CN111843183A - 自动激光切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动激光切割装置及切割方法，自动激光切割装置包括供料机构、整平机构、输送机构及切割机构，输送机构包括第一送料平台及第二送料平台，第一送料平台设于整平机构及第二送料平台之间，切割机构用于切割物料，切割机构的数量至少为二，且各切割机构沿第一方向间隔设于第二送料平台，各切割机构能够同步加工或异步加工。一种自动激光切割方法包括使用至少两台切割机构对物料进行切割，每台切割机构切割其中一条切割线，且所有切割机构切割完成全部的切割线。一种自动激光切割方法包括使用至少两台切割机构同时对物料进行切割，每台切割机构切割其中一种工件。上述自动激光切割装置及自动切割方法，有效提高加工效率。

Description

自动激光切割装置及切割方法

技术领域

本发明涉及机械自动化领域，特别是涉及一种自动激光切割装置及切割方法。

背景技术

对金属板材物料进行加工时，需要先对物料进行平整处理，然后再剪切下料，最后用火焰切割，冲压、激光切割等加工手段制作成工件成品。这种加工方式材料搬运程序较多，生产效率不高，其中许多步骤需要人工参与，无法完自动化，导致切割效率低，且适用范围受限。

发明内容

基于此，有必要针对切割效率低且适用范围窄的问题，提供一种自动激光切割装置及切割方法。

一种自动激光切割装置，包括：

供料机构，用于供给物料；

整平机构，用于接收并整平所述物料；

输送机构，包括第一送料平台及第二送料平台，所述第一送料平台设于所述整平机构及所述第二送料平台之间，所述第一送料平台用于接收所述整平机构输送的所述物料，并将所述物料输送至所述第二送料平台，所述物料沿第一方向输送；

切割机构，用于切割所述物料，所述切割机构的数量至少为二，且各所述切割机构沿所述第一方向间隔设于所述第二送料平台，各所述切割机构能够同步加工或异步加工。

上述自动激光切割装置，通过在第二送料平台设置至少两个切割机构，各切割机构能够依次加工同一工件的至少两条切割线，并通过同一送料平台输送，无需另设机械手而搬移物料至不同的加工位，便于物料的加工及传输；各切割机构也能同时加工至少二个工件，有效提高加工效率，提高上述装置的适用性。

在其中一些实施例中，还包括移动机构，所述第二送料平台包括基座，所述基座包括两相对设置的基板，所述移动机构横跨且滑动设于两个所述基板，所述切割机构连接于所述移动机构。

在其中一些实施例中，所述第二送料平台还包括两传送带及承载板，两条所述传送带安装于所述基板且间隔设置，所述承载板横跨于两条所述传送带上，且所述承载板远离所述传送带的侧边呈锯齿状。

在其中一些实施例中，所述第一送料平台包括多个输送辊及纠偏组件，多个所述输送辊沿所述第一方向间隔设置并用于传送所述物料，所述纠偏组件能够沿所述输送辊滑动并对所述物料限位。

在其中一些实施例中，所述纠偏组件包括驱动件、导杆、第一纠偏轮组及第二纠偏轮组，第一纠偏轮组及第二纠偏轮组滑动设于所述输送辊且沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔设置，以将所述物料限位于所述第一纠偏轮组及第二纠偏轮组之间，所述控制器与所述驱动件连接，当所述物料的输送方向偏移时，所述驱动件能够驱使所述第一纠偏轮组及第二纠偏轮组滑动，以调整所述物料的输送方向。

在其中一些实施例中，还包括如下中的至少一项：

所述第一纠偏轮组包括第一支座及两个第一纠偏轮，两个所述第一纠偏轮沿所述第一方向间隔设置于所述第一支座，所述第一支座滑动连接于所述导杆；

所述第二纠偏轮组包括第二支座及两个第二纠偏轮，两个所述第二纠偏轮沿所述第一方向间隔设置于所述第二支座，所述第二支座滑动连接于所述导杆。

在其中一些实施例中，还包括激光打标机构，所述激光打标机构设于所述第一送料平台及所述第二送料平台之间。

在其中一些实施例中，所述整平机构包括第一整平组件及第二整平组件，所述第一整平组件设有第一传送面，所述第二整平组件设有第二传送面，所述第一传送面和第二传送面均呈凸形曲面且间隔相对设置。

一种自动激光切割方法，用于将物料切割为工件，所述物料需要切割至少两条切割线，使用至少两台切割机构对所述物料进行切割，每台所述切割机构切割其中一条所述切割线，且所有所述切割机构切割完成全部的所述切割线。

一种自动激光切割方法，用于将物料切割为至少两种不同的工件，使用至少两台切割机构同时对所述物料进行切割，每台切割机构切割其中一种所述工件。

上述自动激光切割方法，各切割机构能够依次加工同一工件的至少两条切割线，也能同时加工至少二个工件，有效提高加工效率，提高切割适用性。

附图说明

图1为一实施例中自动切割装置的结构示意图；

图2为图1所示自动切割装置中整平机构及纠偏组件的轴测图；

图3为图1的A局部放大图；

图4为图1所示自动切割装置在第一实施例中的切割示意图；

图5为图1所示自动切割装置在第二实施例中的切割示意图；

图6为图1所示自动切割装置在第三实施例中的切割示意图。

附图标记：

11、上料区；12、整平区；13、纠偏区；14、打标区；15、切割区；16、下料区；100、供料机构；200、整平机构；210、第一整平组件；211、第一传送面；220、第二整平组件；221、第二传送面；300、输送机构；310、第一送料平台；311、输送辊；312、纠偏组件；313、第一纠偏轮组；313a、第一支座；313b、第一纠偏轮；314、第二纠偏轮组；314a、第二支座；314b、第二纠偏轮；320、第二送料平台；321、基座；321a、基板；322、传送带；323、承载板；323a、侧边；330、第三送料平台；400、切割机构；410、第一切割机构；420、第二切割机构；430、第三切割机构；500、控制器；600、激光打标机构；700、移动机构；900、工件；901、剪切线；902、内轮廓线；903、外轮廓线；910、打标信息；920、第一类工件；921、第一工件；922、第二工件；923、第三工件；930、第二类工件；940、第三类工件。

具体实施方式

附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定”于另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的方位或位置表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，图1所示为一实施例中自动激光切割装置的结构示意图，自动激光切割装置用于对物料900进行切割。上述的自动激光切割装置划分有上料区11、整平区12、纠偏区13、打标区14、切割区15及下料区16，以对物料依次上料、整平、纠偏、打标、切割并下料，各区域两两相邻，以便于物料完成一个加工流程后快速流转到下一个加工流程，节约加工时间且便于物料输送。

在其他实施例中，还可以不设置打标区14，物料经纠偏区13直接流转至切割区15进行切割。

请参考图1，一实施例中的自动激光切割装置包括供料机构100、整平机构200、输送机构300及切割机构400，供料机构100用于供给物料，物料经整平机构200整平后输送至输送机构300，输送机构300持续输送物料，切割机构400对物料进行切割后形成工件900，工件900通过输送机构300由切割区15输送至下料区16下料。

需要指出的是，物料沿第一方向(即图1所示X方向)输送，供料机构100、整平机构200及输送机构300沿第一方向依次排布。

在一些实施例中，为了便于物料储存及使用，物料呈卷绕状储存，呈卷绕状的物料通过供料机构100开卷展开并输送至整平机构200。该实施例中，供料机构100为开卷机。

请参考图1，在一些实施例中，整平机构200包括第一整平组件210及第二整平组件220，第一整平组件210及第二整平组件220相对间隔设置，开卷后的物料依次经第一整平组件210及第二整平组件220二次整平，以获得更好的整平效果。

在一实施例中，第一整平组件210设有第一传送面211，第二整平组件220设有第二传送面221，第一传送面211和第二传送面221均呈凸形曲面且间隔相对设置，凸形曲面的凸侧朝向第一整平组件210与第二整平组件220的连接面。

该实施例中，整平机构200设于整平区12内，当物料输送至整平区12时，由于第一传送面211和第二传送面221间隔设置，第一传送面211和第二传送面221之间的物料由于重力作用会向下落并呈下凹曲线状，此时，物料能够贴附于第一传送面211及第二传送面221，防止整平过程中料堆叠而无法整平或折断物料。

在其他实施例中，还可以仅设置第一整平组件210或第二整平组件220，也能够对物料整平。

请参考图1，输送机构300包括第一送料平台310及第二送料平台320，第一送料平台310设于纠偏区13内，第二送料平台320设于切割区15及下料区16内。

在具体实施方式中，请结合图2所示，第一送料平台310包括多个输送辊311及纠偏组件312，多个输送辊311沿第一方向间隔设置并用于传送物料，纠偏组件312能够沿输送辊311滑动并对物料限位，通过调节纠偏组件312以调节物料传送方向。

在一些实施例中，纠偏组件312包括驱动件、导杆(图未示)、第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314，输送辊311沿与第一方向垂直的第二方向(即图1所示Y方向)延伸，导杆与输送辊311平行设置，第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314均滑动设于导杆且间隔设置，第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314的间距等于物料的宽度，以使物料限位于第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314之间。

该实施例中，驱动件可以为丝杆组件，物料沿第一方向持续输送且方向发生偏移时，通过手动调节丝杆组件能够驱使第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314沿输送辊311滑动，调节第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314相对于输送辊311的位置，从而带动物料调整为原始输送方向。

进一步地，在其他实施例中，请结合图2所示，为了保证第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314位置调节的准确度，还可以在输送辊311上加设第一传感器(图未示)，上述自动切割装置还包括控制器500。

通过第一传感器监测物料输送方向是否偏移，偏移时第一传感器发送信号给控制器500，控制器500接收信号并控制驱动件，以使第一纠偏轮组313及第二纠偏轮组314沿输送辊311滑动，从而自动调整物料的输送方向。

在一些实施例中，请继续参考图2，第一纠偏轮组313包括第一支座313a及第一纠偏轮313b，第一纠偏轮313b数量为两，两个第一纠偏轮313b沿第一方向间隔设置于第一支座313a，第一支座313a滑动连接于导杆，且使输送辊311位于两个第一纠偏轮313b之间。

在其他实施例中，第一纠偏轮313b数量还可以至少为三，且各第一纠偏轮313b沿第一方向间隔设置于第一支座313a，每两相邻的第一纠偏轮313b之间设有一输送辊311，以在第一方向上扩大对物料的限位范围，纠偏效果更好。

在一些实施例中，第二纠偏轮组314包括第二支座314a及第二纠偏轮314b，第二纠偏轮314b的数量为两，两个第二纠偏轮314b沿第一方向间隔设置于第二支座314a，第二支座314a滑动连接于导杆，且使输送辊311位于两个第二纠偏轮314b之间。

在其他实施例中，第二纠偏轮314b数量还可以至少为三，且各第二纠偏轮314b沿第一方向间隔设置于第一支座313a，每两相邻的第二纠偏轮314b之间设有一输送辊311，以在第一方向上扩大对物料的限位范围，纠偏效果更好。

请参考图1，输送机构300包括第三送料平台330，第三送料平台330位于第一送料平台310及第二送料平台320之间，第三送料平台330设于打标区14内。

在一些实施例中，为了保证物料能够持续输送，第一送料平台310、第二送料平台320及第三送料平台330的送料速度相同。

进一步地，为了保证传送精度，控制器500还能够获取第三送料平台330上的物料的位置信息，并对物料位置偏移量进行补偿计算，以提高传送精度。例如，当第三送料平台330物料位置发生偏移时，控制器500会获取偏移量并将该偏移量补偿至切割机构400，从而调整切割机构400的切割位置，不会因传送位置偏移而影响切割效果。

在一些实施例中，请参考图2，上述自动激光切割装置还包括激光打标机构600，激光打标机构600设于第三送料平台330上并用于给物料对物料打标。

在具体实施方式中，请结合参考图4，打标信息910可以为生产批次、生产日期、产地、二维码或其他图案，以便于对物料进行识别。

需要指出的是，在一些实施例中，如图1所示，激光打标机构600只要在两个维度上移动即可。例如，激光打标机构600沿X及Y方向即可完成打标。在其他实施例中，激光打标机构600还可以沿Z方向移动，以更灵活地调节激光打标机构600的位置。

请参考图1，切割机构400的数量至少为二，且各切割机构400沿第一方向间隔设于第二送料平台320，各切割机构400能够同步加工或异步加工。

可以理解的是，通过在第二送料平台320设置至少两个切割机构400，各切割机构400能够依次加工同一工件900的至少两条切割线，并通过同一送料平台输送，无需另设机械手而搬移物料至不同的加工位，便于物料的加工及传输；各切割机构400也能同时加工至少二个工件900，有效提高加工效率，提高上述装置的适用性。

在具体实施方式中，通过控制器500控制各切割机构400的切割速度、切割精度及切割位置，以达到不同的切割效果及满足不同的切割要求。

在一些实施例中，物料需要切割至少两条切割线才形成工件900，使用至少两台切割机构400对物料进行切割，每台切割机构400切割其中一条切割线，且所有切割机构400切割完成全部的切割线。

例如，如图4所示，物料需要切割剪切线901、内轮廓线902及外轮廓线903才形成工件920，使用三台切割机构400对物料进行切割。第二送料平台320将物料输送至第一加工位，第一切割机构410切割剪切线901；第二送料平台320将物料继续输送至第二加工位，第二切割机构420继续切割内轮廓线902；第二送料平台320将物料继续输送至第三加工位，第三切割机构430切割外轮廓线903。

该实施例中，每一切割机构400只需切割所有切割线中的一部分，每一切割机构400切割时间短，且能够调整各切割机构400的切割速度。

在另一些实施例中，物料需要切割为同一类型的工件920，各切割机构400同步加工，且每一切割机构400独立切割一个工件920。

例如，如图5所示，工件920包括第一工件921、第二工件922及第三工件923，第一工件921、第二工件922及第三工件923均需要切割剪切线901、内轮廓线902及外轮廓线903才能形成。第一切割机构410切割剪切线901、内轮廓线902及外轮廓线903并形成第一工件921，第二切割机构420切割剪切线901、内轮廓线902及外轮廓线903并形成第二工件922，第三切割机构430切割剪切线901、内轮廓线902及外轮廓线903并形成第三工件923，三个切割机构400一次切割完三个同一种工件920，切割效率提高三倍。

在又一些实施例中，物料需要切割为至少两种不同的工件900，使用至少两台切割机构400同时对物料进行切割，每台切割机构400切割其中一种工件900。

例如，如图6所示，第一切割机构410切割第一类工件920，第二切割机构420切割第二类工件930，第三切割机构430切割第三类工件940。第一类工件920、第二类工件930、第三类工件940切割完成后，被第二送料平台320沿第一方向传送至下料区16(请参图1)下料，，三个切割机构400一次切割完三个不同种工件900，切割效率提高，且能满足不同种工件900同步加工的需求。

需要指出的是，在一些实施例中，如图1所示，切割机构400只要在两个维度上移动即可。例如，激光打标机构600沿X及Y方向即可完成切割。在其他实施例中，切割机构400还可以沿Z方向移动，以更灵活地调节切割机构400的位置。

在一些实施例中，上述自动切割装置还包括移动机构700，移动机构700活动设于第一送料平台310并与切割机构400连接，移动机构700能够带动切割机构400沿X、Y、Z方向中的至少一个方向移动。该实施例中，移动机构700的数量至少为二，且移动机构700与切割机构400一一对应。

进一步地，第二送料平台320上还设有限位开关及防撞组件(图未示)，限位开关及防撞组件设于各移动机构700之间，各切割机构400带动切割机构400沿X、Y、Z方向中的至少一个方向移动而发生碰撞时，防撞组件能够起到缓冲作用。

可以理解的是，先预设各切割机构400的位置及活动范围，物料经打标区14输送至切割区15时，通过控制器500初步控制各切割机构400在切割区15内的活动范围，防止各切割机构400切割时互相干涉碰撞；若因预设位置不准确使各切割机构400切割时，各移动机构700会先触碰限位开关，限位开关将信号传输至控制系统，以使各切割机构400、供料机构100、整平机构200及输送机构300均停止运行；若限位开关也失效时，各移动机构700之间会发生碰撞而触碰防撞组件，防撞组件在碰撞时起到缓冲防护作用，防止各切割机构400碰损。通过上述设置，各移动机构700发生碰撞时，能够起到双重保障防护作用，防止移动机构700剧烈碰撞而受损。

在具体实施方式中，防撞组件包括防撞块及弹簧(图未示)，防撞块设于切割机构400上，弹簧凸设于防撞块，切割机构400碰撞防撞组件时能够弹性抵持于弹簧，而起到缓冲作用。

在一些实施例中，切割机构400按照系统的指定路径进行轮廓切割，每次切割任务前，切割机构400会利用切割头电容传感器扫描物料的边缘，记录当前的Y轴方向的数值，来修正物料输送时在Y方向的偏差，以保证工件切割的准确度。

更进一步地，在一些实施例中，还包括视觉对位机构(图未示)，视觉对位机构设于第二送料平台320。该实施例中，视觉对位机构的数量至少为二，且视觉对位机构与切割机构400一一对应。

通过视觉对位机构能够先扫描对位切割时的切割线，并对切割后的工件900进行检测，能够快速获取切割效果，提高工件900切割良率。

请参考图1及图3，第二送料平台320包括基座321、两传送带322及承载板323，基座321包括两相对设置的基板321a，两条传送带322连接于基板321a且间隔设置，承载板323横跨于两条传送带322上。

在一些实施例中，请参考图3，承载板323远离传送带322的侧边322a呈锯齿状，防止物料在传送带322上打滑导致偏移而影响切割效果，同时切割碎屑能够落入承载板323的间隙内。在其他实施例中，承载板323远离传送带322的侧边322a还可以呈波浪状或其他形状。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动激光切割装置，其特征在于，包括：

供料机构，用于供给物料；

整平机构，用于接收并整平所述物料；

输送机构，包括第一送料平台及第二送料平台，所述第一送料平台设于所述整平机构及所述第二送料平台之间，所述第一送料平台用于接收所述整平机构输送的所述物料，并将所述物料输送至所述第二送料平台，所述物料沿第一方向输送；

切割机构，用于切割所述物料，所述切割机构的数量至少为二，且各所述切割机构沿所述第一方向间隔设于所述第二送料平台，各所述切割机构能够同步加工或异步加工。

2.根据权利要求1所述的自动激光切割装置，其特征在于，还包括移动机构，所述第二送料平台包括基座，所述基座包括两相对设置的基板，所述移动机构横跨且滑动设于两个所述基板，所述切割机构连接于所述移动机构。

3.根据权利要求2所述的自动激光切割装置，其特征在于，所述第二送料平台还包括两传送带及承载板，两条所述传送带安装于所述基板且间隔设置，所述承载板横跨于两条所述传送带上，且所述承载板远离所述传送带的侧边呈锯齿状。

4.根据权利要求1所述的自动激光切割装置，其特征在于，所述第一送料平台包括多个输送辊及纠偏组件，多个所述输送辊沿所述第一方向间隔设置并用于传送所述物料，所述纠偏组件能够沿所述输送辊滑动并对所述物料限位。

5.根据权利要求4所述的自动激光切割装置，其特征在于，所述纠偏组件包括驱动件、导杆、第一纠偏轮组及第二纠偏轮组，所述导杆与所述输送辊平行设置，所述第一纠偏轮组及所述第二纠偏轮组滑动设于所述导杆且沿与所述第一方向垂直的第二方向间隔设置，以将所述物料限位于所述第一纠偏轮组及第二纠偏轮组之间，当所述物料的输送方向偏移时，所述驱动件能够驱使所述第一纠偏轮组及第二纠偏轮组沿所述导杆滑动，以调整所述物料的输送方向。

6.根据权利要求5所述的自动激光切割装置，其特征在于，还包括如下中的至少一项：

所述第一纠偏轮组包括第一支座及两个第一纠偏轮，两个所述第一纠偏轮沿所述第一方向间隔设置于所述第一支座，所述第一支座滑动连接于所述导杆；

所述第二纠偏轮组包括第二支座及两个第二纠偏轮，两个所述第二纠偏轮沿所述第一方向间隔设置于所述第二支座，所述第二支座滑动连接于所述导杆。

7.根据权利要求1所述的自动激光切割装置，其特征在于，还包括激光打标机构，所述激光打标机构设于所述第一送料平台及所述第二送料平台之间。

8.根据权利要求1所述的自动激光切割装置，其特征在于，所述整平机构包括第一整平组件及第二整平组件，所述第一整平组件设有第一传送面，所述第二整平组件设有第二传送面，所述第一传送面和第二传送面均呈凸形曲面且间隔相对设置。

9.一种自动激光切割方法，用于将物料切割为工件，其特征在于，所述物料需要切割至少两条切割线，使用至少两台切割机构对所述物料进行切割，每台所述切割机构切割其中一条所述切割线，且所有所述切割机构切割完成全部的所述切割线。

10.一种自动激光切割方法，用于将物料切割为至少两种不同的工件，其特征在于，使用至少两台切割机构同时对所述物料进行切割，每台切割机构切割其中一种所述工件。

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