CN116618850B - 一种高精度的大型金属板材激光切割工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度的大型金属板材激光切割工艺，涉及大型金属板材激光切割技术领域，包括基架，基架上滑动连接有横梁，且位于横梁上安装有激光切割器，基架的顶部两侧对称开设有滑道；本发明通过在整个金属板材底部安装顶块，通过第一主轮和第二辅轮转动带动第一齿带转动，从而实现整个顶块在金属板件底部活动，通过第二主轮和第一辅轮带动第二齿带转动，从而实现整个壳体在顶块上活动，最终整个壳体可以在金属板件底部自由活动，配合上金属板件顶部的激光切割器，实现整个板材切割废料的收取以及切割件的回收操作，提高了整个金属板件切割设备整体整洁度的同时，方便工作人员对切割料的收取。

Description

一种高精度的大型金属板材激光切割工艺

技术领域

本发明涉及大型金属板材激光切割技术领域，具体为一种高精度的大型金属板材激光切割工艺。

背景技术

激光是一种高亮度、方向性好、单色性好的相干光，激光束聚焦成很小的光点（其最小直径可小于0.1mm），使焦点处达到很高的功率密度，聚焦后的激光束照在任何坚硬的材料上都将产生上万度的高温，由于光束输入的热量远远超过被该材料反射、传导或扩散的部分因此在此高温下，任何坚硬的材料都将瞬时熔化和蒸发，形成孔洞，并产生很强烈的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除，随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝，这就是激光切割的原理；

大型板材的高密度切割及切割件的获取，此过程激光切割器工时较长，板材利用率最大，但由于切割件个体较小，切割时未对板材进行固定，容易造成切割过程中板材内应力释放，从而造成板材弯曲变形，最终影响整个切割件的切割精度，同时整个大型金属板材进行切割时，由于整个切割件体积较小，切割完后容易停留在板件上，需要后期工作人员进行手动获取，同时整个激光切割机床由于安装的垫网，激光切割时产生的废渣随意掉落，不利于后期整体清理工作进行；

为此，我们提出一种高精度的大型金属板材激光切割工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度的大型金属板材激光切割工艺，以解决上述背景技术中提出的问题；

通过螺纹杆转动带动螺纹套运动，使得连接杆带动压板在挡板间活动，实现整个金属板件的压紧固定，避免金属板材切割过程中板材内应力释放造成板材弯曲变形问题；

通过在金属板件底部安装可以自由活动的壳体，对金属切割件和废渣进行收集的同时还可以进行筛分，避免了后续工作人员手动获取切割件流程复杂的问题；

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高精度的大型金属板材激光切割工艺，其包括以下步骤：

步骤一：板材的定位固定；

利用吸盘装置带动金属板材移动至基架顶部，使得金属板材的一侧贴紧夹取固定机构内基台一侧内壁，同时使得金属板材的一侧放置于垫块顶部，启动位于夹取固定机构内动力设备带动螺纹杆转动，套接在螺纹杆上的多组螺纹套相向运动，位于螺纹套两侧的连接杆推动挡板内壁上的压板，实现压板对放置于基台表面的金属板材单侧压紧固定；

步骤二：激光切割双向校准；

基架内动力设备分别带动转轴和转套转动，转轴转动带动第一主轮转动，第一主轮的一侧与第一齿带啮合传动，而整个顶块两侧固定在第一齿带上，第一齿带转动控制顶块在基架与金属板夹层内活动；

转套转动带动第二主轮转动，第二主轮一侧与第二齿带啮合传动，由于第二齿带带动第一辅轮转动，而位于稳定排料机构内壳体的两侧固定有第一辅轮，则会因为第二主轮转动带动顶块上壳体运动，整个顶块上壳体的活动与横梁上激光切割器实现运动同步对接，整个壳体、金属板材和激光切割器三者处于同一竖直直线；

步骤三：切割料的自动收取；

待整个壳体排料孔顶部金属板材切割结束后，此时的电动推杆推动伸缩块在活动槽内运动，使得整个转杆一端连接的抵块接触排料孔内壁弹起，挤压金属板材上未掉落的切割料，使得切割料顺着排料孔掉落到废料箱中，最终顺着废料箱来到基架内传送带上，经过传送带的传动将金属切割料从出料口排出。

进一步的，所述基架上滑动连接有横梁，且位于横梁上安装有激光切割器，所述基架的顶部两侧对称开设有滑道，且位于滑道内滑动连接有顶块，所述顶块的顶部开设有滑槽，且位于滑槽内滑动连接有稳定排料机构；

所述稳定排料机构包括壳体、刷料滚筒、排料孔和活动槽，所述滑槽内滑动连接有壳体，且位于壳体的顶部均匀对称活动连接有刷料滚筒，所述壳体上开设有排料孔，且位于排料孔的底部一端连通有废料箱，所述废料箱内安装有筛网，所述壳体内且位于排料孔的一侧开设有活动槽。

进一步的，所述活动槽的底部内壁滑动连接有伸缩块，且位于伸缩块的顶部通过轴承对称转动连接有转杆，所述转杆的一端转动连接有抵块，所述壳体的一侧通过螺栓固定有电动推杆，且位于电动推杆的一端贯穿壳体一侧并与伸缩块的一侧相固定。

进一步的，所述基架的顶部一侧安装有夹取固定机构，所述夹取固定机构包括基台、挡板和螺纹杆，所述基架的顶部一侧通过螺栓固定有基台，且位于基台的顶部通过点焊均匀固定有挡板，两个所述挡板的相对面滑动连接有压板，且位于压板的顶部通过轴承对称转动连接有连接杆，所述挡板上活动连接有螺纹杆，两个所述挡板的相对面且位于螺纹杆上对称套设固定有螺纹套，所述连接杆一端与螺纹套对应转动连接。

进一步的，所述基架的顶部通过轴承均匀活动连接有第一辅轮，所述基架的顶部一侧通过轴承活动连接有转套，且位于转套上套设固定有第二主轮，所述顶块的顶部两侧通过轴承对称活动连接有第一辅轮，且位于壳体的两侧对称活动连接有第一辅轮，所述顶块上安装的第一辅轮数量为六个，所述第一辅轮与第二主轮外壁套设有第二齿带，且位于第二齿带的两端与基架一侧相固定。

进一步的，所述基架的顶部通过轴承均匀活动连接有第二辅轮，且第二辅轮的数量为五个，所述基架的顶部一侧通过轴承活动连接有转轴，且位于转轴的一端固定有第一主轮，所述第一主轮与第二辅轮外壁套设有第一齿带。

进一步的，所述基架内且位于废料箱的底部安装有传送带，所述基架上且位于传送带的一侧开设有出料口，且位于出料口的一侧安装有接料盒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过螺纹杆转动带动螺纹套运动，使得连接杆带动压板在挡板间活动，从而实现对金属板材在基架一侧的压紧固定，防止金属板材切割过程中板材内应力释放造成板材弯曲变形，从而影响整个切割件的切割精度；

本发明中，通过在整个金属板材底部安装顶块，通过第一主轮和第二辅轮转动带动第一齿带转动，从而实现整个顶块在金属板件底部活动，通过第二主轮和第一辅轮带动第二齿带转动，从而实现整个壳体在顶块上活动，最终整个壳体可以在金属板件底部自由活动，配合上金属板件顶部的激光切割器，实现整个板材切割废料的收取以及切割件的回收操作，提高了整个金属板件切割设备整体整洁度的同时，方便工作人员对切割料的收取。

附图说明

图1为本发明的高精度的大型金属板材激光切割设备连接板材示意图；

图2为本发明的高精度的大型金属板材激光切割设备整体结构示意图；

图3为本发明的夹取固定机构整体结构示意图；

图4为本发明的第一齿带与第二齿带穿带结构示意图；

图5为本发明的转轴与第一主轮、转套与第二主轮连接结构示意图；

图6为本发明的稳定排料机构整体结构示意图。

图中：1、基架；2、横梁；3、激光切割器；4、垫块；5、夹取固定机构；501、基台；502、挡板；503、螺纹杆；504、螺纹套；505、连接杆；506、压板；6、滑道；7、第一辅轮；8、第二辅轮；9、第一齿带；10、第二齿带；11、转轴；12、第一主轮；13、转套；14、第二主轮；15、顶块；16、滑槽；17、稳定排料机构；171、壳体；172、刷料滚筒；173、排料孔；174、废料箱；175、筛网；176、活动槽；18、电动推杆；19、伸缩块；20、转杆；21、抵块；22、传送带；23、出料口；24、接料盒。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

实施例1：

本发明主要涉及大型板材的高密度切割及切割件的获取，此过程激光切割器3工时较长，板材利用率最大，但由于切割件个体较小，切割时需要对板材进行固定，防止切割过程中板材内应力的释放造成板材弯曲变形，从而影响整个切割件的切割精度；

为此如图1-3所示，位于基架1的顶部一侧安装有夹取固定机构5，而具体操作时，先利用外部吸盘板件搬运设备将金属板材送入基架1顶部，使得金属板材的一侧抵紧挡板502的一侧，整个挡板502的底部垫设有基台501，同时整个挡板502上活动连接有螺纹杆503，由于挡板502对螺纹杆503的分割，同时两块挡板502之间滑动连接有压板506，且位于压板506的顶部转动连接有连接杆505，两个挡板502之间的螺纹杆503上对称套设有两个螺纹套504，两个螺纹套504的内螺旋纹路相反，且与连接杆505的一端转动连接，从而在整个螺栓杆转动后，带动连接杆505一端连接的压板506上下移动，从而实现对基台501顶部放置的金属板材一侧压紧固定，避免金属板材进行激光切割时出现翘边问题；

金属板材的一侧固定好后，位于金属板材的另一侧放置于垫块4上，而与垫块4相对侧且位于滑道6内滑动连接有顶块15，整个顶块15初始位置位于横梁2的底部，而整个横梁2可以在基架1上左右运动，同时可以带动激光切割器3在横梁2上前后移动，进而实现对金属板材全面的切割。

实施例2：

如图2所示，整个基架1的顶部一侧安装有转轴11，且位于转轴11一端固定有第一主轮12，转轴11的转动实现整个第一主轮12的转动，安装的转套13顶部固定有第二主轮14，转套13的转动实现整个第二主轮14的转动，同时位于基架1上还活动连接有多组第一辅轮7和第二辅轮8，如图4所示，整个顶块15的顶部两侧对称活动连接有第一辅轮7，而整个稳定排料机构17上的壳体171两侧同样对称活动连接有第一辅轮7，整个第二主轮14与各个第一辅轮7连接有第二齿带10，整个第二齿带10的穿带顺序如图4所示，整个第二齿带10的两侧固定在基架1上；

当整个第二主轮14顺时针转动后带动第二齿带10活动，导致第二齿带10拉动壳体171右侧安装的第一辅轮7，从而造成整个壳体171在滑槽16内向右移动，第二主轮14逆时针转动后，整个壳体171在顶块15上向左运动，整个第一主轮12与第二辅轮8上套设有第一齿带9，当整个第一主轮12顺时针转动后带动顶块15的两侧向下运动，第一主轮12逆时针转动带动顶块15向上运动，如图4所示，通过整个第一主轮12与第二主轮14转动就可以实现带动顶块15上得壳体171在金属板材底部活动，从而实现与横梁2携带的激光切割器3在金属板材两侧同步运动，保持激光切割器3、金属板材切割点和壳体171三者处于同一竖直线上，进而可以实现对切割板材过程中产出的废渣进行跟踪收集，同时对金属板材切割件的回收，避免后期需要人工手动逐个收取，费时费力；

具体操作时，整个壳体171的顶部活动连接有刷料滚筒172，刷料滚筒172的安装一方面用于整个金属板材的支撑，另一方面，在整个激光切割过程中，由于需要高压气体吹去切割处的废渣，部分气压切割问题会导致废渣残留在金属板件底部，刷料滚筒172有利于去除板底残渣，残渣顺着壳体171上的排料孔173进入到废料箱174中，整个废料箱174中安装有筛网175，经过筛网175的拦截后，废渣来到废料箱174底部，工作人员需要定时对废料箱174中残渣进行清理；

当需要对板材上切割件进行收集时，由于激光切割器3切割板件后切割件不会立刻掉落，此时位于壳体171一侧的电动推杆18开始工作，电动推杆18推动活动槽176内的伸缩块19，使得整个伸缩块19带动抵块21向排料孔173中运动，当整个抵块21的一端接触排料孔173内壁时，此时整个伸缩块19还在向右运动，而整个抵块21在展开的转杆20带动下向上运动，将金属板材切割件顶出，同时电动推杆18再次带动伸缩块19回到活动槽176中，而整个切割件在没有抵块21的抵接后掉落到排料孔173中，最终落到废料箱174中，经过废料箱174中筛板的拦截，最终切割件掉落到传送带22上，经过基架1内传送带22的搬运，切割件从出料口23处落入接料盒24中。

工作方法：

利用吸盘装置带动金属板材移动至基架1顶部，使得金属板材的一侧贴紧夹取固定机构5内基台501一侧内壁，同时使得金属板材的一侧放置于垫块4顶部，启动位于夹取固定机构5内动力设备带动螺纹杆503转动，套接在螺纹杆503上的多组螺纹套504相向运动，位于螺纹套504两侧的连接杆505推动挡板502内壁上的压板506，实现压板506对放置于基台501表面的金属板材单侧压紧固定；

基架1内动力设备分别带动转轴11和转套13转动，转轴11转动带动第一主轮12转动，第一主轮12的一侧与第一齿带9啮合传动，而整个顶块15两侧固定在第一齿带9上，第一齿带9转动控制顶块15在基架1与金属板夹层内活动；

转套13转动带动第二主轮14转动，第二主轮14一侧与第二齿带10啮合传动，由于第二齿带10带动第一辅轮7转动，而位于稳定排料机构17内壳体171的两侧固定有第一辅轮7，则会因为第二主轮14转动带动顶块15上壳体171运动，整个顶块15上壳体171的活动与横梁2上激光切割器3实现运动同步对接，整个壳体171、金属板材和激光切割器3三者处于同一竖直直线；

待整个壳体171排料孔173顶部金属板材切割结束后，此时的电动推杆18推动伸缩块19在活动槽176内运动，使得整个转杆20一端连接的抵块21接触排料孔173内壁弹起，挤压金属板材上未掉落的切割料，使得切割料顺着排料孔173掉落到废料箱174中，最终顺着废料箱174来到基架1内传送带22上，经过传送带22的传动将金属切割料从出料口23排出。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种高精度的大型金属板材激光切割工艺，其特征在于：包括基架（1）、横梁（2）和激光切割器（3），所述基架（1）上滑动连接有横梁（2），且位于横梁（2）上安装有激光切割器（3），其特征在于：所述基架（1）的顶部两侧对称开设有滑道（6），且位于滑道（6）内滑动连接有顶块（15），所述顶块（15）的顶部开设有滑槽（16），且位于滑槽（16）内滑动连接有稳定排料机构（17）；

所述稳定排料机构（17）包括壳体（171）、刷料滚筒（172）、排料孔（173）和活动槽（176），所述滑槽（16）内滑动连接有壳体（171），且位于壳体（171）的顶部均匀对称活动连接有刷料滚筒（172），所述壳体（171）上开设有排料孔（173），且位于排料孔（173）的底部一端连通有废料箱（174），所述废料箱（174）内安装有筛网（175），所述壳体（171）内且位于排料孔（173）的一侧开设有活动槽（176）；

所述活动槽（176）的底部内壁滑动连接有伸缩块（19），且位于伸缩块（19）的顶部通过轴承对称转动连接有转杆（20），所述转杆（20）的一端转动连接有抵块（21），所述壳体（171）的一侧通过螺栓固定有电动推杆（18），且位于电动推杆（18）的一端贯穿壳体（171）一侧并与伸缩块（19）的一侧相固定；

所述基架（1）的顶部通过轴承均匀活动连接有第一辅轮（7），所述基架（1）的顶部一侧通过轴承活动连接有转套（13），且位于转套（13）上套设固定有第二主轮（14），所述顶块（15）的顶部两侧通过轴承对称活动连接有第一辅轮（7），且位于壳体（171）的两侧对称活动连接有第一辅轮（7），所述顶块（15）上安装的第一辅轮（7）数量为六个，所述第一辅轮（7）与第二主轮（14）外壁套设有第二齿带（10），且位于第二齿带（10）的两端与基架（1）一侧相固定；

所述基架（1）的顶部通过轴承均匀活动连接有第二辅轮（8），且第二辅轮（8）的数量为五个，所述基架（1）的顶部一侧通过轴承活动连接有转轴（11），且位于转轴（11）的一端固定有第一主轮（12），所述第一主轮（12）与第二辅轮（8）外壁套设有第一齿带（9）；

所述基架（1）的顶部一侧安装有夹取固定机构（5），所述夹取固定机构（5）包括基台（501）、挡板（502）和螺纹杆（503），所述基架（1）的顶部一侧通过螺栓固定有基台（501），且位于基台（501）的顶部通过点焊均匀固定有挡板（502），两个所述挡板（502）的相对面滑动连接有压板（506），且位于压板（506）的顶部通过轴承对称转动连接有连接杆（505），所述挡板（502）上活动连接有螺纹杆（503），两个所述挡板（502）的相对面且位于螺纹杆（503）上对称套设固定有螺纹套（504），所述连接杆（505）一端与螺纹套（504）对应转动连接；

该高精度的大型金属板材激光切割工艺包括以下步骤：

步骤一：板材的定位固定；

利用吸盘装置带动金属板材移动至基架（1）顶部，使得金属板材的一侧贴紧夹取固定机构（5）内基台（501）一侧内壁，同时使得金属板材的一侧放置于垫块（4）顶部，启动位于夹取固定机构（5）内动力设备带动螺纹杆（503）转动，套接在螺纹杆（503）上的多组螺纹套（504）相向运动，位于螺纹套（504）两侧的连接杆（505）推动挡板（502）内壁上的压板（506），实现压板（506）对放置于基台（501）表面的金属板材单侧压紧固定；

步骤二：激光切割双向校准；

基架（1）内动力设备分别带动转轴（11）和转套（13）转动，转轴（11）转动带动第一主轮（12）转动，第一主轮（12）的一侧与第一齿带（9）啮合传动，而整个顶块（15）两侧固定在第一齿带（9）上，第一齿带（9）转动控制顶块（15）在基架（1）与金属板夹层内活动；

转套（13）转动带动第二主轮（14）转动，第二主轮（14）一侧与第二齿带（10）啮合传动，由于第二齿带（10）带动第一辅轮（7）转动，而位于稳定排料机构（17）内壳体（171）的两侧固定有第一辅轮（7），则会因为第二主轮（14）转动带动顶块（15）上壳体（171）运动，整个顶块（15）上壳体（171）的活动与横梁（2）上激光切割器（3）实现运动同步对接，整个壳体（171）、金属板材和激光切割器（3）三者处于同一竖直直线；

步骤三：切割料的自动收取；

待整个壳体（171）排料孔（173）顶部金属板材切割结束后，此时的电动推杆（18）推动伸缩块（19）在活动槽（176）内运动，使得整个转杆（20）一端连接的抵块（21）接触排料孔（173）内壁弹起，挤压金属板材上未掉落的切割料，使得切割料顺着排料孔（173）掉落到废料箱（174）中，最终顺着废料箱（174）来到基架（1）内传送带（22）上，经过传送带（22）的传动将金属切割料从出料口（23）排出。

2.根据权利要求1所述的一种高精度的大型金属板材激光切割工艺，其特征在于：所述基架（1）内且位于废料箱（174）的底部安装有传送带（22），所述基架（1）上且位于传送带（22）的一侧开设有出料口（23），且位于出料口（23）的一侧安装有接料盒（24）。