CN110449727A - 一种用于管材的激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于管材加工生产设备技术领域，特别涉及一种用于管材的激光加工设备。它解决了现有技术耗费人力、生产速度慢等问题。本用于管材的激光加工设备包括机架、上料机构、下料机构，机架设置有激光加工装置，激光加工装置开设有通孔，机架被激光加工装置分隔成上料区域和下料区域，上料机构包括上料传送带，上料机构与机架之间设置有上料传送装置将管材运送至上料区域，上料区域设置有上料定位装置，下料区域上设置有下料定位装置，上料定位装置与下料定位装置均能沿机架移动，下料机构包括下料传送带和集料槽，下料机构与机架之间设置有下料传送装置，下料传送装置将管材运送至下料传送带。本发明具有自动化程度高、生产速度快等优点。

Description

一种用于管材的激光加工设备

技术领域

本发明属于管材加工生产设备技术领域，特别涉及一种用于管材的激光加工设备。

背景技术

随着建筑钢结构行业的迅猛发展，管材桁架在各种建筑物上得到广泛应用，在很多建筑物中都能看到管材桁架的身影，管材桁架的结构体系为平面或空间桁架，而管材桁架在节点处采用的是杆件直接焊接的相贯节点，因交汇圆管的数量、角度、尺寸的不同使得相贯线形状各异。目前通常采用激光加工设备对管材进行处理，利用激光束与材料相互作用的机理，将激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光焊接、激光雕刻切割、表面改性、激光镭射打标、激光钻孔和微加工等，其具有速度快、精度高，加工来的产品表面光洁干净，切割口小、整齐、无掉渣现象，热变形小，几乎没有热影响区，避免了二次修整加工。

现有技术中都是将管材放置于机架上，并通过卡盘对管材进行固定，然后由回转装置驱动管材作圆周运动。由于现有的回转装置与管材之间通常刚性连接，而卡盘与回转装置往往同轴设置，当管材存在弯曲时，回转装置与卡盘的受力不均匀，容易在管材的伸缩过程中出现卡壳的现象，影响加工效率。针对上述问题，现有的卡盘往往在卡爪上设置弹性结构用于防止管材卡壳现象的发生，由于不同的管材的弯曲度不同，但是激光加工设置的加工头一般统一设置，使得管材的定位并不准确，加工精度低。因此，需要较高的加工精度时，通常由工人对管材进行上料、定位、加工、下料，但是该种加工工艺往往需要大量的人力劳动，自动化程度低，生产速度慢。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种自动化程度高、生产速度快、定位精准的用于管材的激光加工设备。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，包括机架、上料机构、下料机构，所述机架的中部设置有激光加工装置，所述的激光加工装置沿机架长度方向开设有供管材穿过的通孔，所述的机架被激光加工装置分隔成上料区域和下料区域，所述的上料机构包括上料传送带，所述的上料机构与机架之间设置有上料传送装置，所述的上料传送装置用于将上料传送带的管材运送至上料区域，所述的上料区域上设置有上料定位装置，所述的下料区域上设置有下料定位装置，所述的上料定位装置与下料定位装置均能沿机架长度方向移动，所述的下料机构包括下料传送带和集料槽，所述的下料机构与机架之间设置有下料传送装置，所述的下料传送装置用于将下料区域上的管材运送至下料传送带。

本发明的工作原理：将待加工的管材放置于上料传送带上，上料传送带转动并将管材运送至上料机构上，所述的上料传送装置携带管材运行至上料区域并使管材与激光加工装置的上通孔对齐，上料定位装置移动并推动管材穿入通孔中，上料传送装置复位，下料定位装置移动并与上料定位装置分别固定于管材的两端使得管材固定，管材在激光加工装置中进行加工，待加工完成后，管材被完全推动至下料区域，下料传送装置将管材运送至下料传送带上，下料传送带将管材运送至集料槽中。本发明中，管材从放置到上料传送带开始直至下料到集料槽中，自动化加工，无需工人搬运，能够节约大量的人力资源，大幅提高了生产效率。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的上料定位装置朝向激光加工装置的一侧开设有装夹槽，所述装夹槽的内部设置有液式限位装置，所述的液式限位装置包括了膜体以及填充于膜体内部的填充液，所述的液式限位装置覆盖在装夹槽的底面和侧壁上，所述的液式限位装置用于夹紧管材伸入装夹槽内的部分。

技术效果：管材的一端伸入装夹槽中，在重力的作用下，液式限位装置形变并包覆于管材伸入端的外壁和内壁上，使得管材的伸入端抵触并陷入于液式限位装置上，液式限位装置使得管材被完全固定。当上料定位装置在推动管材行进的过程中，管材的端部向装夹槽的底面提供压力，使得液式限位装置进一步包覆于管材的外壁和内壁上，使得在加工的过程中定位更加牢固。由于液式限位装置具有不定的形状，即使管材存在不同的弯曲的角度，均能够根据管材的挤压自动调节并包覆于管材的外壁和内壁上，防止管材在行进过程中卡壳现象的出现。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的液式限位装置还包括向加压装置。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的激光加工装置包括卡盘和多个卡爪，所述通孔位于卡盘的中部，所述的卡爪周向固设于卡盘内壁，所述的多个卡爪均能随卡盘绕轴心旋转，所述的多个卡爪均能朝卡盘轴心方向伸缩，所述卡爪的顶部设置有滚动件。

技术效果：管材穿过通孔时，卡爪向卡盘轴心方向移动并抵接于管材的外周壁上，使得管材紧固，由于卡爪顶部设置有滚动件，使得管材能沿长度方向移动，管材也能够随卡盘周向旋转，使得管材能够满足各个角度的加工。且本发明中的卡爪上均没有设置弹性机构，使得管材被牢牢限定，大幅消除了管材弯曲造成的精度不确准的问题。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述卡爪的数量为4。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述卡爪上设置有位置计数器，所述的位置计数器用于探测卡爪伸出的距离。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述上料传送装置的底部设置有上料滑轨，所述的上料滑轨垂直于机架的长度方向，所述的上料传送装置能沿上料滑轨做往复运动，所述上料传送装置还包括上料支撑架，所述的上料支撑架能沿机架的高度方向伸缩。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述下料传送装置的底部设置有下料滑轨，所述的下料滑轨垂直于机架的长度方向，所述的下料传送装置能沿下料滑轨做往复运动，所述下料传送装置还包括下料支撑架，所述的下料支撑架能沿机架的高度方向伸缩。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的上料传送带上设置有管材托架，所述管材托架的顶部开设有托管槽，所述托管槽槽底的角度呈90度。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的上料机构还包括装料装置，所述的装料装置包括相互对接的置料槽和装料传送带，所述置料槽底部设置有用于将管材运送至装料传送带的运送轮，所述的装料传送带设置于上料传送带的侧部，所述的装料传送带用于将管材从置料槽传送至上料传送带上。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述的上料机构还包括辅助托轮，所述的辅助托轮设置于与装料传送带的位置相对的上料传送带上，所述辅助托轮的旋转方向与装料传送带的旋转方向一致。

在上述的用于管材的激光加工设备中，所述集料槽的周壁上开设有多个气孔，所述的气孔均与气泵连接，所述的气泵用于向气孔输出气流。

与现有技术相比，本发明取消了现有的激光加工装置中卡爪上的弹性结构，使得管材穿出激光加工装置的一端被牢牢限定并大幅减少了管材的偏移，因此有效地提高了管材的加工精度提高，而当管材存在弯曲时，由于一端被激光加工装置牢牢固定，则另一端存在偏移，而上料定位装置中设置的液式定位装置则用来克服这一缺陷，其能够适用于不同弯曲度的管材，包覆于管材的表面并使管材完全固定，而在管材的行进过程中，液式定位装置也能一直贴合于管材的表面，上料定位装置和激光加工装置也不会出现受力不均的问题，避免卡壳现像的发生，运行顺畅，实现从上料、加工到下料自动化的运行，加工连贯，工作效率高。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明中上料机构的结构示意图。

图3是本发明中下料机构的结构示意图。

图4是本发明中激光加工装置与液式限位装置部位夹持管材时的工作结构示意图。

图5是本发明中激光加工装置与液式限位装置部位夹持的管材存在弯曲时的工作结构示意图。

图中，1、机架；2、上料机构；3、下料机构；4、激光加工装置；5、通孔；6、上料区域；7、下料区域；8、上料传送带；9、上料传送装置；10、上料定位装置；11、下料定位装置；12、下料传送带；13、集料槽；14、下料传送装置；15、卡盘；16、卡爪；17、滚动件；18、位置计数器；19、上料滑轨；20、上料支撑架；21、下料滑轨；22、下料支撑架；23、管材托架；24、托管槽；25、装料装置；26、置料槽；27、装料传送带；28、运送轮；29、辅助托轮；30、气孔；32、装夹槽；33、液式限位装置；34、膜体；35、填充液；36、加压装置。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本用于管材的激光加工设备包括机架1、上料机构2、下料机构3，机架1的中部设置有激光加工装置4，激光加工装置4沿机架1长度方向开设有供管材穿过的通孔5，机架1被激光加工装置4分隔成上料区域6和下料区域7，上料机构2包括上料传送带8，上料机构与机架1之间设置有上料传送装置9，上料传送装置9用于将上料传送带8上的管材运送至上料区域6，上料区域6上设置有上料定位装置10，下料区域7上设置有下料定位装置11，上料定位装置10与下料定位装置11均能沿机架1长度方向移动，下料机构3包括下料传送带12和集料槽13，下料机构3与机架1之间设置有下料传送装置14，下料传送装置14用于将下料区域7上的管材运送至下料传送带12。

进一步细说，上料定位装置10朝向激光加工装置4的一侧开设有装夹槽32，装夹槽32的内部设置有液式限位装置33，液式限位装置33包括了膜体34以及填充于膜体34内部的填充液35，液式限位装置33覆盖在装夹槽32的底面和侧壁上，液式限位装置33用于夹紧管材伸入装夹槽内的部分。

进一步细说，液式限位装置33还包括向加压装置36。加压装置36用于向液式限位装置33内部提供压力，使得管材的定位更加牢固，防止在加工的过程中脱出。

进一步细说，激光加工装置4包括卡盘15和多个卡爪16，通孔5位于卡盘15的中部，卡爪16周向固设于卡盘15内壁，多个卡爪16均能随卡盘15绕轴心旋转，多个卡爪16均能朝卡盘15轴心方向伸缩，卡爪16的顶部设置有滚动件17。管材穿过通孔5时，卡爪16向卡盘15轴心方向移动并抵接于管材的外周壁上，使得管材紧固，由于卡爪16顶部设置有滚动件17，使得管材能沿长度方向移动，管材也能够随卡盘15周向旋转，使得管材能够满足各个角度的加工。由于管材具有不同的管径，而伸缩的卡爪16也能够适用于不同的管材，适用范围广。

进一步细说，卡爪16的数量为4。由于管材分为圆管材和方管材，当卡爪16数量为4的时候，4个卡爪16能够分别抵触于方管材的4个方向的周壁上使得方管材能够完全固定，而4个卡爪16也能够抵触于圆管的圆周壁上使得圆管材能够完全固定，该设置使得本发明无需调节即可同时适用于圆管材和方管材，适用范围广、使用方便。

进一步细说，卡爪16上设置有位置计数器18，位置计数器18用于探测卡爪16伸出的距离。该设置能够计算卡爪16伸缩的距离，即可计算出管材的管径，激光加工装置4可直接通过卡爪16位置对管材进行定位，并进行加工，使得加工精度高。

进一步细说，上料传送装置9的底部设置有上料滑轨19，上料滑轨19垂直于机架1的长度方向，上料传送装置9能沿上料滑轨19做往复运动，上料传送装置9还包括上料支撑架20，上料支撑架20能沿机架1的高度方向伸缩。上料传送装置9移动至上料传送带8的下部，上料支撑架20向上伸出并托起管材，上料传送装置9沿滑轨滑动至上料区域6，上料支撑架20伸缩使得管材的轴心与通孔5的轴心呈同一直线，此时上料定位装置10向激光加工装置4方向移动时能够将管材推入通孔5中，操作简单，精度高。

进一步细说，下料传送装置14的底部设置有下料滑轨21，下料滑轨21垂直于机架1的长度方向，下料传送装置14能沿下料滑轨21做往复运动，下料传送装置14还包括下料支撑架22，下料支撑架22能沿机架1的高度方向伸缩。加工完成后，下料传送装置14移动至下料区域7，下料支撑架22向上伸出并托起管材，下料传送装置14再沿滑轨滑向下料传送带12，并将下料传送带12置于下料传送带12上。

进一步细说，上料传送带8上设置有管材托架23，管材托架23的顶部开设有托管槽24，托管槽24槽底的角度呈90度。该设置使得方管材能够完全嵌入托管槽24中，使得位置固定，而圆管材也能与托管槽24的周壁抵触而被固定，该管材托架23能够适用于圆管材和方管材，使得管材能够平稳的运输。

进一步细说，上料机构2还包括装料装置25，装料装置25包括相互对接的置料槽26和装料传送带27，置料槽26底部设置有用于将管材运送至装料传送带27的运送轮28，装料传送带27设置于上料传送带8的侧部，装料传送带27用于将管材从置料槽26传送至上料传送带8上。该设置使得工人只要把管材放置于置料槽26中即可，运送轮28转动使得管材运送到装料传送带27上，装料传送带27运行，将管材传送到上料传送带8上的管材托架23上，大量减少人力操作，进一步提升了自动化程度。

进一步细说，上料机构2还包括辅助托轮29，辅助托轮29设置于与装料传送带27的位置相对的上料传送带8上，辅助托轮29的旋转方向与装料传送带27的旋转方向一致。在管材从装料传送带27传送到上料传送带8的过程中，输助托轮起到了辅助的作用，使得管材的传送的过程中更稳定，防止管材掉落而影响加工进度。

进一步细说，集料槽13的周壁上密集地开设有多个气孔30，气孔30均与气泵连接，气泵用于向气孔30输出气流。由于气孔30中有气流流出，管材在集料槽13中移动的过程中能够减少与集料槽13周壁的磨擦，使得管材移动更顺利。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机架1、上料机构2、下料机构3、激光加工装置4、通孔5、上料区域6、下料区域7、上料传送带8、上料传送装置9、上料定位装置10、下料定位装置11、下料传送带12、集料槽13、下料传送装置14、卡盘15、卡爪16、滚动件17、位置计数器18、上料滑轨19、上料支撑架20、下料滑轨21、下料支撑架22、管材托架23、托管槽24、装料装置25、置料槽26、装料传送带27、运送轮28、辅助托轮29、气孔30、装夹槽32、液式限位装置33、膜体34、填充液35、加压装置36等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，包括机架（1）、上料机构（2）、下料机构（3），所述机架（1）的中部设置有激光加工装置（4），所述的激光加工装置（4）沿机架（1）长度方向开设有供管材穿过的通孔（5），所述的机架（1）被激光加工装置（4）分隔成上料区域（6）和下料区域（7），所述的上料机构（2）包括上料传送带（8），所述的上料机构（2）与机架（1）之间设置有上料传送装置（9），所述的上料传送装置（9）用于将上料传送带（8）的管材运送至上料区域（6），所述的上料区域（6）上设置有上料定位装置（10），所述的下料区域（7）上设置有下料定位装置（11），所述的上料定位装置（10）与下料定位装置（11）均能沿机架（1）长度方向移动，所述的下料机构（3）包括下料传送带（12）和集料槽（13），所述的下料机构（3）与机架（1）之间设置有下料传送装置（14），所述的下料传送装置（14）用于将下料区域（7）上的管材运送至下料传送带（12）。

2.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，所述的上料定位装置（10）朝向激光加工装置（4）的一侧开设有装夹槽（32），所述装夹槽（32）的内部设置有液式限位装置（33），所述的液式限位装置（33）包括了膜体（34）以及填充于膜体（34）内部的填充液（35），所述的液式限位装置（33）覆盖在装夹槽（32）的底面和侧壁上，所述的液式限位装置（33）用于夹紧管材伸入装夹槽内的部分。

3.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，激光加工装置（4）包括卡盘（15）和多个卡爪（16），所述通孔（5）位于卡盘（15）的中部，所述的卡爪（16）周向固设于卡盘（15）内壁，所述的多个卡爪（16）均能随卡盘（15）绕轴心旋转，所述的多个卡爪（16）均能朝卡盘（15）轴心方向伸缩，所述卡爪（16）的顶部设置有滚动件（17）。

4.根据权利要求3所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，管材穿过通孔（5）时，卡爪（16）向卡盘（15）轴心方向移动并抵接于管材的外周壁上，使得管材紧固，由于卡爪（16）顶部设置有滚动件（17），使得管材能沿长度方向移动，管材也能够随卡盘（15）周向旋转，使得管材能够满足各个角度的加工。

5.根据权利要求3或4所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，卡爪（16）的数量为4。

6.根据权利要求3或4所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，卡爪（16）上设置有位置计数器（18），所述的位置计数器（18）用于探测卡爪（16）伸出的距离。

7.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，上料传送装置（9）的底部设置有上料滑轨（19），所述的上料滑轨（19）垂直于机架（1）的长度方向，所述的上料传送装置（9）能沿上料滑轨（19）做往复运动，所述上料传送装置（9）还包括上料支撑架（20），所述的上料支撑架（20）能沿机架（1）的高度方向伸缩。

8.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，下料传送装置（14）的底部设置有下料滑轨（21），所述的下料滑轨（21）垂直于机架（1）的长度方向，所述的下料传送装置（14）能沿下料滑轨（21）做往复运动，所述下料传送装置（14）还包括下料支撑架（22），所述的下料支撑架（22）能沿机架（1）的高度方向伸缩。

9.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，上料机构（2）还包括装料装置（25），所述的装料装置（25）包括相互对接的置料槽（26）和装料传送带（27），所述置料槽（26）底部设置有用于将管材运送至装料传送带（27）的运送轮（28），所述的装料传送带（27）设置于上料传送带（8）的侧部，所述的装料传送带（27）用于将管材从置料槽（26）传送至上料传送带（8）上，上料机构（2）还包括辅助托轮（29），所述的辅助托轮（29）设置于与装料传送带（27）的位置相对的上料传送带（8）上，所述辅助托轮（29）的旋转方向与装料传送带（27）的旋转方向一致。

10.根据权利要求1所述的一种用于管材的激光加工设备，其特征在于，集料槽（13）的周壁上开设有多个气孔（30），所述的气孔（30）均与气泵连接，所述的气泵用于向气孔（30）输出气流。