CN116197555A - 一种钢板激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割技术领域，具体为一种钢板激光切割设备，包括钉床工作台、底座组件、箱体组件、悬臂机构和机械随动切割头，箱体组件、悬臂机构相配合完成机械随动切割头在水平面两个方向上的移动；所述钉床工作台包括钉床框体，钉床框体包括矩形框架和安装在矩形框架内部的十字形导向槽；十字形导向槽将矩形框架的内部分成四个区域，四个区域中均设置有钉床单元，将现有的焊接固定的钉床改进为多模块式可拆卸的钉床单元，当某个钉床单元中的钉条粘附较多钢渣时，可以单独对该钉条进行更换，无需更换整个钉床还能保证钉床单元的平整度。

Description

一种钢板激光切割设备

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体为一种钢板激光切割设备。

背景技术

人防门就是人民防护工程出入口的门，人防门有普通单双扇防护密闭门、胶管式防爆波活门、悬摆式防爆波活门、降落式双扇防护密闭门、连通口双向受力双扇防护密闭门、坡道内开式双扇防护密闭门、防护防火密闭门、电控门以及防护密闭屏蔽门等种类，人防门要求具有较高的承受强度，因此人防门基本上都是通过钢制材料激光切割加工而成，最常见使用较多的钢制材料就是钢板，同时上述人防门的形状各式不一，所需要的钢板形状也各式不一，也称为异形钢板，因此针对异形钢板的激光切割也是人防门加工制造的必要工序之一。

目前在对人防门所需的正常钢板进行激光切割时，钢板是一般放置在针状工作台上，也就是钉床上，但钉床长时间与工件之间发生磨损以及激光切割钢板上的熔融物质会迸溅到钉床上，导致钉床出现凹凸不平，而钉床又是焊接固定的，即使出现凹凸不平也不好更换，在后续钢板加工过程中会使得钢板放置不平，进而导致切割位置发生误差，且钉床一般是焊接固定的，即使钉床上某些位置迸溅到较多的熔融物质，也无法将特定位置进行修整更换，只能继续使用。

其次，在针对人防门所需的较大矩形类钢板进行激光切割时，针状工作台的边缘往往会给大尺寸矩形钢板一定的限位，但是对于一些用于人防门上异形、小尺寸的钢板则无法限位，在放置不平并且没有限位调整的情况下，这些小尺寸的异形钢板，比如：扇形、T形、U形、Y形等其他造型各异的板材，切割误差往往更大。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供一种钢板激光切割设备，以解决相关技术中激光切割钉床表面存在较多固化后的熔融物质使得钉床凹凸不平导致异形钢板切割误差的技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：本申请实施例提供一种钢板激光切割设备，包括钉床工作台、底座组件、箱体组件、悬臂机构和机械随动切割头，所述底座组件位于钉床工作台的右侧，且底座组件上设置有箱体组件，所述箱体组件的顶部安装有悬臂机构，且悬臂机构的端部安装有机械随动切割头，箱体组件、悬臂机构相配合完成机械随动切割头在水平面两个方向上的移动；所述钉床工作台包括钉床框体，钉床框体包括矩形框架和安装在矩形框架内部的十字形导向槽；十字形导向槽将矩形框架的内部分成四个区域，四个区域中均设置有钉床单元。

其中钉床单元包括卡板和多个沿其长度方向滑动的钉条，所述钉床工作台还包括安装在十字形导向槽中的对中单元，所述对中单元包括一号对中单元和二号对中单元，其中一号对中单元用于控制小尺寸异形钢板前后方向的对中，二号对中单元用于控制小尺寸异形钢板左右方向的对中，且一号对中单元在工作过程中带动四个区域中的钉条逐渐向远离对中单元的方向滑动，从而使钉条远离待切割钢板，降低钢渣迸溅到钉条上的可能性，同时二号对中单元在工作过程中将钢板顶起夹固。

作为优选方案，所述矩形框架的左右两端各开设有一组卡槽，每组卡槽包括两个前后分布的卡槽，四个卡槽分别处于对应的区域中，卡板卡设在卡槽中，所述十字形导向槽的外壁与卡板相对的一侧安装有承接钉条端部的支撑板。

作为优选方案，所述一号对中单元包括转动安装在十字形导向槽内的双向螺杆和固定套设在双向螺杆中部的锥齿轮，双向螺杆的两端螺接有滑动安装在十字形导向槽中的位移块，且位移块的顶部滑动安装有推板。

作为优选方案，所述推板的底部开设有滑槽，位移块的顶部固定安装有滑块，滑块与滑槽的顶壁上均设置增加阻力的磁性层，且两个磁性层的磁力相反，滑块与滑槽之间还设置有方便推板回位的弹簧。

作为优选方案，所述二号对中单元的结构与一号对中单元相同，且二号对中单元中的双向螺杆位于一号对中单元中的双向螺杆的下方，且二者相互垂直，二号对中单元中的锥齿轮与一号对中单元中的锥齿轮相啮合。

作为优选方案，所述二号对中单元中的推板由上下两部分组成，其中下半部分靠近钢板边缘的一侧呈坡口状，该推板向钢板靠近时坡口挤压钢板将其顶起支撑。

作为优选方案，所述推板的下表面左右两侧均固定连接有连接板，且连接板的端部连接有推杆，推杆与双向螺杆平行，且推杆贯穿十字形导向槽的侧壁后通向与推板相远离的钉床单元，并与钉床单元中的其中一个钉条相连接，同一个钉床单元中相邻两个钉条之间通过弹性绳相连接。

作为优选方案，所述钉条靠近支撑板的一端底部均开设有让位槽，且钉条上的让位槽高度从远离对中单元的一端到靠近对中单元的一端逐渐增加，所述支撑板的顶部均设置有多个与钉条相间分布的限位块，且限位块的高度位于相邻两个钉条上的让位槽之间。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：将现有的焊接固定的钉床改进为多模块式可拆卸的钉床单元，当某个钉床单元中的钉条粘附较多钢渣时，可以单独对该钉条进行更换，无需更换整个钉床还能保证钉床单元的平整度。

进一步地，小尺寸异形钢板放置在钉床单元上，利用一号对中单元和二号对中单元同时对小尺寸异形钢板进行对中校准，一来降低了初始时对异形钢板放置的精度，节省了放置过程中反复对准的时间；二来在一号对中单元对小尺寸异形钢板对中的过程中，会推动钉条逐渐远离钢板，减少钢板下表面的支撑点，进而减少激光切割中钢渣迸溅在钉条上的量，延长钉床变成凹凸不平的时间，进而延长其使用寿命。

进一步地，两个对中单元中的推板都是与钢板的边缘接触，切割过程钢渣无法迸溅到接触面上，保证了对中单元中推板的推动精度，且切割完一个钢板后，推板无需退回原处，只需外移小尺寸距离即可，节省了夹固下一个钢板的时间，提高了激光切割的效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的整体结构示意图。

图2为本申请中钉床工作台的立体结构示意图。

图3为本申请中矩形框架的结构示意图。

图4为本申请中钉床单元的结构示意图。

图5为图2中A区域的放大结构示意图。

图6为本申请中一号对中单元中部分零部件的剖切结构示意图。

图7为图6中B区域的放大结构示意图。

图8为本申请中二号对中单元中推板的立体结构示意图。

附图标记：1、钉床工作台；11、钉床框体；111、矩形框架；112、卡槽；113、十字形导向槽；12、钉床单元；121、卡板；122、钉条；123、支撑板；124、限位块；125、让位槽；126、弹性绳；13、对中单元；131、双向螺杆；132、锥齿轮；133、位移块；134、推板；135、连接板；136、推杆；137、滑块；138、滑槽；139、弹簧；2、底座组件；3、箱体组件；4、悬臂机构；5、机械随动切割头。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1和图2所示，一种钢板激光切割设备，包括钉床工作台1、底座组件2、箱体组件3、悬臂机构4和机械随动切割头5，所述底座组件2位于钉床工作台1的右侧，且底座组件2上设置有箱体组件3，所述箱体组件3的顶部安装有悬臂机构4，且悬臂机构4的端部安装有机械随动切割头5，箱体组件3带动悬臂机构4进行前后方向移动，悬臂机构4带动机械随动切割头5进行左右方向移动；箱体组件3、悬臂机构4相配合完成机械随动切割头5在水平面两个方向上的移动，待切割的钢板放置在钉床工作台1上，利用移动的机械随动切割头5将钢板切割成所要的形状。

如图1和2所示，所述钉床工作台1包括支撑框和安装在支撑框上的钉床框体11，支撑框的底部设置有支腿与万向轮，支腿确保了钉床工作台1在不发生移动时的稳定性，万向轮则可以带动钉床工作台1移动。

如图2和3所示，钉床框体11包括矩形框架111和安装在矩形框架111内部的十字形导向槽113，十字形导向槽113的顶部低于矩形框架111的顶部，十字形导向槽113将矩形框架111的内部分成四个区域，其中矩形框架111的左右两端各开设有一组卡槽112，每组卡槽112包括两个前后分布的卡槽112，四个卡槽112分别处于对应的区域中。

如图图2、图3和图4所示，所述矩形框架111内部划分出的四个区域中均设置有钉床单元12，钉床单元12包括卡设在卡槽112中的卡板121，卡板121的一侧滑动安装有多个沿其长度方向滑动的钉条122，所述钉条122的顶部高出矩形框架111的顶部，且十字形导向槽113的外壁与卡板121相对的一侧安装有承接钉条122端部的支撑板123，避免钉条122因自重发生偏转，从而导致凹凸不平，通过钉条122的滑动可以改变相邻两个钉条122之间的间隔，进而可以根据钢板的大小改变钉条122对钢板的支撑位置。

如图2、图3、图4、图5和图6所示，所述钉床工作台1还包括安装在十字形导向槽113中的对中单元13，所述对中单元13包括一号对中单元和二号对中单元，一号对中单元包括转动安装在十字形导向槽113内的双向螺杆131和固定套设在双向螺杆131中部的锥齿轮132，双向螺杆131的两端螺接有滑动安装在十字形导向槽113中的位移块133，且位移块133的顶部滑动安装有推板134，其中推板134的滑动方向与位移块133的位移方向在同一直线上。

二号对中单元的结构与一号对中单元相同，且二号对中单元中的双向螺杆位于一号对中单元中的双向螺杆131的下方，且二者相互垂直，二号对中单元中的锥齿轮与一号对中单元中的锥齿轮132相啮合，两个对中单元中的双向螺杆在两个锥齿轮的传动作用下同步转动，任意一个对中单元中的双向螺杆采用外部电机驱动，其中一号对中单元用于控制小尺寸异形钢板前后方向的对中，二号对中单元用于控制小尺寸异形钢板左右方向的对中。

其中，推板134的下表面左右两侧均固定连接有连接板135，且连接板135的端部连接有推杆136，推杆136与双向螺杆131平行，且推杆136贯穿十字形导向槽113的侧壁后通向与推板134相远离的钉床单元12，并与钉床单元12中的其中一个钉条122相连接，而同一个钉床单元12中相邻两个钉条122之间通过弹性绳126相连接，当一号对中单元中的位移块133在双向螺杆131的螺纹驱动和对中单元13的限位下相向移动逐渐靠近时，会带动其上方的推板134同步移动，而相互靠近的推板134则会推动远离推板134的钉床单元12中的钉条122移动，进而使得前后两个相对的钉床单元12中的钉条122与对中单元13的距离越来越远，而同一个钉床单元12中的钉条122则逐渐靠拢。

如图4所示，所述钉条122靠近支撑板123的一端底部均开设有让位槽125，且钉条122上的让位槽125高度从远离对中单元13的一端到靠近对中单元13的一端逐渐增加，所述支撑板123的顶部均设置有多个与钉条122相间分布的限位块124，且限位块124的高度位于相邻两个钉条122上的让位槽125之间，在推板134带动推杆136推动钉条122逐渐远离对中单元13时，靠近对中单元13的钉条122会越过远离对中单元13的限位块124，在推板134带动推杆136拉动钉条122逐渐靠近对中单元13时，远离对中单元13的钉条122则无法越过靠近对中单元13的限位块124，如此则可以使得钉条122合拢时，不会受到限位块124的阻隔，而钉条122逐渐展开时，则可以受到限位块124的限位，避免了所有的钉条122一起移动时不受限制。

其中，限位块124通过螺栓固定在支撑板123上，而推杆136的长度则可以根据实际承接钢板的大小进行调整，具体为由两个支杆和共同螺接在两个支杆之间的螺纹套管组成（附图中未示出），通过旋动螺纹套管可以改变两个支杆之间的距离，进而改变推杆136的长度。

如图7所示，所述推板134的底部开设有滑槽138，位移块133的顶部固定安装有滑块137，滑块137与滑槽138的顶壁上均设置增加阻力的磁性层，且两个磁性层的磁力相反，滑块137与滑槽138之间还设置有方便推板134回位的弹簧139。

如图8所示，所述二号对中单元中的推板由上下两部分组成，其中下半部分为直角梯形板，且直角梯形板的倾斜面朝向要切割的钢材边缘，而上半部分为矩形板，矩形板靠近钢板边缘的一侧与直角梯形板的倾斜面顶部相平齐，在二号对中单元随一号对中单元同步移动时，若一号对中单元中的推板134先接触到钢材边缘，则一号对中单元中的推板134会先被迫与位移块133之间发生相对位移，同时推板134会给钢板前后方向相同的力，迫使放置不规范的钢板逐渐偏转，当二号对中单元中的推板逐渐与钢板边缘接触时，倾斜面会先与钢板边缘接触，并在推板移动过程中逐渐将钢板顶起，避免钢板底部的钉条122逐渐远离，钢板受到的支撑力不平衡，直角梯形板对钢板边缘起到限位和支撑的作用。

在机械随动切割头5对钢板焊接时，由于钉条122已经远离钢板，故钢渣掉落在钉条122上的量大大减少，相应的降低了钉条122凹凸不平的可能性，其次由于直角梯形板的倾斜面距离钢板底部较近，而矩形板边缘又贴合在钢板边缘上，故钢渣不会粘附在二号对中单元的推板上，也就是说在降低了钉条122上钢渣粘附的情况外，相应的也不会对推板134产生影响。

工作原理：将小尺寸异形钢板放置在钉床单元12上，之后启动外部电机，使得两个对中单元同步移动，一号对中单元中的推板134在移动过程中会通过推杆136推动钉条122远离钢板，当一号对中单元中的推板134接触到钢板后，推板134会在钢板的反推力下沿着与位移块133移动方向相反的方向移动，当二号对中单元中的推板与钢板接触后会逐渐将钢板顶起夹固，之后利用箱体组件3、悬臂机构4相配合完成机械随动切割头5在水平面两个方向上的移动，进而通过机械随动切割头5对小尺寸异形钢板进行切割。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，术语“第一”、“第二”、“一号”、“二号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢板激光切割设备，包括钉床工作台（1）、底座组件（2）、箱体组件（3）、悬臂机构（4）和机械随动切割头（5），所述底座组件（2）位于钉床工作台（1）的右侧，且底座组件（2）上设置有箱体组件（3），所述箱体组件（3）的顶部安装有悬臂机构（4），且悬臂机构（4）的端部安装有机械随动切割头（5），箱体组件（3）、悬臂机构（4）相配合完成机械随动切割头（5）在水平面两个方向上的移动；其特征在于，所述钉床工作台（1）包括钉床框体（11），钉床框体（11）包括矩形框架（111）和安装在矩形框架（111）内部的十字形导向槽（113）；十字形导向槽（113）将矩形框架（111）的内部分成四个区域，四个区域中均设置有钉床单元（12）；

其中钉床单元（12）包括卡板（121）和多个沿其长度方向滑动的钉条（122），所述钉床工作台（1）还包括安装在十字形导向槽（113）中的对中单元（13），所述对中单元（13）包括一号对中单元和二号对中单元，其中一号对中单元用于控制小尺寸异形钢板前后方向的对中，二号对中单元用于控制小尺寸异形钢板左右方向的对中，且一号对中单元在工作过程中带动四个区域中的钉条（122）逐渐向远离对中单元（13）的方向滑动，从而使钉条（122）远离待切割钢板，降低焊渣迸溅到钉条（122）上的可能性，同时二号对中单元在工作过程中将钢板顶起夹固。

2.根据权利要求1所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述矩形框架（111）的左右两端各开设有一组卡槽（112），每组卡槽（112）包括两个前后分布的卡槽（112），四个卡槽（112）分别处于对应的区域中，卡板（121）卡设在卡槽（112）中，所述十字形导向槽（113）的外壁与卡板（121）相对的一侧安装有承接钉条（122）端部的支撑板（123）。

3.根据权利要求1所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述一号对中单元包括转动安装在十字形导向槽（113）内的双向螺杆（131）和固定套设在双向螺杆（131）中部的锥齿轮（132），双向螺杆（131）的两端螺接有滑动安装在十字形导向槽（113）中的位移块（133），且位移块（133）的顶部滑动安装有推板（134）。

4.根据权利要求3所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述推板（134）的底部开设有滑槽（138），位移块（133）的顶部固定安装有滑块（137），滑块（137）与滑槽（138）的顶壁上均设置增加阻力的磁性层，且两个磁性层的磁力相反，滑块（137）与滑槽（138）之间还设置有方便推板（134）回位的弹簧（139）。

5.根据权利要求3-4任一项所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述二号对中单元的结构与一号对中单元相同，且二号对中单元中的双向螺杆位于一号对中单元中的双向螺杆（131）的下方，且二者相互垂直，二号对中单元中的锥齿轮与一号对中单元中的锥齿轮（132）相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述二号对中单元中的推板由上下两部分组成，其中下半部分靠近钢板边缘的一侧呈坡口状，该推板向钢板靠近时坡口挤压钢板将其顶起支撑。

7.根据权利要求3-4任一项所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述推板（134）的下表面左右两侧均固定连接有连接板（135），且连接板（135）的端部连接有推杆（136），推杆（136）与双向螺杆（131）平行，且推杆（136）贯穿十字形导向槽（113）的侧壁后通向与推板（134）相远离的钉床单元（12），并与钉床单元（12）中的其中一个钉条（122）相连接，同一个钉床单元（12）中相邻两个钉条（122）之间通过弹性绳（126）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种钢板激光切割设备，其特征在于：所述钉条（122）靠近支撑板（123）的一端底部均开设有让位槽（125），且钉条（122）上的让位槽（125）高度从远离对中单元（13）的一端到靠近对中单元（13）的一端逐渐增加，所述支撑板（123）的顶部均设置有多个与钉条（122）相间分布的限位块（124），且限位块（124）的高度位于相邻两个钉条（122）上的让位槽（125）之间。

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