CN112894173B - 多功能激光切割机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多功能激光切割机，其包括床身、工作台、移动平台、多关节机械手以及激光器，还包括夹持座以及固定组件；所述夹持座连接床身；所述固定组件设于夹持座上；所述固定组件用于抵紧至管材的中部以固定管材，并使得管材的端部伸出夹持座。加工时，板材铺设在工作台上，管材固定至夹持机构上，移动平台以及多关节机械手依据程序驱动激光器沿预设轨迹移动，完成对板材或管材的切割。

Description

多功能激光切割机

技术领域

本申请涉及车架生产设备的领域，尤其是涉及一种多功能激光切割机。

背景技术

车架是摩托车的基体，经由悬挂装置支承在车轮上。车架的功用是支撑、连接车辆的各总成，使各总成保持相对正确的位置，并承受车辆内外的各种载荷。

参照图1，通常，车架包括主体11以及各连接构件12。主体11主要由管材依次经由弯曲、切割、焊接而成；连接构件12焊接至主体11上，且连接构件12主要由板材依次经由切割、弯曲而成。

其中，常利用激光切割机完成切割加工。激光切割机包括床身、工作台、移动平台、多关节机械手以及激光器。床身固定于地面上；工作台固定于床身上，且工作台的上表面水平以供物料放置；移动平台滑动连接床身，且移动平台在水平面内滑动，同时，移动平台位于工作台的上方，且移动平台与工作台之间存在供物料放置的间距；多关节机械手的基座固定于移动平台上；激光器安装至多关节机械手上。

工作时，物料放置于工作台上，移动平台依据程序带动多关节机械手移动，同时，多关节机械手依据程序带动激光器沿预设轨迹移动，完成对物料的切割。

针对上述中的相关技术，发明人认为生产连接构件时，物料为板材，可将板材平铺至工作台上，进而利用激光切割机完成切割加工；但在生产主体时，物料为弯曲后的管材，且管材的端部需要加工出空间曲线，利用上述激光切割机无法完成加工。

发明内容

为了在一台激光切割机上完成对板材、管材的切割加工，本申请提供一种多功能激光切割机。

本申请提供的一种多功能激光切割机采用如下的技术方案：

一种多功能激光切割机，包括床身、工作台、移动平台、多关节机械手以及激光器，还包括夹持座以及固定组件；所述夹持座连接床身；所述固定组件设于夹持座上；所述固定组件用于抵紧至管材的中部以固定管材，并使得管材的端部伸出夹持座。

通过采用上述技术方案，需要生产连接构件时，则将板材平铺至工作台上，移动平台以及多关节机械手依据程序带动激光器沿预设轨迹移动，完成对板材的切割；需要生产主体时，则将管材固定至夹持座上，并使得管材的端部伸出夹持座，移动平台以及多关节机械手依据程序带动激光器沿预设轨迹绕管材的端部一圈，完成对管材的切割，并在管材的端部加工出空间曲线；通过上述过程，实现在一台激光切割机上完成对板材、管材的切割加工。

可选的，所述夹持座上设有抵接面，且所述抵接面垂直水平面；所述抵接面用于抵接管材的外周，所述固定组件设有抵接面上。

通过采用上述技术方案，管材固定至夹持座上，使得管材的代加工端部朝上，以在管材上端的周侧留出充足的空间供多关节机械手、激光器移动，使得激光器沿预设轨迹绕管材的端部一圈，完成对管材的切割。

可选的，所述夹持座转动连接床身，且所述夹持座的转动轴线水平设置。

通过采用上述技术方案，完成管材一端的切割加工之后，夹持座转动180°，使得管材的另一端朝上，以便于完成该端部的切割加工。

可选的，还包括吸气罩以及吸气组件；所述吸气罩呈筒状并套接于激光器的外周；所述吸气罩的一端内周与激光器的外周之间贴合，所述吸气罩的另一端设为开口；

所述激光器发出的激光穿过开口，且所述吸气罩位于开口处的端部用于与板材表面之间形成供气体通过的间隙；

所述吸气组件连通吸气罩的内部，并使得所述吸气罩的内部形成负压。

通过采用上述技术方案，弯曲加工时，板材、管材的表面常涂附有拉伸油；激光切割过程中，伴随材料的汽化以及拉伸油的汽化，则利用吸气罩以及吸气组件及时抽吸废气。

可选的，述吸气罩包括壳体、转动板以及柔性膜；所述壳体呈筒状；所述转动板的一端转动连接于壳体的内壁，且所述转动板的转动轴线垂直激光器发出的激光；所述柔性膜连接于转动板与壳体之间，且所述转动板、柔性膜以及壳体合围形成腔室；

所述转动板上设有通孔，所述转动板转动至平行于激光器发出的激光时，所述通孔用于套接至管材的外周，且所述通孔直径大于管材的外径；

所述转动板转动至抵接壳体的内壁时，所述通孔供激光器发出的激光穿过。

通过采用上述技术方案，切割管材时，转动板动至平行于激光器发出的激光，且通孔套接至管材上，实现将吸气罩套设至管材端部的外周，实现在切割管材时，利用吸气罩以及吸气组件及时抽吸废气。

可选的，所述吸气罩还包括支撑杆，所述支撑杆转动连接壳体，且所述支撑杆的转动轴线与转动板的转动轴线重合；

所述支撑杆连接柔性膜，且所述转动板转动至平行于激光器发出的激光时，所述支撑杆与激光之间存在夹角，且所述支撑杆用于使得柔性膜与管材之间存在间距。

通过采用上述技术方案，避免柔性膜接触管材的端部，提高使用寿命。

可选的，所述壳体上设有磁铁，且所述磁铁通过磁力吸合转动板，使得所述转动板抵接壳体的内壁；所述壳体上还设有弹簧，所述弹簧的一端连接壳体，所述弹簧的另一端连接转动板，所述弹簧使得转动板具有转动至平行激光器发出的激光的趋势。

通过采用上述技术方案，切割管材时，利用弹簧使得转动板保持平行于激光的状态；切割板材时，利用磁铁使得转动板保持抵接壳体的状态；进而实现切割板材、管材时，均能稳定的抽吸废气。

可选的，所述转动板上设有导向孔；且所述导向孔为锥孔，并连通所述通孔；

所述转动板转动至平行于激光器发出的激光时，所述导向孔内径大的一端靠近激光器发出的激光。

通过采用上述技术方案，切割管材的端部时，管材的端部伸入吸气罩内，并在吸气罩内完成对管材端部的激光切割，则切割下来的废料可能掉落于吸气罩内，完成切割的管材从吸气罩中取出，废料落于导向孔内，并从通孔掉落而出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.加工时，板材铺设在工作台上，管材固定至夹持机构上，移动平台以及多关节机械手依据程序驱动激光器沿预设轨迹移动，完成对板材或管材的切割。

附图说明

图1是车架的结构示意图。

图2是多功能激光切割机的结构示意图。

图3是夹持机构的结构示意图。

图4是切割板材时，吸气罩的结构示意图。

图5是切割管材时，吸气罩的结构示意图。

图6是切割管材时，吸气罩内部的结构示意图。

附图标记说明：11、主体；12、连接构件；

2、床身；3、工作台；31、支撑条；4、夹持机构；41、底座；42、翻转电机；43、夹持座；431、抵接面；44、固定组件；441、限位板；442、垂直式快速夹头；5、移动平台；51、第一滑座；52、第二滑座；6、多关节机械手；7、激光器；8、吸气机构；81、吸气罩；811、壳体；812、转动板；8121、通孔；8122、导向孔；813、支撑杆；814、柔性膜；815、弹簧；816、限位件；817、磁铁；82、吸气组件；821、吸气管。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

参照图1，车架包括主体11以及各连接构件12。主体11主要由管材依次经由弯曲、切割、焊接而成；连接构件12焊接至主体11上，且连接构件12主要由板材依次经由切割、弯曲而成。

参照图2，本申请实施例公开一种多功能激光切割机，包括床身2、工作台3、夹持机构4、移动平台5、多关节机械手6以及激光器7。

床身2固定于地面上；工作台3固定连接床身2，且工作台3包括若干并排设置的支撑条31，相邻支撑条31之间存在间距；支撑条31的上端面即为工作台3的上端面，以用于支撑板材，并减小工作台3与板材下表面的接触面积。

夹持机构4连接床身2，用于固定管材，并使得管材整体呈竖向，以在管材上端的周侧留出充足的空间。

移动平台5包括第一滑座 51以及第二滑座52；第一滑座51沿水平方向滑动连接床身2，且第一滑座51与工作台3的上端面之间留有供板材放置的空间，即第一滑座51移动时，从板材的上方通过；第二滑座52沿水平方向滑动连接第二滑座52，且第二滑座52的滑动方向垂直第一滑座51的滑动方向；同时，可设置两套滚珠丝杠机构以分别驱动第一滑座 51、第二滑座52往复移动。

多关节机械手6安装于第二滑座52上，第二滑座52带动多关节机械手6整体一起移动；激光器7安装于多关节机械手6上，移动平台5以及多关节机械手6依据程序带动激光器7沿预设轨迹移动。激光器7在水平面内移动，激光器7发出的激光切割工作台3上的板材；或者，激光器7沿预设轨迹绕管材的端部一圈，完成对管材的切割，并在管材的端部加工出空间曲线。

参照图2、3，夹持机构4包括底座41、翻转电机42、夹持座43以及固定组件44。

底座41固定连接床身2；翻转电机42采用电磁制动式伺服电机，翻转电机42的机壳固定连接底座41，且翻转电机42的输出轴水平设置；夹持座43连接于翻转电机42的输出轴，夹持座43背离翻转电机42的竖向侧壁为抵接面431，且抵接面431垂直翻转电机42的输出轴，抵接面431供固定组件44安装，且抵接面431用于抵接至管材的外周。

固定组件44包括限位板441以及垂直式快速夹头442；限位板441垂直抵接面431的表面贴合管材的外周，限位板441设有多个，且限位板441之间形成供管材嵌设的限位槽；垂直式快速夹头442安装于抵接面431上，以抵接管材背离抵接面431的外周；则抵接面431、限位板441以及垂直式快速夹头442相互配合，以实现固定管材，并使得管材的两端均伸出夹持座43。

参照图2、4，激光切割过程中，会产生废气，为此多功能激光切割机还包括吸气机构8。吸气机构8包括吸气罩81以及吸气组件82。

吸气罩81连接于激光器7上，以尽可能靠近激光与物料的接触处，便于及时抽吸废气；吸气组件82包括吸气管821以及吸气件（图中未示出），吸气管821的一端连通至吸气罩81内，吸气管821的另一端连通吸气件；吸气件可采用风机或真空泵，吸气件运转时，使得吸气罩81内产生负压。

参照图4，吸气罩81包括壳体811，壳体811呈棱台状，且壳体811底面面积较小的一端套接至激光器7的外周，壳体811底面面积较大的一端设为开口；吸气管821连通于壳体811内部；同时，激光器7的端部位于壳体811内，开口可供激光穿过。

切割板材时，壳体811底面面积较大的一端用于贴近板材的上表面，并留有间隙，吸气件运转，使得壳体811内产生负压，空气自壳体811与板材的间隙处流入，并流向吸气管821；激光器7发出激光，切割板材，产生的废气随气流流向吸气管821。

参照图5、6，吸气罩81还包括转动板812、支撑杆813以及柔性膜814。

转动板812的一端以及支撑杆813的一端均转动连接于壳体811的内壁，转动板812的转动轴线和支撑杆813的转动轴线重合并垂直激光器7发出的激光。支撑杆813并排设有两个；且沿支撑杆813的转动轴线方向，转动板812位于两个支撑杆813之间；同时，支撑杆813与转动板812之间可相对转动。

柔性膜814固定连接于转动板812、支撑杆813以及壳体811；转动板812具有四个侧边，转动板812的一个侧边为转动连接壳体811的一端，则柔性膜814的边缘固定连接转动板812的其余三个侧边；柔性膜814的中部固定连接于支撑板背离转动板812的一侧；柔性膜814的边缘还固定连接于壳体811底面面积较大的端部，且柔性膜814与壳体811之间的连接处形成一条线段，该线段平行支撑杆813的转动轴线，同时，激光器7位于该线段与支撑杆813的转动轴线之间。即图中A处区域，柔性膜814与壳体811之间仅贴合，而无连接。

参照图4、5，吸气罩81还包括弹簧815以及限位件816。弹簧815以及限位件816均设于壳体811内，且弹簧815的一端连接壳体811的内壁，弹簧815的另一端连接转动板812，使得转动板812具有转动至抵接限位件816的趋势；同时，转动板812转动至抵接限位件816时，转动板812平行于激光器7发出的激光，且柔性膜814处于被张紧状态。

转动板812上还设有通孔8121，通孔8121的内径大于管材的外径。切割管材时，转动板812转动至抵接限位件816，通孔8121用于供管材穿过，吸气罩81套接至管材待切割端部的外周；吸气件运转，使得壳体811内产生负压，空气自通孔8121内周与管材外周的间隙处流入，并流向吸气管821；激光器7发出激光，切割管材的端部，产生的废气随气流流向吸气管821

参照图6，转动板812上还设有导向孔8122；且导向孔8122为锥孔，并连通至通孔8121；转动板812转动至抵接限位件816时，导向孔8122底面面积较大一端朝向激光器7。同时，导向孔8122可以为圆锥孔或棱锥孔。图6中，导向孔8122以设置为棱锥孔为例，

所述转动板812转动至平行于激光器7发出的激光时，所述导向孔8122内径大的一端靠近激光器7发出的激光

参照图4、5，吸气罩81还包括磁铁817，磁铁817连接于壳体811上，并通过磁力吸合转动板812以及支撑杆813，使得转动板812以及支撑杆813均位于壳体811内；且此时，通孔8121套接至激光器7的外周，且通孔8121内周与激光器7外周留有供空气通过的间距。

本申请实施例一种多功能激光切割机的实施原理为：加工时，板材铺设在工作台3上，管材固定至夹持机构4上，移动平台5以及多关节机械手6依据程序驱动激光器7沿预设轨迹移动，完成对板材或管材的切割，并在切割过程中，利用吸气机构8及时抽吸废气。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能激光切割机，包括床身（2）、工作台（3）、移动平台（5）、多关节机械手（6）以及激光器（7），其特征在于：还包括夹持座（43）、固定组件（44）、吸气罩（81）以及吸气组件（82）；所述夹持座（43）连接床身（2）；所述固定组件（44）设于夹持座（43）上；所述固定组件（44）用于抵紧至管材的中部以固定管材，并使得管材的端部伸出夹持座（43）；

所述吸气罩（81）呈筒状并套接于激光器（7）的外周；所述吸气罩（81）的一端内周与激光器（7）的外周之间贴合，所述吸气罩（81）的另一端设为开口；

所述激光器（7）发出的激光穿过开口，且所述吸气罩（81）位于开口处的端部用于与板材表面之间形成供气体通过的间隙；

所述吸气组件（82）连通吸气罩（81）的内部，并使得所述吸气罩（81）的内部形成负压；

所述吸气罩（81）包括壳体（811）、转动板（812）以及柔性膜（814）；所述壳体（811）呈筒状；所述转动板（812）的一端转动连接于壳体（811）的内壁，且所述转动板（812）的转动轴线垂直激光器（7）发出的激光；所述柔性膜（814）连接于转动板（812）与壳体（811）之间，且所述转动板（812）、柔性膜（814）以及壳体（811）合围形成腔室；

所述转动板（812）上设有通孔（8121），所述转动板（812）转动至平行于激光器（7）发出的激光时，所述通孔（8121）用于套接至管材的外周，且所述通孔（8121）直径大于管材的外径；

所述转动板（812）转动至抵接壳体（811）的内壁时，所述通孔（8121）供激光器（7）发出的激光穿过。

2.根据权利要求1所述的多功能激光切割机，其特征在于：所述夹持座（43）上设有抵接面（431），且所述抵接面（431）垂直水平面；所述抵接面（431）用于抵接管材的外周，所述固定组件（44）设于抵接面（431）上。

3.根据权利要求2所述的多功能激光切割机，其特征在于：所述夹持座（43）转动连接床身（2），且所述夹持座（43）的转动轴线水平设置。

4.根据权利要求1所述的多功能激光切割机，其特征在于：所述吸气罩（81）还包括支撑杆（813），所述支撑杆（813）转动连接壳体（811），且所述支撑杆（813）的转动轴线与转动板（812）的转动轴线重合；

所述支撑杆（813）连接柔性膜（814），且所述转动板（812）转动至平行于激光器（7）发出的激光时，所述支撑杆（813）与激光之间存在夹角，且所述支撑杆（813）用于使得柔性膜（814）与管材之间存在间距。

5.根据权利要求1所述的多功能激光切割机，其特征在于：所述壳体（811）上设有磁铁（817），且所述磁铁（817）通过磁力吸合转动板（812），使得所述转动板（812）抵接壳体（811）的内壁；所述壳体（811）上还设有弹簧（815），所述弹簧（815）的一端连接壳体（811），所述弹簧（815）的另一端连接转动板（812），所述弹簧（815）使得转动板（812）具有转动至平行激光器（7）发出的激光的趋势。

6.根据权利要求1所述的多功能激光切割机，其特征在于：所述转动板（812）上设有导向孔（8122）；且所述导向孔（8122）为锥孔，并连通所述通孔（8121）；

所述转动板（812）转动至平行于激光器（7）发出的激光时，所述导向孔（8122）内径大的一端靠近激光器（7）发出的激光。

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