CN113427148B - 激光切割薄板的自动调节弹簧顶针 - Google Patents

激光切割薄板的自动调节弹簧顶针 Download PDF

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激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，包括第一筒体、套管、第一支撑柱、第一支撑板、弹簧、转盘、螺杆、第二筒体、第二支撑板和第二支撑柱；第一筒体底部设置底封板；第一支撑柱插入套管内；第一支撑板滑动设置在套管内周壁上；弹簧设置在第一支撑板上；螺杆设置在转盘底部，螺杆底部伸入第二筒体内；第二支撑板滑动设置在第一筒体内周壁上，螺杆上设置两组两组限位环；盲孔孔底设置压力传感器；第二支撑柱滑动设置在盲孔孔壁上；第一筒体内设置控制器。本发明中，通过改变弹簧的压缩量，间接调整顶距，且整个调整过程自动进行，同时能保证第一支撑柱始终在竖直方向上上下移动，防止弹簧变形导致第一支撑柱与套管之间的磨损加剧。

Description

激光切割薄板的自动调节弹簧顶针
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及激光切割薄板的自动调节弹簧顶针。
背景技术
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开，是切割工件的热切割方法之一。激光切割中需要用到弹簧顶针，现有的弹簧顶针无法自动调节顶针向上顶出的力的大小，从而无法调整顶针的顶距，无法满足高精度的激光焊接要求，且顶针在使用过程中容易因弹簧的受力变形导致磨损加剧，降低了顶针的使用寿命。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，根据压力传感器所受的压力值来调整第一支撑板的高度，来改变弹簧的压缩量，从而使压力传感器所受压力值保持在控制器的设定压力范围内，间接调整了第一支撑柱的顶距，且整个调整过程自动进行，便于根据实际生产情况进行及时调整，满足高精度激光切割，同时导向筒和导向杆的设计能保证第一支撑柱始终在竖直方向上上下移动，防止弹簧变形导致第一支撑柱与套管之间的磨损加剧。
(二)技术方案
一方面，本发明提出了激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，包括第一筒体、套管、第一支撑柱、第一支撑板、弹簧、转盘、螺杆、第二筒体、第二支撑板和第二支撑柱；
第一筒体顶部封闭，第一筒体底部密封设置底封板；套管外周壁底部设置安装板，安装板和第一筒体的顶部通过螺栓连接；第一支撑柱底部配合插入套管内；第一支撑板沿竖直方向滑动设置在套管内周壁上；弹簧竖直设置在第一支撑板上，弹簧顶部与第一支撑柱连接；转盘转动设置在第一支撑板底部；螺杆竖直设置在转盘底部，螺杆底部穿过第一筒体伸入第二筒体内，第二筒体竖直设置在底封板上，第二筒体内周壁上设置有与螺杆配合的螺纹；第二支撑板沿竖直方向滑动设置在第一筒体内周壁上，螺杆穿过第二支撑板，螺杆上水平设置两组两组限位环，两组限位环分别与第二支撑板的上下端面贴合；第二支撑板上设置有带动螺杆转动的动力组件；第一支撑柱上端面设置盲孔，盲孔孔底设置压力传感器；第二支撑柱沿竖直方向滑动设置在盲孔孔壁上，第二支撑柱顶部设置头部；第一支撑柱、第一支撑板、第二支撑板以及第一筒体顶部均设置有导线过孔；第一筒体内设置控制器，控制器与动力组件控制连接，控制器与压力传感器信号传输连接。
优选的，动力组件包括第一齿轮、安装架、动力装置、转动轴和第二齿轮；第一齿轮与螺杆键连接，第一齿轮位于第二筒体和限位环之间；安装架设置在第二支撑板底部；动力装置设置在安装架上，动力装置与转动轴传动连接；第二齿轮与转动轴键连接，第二齿轮与第一齿轮啮合；控制器与动力装置控制连接。
优选的，第一支撑柱上的导线过孔轴线与其轴线重合。
优选的，安装板设置多组，多组安装板以套管轴线为中线沿圆周均匀分布。
优选的，套管内周壁上设置多组竖直的第一滑槽，第一支撑板侧面上设置多组第一滑块，多组第一滑块分别配合插入多组第一滑槽内。
优选的，第一支撑板上竖直设置多组导向筒，多组导向筒以套管轴线为中心沿圆周均匀分布，第一支撑柱底部竖直设置多组导向杆，多组导向杆分别配合插入多组导向筒内。
优选的，盲孔孔壁上设置多组竖直的第二滑槽，第二滑槽在第一支撑柱上端面形成开口，第二支撑柱外周壁上设置多组第二滑块，多组第二滑块配合插入多组第二滑槽内，第一支撑柱顶部设置顶封板，第二支撑柱穿过顶封板，顶封板内周圆直径小于盲孔孔径。
另一方面，本发明提出上述激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的自动调节顶距方法，包括以下步骤：S1、头部受压使第二支撑柱挤压压力传感器，压力传感器将压力信号传递至控制器，同时第一支撑柱下移对弹簧进行压缩；S2、控制器得出压力传感器所受压力值后，将压力传感器所受压力值与控制器设定的压力值范围进行比较；S3、若压力传感器所受压力值小于控制器设定的压力值范围的下限值，则动力装置带动转动轴正向转动，通过第一齿轮和第二齿轮带动螺杆转动并向上移动，螺杆通过转盘推动第一支撑板向上移动，进一步压缩弹簧，直到压力传感器所受压力值处在控制器设定的压力范围内；S4、若压力传感器所受压力值大于控制器设定的压力值范围的上限值，则动力装置带动转动轴反向转动，通过第一齿轮和第二齿轮带动螺杆转动并向下移动，螺杆通过转盘拉动第一支撑板向下移动，释放一部分弹簧的压缩量，直到压力传感器所受压力值处在控制器设定的压力范围内。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：根据压力传感器所受的压力值来调整第一支撑板的高度，来改变弹簧的压缩量，从而使压力传感器所受压力值保持在控制器的设定压力范围内，间接调整了第一支撑柱的顶距，且整个调整过程自动进行，便于根据实际生产情况进行及时调整，满足高精度激光切割，同时导向筒和导向杆的设计能保证第一支撑柱始终在竖直方向上上下移动，防止弹簧变形导致第一支撑柱与套管之间的磨损加剧。
附图说明
图1为本发明提出的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的结构示意图。
图2和图3均为本发明提出的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的主视剖视图。
图4为本发明提出的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的A处放大示意图。
图5为本发明提出的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的自动调节顶距方法的流程图。
附图标记：1、第一筒体；2、底封板；3、套管；4、安装板；5、螺栓；6、第一支撑柱；7、第一支撑板；8、第一滑槽；9、第一滑块；10、导向筒；11、导向杆；12、弹簧；13、导线过孔；14、转盘；15、螺杆；16、第二筒体；17、第二支撑板；18、限位环；19、第一齿轮；20、安装架；21、动力装置；22、转动轴；23、第二齿轮；24、盲孔；25、第二支撑柱；26、第二滑槽；27、第二滑块；28、顶封板；29、头部；30、压力传感器；31、控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-5所示，一方面，本发明提出的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，包括第一筒体1、套管3、第一支撑柱6、第一支撑板7、弹簧12、转盘14、螺杆15、第二筒体16、第二支撑板17和第二支撑柱25；
第一筒体1顶部封闭，第一筒体1底部密封设置底封板2；套管3外周壁底部设置安装板4，安装板4和第一筒体1的顶部通过螺栓5连接；第一支撑柱6底部配合插入套管3内；第一支撑板7沿竖直方向滑动设置在套管3内周壁上；弹簧12竖直设置在第一支撑板7上，弹簧12顶部与第一支撑柱6连接；转盘14转动设置在第一支撑板7底部；螺杆15竖直设置在转盘14底部，螺杆15底部穿过第一筒体1伸入第二筒体16内，第二筒体16竖直设置在底封板2上，第二筒体16内周壁上设置有与螺杆15配合的螺纹；第二支撑板17沿竖直方向滑动设置在第一筒体1内周壁上，螺杆15穿过第二支撑板17，螺杆15上水平设置两组两组限位环18，两组限位环18分别与第二支撑板17的上下端面贴合；第二支撑板17上设置有带动螺杆15转动的动力组件；第一支撑柱6上端面设置盲孔24，盲孔24孔底设置压力传感器30；第二支撑柱25沿竖直方向滑动设置在盲孔24孔壁上，第二支撑柱25顶部设置头部29；第一支撑柱6、第一支撑板7、第二支撑板17以及第一筒体1顶部均设置有导线过孔13；第一筒体1内设置控制器31，控制器31与动力组件控制连接，控制器31与压力传感器30信号传输连接。
工作原理：头部29受压使第二支撑柱25挤压压力传感器30，压力传感器30将压力信号传递至控制器31，同时第一支撑柱6下移对弹簧12进行压缩，控制器31得出压力传感器30所受压力值后，将压力传感器30所受压力值与控制器31设定的压力值范围进行比较，若压力传感器30所受压力值小于控制器31设定的压力值范围的下限值，则动力组件带动螺杆15正向转动并向上移动，螺杆15通过转盘14推动第一支撑板7向上移动，进一步压缩弹簧12，直到压力传感器30所受压力值处在控制器31设定的压力范围内，若压力传感器30所受压力值大于控制器31设定的压力值范围的上限值，则动力组件带动螺杆15反向转动并向下移动，螺杆15通过转盘14拉动第一支撑板7向下移动，释放一部分弹簧12的压缩量，直到压力传感器30所受压力值处在控制器31设定的压力范围内。本发明中，根据压力传感器30所受的压力值来调整第一支撑板7的高度，来改变弹簧12的压缩量，从而使压力传感器30所受压力值保持在控制器31的设定压力范围内，间接调整了第一支撑柱6的顶距，且整个调整过程自动进行，便于根据实际生产情况进行及时调整，满足高精度激光切割。
在一个可选的实施例中，动力组件包括第一齿轮19、安装架20、动力装置21、转动轴22和第二齿轮23；第一齿轮19与螺杆15键连接，第一齿轮19位于第二筒体16和限位环18之间；安装架20设置在第二支撑板17底部；动力装置21设置在安装架20上，动力装置21与转动轴22传动连接；第二齿轮23与转动轴22键连接，第二齿轮23与第一齿轮19啮合；控制器31与动力装置21控制连接；动力装置21带动转动轴22转动，再通过第一齿轮19和第二齿轮23即可带动螺杆15转动，以此来调整第一支撑板7的高度。
在一个可选的实施例中，第一支撑柱6上的导线过孔13轴线与其轴线重合；保证第一支撑柱6的重心位于其轴线上，防止重心偏移导致磨损加剧。
在一个可选的实施例中，安装板4设置多组，多组安装板4以套管3轴线为中线沿圆周均匀分布；提高套管3的稳定性。
在一个可选的实施例中，套管3内周壁上设置多组竖直的第一滑槽8，第一支撑板7侧面上设置多组第一滑块9，多组第一滑块9分别配合插入多组第一滑槽8内；结构简单。
在一个可选的实施例中，第一支撑板7上竖直设置多组导向筒10，多组导向筒10以套管3轴线为中心沿圆周均匀分布，第一支撑柱6底部竖直设置多组导向杆11，多组导向杆11分别配合插入多组导向筒10内；保证第一支撑柱6始终保持竖直方向上下移动，防止弹簧12变形导致第一支撑柱6与套管3之间的磨损加剧。
在一个可选的实施例中，盲孔24孔壁上设置多组竖直的第二滑槽26，第二滑槽26在第一支撑柱6上端面形成开口，第二支撑柱25外周壁上设置多组第二滑块27，多组第二滑块27配合插入多组第二滑槽26内，第一支撑柱6顶部设置顶封板28，第二支撑柱25穿过顶封板28，顶封板28内周圆直径小于盲孔24孔径；结构简单，顶封板28能防止第二支撑柱25滑出盲孔24。
另一方面，本发明提出的上述激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的自动调节顶距方法，包括以下步骤：
S1、头部29受压使第二支撑柱25挤压压力传感器30，压力传感器30将压力信号传递至控制器31，同时第一支撑柱6下移对弹簧12进行压缩；
S2、控制器31得出压力传感器30所受压力值后，将压力传感器30所受压力值与控制器31设定的压力值范围进行比较；
S3、若压力传感器30所受压力值小于控制器31设定的压力值范围的下限值，则动力装置21带动转动轴22正向转动，通过第一齿轮19和第二齿轮23带动螺杆15转动并向上移动，螺杆15通过转盘14推动第一支撑板7向上移动，进一步压缩弹簧12，直到压力传感器30所受压力值处在控制器31设定的压力范围内；
S4、若压力传感器30所受压力值大于控制器31设定的压力值范围的上限值，则动力装置21带动转动轴22反向转动，通过第一齿轮19和第二齿轮23带动螺杆15转动并向下移动，螺杆15通过转盘14拉动第一支撑板7向下移动，释放一部分弹簧12的压缩量，直到压力传感器30所受压力值处在控制器31设定的压力范围内。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，包括第一筒体(1)、套管(3)、第一支撑柱(6)、第一支撑板(7)、弹簧(12)、转盘(14)、螺杆(15)、第二筒体(16)、第二支撑板(17)和第二支撑柱(25)；
第一筒体(1)顶部封闭，第一筒体(1)底部密封设置底封板(2)；套管(3)外周壁底部设置安装板(4)，安装板(4)和第一筒体(1)的顶部通过螺栓(5)连接；第一支撑柱(6)底部配合插入套管(3)内；第一支撑板(7)沿竖直方向滑动设置在套管(3)内周壁上；弹簧(12)竖直设置在第一支撑板(7)上，弹簧(12)顶部与第一支撑柱(6)连接；转盘(14)转动设置在第一支撑板(7)底部；螺杆(15)竖直设置在转盘(14)底部，螺杆(15)底部穿过第一筒体(1)伸入第二筒体(16)内，第二筒体(16)竖直设置在底封板(2)上，第二筒体(16)内周壁上设置有与螺杆(15)配合的螺纹；第二支撑板(17)沿竖直方向滑动设置在第一筒体(1)内周壁上，螺杆(15)穿过第二支撑板(17)，螺杆(15)上水平设置两组限位环(18)，两组限位环(18)分别与第二支撑板(17)的上下端面贴合；第二支撑板(17)上设置有带动螺杆(15)转动的动力组件；第一支撑柱(6)上端面设置盲孔(24)，盲孔(24)孔底设置压力传感器(30)；第二支撑柱(25)沿竖直方向滑动设置在盲孔(24)孔壁上，第二支撑柱(25)顶部设置头部(29)；第一支撑柱(6)、第一支撑板(7)、第二支撑板(17)以及第一筒体(1)顶部均设置有导线过孔(13)；第一筒体(1)内设置控制器(31)，控制器(31)与动力组件控制连接，控制器(31)与压力传感器(30)信号传输连接。
2.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，动力组件包括第一齿轮(19)、安装架(20)、动力装置(21)、转动轴(22)和第二齿轮(23)；第一齿轮(19)与螺杆(15)键连接，第一齿轮(19)位于第二筒体(16)和限位环(18)之间；安装架(20)设置在第二支撑板(17)底部；动力装置(21)设置在安装架(20)上，动力装置(21)与转动轴(22)传动连接；第二齿轮(23)与转动轴(22)键连接，第二齿轮(23)与第一齿轮(19)啮合；控制器(31)与动力装置(21)控制连接。
3.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，第一支撑柱(6)上的导线过孔(13)轴线与其轴线重合。
4.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，安装板(4)设置多组，多组安装板(4)以套管(3)轴线为中线沿圆周均匀分布。
5.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，套管(3)内周壁上设置多组竖直的第一滑槽(8)，第一支撑板(7)侧面上设置多组第一滑块(9)，多组第一滑块(9)分别配合插入多组第一滑槽(8)内。
6.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，第一支撑板(7)上竖直设置多组导向筒(10)，多组导向筒(10)以套管(3)轴线为中心沿圆周均匀分布，第一支撑柱(6)底部竖直设置多组导向杆(11)，多组导向杆(11)分别配合插入多组导向筒(10)内。
7.根据权利要求1所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针，其特征在于，盲孔(24)孔壁上设置多组竖直的第二滑槽(26)，第二滑槽(26)在第一支撑柱(6)上端面形成开口，第二支撑柱(25)外周壁上设置多组第二滑块(27)，多组第二滑块(27)配合插入多组第二滑槽(26)内，第一支撑柱(6)顶部设置顶封板(28)，第二支撑柱(25)穿过顶封板(28)，顶封板(28) 内周圆直径小于盲孔(24)孔径。
8.一种根据权利要求1-7任一所述的激光切割薄板的自动调节弹簧顶针的自动调节顶距方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、头部(29)受压使第二支撑柱(25)挤压压力传感器(30)，压力传感器(30)将压力信号传递至控制器(31)，同时第一支撑柱(6)下移对弹簧(12)进行压缩；
S2、控制器(31)得出压力传感器(30)所受压力值后，将压力传感器(30)所受压力值与控制器(31)设定的压力值范围进行比较；
S3、若压力传感器(30)所受压力值小于控制器(31)设定的压力值范围的下限值，则动力装置(21)带动转动轴(22)正向转动，通过第一齿轮(19)和第二齿轮(23)带动螺杆(15)转动并向上移动，螺杆(15)通过转盘(14)推动第一支撑板(7)向上移动，进一步压缩弹簧(12)，直到压力传感器(30)所受压力值处在控制器(31)设定的压力范围内；
S4、若压力传感器(30)所受压力值大于控制器(31)设定的压力值范围的上限值，则动力装置(21)带动转动轴(22)反向转动，通过第一齿轮(19)和第二齿轮(23)带动螺杆(15)转动并向下移动，螺杆(15)通过转盘(14)拉动第一支撑板(7)向下移动，释放一部分弹簧(12)的压缩量，直到压力传感器(30)所受压力值处在控制器(31)设定的压力范围内。
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