CN112658510A - 一种适用于各种管材的激光切管机上料装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于各种管材的激光切管机上料装置以及工作方法，包括管材上料支撑架、管材输送单元、一组管材举升单元和管材送料单元，所述管材举升单元位于管材上料支撑架靠近激光切管机的一侧，所述管材输送单元可将管材输送至管材举升单元位置处，并且管材举升单元可将管材输送单元上的管材转运至管材送料单元上。此结构的上料装置能够进行多种管材上料，配置此结构上料装置的激光切管机自动化程度高，工作效率高，应用灵活。本发明所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

Description

一种适用于各种管材的激光切管机上料装置及其工作方法

技术领域

本发明属于先进制造及自动化领域，特别涉及一种适用于各种管材的激光切管机上料装置。本发明还涉及一种适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法。

背景技术

激光切管机具有精度高、切割效率高、切口整齐、生产成本低等的优点，因此激光切管机得到了广泛地应用，在整个加工过程中，上料过程是一个重要环节，激光切管机中的管材上料装置对管材的上料效率及精度会影响到激光切管机对管材的切割效率和加工精准度。

目前，管材上料机构中，大多采用人工上料或半自动上料，这些方式不仅上料效率低，而且这些方式只能将管材送至激光切管机中，在切割的过程中，不能对管材进行支撑，当管材的长度过长或重量过大的情况下，会出现下垂的现象，从而降低激光切管机的切管精准度。并且，管材进行上料过程中，由于管材有方管、圆管等不同结构的形状尺寸的管材，目前的激光切管机上料装置只能根据单一的管材进行上料，更换管材规格时，需要相应更换结构部件，适应性差。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种适用于各种管材的激光切管机上料装置，解决了现有技术中激光切管及上料装置不能适用于多种管材的问题，其结构设计合理，易于生产，自动化程度高，减少人工劳动量，提高了工作效率，并且应用灵活。本发明还提供一种适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

技术方案：一种适用于各种管材的激光切管机上料装置，包括管材上料支撑架、管材输送单元、一组管材举升单元和管材送料单元，所述管材输送单元、一组管材举升单元和管材送料单元均设置在管材上料支撑架上，所述管材举升单元位于管材上料支撑架靠近激光切管机的一侧，所述管材输送单元可将管材输送至管材举升单元位置处，并且管材举升单元可将管材输送单元上的管材转运至管材送料单元上。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材输送单元包括管材输送驱动组件和一组管材输送组件，所述管材输送驱动组件设置在管材上料支撑架上，所述一组管材输送组件呈一列设置在管材上料支撑架上，并且一组管材输送组件和管材输送驱动组件连接，所述一组管材举升单元和一组管材输送组件一一对应设置。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材输送驱动组件包括输送驱动电机、输送驱动主动轮、输送驱动链条一、输送驱动从动轮和输送驱动转轴，所述输送驱动电机固定设置在管材上料支撑架上，并且输送驱动电机和输送驱动主动轮连接，所述输送驱动主动轮通过输送驱动链条一和输送驱动从动轮连接，所述输送驱动从动轮通过键和输送驱动转轴连接，所述一组管材输送组件和输送驱动转轴连接。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材输送组件包括管材输送从动轮一、管材输送从动轮二和管材输送链条，所述管材输送从动轮一和输送驱动转轴通过键连接，所述管材输送链条套设在管材输送从动轮一和管材输送从动轮二上，所述一组管材输送组件的管材输送链条上可设置管材，所述管材举升单元位于管材输送链条靠近激光切管机的一端。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材举升单元包括举升气缸、管材举升托辊、托辊支撑架、托辊导向滑轨和托辊导向滑块，所述举升气缸和托辊导向滑轨均固定设置在管材上料支撑架上，并且托辊导向滑轨沿竖直方向设置，所述托辊支撑架和举升气缸的活塞杆连接，所述管材举升托辊通过转轴设置在托辊支撑架上，并且托辊支撑架和托辊导向滑块固定连接，所述托辊导向滑块和托辊导向滑轨滑动连接。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材送料单元包括管材送料驱动电机、管材送料转轴和一组管材送料爪组件，所述管材送料驱动电机固定设置在管材上料支撑架上，并且管材送料驱动电机和管材送料转轴连接，所述一组管材送料爪组件均与管材送料转轴连接，所述一组管材送料爪组件、一组管材举升单元和一组管材输送组件一一对应设置。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材送料爪组件包括管材送料主动轮、一组管材送料从动轮、齿轮带、管材送料爪、管材送料爪支撑杆、管材送料导轨和管材送料滑块，所述管材送料主动轮套设在管材送料转轴上，所述管材送料主动轮通过齿轮带和一组管材送料从动轮连接，所述管材送料爪支撑杆通过皮带夹板和齿轮带连接，所述管材送料爪设置在管材送料爪支撑杆靠近激光切管机的一端，所述管材送料爪支撑杆和管材送料滑块固定连接，所述管材送料滑块和管材送料导轨滑动连接，所述管材送料导轨水平固定设置在管材上料支撑架上。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材上料支撑架上设有管材到位传感器，所述管材到位传感器位于管材举升单元沿管材输送方向的前方，所述管材送料爪上设有管材就位传感器。

进一步的，上述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，所述管材送料爪支撑杆上设有管材夹紧气缸，所述管材夹紧气缸的活塞杆上连接有管材夹紧推板，所述管材夹紧推板位于管材送料爪内，并且管材送料爪和管材夹紧推板之间可夹持管材，所述管材送料爪远离激光切管机的一侧设有挡料板。

本发明一种适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、管材送料爪内凹槽宽为C，挡料板的厚度为D，初始时，管材输送单元、一组管材举升单元和管材送料单元回归原点，此时管材举升托辊和管材送料爪中心对齐，设定管材举升托辊和管材送料爪的中心为零点位置；

S2、准备上料，管材的截面的长和宽分别为A、B，将管材放置在一组管材输送组件的管材输送链条上；

S3、管材输送驱动组件启动，带动一组管材输送组件的管材输送链条同步传动，管材输送链条带动管材向着激光切管机的方向移动，直至管材到位传感器感应到管材，管材输送驱动组件停止，管材停止输送；

S4、管材送料驱动电机启动，带动管材送料转轴转动，从而带动一组管材送料爪组件传动，一组管材送料爪组件中管材送料爪靠近激光切割机的端部移动至距离零点X=C+D+后停止；

S5、管材输送驱动组件再次启动，带动一组管材输送组件的管材输送链条同步传动，管材输送链条带动管材向着激光切管机的方向继续移动，直至管材就位传感器感应到管材，管材输送驱动组件停止，此时管材的中心与零点位置重合；

S6、举升气缸的活塞杆伸出，带动管材举升托辊竖直向上移动，管材举升托辊移动过程中举起管材，并将管材举起至高度H；

S7、管材送料驱动电机与步骤S4反向启动，带动管材送料转轴转动，从而带动一组管材送料爪组件传动，一组管材送料爪组件的管材送料爪与步骤S4反向，管材送料爪移动至位置S= A/2停止；

S8、举升气缸的活塞杆收回，并收回至原点，此时管材落在一组管材送料爪组件的管材送料爪上；

S9、管材就位传感器感应管材就位，管材夹紧气缸驱动管材夹紧推板移动，将管材夹紧在管材夹紧推板和管材送料爪的内壁上；

S10、管材送料驱动电机与步骤S4同向启动，带动一组管材送料爪组件的管材送料爪移动，设置在管材送料爪上的管材同步移动，移动距离L=+D时停止；

S11、如果激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件的管材送料爪继续送料，如果激光切管机上有管材进行加工，一组管材送料爪组件的管材送料爪停止在此位置等待送料；

S12、激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件的管材送料爪继续送料，移动距离Y=E+ A/2时停止，E为激光切管机中心与零点的距离，此时管材中心与激光切管机的卡盘中心重合；

S13、管材夹紧气缸收回，驱动管材夹紧推板移动，激光切管机的浮动上料支撑单元动作，将管材释放在激光切管机的浮动上料支撑单元上；

S14、管材输送单元、一组管材举升单元和管材送料单元返回初始位置，不断重重复上述过程，连续进行管材加工。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，管材装载到上管机，在控制单元输入管材的规格和长度，此信息同时传递给切割主机的切割主机控制单元根据管材规格计算浮动支架的初始顶料位置及切割时的浮动范围，根据长度计算管材在上料夹持完成后初始的送进位置。上管机启动，送料爪根据管材规格初始定位，保证管材的中心线与气缸举升机构的上升中线重合。传输链条带动管材前行，触碰送料爪上的信号后停止。举升气缸驱动托料装置举升管材脱离输送链条，送料爪后退，气缸下降，管材落在送料爪之上。送料爪上的辅助气缸加紧管材，防止运动中翻滚。送料爪送管材至卡盘轴线下方。浮动托料支架上升，将管材举升到卡盘轴线位置，送料爪回退至下一循环初始位置。重复前面过程，只是送料爪接到管材后会运动到待料位置，等候指令完成再次送料过程。

此结构的激光切管机结构设计合理，适用于各种管材的激光切管机上料装置的自动化程度高，工作效率高，应用灵活。本发明所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，工作原理简单易行，工作过程自动化程度高，所需要的人力少，提高了生产效率，适合工业大规模应用。

附图说明

图1为本发明所述全自动的双工位智能激光切管机的整体结构示意图；

图2为本发明所述全自动的双工位智能激光切管机的局部结构示意图；

图3为本发明所述上料单元的结构示意图；

图4为本发明所述上料单元的主视图；

图5为本发明所述上料单元的俯视图；

图6为本发明所述上料单元的局部结构示意图1；

图7为本发明所述上料单元的局部结构示意图2；

图8为本发明所述上料单元的局部结构示意图3；

图9为本发明图5中A处的局部放大图；

图10为本发明所述卸料装置的结构示意图；

图11为本发明所述卸料装置的主视图；

图12为本发明所述卸料装置的俯视图；

图13为本发明所述落料单元的结构示意图；

图14为本发明所述下料单元的结构示意图1；

图15为本发明所述下料单元的结构示意图2；

图16为本发明所述下料单元的结构示意图3；

图17为本发明所述浮动托料机构的结构示意图；

图18为本发明所述浮动托料机构的主视图；

图19为本发明所述浮动托料机构的局部结构示意图；

图20为本发明图17中B处的局部放大图；

图21为本发明图17中A处的局部放大图；

图22为本发明图18中C处的局部放大图；

图23-29为本发明所述上料单元的上料原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1-4所示的适用于各种管材的激光切管机上料装置，如图1所示的全自动的双工位智能激光切管机，包括上料单元701、送料卡盘702、上料浮动支撑单元703、切管机上料机台704、切管机主体501、落料单元502、除尘单元503、接料卡盘504、切管机下料机台505、卸料托管单元506和下料单元507，所述切管机上料机台704和切管机下料机台505分别设置在切管机主体501的进料侧和出料侧，所述送料卡盘702和上料浮动支撑单元703均设置在切管机上料机台704上，所述上料单元701位于切管机上料机台704的一侧，所述落料单元502、接料卡盘504和卸料托管单元506均设置在切管机下料机台505上，并且落料单元502、接料卡盘504和卸料托管单元506位于切管机下料机台505卸料区的一侧，所述除尘单元503和下料单元507分别位于切管机下料机台505的两侧，并且除尘单元503和落料单元502连接，所述下料单元507和卸料托管单元506正对设置，所述接料卡盘504和送料卡盘702正对设置，并且接料卡盘504和送料卡盘702分别位于切管机主体501的两侧，所述上料浮动支撑单元703和落料单元502对称设置，并且上料浮动支撑单元703和落料单元502处于送管方向的同一直线上，所述切管机主体501的激光切割头可位于上料浮动支撑单元703或者落料单元502的一侧。

如图2所示的切管机主体501包括机体705、上横梁706、中间卡盘707、激光切割头单元708和激光切割头双工位驱动单元709，所述上横梁706固定设置在机体705的上端部上，所述中间卡盘707设置在机体705的中间位置，所述激光切割头双工位驱动单元709设置在上横梁706上，所述激光切割头单元708设置在激光切割头双工位驱动单元709上，所述激光切割头双工位驱动单元709可驱动激光切割头单元708分别移动至中间卡盘707轴线方向的两侧，所述中间卡盘707、接料卡盘504和送料卡盘702处于同一直线上。所述激光切割头双工位驱动单元709包括双工位驱动电机710、双工位驱动齿轮、双工位驱动齿条711、两条对称设置的双工位驱动导轨712、一组双工位驱动滑块713和双工位驱动滑板714，所述双工位驱动齿条711和双工位驱动导轨712平行设置，并且双工位驱动齿条711和双工位驱动导轨712均固定设置在上横梁706上，所述双工位驱动滑块713和双工位驱动导轨712滑动连接，所述双工位驱动滑板714和一组双工位驱动滑块713固定连接，所述双工位驱动电机710固定设置在双工位驱动滑板714上，并且双工位驱动电机710和双工位驱动齿轮连接，所述双工位驱动齿轮和双工位驱动齿条711啮合，所述激光切割头单元708和双工位驱动滑板714固定连接。

本发明一种适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，包括以下步骤：

S1、管材送料爪626内凹槽宽为C，挡料板634的厚度为D，初始时，管材输送单元602、一组管材举升单元603和管材送料单元604回归原点，此时管材举升托辊616和管材送料爪626中心对齐，设定管材举升托辊616和管材送料爪626的中心为零点位置；

S2、准备上料，管材的截面的长和宽分别为A、B，将管材放置在一组管材输送组件606的管材输送链条614上；

S3、管材输送驱动组件605启动，带动一组管材输送组件606的管材输送链条614同步传动，管材输送链条614带动管材向着激光切管机的方向移动，直至管材到位传感器630感应到管材，管材输送驱动组件605停止，管材停止输送；

S4、管材送料驱动电机620启动，带动管材送料转轴621转动，从而带动一组管材送料爪组件622传动，一组管材送料爪组件622中管材送料爪626靠近激光切割机的端部移动至距离零点X=C+D+A/2后停止；

S5、管材输送驱动组件605再次启动，带动一组管材输送组件606的管材输送链条614同步传动，管材输送链条614带动管材向着激光切管机的方向继续移动，直至管材就位传感器631感应到管材，管材输送驱动组件605停止，此时管材的中心与零点位置重合；

S6、举升气缸615的活塞杆伸出，带动管材举升托辊616竖直向上移动，管材举升托辊616移动过程中举起管材，并将管材举起至高度H；

S7、管材送料驱动电机620与步骤S4反向启动，带动管材送料转轴621转动，从而带动一组管材送料爪组件622传动，一组管材送料爪组件622的管材送料爪626与步骤S4反向，管材送料爪626移动至位置S= A/2停止；

S8、举升气缸615的活塞杆收回，并收回至原点，此时管材落在一组管材送料爪组件622的管材送料爪626上；

S9、管材就位传感器631感应管材就位，管材夹紧气缸632驱动管材夹紧推板633移动，将管材夹紧在管材夹紧推板633和管材送料爪626的内壁上；

S10、管材送料驱动电机620与步骤S4同向启动，带动一组管材送料爪组件622的管材送料爪626移动，设置在管材送料爪626上的管材同步移动，移动距离L=3*C/2+D时停止；

S11、如果激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件622的管材送料爪626继续送料，如果激光切管机上有管材进行加工，一组管材送料爪组件622的管材送料爪626停止在此位置等待送料；

S12、激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件622的管材送料爪626继续送料，移动距离Y=E+ A/2时停止，E为激光切管机中心与零点的距离，此时管材中心与激光切管机的卡盘中心重合；

S13、管材夹紧气缸632收回，驱动管材夹紧推板633移动，激光切管机的浮动上料支撑单元动作，将管材释放在激光切管机的浮动上料支撑单元上；

S14、管材输送单元602、一组管材举升单元603和管材送料单元604返回初始位置，不断重重复上述过程，连续进行管材加工。

如图3-9所示的上料单元701包括管材上料支撑架601、管材输送单元602、一组管材举升单元603和管材送料单元604，所述管材输送单元602、一组管材举升单元603和管材送料单元604均设置在管材上料支撑架601上，所述管材举升单元603位于管材上料支撑架601靠近激光切管机的一侧，所述管材输送单元602可将管材输送至管材举升单元603位置处，并且管材举升单元603可将管材输送单元602上的管材转运至管材送料单元604上。

其中，所述管材输送单元602包括管材输送驱动组件605和一组管材输送组件606，所述管材输送驱动组件605设置在管材上料支撑架601上，所述一组管材输送组件606呈一列设置在管材上料支撑架601上，并且一组管材输送组件606和管材输送驱动组件605连接，所述一组管材举升单元603和一组管材输送组件606一一对应设置。所述管材输送驱动组件605包括输送驱动电机607、输送驱动主动轮608、输送驱动链条一609、输送驱动从动轮610和输送驱动转轴611，所述输送驱动电机607固定设置在管材上料支撑架601上，并且输送驱动电机607和输送驱动主动轮608连接，所述输送驱动主动轮608通过输送驱动链条一609和输送驱动从动轮610连接，所述输送驱动从动轮610通过键和输送驱动转轴611连接，所述一组管材输送组件606和输送驱动转轴611连接。所述管材输送组件606包括管材输送从动轮一612、管材输送从动轮二613和管材输送链条614，所述管材输送从动轮一612和输送驱动转轴611通过键连接，所述管材输送链条614套设在管材输送从动轮一612和管材输送从动轮二613上，所述一组管材输送组件606的管材输送链条614上可设置管材，所述管材举升单元603位于管材输送链条614靠近激光切管机的一端。

此外，所述管材举升单元603包括举升气缸615、管材举升托辊616、托辊支撑架617、托辊导向滑轨618和托辊导向滑块619，所述举升气缸615和托辊导向滑轨618均固定设置在管材上料支撑架601上，并且托辊导向滑轨618沿竖直方向设置，所述托辊支撑架617和举升气缸615的活塞杆连接，所述管材举升托辊616通过转轴设置在托辊支撑架617上，并且托辊支撑架617和托辊导向滑块619固定连接，所述托辊导向滑块619和托辊导向滑轨618滑动连接。

另外，所述管材送料单元604包括管材送料驱动电机620、管材送料转轴621和一组管材送料爪组件622，所述管材送料驱动电机620固定设置在管材上料支撑架601上，并且管材送料驱动电机620和管材送料转轴621连接，所述一组管材送料爪组件622均与管材送料转轴621连接，所述一组管材送料爪组件622、一组管材举升单元603和一组管材输送组件606一一对应设置。所述管材送料爪组件622包括管材送料主动轮623、一组管材送料从动轮624、齿轮带625、管材送料爪626、管材送料爪支撑杆627、管材送料导轨628和管材送料滑块629，所述管材送料主动轮623套设在管材送料转轴621上，所述管材送料主动轮623通过齿轮带625和一组管材送料从动轮624连接，所述管材送料爪支撑杆627通过皮带夹板和齿轮带625连接，所述管材送料爪626设置在管材送料爪支撑杆627靠近激光切管机的一端，所述管材送料爪支撑杆627和管材送料滑块629固定连接，所述管材送料滑块629和管材送料导轨628滑动连接，所述管材送料导轨628水平固定设置在管材上料支撑架601上。所述管材上料支撑架601上设有管材到位传感器630，所述管材到位传感器630位于管材举升单元603沿管材输送方向的前方，所述管材送料爪626上设有管材就位传感器631。所述管材送料爪支撑杆627上设有管材夹紧气缸632，所述管材夹紧气缸632的活塞杆上连接有管材夹紧推板633，所述管材夹紧推板633位于管材送料爪626内，并且管材送料爪626和管材夹紧推板633之间可夹持管材，所述管材送料爪626远离激光切管机的一侧设有挡料板634。

如图17-22所示的上料浮动支撑单元703和落料单元502的结构相同，所述上料浮动支撑单元703和落料单元502均包括一组浮动托料组件301、一组位置控制压板302、一组连接杆303和位置控制压板驱动组件304，所述一组浮动托料组件301和一组位置控制压板302一一对应设置，并且浮动托料组件301和位置控制压板302连接，所述一组位置控制压板302通过一组连接杆303连接，所述一组位置控制压板302中靠近位置控制压板驱动组件304的位置控制压板302通过连接杆303和位置控制压板驱动组件304连接，所述一组浮动托料组件301呈一列设置在激光切管机上，所述位置控制压板302和激光切管机下料机台滑动连接。并且，位置控制压板302的下端面上设有倾斜面305。

浮动托料组件301包括托料支架306、托料支架驱动气缸307、两个对称设置的转轴支撑座308、转轴一309、支撑转轴310和位置调节滚轮311，所述两个对称设置的转轴支撑座308固定设置在激光切管机下料机台上，所述转轴一309设置在两个对称设置的转轴支撑座308上，所述托料支架306的一端和转轴一309连接，所述托料支架驱动气缸307和激光切管机下料机台的铰接，并且托料支架驱动气缸307的活塞杆和托料支架306铰接，所述支撑转轴310的一端设置在托料支架306上，所述位置调节滚轮311通过轴承设置在支撑转轴310远离托料支架306的端部上，并且位置调节滚轮311和倾斜面305压紧贴合。

其中，所述激光切管机下料机台上设有一组通孔一312，所述一组通孔一312和一组浮动托料组件301一一对应设置，所述托料支架驱动气缸307穿过通孔一312和托料支架306连接。

此外，所述托料支架306包括托料支撑杆313、U型支撑架314和托料辊315，所述托料支撑杆313的一端和转轴一309连接，并且托料支撑杆313的另一端和U型支撑架314连接，所述托料辊315设置在U型支撑架314上。所述位置控制压板302的侧壁上设有滑板316，所述激光切管机下料机台上设有导向滑轨一317，所述滑板316和导向滑轨一317滑动连接。

另外，所述位置控制压板驱动组件304包括驱动电机318、丝杆319、丝杆螺母320和推板321，所述驱动电机318和丝杆319通过联轴器连接，所述丝杆螺母320套设在丝杆319上，所述推板321和丝杆螺母320连接，所述一组连接杆303中靠近位置控制压板驱动组件304的连接杆303的一端和推板321固定连接。所述激光切管机下料机台靠近位置控制压板驱动组件304的一端设有导向滑轨二322，所述推板321和导向滑轨二322滑动连接。所述激光切管机下料机台上设有电机支撑座323和丝杆支撑座324，所述驱动电机318固定设置在电机支撑座323上，所述丝杆319设置在丝杆支撑座324上。

本发明激光切管机的新型浮动托料机构的工作原理为：

托料支架306连接有有摆动式安装的气缸驱动，实现围绕转轴一309的回转运动，从而实现托料辊315上下运动；侧面的倾斜面305有水平位置控制压板驱动组件304驱动进行水平移动，控制托料支架306回转的角度，从而定位托料支架306的准确位置。当托料支架306升起一定位置，丝杆319驱动倾斜面305运动，倾斜面305挤压位置调节滚轮311，并将作用力施加到支撑转轴310上，托料支架驱动气缸307的活塞杆受压下行，压缩托料支架驱动气缸307空气，可实现精确的短距离运动。

每个托料支架驱动气缸307对应由一个电磁阀控制，压力通过伺服电磁阀调节，根据负载的大小，对应设定输入气压。管路中串接一定容积的气罐，起平衡压力的作用。这种浮动支架可同过六角钢连杆，实现多组串联，同时动作。

如图10-16所示的包括切管机主体501、落料单元502、除尘单元503、接料卡盘504、切管机下料机台505、卸料托管单元506和下料单元507，所述落料单元502、接料卡盘504和卸料托管单元506均设置在切管机下料机台505上，并且落料单元502、接料卡盘504和卸料托管单元506位于切管机下料机台505卸料区的一侧，所述除尘单元503和下料单元507分别位于切管机下料机台505的两侧，并且除尘单元503和落料单元502连接，所述下料单元507和卸料托管单元506正对设置吗，所述接料卡盘504和切管机主体501正对设置。

如图4所示的落料单元502包括落料支撑箱体508和落料栅格509，所述落料支撑箱体508固定设置在切管机下料机台505上，并且落料支撑箱体508的上端面倾斜设置，所述落料支撑箱体508位于切管机主体501切割头的下方，所述落料栅格509倾斜设置在落料支撑箱体508上，所述除尘单元503的管道和落料支撑箱体508连通。

下料单元507包括一组管材下料组件510，所述一组管材下料组件510呈一列平行设置在切管机下料机台505长度方向的一侧，所述管材下料组件510可从卸料托管单元506接收管材。

其中，所述管材下料组件510包括下料支撑架511、接料驱动气缸512和接料杆513，所述接料驱动气缸512固定设置在下料支撑架511的上端部上，所述接料杆513和下料支撑架511滑动连接，并且接料杆513和接料驱动气缸512的活塞杆连接，所述接料驱动气缸512可驱动接料杆513延伸至卸料托管单元506位置处。并且，所述接料杆513靠近卸料托管单元506的端部设有接料挡板514，所述接料挡板514的上端部延伸出接料杆513的上端面。

此外，所述下料支撑架511的上端面上设有接料导向滑轨515，所述接料杆513上设有至少一个接料导向滑块516，所述接料导向滑块516和接料导向滑轨515滑动连接。所述下料支撑架511的上端面上固定设有收料板517，所述收料板517的上端部高于接料杆513的上端部，并且收料板517靠近卸料托管单元506一端的上端面设有接料倾斜面518。

另外，所述下料支撑架511靠近切管机下料机台505一端的侧壁上设有固定连接座519，所述固定连接座519通过螺栓和切管机下料机台505的侧壁固定连接。

本发明激光切管机的智能自动卸管装置的工作原理为：

辅助卡盘装置能够实现卡盘的回转和水平运动。

接料杆在气缸的驱动下伸缩运动，有各自的电磁阀控制气体的输入。

接料架是负责存放接料杆取回的管材工件，方便包装捆扎或者转运。

落料栅格509主要为分离工件和废料，对于长度小于1米的工件，实现自由掉落入框。落料栅格509下发设置废料斗和除尘吸口，通过管道连接除尘器，收集废气和粉尘，净化工作环境。

控制部分负责定义各机构动作的时序，并作出判断，确保各动作的安全性。

这套装置对于1米以内的管件，直接自由落下，进入料框。对于长度大于1米的工件，当管件加工长度到1米时，设定辅助卡盘介入，移动并夹持管材，这样管材同时为三个卡盘所夹持，有效辅助同轴定位。同时浮动托料支架使能开启。管材加工完成切断后，辅助卡盘拖动管材工件到设定的卸料位置，松开卡爪，管材工件完全有浮动托板支架支撑，辅助卡盘继续后退至安全位置并给出信号，接料杆在气缸驱动下伸出，到位给出信号，浮动托料支架下落至最低点，到位并给出信号，接料杆回退将管件沿斜面输送到接料架，实现管件与接料杆分离，接料杆到位后重复上面的动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：包括管材上料支撑架（601）、管材输送单元（602）、一组管材举升单元（603）和管材送料单元（604），所述管材输送单元（602）、一组管材举升单元（603）和管材送料单元（604）均设置在管材上料支撑架（601）上，所述管材举升单元（603）位于管材上料支撑架（601）靠近激光切管机的一侧，所述管材输送单元（602）可将管材输送至管材举升单元（603）位置处，并且管材举升单元（603）可将管材输送单元（602）上的管材转运至管材送料单元（604）上。

2.根据权利要求1所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材输送单元（602）包括管材输送驱动组件（605）和一组管材输送组件（606），所述管材输送驱动组件（605）设置在管材上料支撑架（601）上，所述一组管材输送组件（606）呈一列设置在管材上料支撑架（601）上，并且一组管材输送组件（606）和管材输送驱动组件（605）连接，所述一组管材举升单元（603）和一组管材输送组件（606）一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材输送驱动组件（605）包括输送驱动电机（607）、输送驱动主动轮（608）、输送驱动链条一（609）、输送驱动从动轮（610）和输送驱动转轴（611），所述输送驱动电机（607）固定设置在管材上料支撑架（601）上，并且输送驱动电机（607）和输送驱动主动轮（608）连接，所述输送驱动主动轮（608）通过输送驱动链条一（609）和输送驱动从动轮（610）连接，所述输送驱动从动轮（610）通过键和输送驱动转轴（611）连接，所述一组管材输送组件（606）和输送驱动转轴（611）连接。

4.根据权利要求3所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材输送组件（606）包括管材输送从动轮一（612）、管材输送从动轮二（613）和管材输送链条（614），所述管材输送从动轮一（612）和输送驱动转轴（611）通过键连接，所述管材输送链条（614）套设在管材输送从动轮一（612）和管材输送从动轮二（613）上，所述一组管材输送组件（606）的管材输送链条（614）上可设置管材，所述管材举升单元（603）位于管材输送链条（614）靠近激光切管机的一端。

5.根据权利要求2所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材举升单元（603）包括举升气缸（615）、管材举升托辊（616）、托辊支撑架（617）、托辊导向滑轨（618）和托辊导向滑块（619），所述举升气缸（615）和托辊导向滑轨（618）均固定设置在管材上料支撑架（601）上，并且托辊导向滑轨（618）沿竖直方向设置，所述托辊支撑架（617）和举升气缸（615）的活塞杆连接，所述管材举升托辊（616）通过转轴设置在托辊支撑架（617）上，并且托辊支撑架（617）和托辊导向滑块（619）固定连接，所述托辊导向滑块（619）和托辊导向滑轨（618）滑动连接。

6.根据权利要求5所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材送料单元（604）包括管材送料驱动电机（620）、管材送料转轴（621）和一组管材送料爪组件（622），所述管材送料驱动电机（620）固定设置在管材上料支撑架（601）上，并且管材送料驱动电机（620）和管材送料转轴（621）连接，所述一组管材送料爪组件（622）均与管材送料转轴（621）连接，所述一组管材送料爪组件（622）、一组管材举升单元（603）和一组管材输送组件（606）一一对应设置。

7.根据权利要求1所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材送料爪组件（622）包括管材送料主动轮（623）、一组管材送料从动轮（624）、齿轮带（625）、管材送料爪（626）、管材送料爪支撑杆（627）、管材送料导轨（628）和管材送料滑块（629），所述管材送料主动轮（623）套设在管材送料转轴（621）上，所述管材送料主动轮（623）通过齿轮带（625）和一组管材送料从动轮（624）连接，所述管材送料爪支撑杆（627）通过皮带夹板和齿轮带（625）连接，所述管材送料爪（626）设置在管材送料爪支撑杆（627）靠近激光切管机的一端，所述管材送料爪支撑杆（627）和管材送料滑块（629）固定连接，所述管材送料滑块（629）和管材送料导轨（628）滑动连接，所述管材送料导轨（628）水平固定设置在管材上料支撑架（601）上。

8.根据权利要求7所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材上料支撑架（601）上设有管材到位传感器（630），所述管材到位传感器（630）位于管材举升单元（603）沿管材输送方向的前方，所述管材送料爪（626）上设有管材就位传感器（631）。

9.根据权利要求1所述的适用于各种管材的激光切管机上料装置，其特征在于：所述管材送料爪支撑杆（627）上设有管材夹紧气缸（632），所述管材夹紧气缸（632）的活塞杆上连接有管材夹紧推板（633），所述管材夹紧推板（633）位于管材送料爪（626）内，并且管材送料爪（626）和管材夹紧推板（633）之间可夹持管材，所述管材送料爪（626）远离激光切管机的一侧设有挡料板（634）。

10.一种适用于各种管材的激光切管机上料装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、管材送料爪（626）内凹槽宽为C，挡料板（634）的厚度为D，初始时，管材输送单元（602）、一组管材举升单元（603）和管材送料单元（604）回归原点，此时管材举升托辊（616）和管材送料爪（626）中心对齐，设定管材举升托辊（616）和管材送料爪（626）的中心为零点位置；

S2、准备上料，管材的截面的长和宽分别为A、B，将管材放置在一组管材输送组件（606）的管材输送链条（614）上；

S3、管材输送驱动组件（605）启动，带动一组管材输送组件（606）的管材输送链条（614）同步传动，管材输送链条（614）带动管材向着激光切管机的方向移动，直至管材到位传感器（630）感应到管材，管材输送驱动组件（605）停止，管材停止输送；

S4、管材送料驱动电机（620）启动，带动管材送料转轴（621）转动，从而带动一组管材送料爪组件（622）传动，一组管材送料爪组件（622）中管材送料爪（626）靠近激光切割机的端部移动至距离零点X=C+D+（A/2）后停止；

S5、管材输送驱动组件（605）再次启动，带动一组管材输送组件（606）的管材输送链条（614）同步传动，管材输送链条（614）带动管材向着激光切管机的方向继续移动，直至管材就位传感器（631）感应到管材，管材输送驱动组件（605）停止，此时管材的中心与零点位置重合；

S6、举升气缸（615）的活塞杆伸出，带动管材举升托辊（616）竖直向上移动，管材举升托辊（616）移动过程中举起管材，并将管材举起至高度H；

S7、管材送料驱动电机（620）与步骤S4反向启动，带动管材送料转轴（621）转动，从而带动一组管材送料爪组件（622）传动，一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）与步骤S4反向，管材送料爪（626）移动至位置S= A/2停止；

S8、举升气缸（615）的活塞杆收回，并收回至原点，此时管材落在一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）上；

S9、管材就位传感器（631）感应管材就位，管材夹紧气缸（632）驱动管材夹紧推板（633）移动，将管材夹紧在管材夹紧推板（633）和管材送料爪（626）的内壁上；

S10、管材送料驱动电机（620）与步骤S4同向启动，带动一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）移动，设置在管材送料爪（626）上的管材同步移动，移动距离L=（3*C/2）+D时停止；

S11、如果激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）继续送料，如果激光切管机上有管材进行加工，一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）停止在此位置等待送料；

S12、激光切管机上没有管材进行加工，一组管材送料爪组件（622）的管材送料爪（626）继续送料，移动距离Y=E+ A/2时停止，E为激光切管机中心与零点的距离，此时管材中心与激光切管机的卡盘中心重合；

S13、管材夹紧气缸（632）收回，驱动管材夹紧推板（633）移动，激光切管机的浮动上料支撑单元动作，将管材释放在激光切管机的浮动上料支撑单元上；

S14、管材输送单元（602）、一组管材举升单元（603）和管材送料单元（604）返回初始位置，不断重重复上述过程，连续进行管材加工。

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