CN112756804B - 一种自动化激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动化激光切割设备，包括设备平台，所述设备平台上设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置上设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置上设有激光器，所述设备平台上还设有装载机构，所述装载机构的顶部设有用于固定板材的安装夹具，所述装载机构的底部设有驱动轮，所述装载机构沿着预设在所述设备平台上的轨迹进给到所述激光器的下方，所述激光器在所述X轴驱动装置和所述Y轴驱动装置的驱动下对板材进行切割。在装载机构的底部设置驱动轮，使装载机构可行走。通过行走进给，将待切割板材送至分切位。然后设备平台上的X轴驱动装置和Y轴驱动装置驱动激光器对待切割板材进行切割。

Description

一种自动化激光切割设备

技术领域

本发明涉及板材切割技术领域，特别涉及一种自动化激光切割设备。

背景技术

激光切割设备已经逐步投用到智能产业。如今随着电子行业智能化的发展，电路板材的应用越来越多，也越做越小，越做越薄。激光切割设备切割板材的优势在于切割产生的间隙小、精度高、热影响区域小等。

而且激光切割设备可以带来的优势不仅有产业升级，还有产能提高。在加工精度提高的同时，其程序化的操作方式更是取代了大量工人。目前的自动化激光切割设备都配备有装载机构，用于将待切割板材送至分切位进行切割。切割时需要对装载机构进行定位，否则容易影响到切割效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种自动化激光切割设备，通过可行走的装载机构进行定位。

本发明的技术方案是，一种自动化激光切割设备，包括设备平台，所述设备平台上设有X轴驱动装置，所述X轴驱动装置上设有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置上设有激光器，所述设备平台上还设有装载机构，所述装载机构的顶部设有用于固定板材的安装夹具，所述装载机构的底部设有驱动轮，所述装载机构沿着预设在所述设备平台上的轨迹进给到所述激光器的下方，所述激光器在所述X轴驱动装置和所述Y轴驱动装置的驱动下对板材进行切割。

作为一种实施方式，所述X轴驱动装置包括第一电机、沿着X轴的第一导轨、以及设于所述第一导轨上并且受所述第一电机驱动的第一滑块。

作为一种实施方式，所述Y轴驱动装置包括设于所述第一滑块上的第二电机、沿着Y轴的第二导轨、以及设于所述第二导轨上并且受所述第二电机驱动的第二滑块，所述激光器设于所述第二滑块上。

作为一种实施方式，所述设备平台上还设有下层板，所述下层板上设有轨道，所述下层板的上方设有可升降的上层板，所述上层板上开设和所述轨道正对的过道，所述驱动轮穿过所述过道，所述过道之间设有单向齿排，所述装载机构的底部还设有位于所述驱动轮之间的锁齿块，所述单向齿排和所述锁齿块啮合以限制所述装载机构向进给的反方向活动，所述驱动轮的两侧面设有涡状线形的限位凸台，所述限位凸台从涡状线靠近轮轴的一端至涡状线靠近轮面的一端高度逐渐增加，当所述上层板位于下工位时，所述单向齿排和所述锁齿块不接触，所述驱动轮和所述轨道配合以驱动所述装载机构进行进给；当所述上层板位于上工位时，所述驱动轮和所述轨道分离，所述单向齿排和所述锁齿块啮合以实现X轴向定位，所述驱动轮反转将所述限位凸台靠近轮轴的部分先卡入所述过道内并且在转动过程中将所述限位凸台靠近轮面的部分再卡入所述过道内以实现Y轴向定位。

作为一种实施方式，所述驱动轮的两侧面设有沿着轮轴圆周阵列的三个所述限位凸台。

作为一种实施方式，所述驱动轮的轮面上设有一字形凸起，所述轨道上设有提供所述凸起嵌入的一字形轨槽。

作为一种实施方式，所述下层板的四角通过固定柱设在所述设备平台上，所述固定柱通过轴承连接有螺柱，所述螺柱上设有可升降的轴套，所述轴套固定连接所述上层板，所述螺柱的端部设有链轮，四个所述链轮通过链条连接，其中一个所述链轮受电机驱动带动四个所述链轮同步转动以使所述上层板升降。

作为一种实施方式，所述螺柱包括从上到下依次连接的第一柱体、第二柱体、以及第三柱体，所述第二柱体包括柱芯和分体式并且相互拼接的柱面，所述柱芯上设有与其同轴的安装环，所述安装环上设有仅在所述螺柱驱动所述轴套上升时进行离心外扩的驱动叶片，所述驱动叶片在离心外扩时驱动所述柱面同步外扩，所述柱芯上还设有位于所述安装环上下两侧的弹簧，所述弹簧连接所述柱面以使所述柱面相互拼接在一起。

作为一种实施方式，所述柱芯上还设有连接环，所述连接环提供所述弹簧连接。

作为一种实施方式，当所述弹簧处于自然状态时，所述柱面围绕所述柱芯相互拼接在一起。

本发明相比于现有技术的有益效果是，在装载机构的底部设置驱动轮，使装载机构可行走。通过行走进给，将待切割板材送至分切位。然后设备平台上的X轴驱动装置和Y轴驱动装置驱动激光器对待切割板材进行切割。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的自动化激光切割设备的立体图；

图2为本发明实施方式提供的装载机构的立体图；

图3为本发明实施方式提供的自动化激光切割设备的布局剖视图；

图4为图3提供的自动化激光切割设备的布局放大视图；

图5为本发明实施方式提供的螺柱的爆炸视图；

图6为本发明实施方式提供的驱动叶片未离心外扩的状态视图；

图7为本发明实施方式提供的驱动叶片离心外扩的状态视图。

图中： 1、设备平台；2、X轴驱动装置；201、第一电机；202、第一导轨；203、第一滑块；3、Y轴驱动装置；301、第二电机；302、第二导轨；303、第二滑块；4、激光器；5、装载机构；6、安装夹具；7、驱动轮；8、下层板；9、轨道；10、上层板；11、过道；12、单向齿排；13、锁齿块；14、限位凸台；15、凸起；16、轨槽；17、固定柱；18、螺柱；181、第一柱体；182、第二柱体；1821、柱芯；1822、柱面；1823、安装环；1824、驱动叶片；1825、弹簧；1826、连接环；183、第三柱体；19、轴套；20、链轮；21、链条。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。

在一种实施方式中，如图1所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其包括设备平台1，设备平台1上设有X轴驱动装置2，X轴驱动装置2上设有Y轴驱动装置3，Y轴驱动装置3上设有激光器4，设备平台1上还设有装载机构5，装载机构5的顶部设有用于固定板材的安装夹具6，装载机构5的底部设有驱动轮7，装载机构5沿着预设在设备平台1上的轨迹进给到激光器4的下方，激光器4在X轴驱动装置2和Y轴驱动装置3的驱动下对板材进行切割。

在本实施方式中，在装载机构5的底部设置驱动轮7，使装载机构5可行走。驱动轮7由内置马达进行驱动，在设备平台1上预先设好轨道，那么装载机构5就可以行走进给，将待切割板材送至分切位。这样行走的距离一定，即可实现初步定位，大体上将装载机构5进给到激光器4下方。然后设备平台 1上的X轴驱动装置2和Y轴驱动装置3驱动激光器4对待切割板材进行切割。

在一种实施方式中，如图1所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其X轴驱动装置2包括第一电机201、沿着X轴的第一导轨202、以及设于第一导轨202上并且受第一电机201驱动的第一滑块203。

在本实施方式中，X轴向的一个方向即进给方向。在第一电机201的驱动下，皮带轮和皮带传动带动第一导轨202上的第一滑块203沿X轴向活动，由于设备平台1两侧都设有X轴驱动装置2，并且Y轴驱动装置3就设置在第一滑块203上。使得Y轴驱动装置3整体沿X轴向活动。

在一种实施方式中，如图1所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其Y轴驱动装置3包括设于第一滑块203上的第二电机301、沿着Y轴的第二导轨302、以及设于第二导轨302上并且受第二电机301驱动的第二滑块303，激光器4设于第二滑块303上。

在本实施方式中，Y轴向即横移方向。在第二电机301的驱动下，皮带轮和皮带传动带动第二导轨302上的第二滑块303沿Y轴向活动，使得激光器4横向移动。

在一种实施方式中，如图2-4所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其设备平台1上还设有下层板8，下层板8上设有轨道9，下层板8的上方设有可升降的上层板10，上层板10上开设和轨道9正对的过道11，驱动轮7穿过过道11，过道11之间设有单向齿排12，装载机构5的底部还设有位于驱动轮7之间的锁齿块13，单向齿排12和锁齿块13啮合以限制装载机构5向进给的方向活动，驱动轮7的两侧面设有涡状线形的限位凸台14，限位凸台14从涡状线靠近轮轴的一端至涡状线靠近轮面的一端高度逐渐增加，当上层板10位于下工位时，单向齿排12和锁齿块13不接触，驱动轮7和轨道9配合以驱动装载机构5进行进给；当上层板10位于上工位时，驱动轮7和轨道9分离，单向齿排12和锁齿块13啮合以实现X轴向定位，驱动轮7反转将限位凸台14靠近轮轴的部分先卡入过道11内并且在转动过程中将限位凸台14靠近轮面的部分再卡入过道11内以实现Y轴向定位。

在本实施方式中，当装载机构5行走时，下层板8几乎贴近下层板8，此时上层板10位于下工位。驱动轮7和轨道9配合以驱动装载机构5进行进给。此时，单向齿排12和锁齿块13不接触。在进给过程中，驱动轮7上的限位凸台14不会碰到过道11。但是当装载机构5行走初步到位后，螺柱18转动驱动上层板10上升，此时位于上层板10上的装载机构5被抬升，驱动轮7离开轨道9并且更深地嵌入过道11，此时，锁齿块13扣在单向齿排12上与之啮合。这样可以初步锁定装载机构5的位置。其在X轴向的位置由锁齿块13和单向齿排12的啮合而锁定。此时驱动轮7反转（和驱动进给相反的方向），使驱动轮7上的限位凸台14卡入过道11内以实现在Y轴向的位置锁定。

限位凸台14呈涡状线形，限位凸台14从涡状线靠近轮轴的一端至涡状线靠近轮面的一端高度逐渐增加。限位凸台14的最高处（靠近轮面的一端部）不能卡入过道11内。如果在驱动轮7反转前，限位凸台14未卡入过道11内，那么在反转的过程中，转过限位凸台14的最高处后，限位凸台14的最低处（靠近轮轴的一端部）落入过道11内，此后在继续转动的过程中，限位凸台14逐渐卡入过道11内。如果在驱动轮7反转前，限位凸台14已经卡入过道11内，那么在反转的过程中，限位凸台14进一步卡入过道11内直到卡紧。

在一种实施方式中，如图4所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其驱动轮7的轮面上设有一字形凸起15，轨道9上设有提供凸起15嵌入的一字形轨槽16。

在本实施方式中，通过在驱动轮7的轮面设置凸起15可以将装载机构5的进给行程量化。

在一种实施方式中，如图1所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其下层板8的四角通过固定柱17设在设备平台1上，固定柱17通过轴承连接有螺柱18，螺柱18上设有可升降的轴套19，轴套19固定连接上层板10，螺柱18的端部设有链轮20，四个链轮20通过链条21连接，其中一个链轮20受电机驱动带动四个链轮20同步转动以使上层板10升降。

在本实施方式中，在电机的驱动下，四个链轮20同步转动，使得螺柱18也同步转动，以至于轴套19和连接轴套19的上层板10可以上下升降。

在一种实施方式中，如图5-7所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其螺柱18包括从上到下依次连接的第一柱体181、第二柱体182、以及第三柱体183，第一柱体181、第二柱体182、以及第三柱体183上的螺纹拼成一条螺纹，第二柱体182包括柱芯1821和分体式并且相互拼接的柱面1822，柱面1822上的螺纹拼成第二柱体182上的螺纹，柱芯1821上设有与其同轴的安装环1823，安装环1823上设有仅在螺柱18驱动轴套19上升时进行离心外扩的驱动叶片1824，驱动叶片1824在离心外扩时驱动柱面1822同步外扩，柱芯1821上还设有位于安装环1823上下两侧的弹簧1825，弹簧1825连接柱面1822以使柱面1822相互拼接在一起。

在本实施方式中，抬升上层板10的速度不宜过快，因此当电机驱动螺柱18旋转抬升上层板10时，通过上述的技术方案来限制螺柱18转速过快。当螺柱18旋转（驱动轴套19上升）过快时，驱动叶片1824因离心外扩（常速旋转时驱动叶片1824不外扩），使得原本相互拼接的柱面1822受到挤压也外扩，这样就改变了第二柱体182原来的螺纹形状，也同时改变了第二柱体182和第一柱体181之间、第二柱体182和第三柱体183之间原来的螺纹连接形状，这些都会阻碍螺柱18和轴套19既有的螺纹配合，从而迫使螺柱18转速下降以恢复配合。因此上述的技术方案可以限制螺柱18的转速，即限制上层板10抬升的速度。

在一种实施方式中，如图5所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，其柱芯1821上还设有连接环1826，连接环1826提供弹簧1825连接。

在一种实施方式中，如图5所示。

本实施方式提供的自动化激光切割设备，当弹簧1825处于自然状态时，柱面1822围绕柱芯1821相互拼接在一起。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动化激光切割设备，其特征在于，包括设备平台(1)，所述设备平台(1)上设有X轴驱动装置(2)，所述X轴驱动装置(2)上设有Y轴驱动装置(3)，所述Y轴驱动装置(3)上设有激光器(4)，所述设备平台(1)上还设有装载机构(5)，所述装载机构(5)的顶部设有用于固定板材的安装夹具(6)，所述装载机构(5)的底部设有驱动轮(7)，所述装载机构(5)沿着预设在所述设备平台(1)上的轨迹进给到所述激光器(4)的下方，所述激光器(4)在所述X轴驱动装置(2)和所述Y轴驱动装置(3)的驱动下对板材进行切割；

所述设备平台(1)上还设有下层板(8)，所述下层板(8)上设有轨道(9)，所述下层板(8)的上方设有可升降的上层板(10)，所述上层板(10)上开设和所述轨道(9)正对的过道(11)，所述驱动轮(7)穿过所述过道(11)，所述过道(11)之间设有单向齿排(12)，所述装载机构(5)的底部还设有位于所述驱动轮(7)之间的锁齿块(13)，所述单向齿排(12)和所述锁齿块(13)啮合以限制所述装载机构(5)向进给的方向活动，所述驱动轮(7)的两侧面设有涡状线形的限位凸台(14)，所述限位凸台(14)从涡状线靠近轮轴的一端至涡状线靠近轮面的一端高度逐渐增加，当所述上层板(10)位于下工位时，所述单向齿排(12)和所述锁齿块(13)不接触，所述驱动轮(7)和所述轨道(9)配合以驱动所述装载机构(5)进行进给；当所述上层板(10)位于上工位时，所述驱动轮(7)和所述轨道(9)分离，所述单向齿排(12)和所述锁齿块(13)啮合以实现X轴向定位，所述驱动轮(7)反转将所述限位凸台(14)靠近轮轴的部分先卡入所述过道(11)内并且在转动过程中将所述限位凸台(14)靠近轮面的部分再卡入所述过道(11)内以实现Y轴向定位。

2.根据权利要求1所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述X轴驱动装置(2)包括第一电机(201)、沿着X轴的第一导轨(202)、以及设于所述第一导轨(202)上并且受所述第一电机(201)驱动的第一滑块(203)。

3.根据权利要求2所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述Y轴驱动装置(3)包括设于所述第一滑块(203)上的第二电机(301)、沿着Y轴的第二导轨(302)、以及设于所述第二导轨(302)上并且受所述第二电机(301)驱动的第二滑块(303)，所述激光器(4)设于所述第二滑块(303)上。

4.根据权利要求1所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述驱动轮(7)的两侧面设有沿着轮轴圆周阵列的三个所述限位凸台(14)。

5.根据权利要求4所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述驱动轮(7)的轮面上设有一字形凸起(15)，所述轨道(9)上设有提供所述凸起(15)嵌入的一字形轨槽(16)。

6.根据权利要求1所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述下层板(8)的四角通过固定柱(17)设在所述设备平台(1)上，所述固定柱(17)通过轴承连接有螺柱(18)，所述螺柱(18)上设有可升降的轴套(19)，所述轴套(19)固定连接所述上层板(10)，所述螺柱(18)的端部设有链轮(20)，四个所述链轮(20)通过链条(21)连接，其中一个所述链轮(20)受电机驱动带动四个所述链轮(20)同步转动以使所述上层板(10)升降。

7.根据权利要求6所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述螺柱(18)包括从上到下依次连接的第一柱体(181)、第二柱体(182)、以及第三柱体(183)，所述第一柱体(181)、所述第二柱体(182)、以及所述第三柱体(183)上的螺纹拼成一条螺纹，所述第二柱体(182)包括柱芯(1821)和分体式并且相互拼接的柱面(1822)，所述柱面(1822)上的螺纹拼成所述第二柱体(182)上的螺纹，所述柱芯(1821)上设有与其同轴的安装环(1823)，所述安装环(1823)上设有仅在所述螺柱(18)驱动所述轴套(19)上升时进行离心外扩的驱动叶片(1824)，所述驱动叶片(1824)在离心外扩时驱动所述柱面(1822)同步外扩，所述柱芯(1821)上还设有位于所述安装环(1823)上下两侧的弹簧(1825)，所述弹簧(1825)连接所述柱面(1822)以使所述柱面(1822)相互拼接在一起。

8.根据权利要求7所述的自动化激光切割设备，其特征在于，所述柱芯(1821)上还设有连接环(1826)，所述连接环(1826)与所述弹簧(1825)连接。

9.根据权利要求7所述的自动化激光切割设备，其特征在于，当所述弹簧(1825)处于自然状态时，所述柱面(1822)围绕所述柱芯(1821)相互拼接在一起。

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