出径向相贯线。具体的，在切割径向相贯线的轮廓线51时，激光切割组件40和第一立柱621之间以弹簧连接，第一凸轮顶针42接触第一凸轮30的内轮廓线31，第一凸轮顶针42随着第一凸轮30的转动与内轮廓线31接触，并做往复直线移动，配合待切割管材50的转动，此时激光切割头43做往复直线移动同时对待切割管材50的径向相贯线的轮廓线51进行切割；当第一凸轮顶针42从与第一凸轮30的内轮廓线31的接触切换到与第一凸轮30的内轮廓线32的接触时，将激光切割组件40和第二立柱622之间以弹簧连接，第一凸轮顶针42随着第一凸轮30的转动与内轮廓线32接触，并做往复直线移动，配合待切割管材50的转动，此时激光切割头43做往复直线移动同时对待切割管材50的径向相贯线的轮廓线52进行切割。
结合本发明实施例一，参阅图1、图8、图12和图15，对轴向相贯线91的切割轨迹生成过程进行说明。具体的，在切割轴向相贯线91时，激光切割组件40和第一立柱621之间以弹簧连接，第二凸轮顶针45接触第二凸轮70的外轮廓线，第二凸轮顶针45随着第二凸轮70的转动与第二凸轮70外轮廓线接触，并做往复直线移动，配合待切割管材90的转动，此时激光切割头43做往复直线移动同时对待切割管材90的轴向相贯线91进行切割。
结合本发明实施例一，参阅图11，本发明提供的免换凸轮的激光相贯线切割机还包括电控组件80，用于进行自动化或半自动化相贯线切割。具体的，电控组件80包括步进电机驱动器81、串口转接板82和单片机83；所述步进电机驱动器81用于控制所述待切割管材50的转动，具体的是通过控制步进电机控制待切割管材50的转动；所述串口转接板82用于通过串口协议将控制参数传递给单片机；所述单片机83用于处理所述控制参数来控制所述步进电机驱动器81的运行。其中，控制参数可以通过设置触控显示屏输入，控制参数可选的是步进电机的转速、正转、反转、开始和停止等参数；在进行轴向相贯线切割时，还可以通过触控显示屏设置切割补偿值来补偿齿轮间隙。单片机可选的为stc12c5a60s2单片机。
在一个具体的应用场景中，为了方便对管材进行相贯线切割，例如在对同一管材进行相贯线进行切割时，同一管材上既要切割径向相贯线，也需要切割轴向相贯线，这时就需要从切割径向相贯线的第一凸轮30切换到切割轴向相贯线的第二凸轮70，重新更换凸轮，这样就会很麻烦和浪费工时。为了方便快捷的进行径向相贯线切割换转到轴向相贯线的切割，或，进行轴向相贯线切割换转到径向相贯线的切割，本发明实施例一采用第一凸轮30和第二凸轮70并排安装，同时安装到免换凸轮的激光相贯线切割机上，能够同时随着齿轮传动组件20转动，能够实现根据所需切割的相贯线类型进行选择凸轮，实现无需更换凸轮，即可实现径向相贯线和轴向相贯线的切换切割。
结合本发明实施例一，参阅图13至图16，第一凸轮顶针42包括第一直杆421、第二直杆422和第三直杆423，第一直杆421和第三直杆423平行设置，第二直杆422两端分别连接第一直杆421和第三直杆423。在使用第一凸轮30时，第一直杆421与第一凸轮30的内轮廓线接触，随着第一凸轮30的转动做往复直线移动；第三直杆423设置在第一滑移架41的第一夹持部412上，以使第一凸轮顶针42作为一个整体能够带动第一滑移架41做往复直线移动，进而使得激光切割头43做往复直线移动，配合待切割管材50的转动，进行径向相贯线切割。
第二凸轮顶针45包括第四直杆451、第五直杆452和第六直杆453，第四直杆451和第六直杆453平行设置，第五直杆452两端分别连接第四直杆451和第六直杆453。在使用第二凸轮70时，第四直杆451与第二凸轮70的外轮廓线接触，随着第二凸轮70的转动做往复直线移动；第六直杆453设置在第一滑移架41的第二夹持部413上，以使第二凸轮顶针45作为一个整体能够带动第一滑移架41做往复直线移动，进而使得激光切割头43做往复直线移动，配合待切割管材50的转动，进行轴向相贯线切割。
参阅图15和图16，为了在进行相贯线切割时，第一凸轮顶针42和第二凸轮顶针45能够分时段工作，即第一凸轮顶针42的第一直杆421与第一凸轮30的内轮廓线接触时，第二凸轮顶针45的第四直杆451与第二凸轮70的外轮廓线脱离接触；或，第一凸轮顶针42的第一直杆421与第一凸轮30的内轮廓线脱离接触时，第二凸轮顶针45的第四直杆451与第二凸轮70的外轮廓线接触。在第一滑移架41上的第一夹持部412和第二夹持部413在分别和第三直杆423以及第六直杆453夹持时，通过控制夹持部分的位置以达到控制第一直杆421和第一凸轮30的接触或分离，以及第四直杆451和第二凸轮70的接触或分离。
第一夹持部412和第三直杆423的连接方式可选的为销钉连接或卡合连接；第二夹持部413和第六直杆453的连接方式可选的为销钉连接或卡合连接。
在其它实施方式中，还可以通过调节第一夹持部412和第二夹持部413在第一滑移架41上的相对位置来对第一凸轮顶针42和第二凸轮顶针45与第一凸轮30或第二凸轮70的接触或分离进行调整。例如，通过设置步进电机控制第一夹持部412和第二夹持部413的位置，切换控制第一直杆421和第一凸轮30的接触或分离，以及第四直杆451和第二凸轮70的接触或分离。在一个具体的实施方式中，步进电机控制第一夹持部412到第一位置，第二夹持部413到第二位置时，第一直杆421接触第一凸轮30，第四直杆451与第二凸轮70分离；步进电机控制第一夹持部412到第三位置，第二夹持部413到第四位置时，第一直杆421与第一凸轮30分离，第四直杆451接触第二凸轮70。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，包括：管材夹持夹具(10)、齿轮传动组件(20)、第一凸轮(30)、第二凸轮(70)和激光切割组件(40)；
所述管材夹持夹具(10)用于夹持待切割管材(50)；
所述齿轮传动组件(20)和所述管材夹持夹具(10)连接，所述齿轮传动组件(20)随所述待切割管材(50)的转动而转动；
所述第一凸轮(30)和所述第二凸轮(70)并排设置，所述齿轮传动组件(20)连接所述第一凸轮(30)和所述第二凸轮(70)，所述齿轮传动组件(20)带动所述第一凸轮(30)和所述第二凸轮(70)转动，所述第一凸轮(30)用于生成径向相贯线的轨迹，所述第二凸轮(70)用于生成轴向相贯线的轨迹；
所述激光切割组件(40)包括设置在第一滑移架(41)上的第一凸轮顶针(42)、第二凸轮顶针(45)和激光切割头(43)；所述第一凸轮顶针(42)接触所述第一凸轮(30)且随着所述第一凸轮(30)转动而往复移动，所述第二凸轮顶针(45)接触所述第二凸轮(70)且随着所述第二凸轮(70)转动而往复移动；所述激光切割头(43)设置在待切割管材(50)上方，所述激光切割头(43)随着所述第一凸轮顶针(42)或所述第二凸轮顶针(45)同步往复移动，对转动的所述待切割管材(50)进行相贯线切割，其中，所述相贯线的切割轨迹由所述第一凸轮顶针(42)或所述第二凸轮顶针(45)往复移动的路径来确定。
2.根据权利要求1所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述齿轮传动组件(20)用于将所述待切割管材(50)的转动方向转折90°后传递给所述第一凸轮(30)和所述第二凸轮(70)，所述第一凸轮(30)、所述第二凸轮(70)和所述待切割管材(50)的转速相同。
3.根据权利要求2所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述齿轮传动组件(20)用于将所述待切割管材(50)的转动方向转折90°后传递给所述第一凸轮(30)和所述第二凸轮(70)，所述第一凸轮(30)、所述第二凸轮(70)和所述待切割管材(50)的转速相同，具体包括：
所述齿轮传动组件(20)包括齿圈(21)、第一齿轮(22)、第一锥齿轮(23)、第二锥齿轮(24)、第二齿轮(25)、齿轮组(26)和第三齿轮(27)；
所述齿圈(21)用于将所述待切割管材(50)的转动传递给所述第一齿轮(22)；
所述第一齿轮(22)和所述第一锥齿轮(23)同轴设置且同步转动；
所述第一锥齿轮(23)和所述第二锥齿轮(24)啮合用于将转动方向转折90°；
所述第二锥齿轮(24)和所述第二齿轮(25)同轴设置；
所述第二齿轮(25)和所述齿轮组(26)的大齿轮(261)啮合，所述齿轮组(26)的小齿轮(262)和所述第三齿轮(27)啮合，所述第三齿轮(27)和所述待切割管材(50)的转速相同，所述第三齿轮(27)和所述第一凸轮(30)、所述第二凸轮(70)耦合连接且同步转动。
4.根据权利要求1所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述免换凸轮的激光相贯线切割机还包括机架(60)，所述机架(60)包括定位导轨(61)和定位支架(62)；
所述定位导轨(61)用于放置所述待切割管材(50)，所述定位导轨(61)上和所述待切割管材(50)的接触位置设置有转轮(611)；
所述激光切割组件(40)设置在所述定位支架(62)上，且可沿所述定位支架(62)相对滑动。
5.根据权利要求4所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述第一凸轮顶针(42)接触所述第一凸轮(30)且随着所述第一凸轮(30)转动而往复移动，所述第二凸轮顶针(45)接触所述第二凸轮(70)且随着所述第二凸轮(70)转动而往复移动，具体包括：
所述激光切割组件(40)和所述定位支架(62)的立柱以弹簧耦合连接，在弹簧弹力作用下所述第一凸轮顶针(42)贴紧接触所述第一凸轮(30)的轮廓，以使所述第一凸轮顶针(42)随着所述第一凸轮(30)的转动而往复移动；在弹簧弹力作用下所述第二凸轮顶针(70)贴紧接触所述第二凸轮(70)的轮廓，以使所述第二凸轮顶针(45)随着所述第二凸轮(70)的转动而往复移动。
6.根据权利要求1所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述激光器切割组件(40)还包括第二滑移架(44)；
所述第二滑移架(44)设置在所述第一滑移架(41)上，所述激光器切割头(43)设置在所述第二滑移架(44)上。
7.根据权利要求6所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述第一滑移架(41)上设置有滑杆(411)，所述第二滑移架(44)上设置有与所述滑杆(411)耦合的滑块(441)，所述第二滑移架(44)可沿所述滑杆(411)相对滑动或固定在所述滑杆(411)上。
8.根据权利要求1所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述管材夹持夹具(10)包括：第一半圆环(11)和第二半圆环(12)；
所述第一半圆环(11)和所述第二半圆环(12)对接组成所述管材夹持夹具(10)。
9.根据权利要求8所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述第一半圆环(11)的半圆弧形两侧设置有第一横臂(111)和第二横臂(112)，所述第二半圆环(12)的半圆弧形两侧设置有第三横臂(121)和第四横臂(122)；
所述第一横臂(111)和所述第三横臂(121)组成第一连接板，所述第二横臂(112)和所述第四横臂(122)组成第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板分别连接所述齿轮传动组件(20)。
10.根据权利要求1所述的免换凸轮的激光相贯线切割机，其特征在于，所述免换凸轮的激光相贯线切割机还包括：电控组件(80)；所述电控组件(80)包括步进电机驱动器(81)、串口转接板(82)和单片机(83)；
所述步进电机驱动器(81)用于控制所述待切割管材(50)的转动；所述串口转接板(82)用于通过串口协议将控制参数传递给所述单片机(83)；所述单片机(83)用于处理所述控制参数来控制所述步进电机驱动器(81)的运行。
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| GR01 | Patent grant | ||
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|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20241024 Address after: 730900 Zhoujiadi Village, Baoji Town, Pingchuan District, Baiyin City, Gansu Province (limited to administrative office and communication) Patentee after: Gansu Shunyin Light Steel Finished Housing Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 230000 b-1018, Woye Garden commercial office building, 81 Ganquan Road, Shushan District, Hefei City, Anhui Province Patentee before: HEFEI WISDOM DRAGON MACHINERY DESIGN Co.,Ltd. Country or region before: China |