CN113210733A - 一种紧凑型带锯条激光开齿装置 - Google Patents

一种紧凑型带锯条激光开齿装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型带锯条激光开齿装置，属于锯条加工领域。一种紧凑型带锯条激光开齿装置，包括控制柜系统、锯条牵引机构、X轴运动系统、Y轴运动系统和激光切割机构，激光切割机构用于发射为锯条开齿的激光，锯条牵引机构用于牵引锯条水平单向移动，X轴运动系统和Y轴运动系统均与激光切割机构联动连接，X轴运动系统用于驱动激光切割机构水平往复移动，与锯条水平移动共同作用使激光路径形成齿形，Y轴运动系统用于驱动激光切割机构竖直往复移动，以此调整激光至锯条的对焦距离，激光切割机构水平移动方向与锯条水平移动方向之间的夹角可调，可实现多种齿形的加工，减少开模成本。

Description

一种紧凑型带锯条激光开齿装置
技术领域
本发明属于锯条加工领域，更具体地说，涉及一种紧凑型带锯条激光开齿装置。
背景技术
锯条制造的原材料为符合要求宽度的钢带，制成锯条就需要在钢带上进行开齿，而根据齿形要求的不同，我们需要制作不同的工装模具，以满足不同用途及客户的要求。
现有的锯条开齿大部分采用的是模具冲压成型工艺，该方法首先需要根据不同的用途制造相应齿形的模具，然后在冲压成型机床上根据模具将钢带的一侧冲压出符合要求的锯齿形。
该方法存在的弊端为：
1.每款齿形均需要制作相对应的模具，开模需要一定的制作时间，影响效率，并且成本相对比较高；
2.模具冲压成型的锯条容易造成翻边及毛刺，造成锯条报废，增加生产的成本；
3.模具冲压成型相对而言工作效率比较低，对操作人员模具定位要求较高。
发明内容
1．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种紧凑型带锯条激光开齿装置，包括控制柜系统1、锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7。
激光切割机构7用于发射为锯条8开齿的激光。激光与工件无机械接触，不会对锯条8表面造成划伤。激光切割速度快，切口光滑平整，无需后续加工。切割热影响区小，板材变形小，切缝窄。切口没有机械应力，无剪切毛刺。加工精度高，重复性好，不损伤材料表面。
锯条牵引机构3用于牵引锯条8水平单向移动。使锯条8可沿移动方向连续加工齿形。
X轴运动系统5和Y轴运动系统6均与激光切割机构7联动连接。
X轴运动系统5用于驱动激光切割机构7水平往复移动，与锯条8水平移动共同作用使激光路径形成齿形。当激光切割机构7水平往复移动速度和锯条8水平移动速度之比不同时，相应的齿形也不同。
Y轴运动系统6用于驱动激光切割机构7竖直往复移动，以此调整激光至锯条8的对焦距离。当激光的焦点未在锯条8上表面对焦时，Y轴运动系统6驱动激光切割机构7在竖直方向上移动，以此改变焦点的竖直方向位置，进行矫正。
激光切割机构7水平移动方向与锯条8水平移动方向之间的夹角可调，以此调整激光路径形成的齿形图案。激光切割机构7水平移动方向与锯条8水平移动方向之间的夹角不同，对应形成的齿形也不同。
控制柜系统1包括操作柜和电气箱102。电气箱102内设有控制电源、控制器。使用者可通过操作柜趋势控制器工作。控制器可控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7的启停。使用者根据所需不同的齿形，通过操作柜使控制器调节锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7各自的运行速度，以此得到不同的齿形。
进一步的，控制柜系统1包括检测单元。检测单元用于检测激光的焦点大小和齿形的一致性。检测单元将检测到的数据反馈给控制器。
进一步的，控制柜系统1包括反馈单元。反馈单元用于接收检测单元的检测信号，并控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7的启停。当检测单元检测到激光焦点未聚焦至锯条8上表面时，或检测单元检测到相邻两齿形大小形状不一致时，控制器通过反馈单元控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7停机，并通知操作者重新检查、调整各部件。
进一步的，还包括锯条水平调整机构2。锯条水平调整机构2用于调整锯条8的平面位置，使锯条8与激光校零，保证齿形整齐。有效避免锯条8放置倾斜，开出的齿形偏移，出现大小不一致的问题。
进一步的，还包括锯条压紧机构4。锯条压紧机构4用于将锯条8压平，防止上下移动。有效避免锯条8不平整或移动期间跳动，产生开出的齿形大小不一致的问题。
进一步的，锯条压紧机构4包括压紧辊。压紧辊设于锯条8上侧，压紧辊外周与锯条8上端面始终抵接。压紧辊仅被动绕自身轴心转动。锯条8移动时，压紧辊压迫锯条8，使锯条8挤压平整，同时，锯条8对压紧辊外周施加的摩擦力，驱动压紧辊转动，有效避免移动阻力过大而导致锯条8无法移动的问题。
进一步的，锯条牵引机构3包括主动辊、从动辊和牵引电机。锯条8位于主动辊和从动辊之间。牵引电机驱动主动辊转动。锯条8在主动辊和从动辊之间所受的摩擦力大于锯条8所受的行进阻力。主动辊转动时，依靠摩擦力带动锯条8移动。
进一步的，锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7均置于工作台9上端。工作台9上端固设有龙门架901。X轴运动系统5一端与龙门架901侧面转动连接，另一端与龙门架901同一侧面之间设有调整单元。调整单元用于调整X轴运动系统5与龙门架901之间的角度。
进一步的，调整单元包括伸缩杆502。伸缩杆502可被动改变杆长。伸缩杆502一端与龙门架901侧面转动连接，另一端与X轴运动系统5滑动连接。操作者需要调整X轴运动系统5与龙门架901之间的角度时，转动X轴运动系统5，此时伸缩杆502伸缩，并在X轴运动系统5上滑动。
2．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）以锯条牵引机构3对锯条8水平移动的牵引速度、X轴运动系统5驱动激光切割机构7水平移动的速度、激光切割机构7水平移动方向与锯条8水平移动方向之间的夹角，三者的数值作为开齿的齿形的基础条件，通过改变三者数值大小，来改变齿形的大小和形状，可实现多种齿形的加工，减少开模成本。
（2）控制器可通过对焦点的高度以及相邻锯齿之间的一致性，对锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7进行反馈，有利于自检，排出废品出现的可能性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的锯条开齿时的部分立体结构示意图；
图3为本发明的X轴运动系统、Y轴运动系统和激光切割机构作业时立体结构示意图；
图4为图3中A处的放大结构示意图；
图5为本发明的锯条开齿时锯条水平调整机构、锯条牵引机构3和锯条压紧机构4的立体结构示意图。
图中标号说明：
控制柜系统1、电气箱102、锯条水平调整机构2、锯条牵引机构3、锯条压紧机构4、X轴运动系统5、伸缩杆502、X轴电机503、X轴滑轨504、Y轴托板505、Y轴运动系统6、Y轴电机602、Y轴滑轨603、激光托板604、激光切割机构7、激光器701、曲臂702、锯条8、工作台9、龙门架901。
具体实施方式
具体实施例一：请参阅图1-5的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，包括控制柜系统1、锯条水平调整机构2、锯条牵引机构3、锯条压紧机构4、X轴运动系统5、Y轴运动系统6、激光切割机构7和工作台9。
锯条水平调整机构2用于调整锯条8的平面位置，使锯条8与激光校零，保证齿形整齐。有效避免锯条8放置倾斜，开出的齿形偏移，出现大小不一致的问题。
锯条牵引机构3用于牵引锯条8水平单向移动。使锯条8可沿移动方向连续加工齿形。锯条牵引机构3包括主动辊、从动辊和牵引电机。锯条8位于主动辊和从动辊之间。牵引电机驱动主动辊转动。锯条8在主动辊和从动辊之间所受的摩擦力大于锯条8所受的行进阻力。主动辊转动时，依靠摩擦力带动锯条8移动。
锯条压紧机构4包括压紧辊。压紧辊设于锯条8上侧，压紧辊外周与锯条8上端面始终抵接。压紧辊仅被动绕自身轴心转动。锯条8移动时，压紧辊压迫锯条8，使锯条8挤压平整，同时，锯条8对压紧辊外周施加的摩擦力，驱动压紧辊转动，有效避免移动阻力过大而导致锯条8无法移动的问题。压紧辊将锯条8压平，防止上下移动。有效避免锯条8不平整或移动期间跳动，产生开出的齿形大小不一致的问题。
激光切割机构7包括激光器701。激光器701用于发射为锯条8开齿的激光。激光与工件无机械接触，不会对锯条8表面造成划伤。激光切割速度快，切口光滑平整，无需后续加工。切割热影响区小，板材变形小，切缝窄。切口没有机械应力，无剪切毛刺。加工精度高，重复性好，不损伤材料表面。
锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7均置于工作台9上端。操作柜位于工作台9外。电气箱102固设于工作台9上端面。工作台9上端固设有龙门架901。
X轴运动系统5包括X轴底板、X轴电机503、X轴滑轨504和Y轴托板505。一端与龙门架901侧面转动连接，另一端与龙门架901同一侧面之间设有伸缩杆502。伸缩杆502可被动改变杆长。伸缩杆502一端与龙门架901侧面转动连接，另一端与X轴底板滑动连接。操作者需要调整X轴运动系统5与龙门架901之间的角度时，转动X轴底板，此时伸缩杆502伸缩，并在X轴底板上滑动。X轴电机503与X轴滑轨504均固设于X轴底板远离龙门架901一端，Y轴托板505位于X轴滑轨504上，X轴电机503可驱动Y轴托板505沿X轴滑轨504直线往复移动。
Y轴运动系统6包括Y轴电机602、Y轴滑轨603和激光托板604。Y轴电机602和Y轴滑轨603均固设于Y轴托板505远离X轴底板一端，激光托板604侧端与Y轴滑轨603连接，Y轴电机602可驱动激光托板604沿Y轴滑轨603直线往复移动。激光托板604底端与激光器701固定连接。激光托板604顶端与曲臂702一端固定连接。曲臂702另一端与电气箱102固定连接，曲臂702可弯曲折叠。有效保证激光器701的稳固性。
X轴运动系统5驱动激光切割机构7水平往复移动，与锯条8水平移动共同作用使激光路径形成齿形。当激光切割机构7水平往复移动速度和锯条8水平移动速度之比不同时，相应的齿形也不同。
Y轴运动系统6用于驱动激光切割机构7竖直往复移动，以此调整激光至锯条8的对焦距离。当激光的焦点未在锯条8上表面对焦时，Y轴运动系统6驱动激光切割机构7在竖直方向上移动，以此改变焦点的竖直方向位置，进行矫正。
激光切割机构7水平移动方向与锯条8水平移动方向之间的夹角可调，以此调整激光路径形成的齿形图案。激光切割机构7水平移动方向与锯条8水平移动方向之间的夹角不同，对应形成的齿形也不同。
控制柜系统1包括操作柜和电气箱102。电气箱102内设有控制电源、控制器。使用者可通过操作柜趋势控制器工作。控制器可控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7的启停。
使用者根据所需不同的齿形，通过操作柜使控制器调节锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7各自的运行速度，以此得到不同的齿形。
具体实施例二：在具体实施例一的基础上，控制柜系统1包括检测单元。检测单元用于检测激光的焦点大小和齿形的一致性。检测单元将检测到的数据反馈给控制器。检测单元包括可视模块，可视模块通过拍摄锯条8上的激光点大小，与标准焦点光点大小作为对比，判断激光器701是否聚焦成功。可视模块通过拍摄最新已切割的锯齿，与标准锯齿的形状、大小作为对比，判断锯条8移动是否抖动，X轴运动系统5和Y轴运动系统6是否移位。
控制柜系统1包括反馈单元。反馈单元用于接收检测单元的检测信号，并控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7的启停。
当检测单元检测到激光焦点未聚焦至锯条8上表面时，或检测单元检测到最新已切割的锯齿齿形大小、形状与标准齿形不一致时，控制器通过反馈单元控制锯条牵引机构3、X轴运动系统5、Y轴运动系统6和激光切割机构7停机，并通知操作者重新检查、调整各部件。有效避免出现过多的不合格部件。

Claims (9)

1.一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：包括控制柜系统（1）、锯条牵引机构（3）、X轴运动系统（5）、Y轴运动系统（6）和激光切割机构（7）；
激光切割机构（7）用于发射为锯条（8）开齿的激光；
锯条牵引机构（3）用于牵引锯条（8）水平单向移动；
X轴运动系统（5）和Y轴运动系统（6）均与激光切割机构（7）联动连接；
X轴运动系统（5）用于驱动激光切割机构（7）水平往复移动，与锯条（8）水平移动共同作用使激光路径形成齿形；
Y轴运动系统（6）用于驱动激光切割机构（7）竖直往复移动，以此调整激光至锯条（8）的对焦距离；
激光切割机构（7）水平移动方向与锯条（8）水平移动方向之间的夹角可调，以此调整激光路径形成的齿形图案；
控制柜系统（1）用于控制锯条牵引机构（3）、X轴运动系统（5）、Y轴运动系统（6）和激光切割机构（7）的启停。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：控制柜系统（1）包括检测单元；检测单元用于检测激光的焦点大小和齿形的一致性。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：控制柜系统（1）包括反馈单元；反馈单元用于接收检测单元的检测信号，并控制锯条牵引机构（3）、X轴运动系统（5）、Y轴运动系统（6）和激光切割机构（7）的启停。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：还包括锯条水平调整机构（2）；锯条水平调整机构（2）用于调整锯条（8）的平面位置，使锯条（8）与激光校零，保证齿形整齐。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：还包括锯条压紧机构（4）；锯条压紧机构（4）用于将锯条（8）压平，防止上下移动。
6.根据权利要求5所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：锯条压紧机构（4）包括压紧辊；压紧辊设于锯条（8）上侧，压紧辊外周与锯条（8）上端面始终抵接；压紧辊仅被动绕自身轴心转动。
7.根据权利要求1所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：锯条牵引机构（3）包括主动辊、从动辊和牵引电机；锯条（8）位于主动辊和从动辊之间；牵引电机驱动主动辊转动；锯条（8）在主动辊和从动辊之间所受的摩擦力大于锯条（8）所受的行进阻力。
8.根据权利要求1所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：锯条牵引机构（3）、X轴运动系统（5）、Y轴运动系统（6）和激光切割机构（7）均置于工作台（9）上端；工作台（9）上端固设有龙门架（901）；X轴运动系统（5）一端与龙门架（901）侧面转动连接，另一端与龙门架（901）同一侧面之间设有调整单元；调整单元用于调整X轴运动系统（5）与龙门架（901）之间的角度。
9.根据权利要求8所述的一种紧凑型带锯条激光开齿装置，其特征在于：调整单元包括伸缩杆（502）；伸缩杆（502）可被动改变杆长；伸缩杆（502）一端与龙门架（901）侧面转动连接，另一端与X轴运动系统（5）滑动连接。
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