CN114952028A - 一种激光切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光切割系统，属于激光加工技术领域，包括至少一台激光切割机、载物台和导轨，导轨设置至少一台激光切割机的一侧，载物台滑动连接在导轨上，激光切割机包括床身、拖动机构和第一滑轨，第一滑轨设置在床身上，拖动机构设置成与第一滑轨并排，载物台包括载架、导轮、驱动装置、推送机构和托盘，导轮设置在载架的一端上，驱动装置设置在载架上，推送机构设置在载架的一侧，托盘滑动连接在载架上。该系统实现给激光切割机进行连续不断的上、下料，减少了激光切割机空闲等待时间，提高了激光切割机的利用率，还可与生产线现有的供料系统结合，以较低成本，提高了生产线的整体效率。

Description

一种激光切割系统

技术领域

本发明涉及激光切割加工技术领域，具体涉及一种激光切割系统。

背景技术

金属板材加工是金属加工中的一种，在现代工业中，金属板材的用量大，用途广泛，可用焊接、折弯等方式成型各种结构件和外观件，现在一般较薄板的金属加工常采用激光切割的方式，其具有切割效率高，切割精度高的优点。

激光切割机的原理就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的金属切割工艺设备，在目前的文件柜的钣金件厂家中，现存的普通激光切割机在加工完成后需要等待上、下料，上、下料过程中无法与其它加工设备进行配套实现连续不间断的生产，而且人工上料容易跑偏需要经常进行调节，增加了人工操作的强度，同时也影响了加工的效率。因此需要对现存的激光切割机进行技术改造，利用车间现有的设备，结合目前激光切割机本身的特点，形成与物料输送装置联立的激光切割系统。

现有公告号为CN104607803B专利公开了卷料板材自动激光切割系统及其方法,包括有开平机连接为一体的激光切割机，以及整体的电控装置，所述的开平机的出料端为平台结构，平台上安装有一个送料辊，将钢带水平送激光切割机，平台无缝连接有高度相等的激光切割机工作台，激光切割机工作台表面安装有用于顶出和传送钢带的多个滚筒；所述的滚筒为活动升降式，多个滚筒均连接到同一个气缸同步升降；所述的激光切割机工作台两侧还安装有防止钢带跑遍的纠偏装置，激光切割机工作台末端安装有可移动式下料台，该激光切割机在工作台上装备滚以实现物料的连续输送，保证激光切割机能进行连续切割加工，但是需要对激光切割机进行改造，结构较复杂，且连续运动的滚筒降低了加工精度，具一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光切割系统，解决了激光切割加工不连续的问题。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种激光切割系统，包括至少一台激光切割机、载物台和导轨，所述导轨设置在至少一台所述激光切割机的一侧，所述载物台滑动连接在所述导轨上，所述激光切割机包括床身和设置在所述床身两侧的承载结构，还包括托盘，当所述载物台和所述床身正对时，所述托盘可在所述承载结构和所述载物台之间滑动。

作为优选，所述导轨设置成与所述床身的长度方向垂直，减少所述激光切割系统的占地面积，降低生产线改造成本。

作为优选，还包括多台所述激光切割机，多台所述激光切割机设置在所述导轨的两侧，根据场地的具体的情况和生产的工序进行布置，提高所述激光切割机的生产效率。

作为优选，多个所述载物台相对设置在所述导轨上，在所述激光机布置的数量较多时，提高上下物料的效率。

作为优选，所述激光切割机还包括拖动机构，所述拖动机构设置在所述激光切割机上，所述托盘包括挂载结构，所述挂载结构设置在所述托盘靠近所述激光切割机的一端，所述拖动机构与所述挂载结构结合，拖动所述托盘移动

作为更优的，所述挂载结构包括挂钩，所述挂钩设置在所述托盘靠近所述激光切割机的一侧，所述拖动机构包括链条和挂轮，所述链条滑动连接在所述床身上，所述挂轮连接在所述链条上且可转动，所述挂轮与所述挂钩卡接带动所述托盘移动，实现所述托盘的分离拖动。

作为更优的，所述载物台还包括推送机构和限位块，所述推送机构和所述限位块均设置在所述载架远离所述激光切割机的另一侧，所述推送机构用于将所述托盘的一部分推动到所述床身上，所述限位块用于定位所述托盘在所述载架上的位置。

作为更优的，所述承载结构包括第一滑轨，所述第一滑轨沿所述床身的长度方向布置，所述载物台还包括载架和第二滑轨，所述第二滑轨设置在所述载架上，所述第二滑轨靠近所述激光切割机的一端和所述第一滑轨靠近所述导轨的一端均设置有倒角，所述第二滑轨的一端与所述第一滑轨的一端可对正，为所述托盘能在所述床身和所述载物台之间来回滑动，提供支撑。

作为更优的，还包括换料装置，所述换料装置设置在所述导轨的两端，用于将物料移送到所述载物台上和将加工完成的半成品移动到输送设备上。

作为更优选的，所述托盘上设置有等间距的空洞，用于切割完成后的物料收集。

本发明的有益效果为：

该激光切割系统在不对原激光切割机进行较大改动的情况下，采用可分离的托盘和沿导轨往复运动的载物台进行结合，组合形成激光切割系统，实现给激光切割机进行连续不断的上、下料，减少了激光切割机空闲等待时间，提高了激光切割机的利用率，物料入围在托盘上，运送物料时，对托盘进行整体性移动，保证了切割加工平台的稳定性和切割的准确性，单个载物台可以对接多台激光切割机进行供料，切割系统占地面积小，改造成本低，提升了工厂的效益。

附图说明

图1为本发明提供的激光切割系统的轴测图一；

图2为图1上A部分的局部视图；

图3为本发明提供的激光切割系统的轴测图二；

图4为图3上B部分的局部视图；

图5为图3上C部分的局部视图；

图6为本发明提供的激光切割系统的平面布局图；

图7为本发明提供的激光切割机的部分结构图；

图8为本发明提供的载物台的结构图；

图9为本发明实施例二提供的平面布局图。

附图标记：

1、激光切割机；11、床身；12、拖动机构；121、链条；122、减速机；123、链轮；124、挂轮；13、第一滑轨；14、切割头；15、排气装置；16、落料仓；17、承载结构；2、载物台；21、载架；22、导轮；23、驱动装置；24、推送机构；25、挂钩；26、限位块；27、托盘；271、滑轮；28、第二滑轨；29、挂载结构；3、导轨；31、齿条；4、胚料输送辊；5、换料装置；6、半成品输送辊；7、换料区域；8、加工区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-图8所示，一种激光切割系统，包括四台激光切割机1、两个载物台2、导轨3和托盘27，导轨3布置在四台激光切割机1的一侧，载物台2滑动连接在导轨3上，激光切割机1包括床身11和设置在床身11两侧的承载结构17，当载物台2和床身11正对时，托盘27可在承载结构17和载物台2之间滑动。

进一步地，导轨3与垂直于床身11的长度方向，托盘27沿床身11的长度方向上下，缩小载物台2与激光切割机1的间距，保证托盘27能够顺利的在床身11和载架21之间移动进行物料的移送，减少对场地的占用。

优选地，沿导轨3的长度方向布置有齿条31，齿条31与导轨3的长度相等，用螺栓并排连接在导轨3的侧面，齿条31与驱动装置23进行啮合，用于为载物台2的移动提供动力，采用齿轮啮合的方式传动，使得载物台2移动距离准确，停位精度高。

进一步地，承载结构17固定在床身11的中部，承载结构17的中间向下凹陷形成空位，用于放置托盘27，并限制托盘27垂直于推送方向的自由度，托盘27进入到床身11后，托盘27的上端面与床身11的上端面平齐，正好将床身11的凹陷填满，降低了移送物料的整体高度，减少了改造成本。

优选地，托盘27采用带尖刺部的台面，台面留有等间距的空洞，台面上下通透使得物料在被切割后在重力作用下可以向下掉落，用于在放置物料后，满足激光切割时对物料进行支撑和收集要求。

优选地，参见图5，第一滑轨13的截面是多边形的，分别固定在床身11凹陷的内壁上，其靠近导轨3的一端设有大倒角，用于托盘27进入到床身11时进行导向，提高托盘27在激光切割机1和载物台2之间交替移动的准确性，第二滑轨28固定在载架21上，靠近床身11的一端设有大倒角，用于扩大对接的容差，滑轮271安装在托盘27的下端面上，滑轮271在第二滑轨28上滚动，第一滑轨13与第二滑轨28对正，形成直线轨道，使得滑轮271能从载物台2上面平稳地滑动到床身11上去。

进一步地，拖动机构12由链条121、减速机122、链轮123和挂轮124组成，链条121是环形链在减速机122的带动下转动，链轮123安装在床身11凹陷的内壁上，将链条121约束成向下弯折的L形，其凸出一部分朝下，减速机122处于链条121的下方，挂轮124连接在链条121侧壁上，且靠近床身11的中心，这样设置，减速机122不会在托盘27进入到床身11上时形成干涉，链条121侧面在托盘27进入到床身11上时与托盘27的侧壁贴合，以摩擦传动的方式传递动力，拖动托盘27移动到床身11上的加工位置，切割加工完成后，减速机122反转带动链条121反向移动，将托盘27从床身11上推出，减速机122采用空心杯减速器，由一根输出轴带动两侧的链条121同时同向转动，提高了床身11移动的稳定性和停位的稳定性。

优选地，推送机构24由双杆气缸和推头组成，双杆气缸能够引导活塞在缸内进行直线往复运动，实现推送机构24将托盘27的一部分推动到床身11上，使其与拖动机构12接触，双杆气缸用在此处，提高推动托盘27移动的准确性，同时，也用于接收从床身11下移动下来的托盘27，采用气缸进行推送利用其柔性，降低托盘27对载架21的冲击，提高系统的稳定性，推头固定在双杆气缸的推杆上，由PU制成，用于接收托盘27时进行缓冲，降低接收托盘27的振动。

优选地，两个载物台2相对布置在导轨3的上，两个载物台2配合导轨3两端的换料区域7使用，提高输送物料的效率，防止两台激光切割机1同时完成加工发生中断，提高激光切割机1的使用率。

优选地，驱动装置23由直角减速器、齿轮和齿条31组成，直角减速器固定在载物台2的侧壁上与导轮22平齐，直角减速器与齿轮直连，齿条31与导轨3结合在一起，齿条31与齿轮啮合驱动载物台2在导轨3上移动，齿轮传动具有精度高、寿命长的特点，用在此处，提高载物台2的停位准确性。

优选地，换料装置5安装在导轨3的两端的换料区域7内，换料装置5采用桁架机械手，用于将待加工的料胚或者加工完成后的半成品分别移动到不同输送辊上面，实现该激光切割加工系统与工厂现有的物料输送系统对接，提高工厂连续生产的自动化水平，进而提高整条生产线的生产效率。

优选地，载物台2上还设有挂载结构29，挂载结构29由两个固定在载架21上挂钩25组成，挂钩25固定在载架21的靠近激光切割机1一侧，挂钩25的截面设置成F形，挂轮124的一侧可转动，另一侧连接在链条121的链节上，挂轮124在托盘27贴近到床身11后，在链条121的带动下由上至下地滑入到挂钩25的凹槽中，实现与挂钩25的卡接，沿床身11的长度方向通过挂钩25向托盘27施加拉力，将整个托盘27拉上床身11并保持不动；当托盘27上的物料加工完成后，链条121反向转动带动托盘27滑下床身11进入到载物台2上，挂钩25伸出托盘27的侧面，用于托盘27与拖动机构12接合，为托盘27上下床身11上提供动力，并实现托盘27的准确定位。

优选地，载架21还装有限位块26和限位柱，限位块26安装在载架21远离激光切割机1的一侧，其截面呈弓形，限位柱采用电磁可伸缩圆柱，布置在限位块26的下方，用于接收从床身11上滑下的托盘27，托盘27到位后，限位柱弹出插入到限位块26中，保证托盘27不会冲出载架21的接收范围，并对托盘27在载架21的位置进行限定。

优选地，拖动机构12可采用同步带传动，同步带具有定位精度高、噪音小且维护容易的特点，用在此处，可以提高推动托盘27的定位精度，并降低对传动系统的冲击。

优选地，床身11的侧壁上设有排气装置15，排气装置15采用轴流风机和过滤器组成，过滤器对准加工材料的侧面，交激光切割产生的废气吸入，并进行过滤，以满足环境排放要求，轴流风机安装在床身11远离导轨3的一侧，将经过过滤后的废物排出，轴流风机与过滤器通过管道连接。

优选地，激光切割机1上还设有落料仓16，落料仓16处在床身11的下方，用于收集从托盘27上脱落半成品或者边角料。

优选地，载物台2与激光切割机1的由接近开关实现，接近开关是一种无需与部件进行机械直接接触而触发操作的位置开关，当载物台2的接近开关的感应面到激光切割机1时，不需要载物台2与激光切割机1的进行机械接触或者施加任何压力即可完成载物台2的准确对位，给计算机(plc)装置提供控制信号。

优选地，导轨3两端的换料区域7内安装有胚料输送辊4和半成品输送辊6，胚料输送辊4与生产线的供料系统相连，用于将需要加工的胚料运送到换料区域7内，半成品输送辊6与下一首工序相连，用于将切割完成后装成品输送到下一道工序或者仓库，物料在载物台2上进行移动，通过机械手实现。

具体地激光切割加工过程如下：

物料由胚料输送辊4运送到换料区域7内，由换料区域7内的换料装置5移动到载物台2的托盘27上，载物台2经过导轨3将托盘27对准处于待机状态下的激光切割机1，由推送机构24将托盘27的一部分送入到第一滑轨13上，拖动机构12启动，挂轮124滑入到挂钩25中，将托盘27完全拖动到床身11中并定位，切割头14启动对物料进行切割加工，此时，载物台2回退至换料区域7，将下一个托盘27运送到激光切割机1上，或者有激光切割机1完成加工，载物台2移动对准该激光切割机1，使第一滑轨13和第二滑轨28对正，由拖动机构12将托盘27从床身11上推下，待托盘27移动到载物台2并触发其的传感器，限位柱弹出插入到限位块26中锁定托盘27，载物台2移动至换料区域7，由换料装置5将半成品物料移动到半成品输送辊6上运输给下一道工序，当加工区域8内的激光切割机1均处于工作状态时，载物台2依靠在换料区域7进行待机。

载物台2的工作运行过程如下：

当仅有一台载物台2和一台激光切割机1运行时，载物台2移动到与激光切割机1正对，托盘27被拖动机构12从激光切割机1的承载结构17移动到载物台2上，限位块26将托盘27卡紧，载物台2沿导轨3运动到导轨3两端的换料区域7，由换料区域7内的机械手从胚料输送带上抓取物料放置到托盘27上，托盘27再次沿导轨3移动至激光切割机1的侧面，让第一滑轨13和第二滑轨28对正，托盘27经过第一滑轨13和第二滑轨28形成的路径移由载物台2移动到激光切割机1上，承载结构17将托盘27锁定在床身11上，激光切割机1启动对物料进行切割加工，此时载物台2依然停靠在激光切割机1的侧面，加工完成后，一部分物料经过托盘27掉入到床身11下方的落料仓16中，另一部分仍然停放在托盘27上，拖动机构12将托盘27移动至载物台2上，载物台2将物料移动到换料区域7内，由机械手将物料取走放置到成品输送带或者废料输送带上，再从胚料输送带上将物料放到托盘27上，重复循环些上述过程，实现物料的连续切割加工。

当仅有一台载物台2和多台激光切割机1运行时，载物台2移动至距离最近的激光切割机1处，并使该激光切割机1上的第一滑轨13和第二滑轨28对正，托盘27被拖动机构12由床身11上带动至载物台2上，限位块26将托盘27固定住，载物台2移动至换料区域7内，由机械手从胚料输送带上抓取物料至托盘27上，载物台2再将托盘27运送至激光切割机1一侧，由拖动机构12将托盘27拖动至床身11上并固定，激光切割机1开始进行切割加工，载物台2移动至另一台激光切割机1处，将其床身11的托盘27取走，在换料区域7内进行上料，再由载物台2将托盘27送回至激光切割机1上，进行切割加工时，载物台2移至换料区域7内等待，待激光切割机1完成切割加工后，移至与该激光切割机1正对的位置，由拖动机构12将托盘27连同部分物料推动至载物台2上，再由载物台2运送至换料区域7内，机械手移走成品或者废料，并重新补充物料至托盘27上，载物台2将托盘27重新运送回该激光切割机1上，运送完成后，返回到换料区域7内，等待下一次换料，重复循环上述过程，实现对多台激光切割机1进行换料。

当有两台载物台2和多台激光切割机1运行时，两台载物台2的初始位置分别处在导轨3的两侧，激光切割机1需要进行上料时，先判断激光切割机1的位置并就近将上料任务分配给最接近此激光切割机1的载物台2，载物台2移动至待换料激光切割机1侧面，运送走托盘27，并将放有物料的托盘27再次送回，送回托盘27后再移动至初始位置的换料区域7内等待下一次换料任务；当同时有两台激光激光切割机1需要换料时，每一台激光切割机1由最接近的载物台2进行换料，若最接的载物台2已被任务点用，则自动启用空闲的载物台2进行换料；当同时有三台或者以上的激光切割机1需要进行换料时，由两台载物台2进行同时换料，仅剩下一台激光切割机1需要进行换料时，由最先空闲的载物台2进行换料，以保证换料时间最短。

实施例二

如图9所示，参照实施例一相同特征不再赘述，其不同之处在于，八台激光切割机1分成均匀的两组布置在导轨3的两侧，形成两个加工区域8，两台载物台2通过导轨3移动，可以对准激光切割机1的床身11，实现物料的连续供给，当两侧有激光切割机1同时完成加工时，以最靠近此激光切割机1的载物台2进行下料，提高了场地的利用率，两台载物台2的侧壁上装有接近传感器，防止两载物台2发生碰撞，载物台2下料可以交替方式进行换料，以降低运行难度。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种激光切割系统，包括至少一台激光切割机(1)、载物台(2)和导轨(3)，所述导轨(3)设置在至少一台所述激光切割机(1)的一侧，所述载物台(2)滑动连接在所述导轨(3)上，所述激光切割机(1)包括床身(11)和设置在所述床身(11)两侧的承载结构(17)，其特征在于，还包括托盘(27)，当所述载物台(2)和所述床身(11)正对时，所述托盘(27)可在所述承载结构(17)和所述载物台(2)之间滑动。

2.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：

所述导轨(3)设置成与所述床身(11)的长度方向垂直。

3.根据权利要求2所述的激光切割系统，其特征在于：

包括多台所述激光切割机(1)，多台所述激光切割机(1)可设置在所述导轨(3)的一侧或两侧。

4.根据权利要求3所述的激光切割系统，其特征在于：

包括多个所述载物台(2)，多个所述载物台(2)滑动连接在所述导轨(3)上。

5.根据权利要求4所述的激光切割系统，其特征在于：

所述激光切割机(1)还包括拖动机构(12)，所述拖动机构(12)设置在所述激光切割机(1)上，所述托盘(27)包括挂载结构(29)，所述挂载结构(29)设置在所述托盘(27)靠近所述激光切割机(1)的一端，所述拖动机构(12)与所述挂载结构(29)结合，拖动所述托盘(27)移动。

6.根据权利要求5所述的激光切割系统，其特征在于：

所述挂载结构(29)包括挂钩(25)，所述挂钩(25)设置在所述托盘(27)靠近所述激光切割机(1)的一侧，所述拖动机构(12)包括链条(121)和挂轮(124)，所述链条(121)滑动连接在所述床身(11)上，所述挂轮(124)连接在所述链条(121)上且可转动，所述挂轮(124)与所述挂钩(25)卡接带动所述托盘(27)移动。

7.根据权利要求6所述的激光切割系统，其特征在于：

所述载物台(2)还包括推送机构(24)和限位块(26)，所述推送机构(24)和所述限位块(26)均设置在所述载物台(2)上远离所述激光切割机(1)的另一侧。

8.根据权利要求7所述的激光切割系统，其特征在于：

所述承载结构(17)包括第一滑轨(13)，所述第一滑轨(13)沿所述床身(11)的长度方向布置，所述载物台(2)还包括载架(21)和第二滑轨(28)，所述第二滑轨(28)设置在所述载架(21)上，所述第二滑轨(28)靠近所述激光切割机(1)的一端和所述第一滑轨(13)靠近所述导轨(3)的一端均设置有倒角，所述第二滑轨(28)的一端与所述第一滑轨(13)的一端可对正。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的激光切割系统，其特征在于：

还包括换料装置(5)，所述换料装置(5)设置在所述导轨(3)的两端。

10.根据权利要求9所述的激光切割系统，其特征在于：

所述托盘(27)上设置有等间距的空洞。

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