CN111055033A - 一种管材激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管材激光切割机，涉及管材加工设备技术领域，包括机架，机架上安装的夹持机构包括四爪卡盘，四爪卡盘包括底座，底座上安装有四个活动卡爪以及卡爪驱动机构，四个活动卡爪的外端垂直固接有延伸臂，延伸臂的内壁与外壁均为圆弧型，且圆弧型与底座的中心同轴设置，延伸臂的外端的外壁设有第一弧型台阶槽与第二弧型台阶槽，延伸臂的内端的内壁设有第三弧型台阶槽。本发明一种管材激光切割机解决了现有技术中管材切割浪费严重的技术问题，本发明可以实现对圆柱管材以及多棱柱管材的稳定高效的装夹，有效的降低了管材的浪费，可适用的管材直径范围广，对管材的损害小。

Description

一种管材激光切割机
技术领域
本发明涉及管材加工设备技术领域，特别涉及一种管材激光切割机。
背景技术
管材因为用途需要分段进行切割，市场上用到的管材90%以上是圆管，当然，剩余的主要为方管等多棱柱管材，传统的方式是采用切刀切割，随着激光技术在加工工艺上的应用，切割质量更高的激光切割技术也随之应用在管材切割上，目前激光切管机是市场上主流的高质量管材切割设备。
激光切管机主要包括夹持部分、导向部分以及激光切割部分，通过夹持部分将管材夹持住，在导向部分的引导下持续的向激光切割部分进给，由激光切割部分不断的切断，完成管材的切割。因此管材的装夹的稳定性是管材切割质量的一个重要因素，现有的夹持部分为三爪或者四爪卡盘，该结构存在以下问题：
1、卡盘的卡爪为了与管材装夹稳定，需要与管材形成较大的配合长度，导致管材参与装夹的部分不能被切割成成品，造成原料的浪费，当前采用的方式是在原管材上焊接与卡盘配合的管段，该方式费时费力，严重影响切割工序的效率；
2、夹持方式单一，只能采用内撑装夹或者外夹装夹，难以实现两种装夹方式的灵活交替使用，导致装夹的管材直径范围较小；
3、管材自身的振动效果产生的不利影响难以有效避免，导致管材磨损；
4、难以有效实现多棱柱管材的装夹。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种管材激光切割机，旨在解决现有技术中管材切割浪费严重的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种管材激光切割机，包括机架，机架上安装有夹持机构、支撑导向机构以及激光切割机构，夹持机构包括四爪卡盘，四爪卡盘包括底座，底座上安装有四个活动卡爪以及卡爪驱动机构，卡爪驱动机构驱动四个活动卡爪同步朝向或者背向底座中心移动，四个活动卡爪的外端均垂直固接有延伸臂，延伸臂的内壁与外壁均为圆弧型，且圆弧型与底座的中心同轴设置，延伸臂的外端的外壁设有第一弧型台阶槽与第二弧型台阶槽，延伸臂的内端的内壁设有第三弧型台阶槽。
其中，第一弧型台阶槽、第二弧型台阶槽以及第三弧型台阶槽的纵向槽壁上均设有柔性垫。
其中，相邻两延伸臂的相对侧随着活动卡爪朝向底座中心移动而相互压靠。
其中，第一弧型台阶槽、第二弧型台阶槽以及第三弧型台阶槽的纵向槽壁上设有安装槽，柔性垫固接于安装槽内，安装槽的深度为柔性垫厚度的1/6~1/5。
其中，安装槽槽底设有围绕底座中心间隔排列的条形槽，柔性垫正对安装槽槽底的一侧设有第一条形凸起，第一条形凸起与条形槽卡配。
其中，柔性垫背对安装槽槽底的一侧设有第二条形凸起，第二条形凸起内设有密封腔。
其中，相邻两第二条形凸起之间设有间隙，间隙的间距为第二条形凸起宽度的一半以上。
其中，第三弧型台阶槽的纵向槽面的中间处设有V型槽。
其中，V型槽的开口角度为30°~90°。
其中，V型槽的槽面与第三弧型台阶槽的纵向槽面的过渡部分均为弧面。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明管材激光切割机包括机架，机架上安装有夹持机构、支撑导向机构以及激光切割机构，夹持机构包括四爪卡盘，四爪卡盘包括底座，底座上安装有四个活动卡爪以及卡爪驱动机构，卡爪驱动机构驱动四个活动卡爪同步朝向或者背向底座中心移动，四个活动卡爪的外端均垂直固接有延伸臂，延伸臂的内壁与外壁均为圆弧型，且圆弧型与底座的中心同轴设置，延伸臂的外端的外壁设有第一弧型台阶槽与第二弧型台阶槽，延伸臂的内端的内壁设有第三弧型台阶槽，通过第一~三弧型台阶面的圆弧面与圆管的内壁或者外壁形成完全压靠，从而实现了外夹装夹与内撑装夹两种方式的自由灵活的使用，并且装夹的稳定性高，适用的管材直径范围大，同时，夹持机构与管材装夹配合位置限制在第一弧型台阶槽或第二弧型台阶槽或第三弧型台阶槽内，使得管材切割后剩余量小，有效的降低了管材的浪费。
由于第一弧型台阶槽、第二弧型台阶槽以及第三弧型台阶槽的纵向槽壁上均设有柔性垫，通过柔性垫形成延伸臂与管材之间的缓冲，降低管材转移过程中的振动，降低管材装夹过程中的破损，提高管材切割质量。
由于相邻两延伸臂的相对侧随着活动卡爪朝向底座中心移动而相互压靠，四个延伸臂向着底座中心移动至相互贴靠在一起后会形成一个圆筒结构，即延伸臂的内壁与外壁的弧度均为90°，延伸臂加工时，可直接由一个圆筒轴向等分切割成四部分形成，使得延伸臂加工成形方便。
由于第一弧型台阶槽、第二弧型台阶槽以及第三弧型台阶槽的纵向槽壁上设有安装槽，柔性垫固接于安装槽内，通过安装槽的内壁对柔性垫形成限位，提高柔性垫固接的稳定性，避免管材振动导致柔性垫偏斜。由于安装槽的深度为柔性垫厚度的1/6~1/5，该厚度范围可以避免安装槽的槽壁太矮，导致限位效果差，同时避免安装槽的槽壁过高，限制了柔性垫的伸缩效果。
由于安装槽槽底设有围绕底座中心间隔排列的条形槽，柔性垫正对安装槽槽底的一侧设有第一条形凸起，第一条形凸起与条形槽卡配，提高安装槽与柔性垫的接触面积，使得二者粘接后稳定性更好。
由于柔性垫背对安装槽槽底的一侧设有第二条形凸起，第二条形凸起内设有密封腔，密封腔提高了柔性垫的弹性，降低了由于管材振动而产生的摩擦导致的柔性垫的磨损。
由于相邻两第二条形凸起之间设有间隙，间隙的间距为第二条形凸起宽度的一半以上，使得第二条形凸起受压形变后，相邻两第二条形凸起存在着间隙，使得柔性垫可以具有足够的散热空间，降低了管材振动导致的与柔性垫之间的摩擦生热影响柔性垫的性能，提高柔性垫的使用寿命。
由于第三弧型台阶槽的纵向槽面的中间处设有V型槽，多棱柱管材的棱端可以卡入V型槽内，使得多棱柱管材的装夹更加的稳定高效。
由于V型槽的开口角度为30°~90°。在该开口角度范围内可以避免V型槽开口角度过小，不方便清理；同时避免开口角度过大导致装夹不稳定的情况。
由于V型槽的槽面与第三弧型台阶槽的纵向槽面的过渡部分均为弧面，该弧面部分用于与管材的管面形成线面接触，避免原角型结构造成对管材的压损，并且装夹稳定性高。
综上所述，本发明一种管材激光切割机解决了现有技术中管材切割浪费严重的技术问题，本发明可以实现对圆柱管材以及多棱柱管材的稳定高效的装夹，有效的降低了管材的浪费，可适用的管材直径范围广，对管材的损害小；同时本发明还具有使用方便，制造成本低的特点。
附图说明
图1是本发明一种管材激光切割机中夹持机构的实施例一结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是本发明一种管材激光切割机中夹持机构的实施例二中柔性垫的结构示意图；
图4是本发明一种管材激光切割机中夹持机构的实施例三结构示意图；
图中，四爪卡盘1，底座10，活动卡爪11，连接块12，延伸臂2，第一弧型台阶槽21，第二弧型台阶槽21，第三弧型台阶槽22，V型槽220，柔性垫23，第一条形凸起230，第二条形凸起231，密封腔232。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐述本发明。
本说明书中涉及到的方位均以本发明一种管材激光切割机正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
实施例一：
管材激光切割机包括机架，机架上安装有夹持机构、支撑导向机构以及激光切割机构，夹持机构用于夹持管材的一端，由夹持机构持续的将管材向着激光切割机构中输送，激光切割机构定量切割管材形成特定长度的管段，支撑导向机构用于支撑管材的主体部分，使得管材可以持续的进入激光切割机构中。
如图1和图2共同所示，夹持机构包括四爪卡盘1，四爪卡盘1包括底座10，底座10为圆盘式，底座10的中间为通孔，底座10上设有四个滑槽，滑槽沿着底座10的径向方向延伸，四个滑槽均匀围绕通孔设置，活动卡爪11的底部配合在滑槽内，卡爪驱动机构包括转动安装在底座10的主动伞齿轮，底座10上设有蝶形伞齿轮，活动卡爪11底面的螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，通过电机等动力组件驱动主动伞齿轮转动从而带动碟形齿轮转动，蝶形伞齿轮背面的平面螺纹同时带动三个活动卡爪11向中心靠近或退出，即实现活动卡爪11的同步动作。
如图1和图2共同所示，四个活动卡爪11的外端均通过螺栓连接有连接块12，连接块12的外侧通过螺栓连接有延伸臂2，延伸臂2的内壁与外壁均为圆弧型，且该圆弧型与底座10的中心同轴设置，随着四个活动卡爪11同步动作，从而带动延伸臂2同步相向靠近或者远离，延伸臂2拆卸方便，通过选用不同长度的延伸臂2，来改变管材与延伸臂2的配合长度，从而实现与不同材质的管材进行配合使用，避免硬度低的管材装夹过程中出现局部变形的情况，提高管材装夹的便捷性；延伸臂2上远离活动卡爪11的一端的外壁设有第一弧型台阶槽21与第二弧型台阶槽21，第一弧型台阶槽21与第二弧型台阶槽21沿着远离延伸臂2外端的方向依次设置。管材直径较大时，四个延伸臂2内撑装夹管材时，第一弧型台阶槽21或者第二弧型台阶槽21的纵向槽壁与管材内壁贴靠支撑，第一弧型台阶槽21与第二弧型台阶槽21的径向槽壁与管材的端面形成支撑，从而实现大直径管材的装夹，第一弧型台阶槽21与第二弧型台阶槽21的径向槽面距离延伸臂2的外端面的距离不同，用于装夹不同硬度的管材；管材直径较小时，第三弧型台阶槽22的纵向槽壁压靠在管材的外壁上，第三弧型台阶槽22的径向槽壁挡靠管材的端面，从而实现小直径管材的装夹。
优先地，第一弧型台阶槽21、第二弧型台阶槽21以及第三弧型台阶槽22的纵向槽壁上均设有柔性垫23，柔性垫23粘接在延伸臂2上，柔性垫23优选橡胶垫，通过柔性垫23形成延伸臂2与管材之间的缓冲，降低管材转移过程中的振动，降低管材装夹过程中的破损，提高管材切割质量。
优选地，相邻两延伸臂2的相对侧随着活动卡爪11朝向底座10中心移动而相互压靠，四个延伸臂2向着底座10中心移动至相互贴靠在一起后会形成一个圆筒结构，即延伸臂2的内壁与外壁的弧度均为90°，延伸臂2加工时，可直接由一个圆筒轴向等分切割成四部分形成，使得延伸臂2加工成形工艺简便，制造成本低。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于：
如图3所示，第一弧型台阶槽21、第二弧型台阶槽21以及第三弧型台阶槽22的纵向槽壁上设有安装槽，柔性垫23粘接在安装槽内，通过安装槽的内壁对柔性垫23形成限位，提高柔性垫23固接的稳定性，避免管材振动导致柔性垫23偏斜。
优选地，安装槽的深度为柔性垫23厚度的1/6~1/5，避免安装槽的槽壁太矮，导致限位效果差，同时避免安装槽的槽壁过高，限制了柔性垫23的伸缩效果。
优先地，安装槽槽底设有围绕底座10中心间隔排列的条形槽，柔性垫23正对安装槽槽底的一侧设有第一条形凸起230，通过条形槽与第一条形凸起230形成卡配，提高安装槽与柔性垫23的接触面积，使得二者粘接后稳定性更好。
优选地，柔性垫23背对安装槽槽底的一侧设有第二条形凸起231，第二条形凸起231设有多条，多条第二条形凸起231依次排列设置，第二条形凸起231内设有密封腔232，即第二条形凸起231为中空结构，该中空结构提高了柔性垫23的弹性，降低了由于管材振动而产生的摩擦导致的柔性垫23的磨损。
优选地，相邻两第二条形凸起231之间设有间隙，该间隙的间距为第二条形凸起231宽度的一半以上，使得第二条形凸起231受压形变后，相邻两第二条形凸起231存在着间隙，使得柔性垫23可以具有足够的散热空间，降低了管材振动导致的与柔性垫23之间的摩擦生热影响柔性垫23的性能，提高柔性垫23的使用寿命。
实施例三：
本实施例与实施例一的不同之处在于：
如图4所示，第三弧型台阶槽22的纵向槽面的中间处设有V型槽220，使得夹持机构即可以装夹圆柱管材，也可以稳定装夹多棱柱管材，多棱柱管材的棱端可以卡入V型槽220内，使得装夹稳定高效。
优选地，V型槽220的开口角度为30°~90°，在该开口角度范围内可以避免V型槽220开口角度过小，不方便清理；同时避免开口角度过大导致装夹不稳定。
优选地，V型槽220的槽面与第三弧型台阶槽22的纵向槽面的过渡部分均为弧面，该弧面部分用于与管材的管面形成线面接触，进一步提升装夹的稳定性。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管材激光切割机，包括机架，所述机架上安装有夹持机构、支撑导向机构以及激光切割机构，所述夹持机构包括四爪卡盘，所述四爪卡盘包括底座，所述底座上安装有四个活动卡爪以及卡爪驱动机构，所述卡爪驱动机构驱动所述四个活动卡爪同步朝向或者背向所述底座中心移动，其特征在于，所述四个活动卡爪的外端均垂直固接有延伸臂，所述延伸臂的内壁与外壁均为圆弧型，且所述圆弧型与所述底座的中心同轴设置，所述延伸臂的外端的外壁设有第一弧型台阶槽与第二弧型台阶槽，所述延伸臂的内端的内壁设有第三弧型台阶槽。
2.如权利要求1所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述第一弧型台阶槽、所述第二弧型台阶槽以及所述第三弧型台阶槽的纵向槽壁上均设有柔性垫。
3.如权利要求2所述的一种管材激光切割机，其特征在于，相邻两所述延伸臂的相对侧随着所述活动卡爪朝向所述底座中心移动而相互压靠。
4.如权利要求3所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述第一弧型台阶槽、所述第二弧型台阶槽以及所述第三弧型台阶槽的纵向槽壁上设有安装槽，所述柔性垫固接于所述安装槽内，所述安装槽的深度为所述柔性垫厚度的1/6~1/5。
5.如权利要求4所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述安装槽槽底设有围绕所述底座中心间隔排列的条形槽，所述柔性垫正对所述安装槽槽底的一侧设有第一条形凸起，所述第一条形凸起与所述条形槽卡配。
6.如权利要求5所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述柔性垫背对所述安装槽槽底的一侧设有第二条形凸起，所述第二条形凸起内设有密封腔。
7.如权利要求6所述的一种管材激光切割机，其特征在于，相邻两所述第二条形凸起之间设有间隙，所述间隙的间距为所述第二条形凸起宽度的一半以上。
8.如权利要求3所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述第三弧型台阶槽的纵向槽面的中间处设有V型槽。
9.如权利要求8所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述V型槽的开口角度为30°~90°。
10.如权利要求9所述的一种管材激光切割机，其特征在于，所述V型槽的槽面与所述第三弧型台阶槽的纵向槽面的过渡部分均为弧面。
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