CN112222611A - 一种内胆激光切割设备 - Google Patents

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赵成波
董勇
梁孝峰
张吉全
娄晓强
郭鸣春
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    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products

Abstract

本发明涉及一种内胆激光切割设备，包括CO2激光切割机，还包括内胆定位机构，内胆定位机构包括支撑架，支撑架上安装一个X轴线性模组，并在下方设置有两个Y轴线性模组，X轴线性模组设有双滑块，且双滑块均滑动在X轴线性模组的下底面，每个滑块分别与一个Y轴线性模组的上表面固定；每个Y轴线性模组也设有双滑块，且双滑块均滑动在Y轴线性模组的下底面，每个滑块均固定有支撑立板，支撑立板的上端通过快换接头连接有可拆卸的仿形推靠辊轮。本发明能够代替冲压设备和冲孔模具，采用CO2激光切割利用定位机构调整定位，提高了内胆的生产效率并降低了产品更新换代的成本。

Description

一种内胆激光切割设备
技术领域
本发明涉及内胆加工技术领域，具体涉及一种内胆激光切割设备。
背景技术
近年来，在冰箱箱体的内部经常安装各类不同的结构件，以丰富冰箱的功能和特色，这就需要在冰箱内胆上设计各类安装孔。
因冰箱内胆在真空吸塑过程中无法制作出安装孔，为了保证安装孔的位置和尺寸精度，需要在内胆吸塑过后再用模具或特定冲孔装置对各个孔进行加工，现有传统模具布局不合理，定位效率低，并且每种内胆对应一套冲模，投入大、换产慢，制约冰箱内胆生产效率，提高了产品更新换代的成本。
发明内容
对现有技术的不足，本发明针提供一种内胆激光切割设备，其定位机构可根据内胆尺寸进行调整定位，提高了设备加工不同尺寸内胆的适用性，相比于传统的模具冲压加工，投入小、换产快，提升冰箱内胆生产效率，降低了产品更新换代的成本。
本发明是通过如下技术方案实现的：
提供一种内胆激光切割设备，包括CO2激光切割机，还包括与CO2激光切割机配合的内胆定位机构，内胆定位机构包括支撑架，支撑架上安装有一个X轴线性模组，X轴线性模组的下方设置有两个Y轴线性模组，X轴线性模组设有双滑块，且双滑块均滑动设置在X轴线性模组的下底面，每个滑块分别通过安装板与一个Y轴线性模组的上表面固定；每个Y轴线性模组也设有双滑块，且双滑块均滑动设置在Y轴线性模组的下底面，Y轴线性模组上每个滑块均固定有伸出X轴线性模组上方的支撑立板，支撑立板的上端通过快换接头连接有可拆卸的仿形推靠辊轮。
本方案通过设置X轴线性模组和Y轴线性模组进行配合，可实现仿形推靠辊轮的位置调整对产品进行四角定位，适用于不同尺寸的内胆加工，滑块设置在线性模组的底面，可防止内胆加工过程中产生的废料掉落到线性模组内进而影响线性模组内滑块的稳定运行，进一步提高线性模组工作的稳定性。
进一步的，支撑架固定有位于Y轴线性模组下方的接料斗，支撑架在接料斗的底部开口处设置有接料传送带。
切割的固体废料通过下方接料斗落到皮带线上，由皮带线传送排出。
更进一步的，接料斗的一侧开设吸尘口，并通过风管连接吸尘机构。
风管连接至吸尘机构，将切割产生的异味及其他微小颗粒物处理后排出洁净空气。
进一步的，定位机构的正上方设置有桁架机器手，桁架机器手的Z轴组件通过支架连接有可用于上料和下料的内胆吸附机构，内胆吸附机构包括连接在支架上的矩形安装板，矩形安装板的下表面阵列设有若干个吸管，吸管的下端连接吸盘，矩形安装板的外围设置有与矩形安装板四边分别对应平行的四个活动杆，四个活动杆围设形成将矩形安装板包围在内且互不连接的矩形框，每个活动杆上沿长度方向均布设有若干个活动吸盘，每个活动杆均与矩形安装板之间均通过调节杆和调节螺母活动连接，固定吸盘和活动吸盘均通过气路与真空发生器连接。
桁架机器手可在X，Y，Z三轴坐标系统基础上利用内胆吸附机构对工件的工位调整，实现上料和下料功能，内胆吸附机构中在矩形安装板的外围设置活动杆，通过调节杆可调节活动杆组成矩形框的大小，进而可根据加工内胆的实际尺寸进行调整，满足不同的加工需求，换产快。
进一步的，活动杆上通过固定座连接有设置外螺纹的吸管，吸管贯穿固定座的下端连接活动吸盘，且吸管在固定座的上下分别螺纹连接有调节螺母。
活动吸盘的位置可通过吸管与固定座之间位置进行调整，利用两个调节螺母和螺纹配合，满足活动吸盘对不同尺寸内胆的吸附转移要求。
进一步的，CO2激光切割机安装在由控制器控制的机械手上，机械手上还安装有可用于对激光切割机切割动作修正的工业相机。
工业相机可根据用模具冲好孔的样件，将孔洞信息识别出来，生成能被机械手识别的代码，由控制器控制机械手按照代码执行机械手的动作，通过控制器内运行3D解析软件，能将数模里面的信息，包括内胆的外形尺寸如长宽高、各待加工孔洞所在平面相对于3D数模中心的点位坐标XYZ值及角度和各代加工空洞相对于3D数模中心的点位坐标XYZ值等，生产机械手识别代码，也就是将三维孔洞的轮廓轨迹生成能被机械手识别的代码，控制器通过解析坐标，控制机械手带动切割设备完成切割，并能通过工业相机拍摄切割孔洞，自动和解析出来的孔洞进行对比、检验和修正。
本发明的有益效果：
本设备能够代替各种冲压设备及特定冲孔模具，只要提供产品数模就可对内胆的五个面进行加工，不必投入专用冲孔模具，达到冰箱内胆等产品的兼容生产，减少模具占地面积及模具投入，提高换产节拍，柔性生产，减员增效，提高生产自动化。
通过设置X轴线性模组和Y轴线性模组进行配合，可实现仿形推靠辊轮的位置调整对产品进行四角定位，适用于不同尺寸的内胆加工，滑块设置在线性模组的底面，可防止内胆加工过程中产生的废料掉落到线性模组内进而影响线性模组内滑块的稳定运行，进一步提高线性模组工作的稳定性。
本设备采用CO2激光切割工艺，切割头由六轴机器人驱动，两个切割头（机器人）组成一个工作站，每个切割头负责3个面，完成内胆5个面上各工艺孔的切割加工。也可由四个切割头（机器人）组成一个工作站，每个切割头负责1-2个面，完成内胆5个面上各工艺孔的切割加工。一个、两个或多个工作站可以通过皮带线对接内胆真空吸附成型机，形成自动化流水线。
附图说明
图1为本发明中内胆定位机构的机构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的立体图；
图4为本发明中内胆定位机构与支撑架的安装结构示意图；
图5为本发明中内胆吸附机构的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明采用一个工作站应用的结构示意图；
图8为本发明采用两个工作站配合使用的结构示意图。
图中所示：
1、X轴线性模组，2、底板，3、立板，4、固定板，5、Y轴线性模组，6、滑块一，7、安装板，8、滑块二，9、支撑立板，10、仿形推靠辊轮，11、快换接头，12、伺服电机，13、支撑架，14、接料斗，15、开口，16、风管，17、支架，18、活动杆，19、矩形安装板，20、调节杆，21、活动吸盘，22、固定吸盘，23、Z轴组件，24、固定座，25、调节螺母，26、吸管，27、内胆吸附机构，28、CO2激光切割机，29、内胆，30、上料输送机构，31、风管，32、吸尘机构。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
一种内胆激光切割设备，包括CO2激光切割机28，CO2激光切割机安装在由控制器控制的机械手上，机械手上还安装有可用于对激光切割机切割动作修正的工业相机。
还包括与CO2激光切割机28配合的内胆定位机构，本设备的切割主机可根据实际需要配合生产进行增减，可设置两套，分别位于切割定位工装两侧，选用ABB臂展1.65m六轴机器人带动导光臂切割系统运动，两套切割主机完整覆盖内胆产品5个加工面。机器人底座采用碳钢板及方管整体焊接，确定位置后用化学锚栓固定。
内胆定位机构包括支撑架13，支撑架13上安装有一个X轴线性模组1，支撑架上设置底板2，底板2上安装立板3，立板3通过固定板4与X轴线性模组1连接，X轴线性模组1的下方设置有两个Y轴线性模组5，X轴线性模组1设有双滑块一6，且双滑块一6均滑动设置在X轴线性模组1的下底面，每个滑块一6分别通过安装板7与一个Y轴线性模组5的上表面固定；每个Y轴线性模组5设有双滑块二8，且双滑块二8均滑动设置在Y轴线性模组5的下底面，Y轴线性模组5上每个滑块二8均固定有伸出X轴线性模组1上方的支撑立板9，支撑立板9的上端通过快换接头11连接有可拆卸的仿形推靠辊轮10。
其中：X轴线性模组1和Y轴线性模组5均为现有技术产品，其包括伺服电机12及丝杠、滑轨、与丝杠螺纹连接的滑块等部件，本发明中的线性模组均设有双滑块，丝杠上设置双向螺纹，每个滑块分别设置在不同方向的螺纹上，通过丝杠转动可相向运动或反向运动。
实际成产中可根据实际需求，内胆定位机构设计一套1800*600定位工装和一套1000*810定位工装，便于实现快换。
X轴线性模组1和Y轴线性模组2都是活动部分朝下，避免割下来的颗粒进入活动部分，影响滑块的运行。支撑架13固定有位于Y轴线性模组2下方的接料斗14，支撑架13在接料斗14的底部开口15处设置有接料传送带，接料斗14的一侧开设吸尘口，并通过风管16连接吸尘机构32。
内胆定位机构的正上方设置有桁架机器手26，桁架机器手26的Z轴组件23通过支架17连接有可用于上料和下料的内胆吸附机构27，内胆吸附机构27包括连接在支架17上的矩形安装板19，矩形安装板19的下表面阵列布设有若干个吸管，吸管的下端连接吸盘，矩形安装板19的外围设置有与矩形安装板19四边分别对应平行的四个活动杆18，四个活动杆18围设形成将矩形安装板19包围在内且互不连接的矩形框，每个活动杆18上沿长度方向均布设有若干个活动吸盘21，每个活动杆18均与矩形安装板19之间均通过调节杆20和调节螺母活动连接，固定吸盘22和活动吸盘21均通过气路与真空发生器连接。
活动杆18上通过固定座24连接有设置外螺纹的吸管26，吸管26贯穿固定座24的下端连接活动吸盘21，且吸管26在固定座24的上下分别螺纹连接有调节螺母25。
为了便于流水化生产，本设备还设置内胆进出料皮带线，进出料皮带线共有两套，每套长4m，分别位于内胆定位机构的两侧，用于产品输送。入口侧装有对中装置，在产品输送至取料位置后进行抱中，方便吸取搬运。皮带采用灰色毛毡皮带，坚韧耐用，表面绒面处理，确保不划伤内胆，皮带线采用减速电机驱动、变频调速。本设备可设置在密封围房内，封闭围房内设置观察窗、排风系统、空气过滤系统和烟雾报警器。密封围房的主体为铝合金和亚克力等组成。
本实施例中内胆激光切割设备的工作过程：
将加工好的内胆通过上料输送机构输送至内胆吸附机构，内胆吸附机构的大小根据待加工的内胆尺寸进行预先设置，通过调整矩形安装板19外周的四个活动杆18的位置对矩形框进行大小调整，使其可以与内胆大小匹配，便于吸附内胆，还可根据内胆内部局部位置，通过吸管26上下的螺母25进行调整，调整对应的活动吸盘21的高低，满足对内胆的吸附要求，内胆吸附机构27通过桁架机器手26调整位置。
桁架机器手26带动吸附机构27下行，将工件吸起来，若切割工位没有工件，则移动到切割工位，吸附机构下行将内胆放到定位机构上；若切割工位有工件，则移动到待机位等切割工位没有工件时，再移动到切割工位，吸附机构27下行将工件放到定位机构，利用Z轴组件23带动向下运动至输送机构表面，通过启动真空发生器使得固定吸盘22和活动吸盘21具有吸附作用，将内胆29吸附起来，桁架机器手26带动吸附的内胆29通过其Z轴组件23上升和其X轴组件水平移动到定位机构的正上方，然后下降至定位机构，真空发生器停止工作，固定吸盘22和活动吸盘21失去吸力，内胆29落至定位机构，此时通过调整X轴线性模组1和Y轴线性模组5内滑块的位置，进而调整两个Y轴线性模组5上的四个滑块二的位置，滑块二上通过支撑立板9连接的仿形推靠辊轮10可以支撑内胆29的四角，并对内胆29位置进行定位，此时启动CO2激光切割机28，根据设计要求利用切割头对内胆进行切割作业，切割产生的废料通过接料斗14收集后并通过下方开口15处设置的接料传送带排出设备，接料斗14的一侧开设吸尘口，并通过风管16连接吸尘机构32，利用吸尘机构32将加工产生的异味吸收排出，切割完成的内胆29，通过反向操作定位机构的X轴线性模组1和Y轴线性模组5，使内胆29不受定位机构的约束，此时再次利用桁架机器手26调整吸附机构27的位置，利用启动吸附机构27的真空发生器，通过固定吸盘22和活动吸盘21的吸附将加工完成的内胆29吸附起来提升后运输至下料输送机构，然后停止真空发生器，各吸盘失去吸附力后，内胆29落至下料输送机构完成下料输送。
当然本设备中可采用两个切割头组成一个工作站，每个切割头负责3个面，完成内胆5个面上各工艺孔的切割加工。也可由四个切割头组成一个工作站，每个切割头负责1-2个面，完成内胆5个面上各工艺孔的切割加工。一个、两个或多个工作站可以通过皮带线对接内胆真空吸附成型机，形成自动化流水线，两个或多个工作站可提高换产节拍，柔性生产，减员增效，提高生产自动化。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (6)

1.一种内胆激光切割设备，包括CO2激光切割机，其特征在于：还包括与CO2激光切割机配合的内胆定位机构，内胆定位机构包括支撑架，支撑架上安装有一个X轴线性模组，X轴线性模组的下方设置有两个Y轴线性模组，X轴线性模组设有双滑块，且双滑块均滑动设置在X轴线性模组的下底面，每个滑块分别通过安装板与一个Y轴线性模组的上表面固定；每个Y轴线性模组也设有双滑块，且双滑块均滑动设置在Y轴线性模组的下底面，Y轴线性模组上每个滑块均固定有伸出X轴线性模组上方的支撑立板，支撑立板的上端通过快换接头连接有可拆卸的仿形推靠辊轮。
2.根据权利要求1所述的全自动内胆激光切割设备，其特征在于：支撑架固定有位于Y轴线性模组下方的接料斗，支撑架在接料斗的底部开口处设置有接料传送带。
3.根据权利要求2所述的内胆激光切割设备，其特征在于：接料斗的一侧开设吸尘口，并通过风管连接吸尘机构。
4.根据权利要求1所述的内胆激光切割设备，其特征在于：定位机构的正上方设置有桁架机器手，桁架机器手的Z轴组件通过支架连接有可用于上料和下料的内胆吸附机构，内胆吸附机构包括连接在支架上的矩形安装板，矩形安装板的下表面阵列设有若干个吸管，吸管的下端连接吸盘，矩形安装板的外围设置有与矩形安装板四边分别对应平行的四个活动杆，四个活动杆围设形成将矩形安装板包围在内且互不连接的矩形框，每个活动杆上沿长度方向均布设有若干个活动吸盘，每个活动杆均与矩形安装板之间均通过调节杆和调节螺母活动连接，固定吸盘和活动吸盘均通过气路与真空发生器连接。
5.根据权利要求4所述的内胆激光切割设备，其特征在于：活动杆上通过固定座连接有设置外螺纹的吸管，吸管贯穿固定座的下端连接活动吸盘，且吸管在固定座的上下分别螺纹连接有调节螺母。
6.根据权利要求1所述的内胆激光切割设备，其特征在于：CO2激光切割机安装在由控制器控制的机械手上，机械手上还安装有可用于对激光切割机切割动作修正的工业相机。
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