CN118789140B - 一种适用多零件切割柔性化三轴设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于切割设备技术领域，尤其涉及一种适用多零件切割柔性化三轴设备，包括切割箱，所述切割箱内水平安装有安装板，所述安装板的顶部并列安装有多个定位夹具，所述定位夹具上夹持有待切割的管件，所述切割箱的前侧设置有L形的固定板。本发明通过设有吸附组件，当内衬管被插入到管件的端口内部时，多个活动条能够对管件的内壁起到支撑作用的同时，活动条还能够与管件内壁紧密吸附在一起，从而当管件的部分端口被切割下来时，被切割下来的边角料能够被活动条产生的吸力所吸附，从而避免了切割下的边角料随意掉落在管件的底部内壁上，造成边角料与管件的二次粘黏，保证了管件切割后的成品质量。

Description

一种适用多零件切割柔性化三轴设备

技术领域

本发明属于切割设备技术领域，尤其涉及一种适用多零件切割柔性化三轴设备。

背景技术

激光切割是利用经激光切割头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、烧蚀或达到燃点，从而实现将工件割开。目前，由于激光切割设备的发展，平面切割对于生产线的柔性需求越来越突出。

现有的激光切割头在沿着管件端部的表面进行切割的过程中，由于管件的切割处缺少合适的防护装置，当待切割的管件管壁较薄时，切割时产的温度会使被切割下的边角料产生融化，随后融化的边角料会掉落在管口的底部内壁上并与管件内壁粘黏在一起，从而影响管件切割后的成品质量。

因此，发明一种适用多零件切割柔性化三轴设备来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种适用多零件切割柔性化三轴设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用多零件切割柔性化三轴设备，包括切割箱，所述切割箱内水平安装有安装板，所述安装板的顶部并列安装有多个定位夹具，所述定位夹具上夹持有待切割的管件，所述切割箱的前侧设置有L形的固定板，所述固定板的底部设置有调节组件，所述管件的前端插接有内衬管，所述内衬管的前端贯穿插接有连接头，所述连接头的前端连接有吸气软管，且吸气软管活动贯穿插接在固定板上，多个所述吸气软管远离连接管的一端连接有同一个连接管，所述内衬管的表面环形分布有多个条形的收纳槽，所述收纳槽的长度方向与内衬管的长度方向平行，且收纳槽内设置有吸附组件，所述内衬管前端位于连接头底部的位置水平垂直固定连接有齿条，所述齿条垂直滑动贯穿插接在固定板上，且多个齿条的底部设置有同一个驱动组件，所述内衬管的前端滑动套接有清理环，所述清理环与固定板之间固定连接有L形的连接杆，且连接杆位于齿条的底部，所述切割箱的一侧设置有集尘器，所述集尘器与切割箱之间连接有第一吸气管，所述第一吸气管与连接管之间连接有第二吸气管，所述切割箱的顶部安装有三轴龙门架，所述三轴龙门架上安装有激光切割头，所述切割箱的后侧设置有激光发生器，所述激光发生器与激光切割头连接在一起，所述切割箱远离集尘器的一侧设置有操控台，所述操控台的后侧设置有冷水机，所述冷水机与激光发生器连接。

进一步的，所述定位夹具包括底板，所述底板顶部前后侧的位置均固定连接有托块，且托块的顶部设置有U形的卡槽，所述底板顶部一侧位置固定连接有手夹支架，所述手夹支架的顶部安装有快速手夹，且快速手夹的夹持端与管件顶部压紧。

进一步的，所述调节组件包括调节螺杆，所述调节螺杆垂直转动连接在固定板的底部，所述调节螺杆上螺纹套接有第一固定块，所述第一固定块与切割箱前侧固定连接，所述调节螺杆的两侧对称设置有竖直的限位杆，所述限位杆上滑动套接有第二固定块，所述第二固定块与切割箱的前侧固定连接。

进一步的，所述吸附组件包括活动条，所述活动条和内衬管均为石英材质，所述活动条前后端的厚度均向远离活动条中部的方向逐渐变薄，且活动条的前后端斜面始终与清理环内侧相对，所述活动条内部开设有连接槽，所述活动条位于收纳槽外的一侧均匀开设有多个第一吸气孔，且第一吸气孔与连接槽连通，所述活动条位于收纳槽内的一侧垂直固定连接有插管，所述插管的自由端滑动插接在收纳槽对应一侧的槽壁上，且插管的自由端与内衬管内侧连通，所述插管位于收纳槽内的部分套接有支撑弹簧，所述支撑弹簧的两端分别与活动条以及收纳槽对应一侧槽壁固定连接。

进一步的，所述驱动组件包括多个齿轮，多个所述齿轮分别位于多个齿条的底部，且齿轮与齿条啮合在一起，多个所述齿轮的轴心之间固定贯穿插接有同一个驱动轴，所述驱动轴靠近两端的位置均转动套接有连接块，所述连接块与固定板固定连接，所述驱动轴的一端连接有电动马达。

进一步的，所述内衬管位于管件内的一端为锥形设计，所述内衬管表面位于相邻两个收纳槽之间的位置均开设有散热槽，且散热槽的前后侧分别与内衬管的前后侧连通，所述散热槽内开设有第二吸气孔，所述第二吸气孔与内衬管内侧连通。

进一步的，所述内衬管位于管件内的一端插接有过滤筒，所述过滤筒位于内衬管内的一端插接在连接头中，且插管的自由端位于过滤筒的外侧。

进一步的，所述清理环内侧与散热槽相对的位置固定连接有凸块，且凸块大小与散热槽的前侧截面大小相匹配。

进一步的，所述操控台内设置有数控系统，且操控台与三轴龙门架以及激光发生器连接在一起，从而控激光切割头沿X、Y、Z轴的运动，同时也控制激光发生器的输出功率。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有吸附组件，当内衬管被插入到管件的端口内部时，多个活动条能够对管件的内壁起到支撑作用的同时，活动条还能够与管件内壁紧密吸附在一起，从而当管件的部分端口被切割下来时，被切割下来的边角料能够被活动条产生的吸力所吸附，从而避免了切割下的边角料随意掉落在管件的底部内壁上，造成边角料与管件的二次粘黏，保证了管件切割后的成品质量；

2、本发明通过设置有散热槽，当内衬管产生吸力时，内衬管还能够通过第二吸气孔向其内部吸气，在此过程中，外部的空气能够通过散热槽进入到第二吸气孔内，而当空气在散热槽内流动时，切割管件时产生的热量能够在气流的带动下被吸入到内衬管中，从而对管件切割后的区域达到降温的目的；

3、本发明通过设置有过滤筒，当内衬管产生的吸力将外界的空气向其内部吸时，切割时产生的烟雾或者管件融化时产生的焊渣也会被一并吸入到内衬管中，此时过滤筒能够对较小的焊渣进行拦截，避免焊渣进入到吸气软管中，从而将吸气软管烫坏；

4、在切割的过程中，冷水机中的冷却水能够把激光发生器内多余的热量带走以保持激光发生器的正常工作，冷水机还能够对激光切割头中的光路反射镜和聚焦镜进行冷却，以保证稳定的光束传输质量，并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂，而集尘器通过第一吸气管对切割箱内产生的吸力则能够抽出加工时产生的烟尘和粉尘，并进行过滤处理，使废气排放符合环境保护标准。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中切割箱及其内部所有结构的立体示意图；

图3是本发明中三轴龙门架以及激光切割头的立体示意图；

图4是本发明的主面剖视图；

图5是本发明中定位夹具和管件的立体示意图；

图6是本发明中图5的A部放大图；

图7是本发明中内衬管、齿条、活动条、清理环以及连接杆等结构的立体示意图；

图8是本发明中内衬管的立体剖视图；

图9是本发明中活动块和插管的立体剖视图；

图10是本发明中清理环、连接杆以及凸块的立体示意图。

图中：1、切割箱；2、安装板；3、管件；4、固定板；5、内衬管；6、连接头；7、吸气软管；8、连接管；9、齿条；10、清理环；11、连接杆；12、集尘器；13、第一吸气管；14、第二吸气管；15、三轴龙门架；16、激光切割头；17、激光发生器；18、操控台；19、冷水机；20、底板；21、托块；22、手夹支架；23、快速手夹；24、调节螺杆；25、限位杆；26、活动条；27、连接槽；28、第一吸气孔；29、插管；30、支撑弹簧；31、齿轮；32、驱动轴；33、电动马达；34、散热槽；35、第二吸气孔；36、过滤筒；37、凸块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了如图1至图10所示的一种适用多零件切割柔性化三轴设备，包括切割箱1，所述切割箱1内水平安装有安装板2，所述安装板2的顶部并列安装有多个定位夹具，所述定位夹具上夹持有待切割的管件3，所述切割箱1的前侧设置有L形的固定板4，所述固定板4的底部设置有调节组件，所述管件3的前端插接有内衬管5，所述内衬管5的前端贯穿插接有连接头6，所述连接头6的前端连接有吸气软管7，且吸气软管7活动贯穿插接在固定板4上，多个所述吸气软管7远离连接管8的一端连接有同一个连接管8，所述内衬管5的表面环形分布有多个条形的收纳槽，所述收纳槽的长度方向与内衬管5的长度方向平行，且收纳槽内设置有吸附组件，所述内衬管5前端位于连接头6底部的位置水平垂直固定连接有齿条9，所述齿条9垂直滑动贯穿插接在固定板4上，且多个齿条9的底部设置有同一个驱动组件，所述内衬管5的前端滑动套接有清理环10，所述清理环10与固定板4之间固定连接有L形的连接杆11，且连接杆11位于齿条9的底部，所述切割箱1的一侧设置有集尘器12，所述集尘器12与切割箱1之间连接有第一吸气管13，所述第一吸气管13与连接管8之间连接有第二吸气管14，所述切割箱1的顶部安装有三轴龙门架15，所述三轴龙门架15上安装有激光切割头16，所述切割箱1的后侧设置有激光发生器17，所述激光发生器17与激光切割头16连接在一起，所述切割箱1远离集尘器12的一侧设置有操控台18，所述操控台18的后侧设置有冷水机19，所述冷水机19与激光发生器17连接，所述操控台18内设置有数控系统，且操控台18与三轴龙门架15以及激光发生器17连接在一起，从而控激光切割头16沿X、Y、Z轴的运动，同时也控制激光发生器17的输出功率；

所述定位夹具包括底板20，所述底板20顶部前后侧的位置均固定连接有托块21，且托块21的顶部设置有U形的卡槽，所述底板20顶部一侧位置固定连接有手夹支架22，所述手夹支架22的顶部安装有快速手夹23，且快速手夹23的夹持端与管件3顶部压紧；

在对管件3进行切割前，先将待切割的管件3放置到底板20顶部的托块21上，随后利用快速手夹23对管件3进行压紧固定，随后通过调节组件调整固定板4的高度，从而使得安装在固定板4上的内衬管5能够与对应的管件3保持同轴，接着启动驱动组件，使其带动内衬管5插入到对应的管件3中，而当内衬管5插入到管件3的端口中后，内衬管5上的吸附组件能够对管件3内壁起到支撑作用，随着集尘器12的启动，集尘器12能够依次通过第二吸气管14、连接管8以及吸气软管7对内衬管5产生吸力，从而使得内衬管5上的吸附组件能够与管件3的内壁吸附在一起，最后通过操控台18启动三轴龙门架15，从而带动三轴龙门架15上的激光切割头16沿着既定轨迹对管件3表面进行切割，而在切割的过程中，被激光切割头16切割下来的边角料则能够被吸附组件所吸附，进而避免了切割下的边角料随意掉落在管件3的底部内壁上，造成边角料与管件3的二次粘黏，保证了管件3切割后的成品质量；

与此同时，在切割的过程中，冷水机19中的冷却水能够把激光发生器17内多余的热量带走以保持激光发生器17的正常工作，冷水机19还能够对激光切割头16中的光路反射镜和聚焦镜进行冷却，以保证稳定的光束传输质量，并有效防止镜片温度过高而导致变形或炸裂，而集尘器12通过第一吸气管13对切割箱1内产生的吸力则能够抽出加工时产生的烟尘和粉尘，并进行过滤处理，使废气排放符合环境保护标准；

当切割完毕后，随着驱动组件的反向转动，内衬管5能够逐渐从管件3内逐渐移出，在此过程中，被切割下来的管件3边角料能够在吸附组件的带动下与管件3分离并向清理环10靠近，当边角与清理环10接触时，清理环10能够将切割下的边角料从吸附组件上拨离，从而避免了边角料落在切割后的管件3上。

如图2和图5所示，所述调节组件包括调节螺杆24，所述调节螺杆24垂直转动连接在固定板4的底部，所述调节螺杆24上螺纹套接有第一固定块，所述第一固定块与切割箱1前侧固定连接，所述调节螺杆24的两侧对称设置有竖直的限位杆25，所述限位杆25上滑动套接有第二固定块，所述第二固定块与切割箱1的前侧固定连接；

通过设置有调节组件，当固定的管件3直径不同时，能够转动调节螺杆24，从而实现对固定板4高度的调节，而随着固定板4位置的改变，安装在固定板4上的内衬管5也能够与对应直径的管件3轴心相对，从而满足内衬管5对不同直径管件3内壁的支撑防护需求。

如图5至图10所示，所述吸附组件包括活动条26，所述活动条26和内衬管5均为石英材质，所述活动条26前后端的厚度均向远离活动条26中部的方向逐渐变薄，且活动条26的前后端斜面始终与清理环10内侧相对，所述活动条26内部开设有连接槽27，所述活动条26位于收纳槽外的一侧均匀开设有多个第一吸气孔28，且第一吸气孔28与连接槽27连通，所述活动条26位于收纳槽内的一侧垂直固定连接有插管29，所述插管29的自由端滑动插接在收纳槽对应一侧的槽壁上，且插管29的自由端与内衬管5内侧连通，所述插管29位于收纳槽内的部分套接有支撑弹簧30，所述支撑弹簧30的两端分别与活动条26以及收纳槽对应一侧槽壁固定连接；

所述驱动组件包括多个齿轮31，多个所述齿轮31分别位于多个齿条9的底部，且齿轮31与齿条9啮合在一起，多个所述齿轮31的轴心之间固定贯穿插接有同一个驱动轴32，所述驱动轴32靠近两端的位置均转动套接有连接块，所述连接块与固定板4固定连接，所述驱动轴32的一端连接有电动马达33；

当管件3被快速手夹23固定在托块21顶部时，启动电动马达33使其通过驱动轴32带动多个齿轮31转动，而随着齿轮31的转动，齿轮31能够对齿条9的传动作用带动内衬管5向管件3所在方向移动，而随着内衬管5向管件3靠近，当内衬管5插入到管件3中后，随着齿轮31的继续转动，内衬管5能够进一步插入到管件3中，而在此过程中，当活动条26端部的斜面与管件3的端口接触时，活动条26能够在管件3端口的挤压下向收纳槽中移动，而随着活动条26的移动，支撑弹簧30逐渐被压缩，当活动条26开设有第一吸气孔28的一面与与管件3内壁齐平时，随着内衬管5继续插入到管件3中，活动条26也在支撑弹簧30的作用下与管件3内壁紧密贴合在一起，当活动条26刚好完全插入到管件3内部后，关闭驱动马达；

在对管件3进行切割时，随着集尘器12的启动，集尘器12能够通过第二吸气管14对内衬管5产生吸力，从而使得活动条26能与管件3内壁紧密吸附在一起，随着激光切割头16按照既定轨迹沿着管件3表面移动，激光切割头16产生的激光也逐渐对管件3的端口进行切割操作，当管件3的部分端口被切割下来时，由于活动条26表面的第一吸气孔28能够对管件3产生吸力，因此，被切割下来的部分也能够被活动条26产生的吸力所吸附，从而避免了切割下的边角料随意掉落在管件3的底部内壁上，造成边角料与管件3的二次粘黏，保证了管件3切割后的成品质量；

此外，在切割的过程中，多个活动条26还能对管件3的内壁起到支撑的作用，从而避免较薄的管件3在高温切割作用下向内发生变形；

另外，由于活动条26能够在支撑弹簧30的作用下伸出收纳槽，因此活动条26能够配合内衬管5对不同直径的管件3的内壁进行支撑以及吸附，从而满足不同管件3切割时的防护需求；

当切割完毕后，随着电动马达33的反向转动，内衬管5能够逐渐从管件3内逐渐移出，在此过程中，被切割下来的管件3边角料能够在活动条26的带动下与管件3分离并向清理环10靠近，当边角料与清理环10接触时，清理环10的内侧能够通过活动条26的斜面将活动条26压入到收纳槽内，并且随着活动条26的继续移动，清理环10能够贴着活动条26的表面刮动，从而将切割下的边角料从活动条26上拨离，从而避免了边角料落在切割后的管件3上。

如图7和图8所示，所述内衬管5位于管件3内的一端为锥形设计，所述内衬管5表面位于相邻两个收纳槽之间的位置均开设有散热槽34，且散热槽34的前后侧分别与内衬管5的前后侧连通，所述散热槽34内开设有第二吸气孔35，所述第二吸气孔35与内衬管5内侧连通；

通过设置有散热槽34，当内衬管5产生吸力时，内衬管5还能够通过第二吸气孔35向其内部吸气，在此过程中，外部的空气能够通过散热槽34进入到第二吸气孔35内，而当空气在散热槽34内流动时，切割管件3时产生的热量能够在气流的带动下被吸入到内衬管5中，从而对管件3切割后的区域达到降温的目的。

如图8所示，所述内衬管5位于管件3内的一端插接有过滤筒36，所述过滤筒36位于内衬管5内的一端插接在连接头6中，且插管29的自由端位于过滤筒36的外侧；

通过设置有过滤筒36，当内衬管5产生的吸力将外界的空气向其内部吸时，切割时产生的烟雾或者管件3融化时产生的焊渣也会被一并吸入到内衬管5中，此时过滤筒36能够对较小的焊渣进行拦截，避免焊渣进入到吸气软管7中，从而将吸气软管7烫坏。

如图10所示，所述清理环10内侧与散热槽34相对的位置固定连接有凸块37，且凸块37大小与散热槽34的前侧截面大小相匹配；

通过设置有凸块37，当清理环10沿着内衬管5的表面移动时，凸块37能够沿着散热槽34刮动，从而将掉落到散热槽34中的焊渣从散热槽34中清理掉，进而保证气流能够沿着散热槽34顺利的进行流动，保证对管件3端口切割处的散热效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (4)

1.一种适用多零件切割柔性化三轴设备，包括切割箱（1），其特征在于：所述切割箱（1）内水平安装有安装板（2），所述安装板（2）的顶部并列安装有多个定位夹具，所述定位夹具上夹持有待切割的管件（3），所述切割箱（1）的前侧设置有L形的固定板（4），所述固定板（4）的底部设置有调节组件，所述管件（3）的前端插接有内衬管（5），所述内衬管（5）的前端贯穿插接有连接头（6），所述连接头（6）的前端连接有吸气软管（7），且吸气软管（7）活动贯穿插接在固定板（4）上，多个所述吸气软管（7）远离连接管（8）的一端连接有同一个连接管（8），所述内衬管（5）的表面环形分布有多个条形的收纳槽，所述收纳槽的长度方向与内衬管（5）的长度方向平行，且收纳槽内设置有吸附组件，所述内衬管（5）前端位于连接头（6）底部的位置水平垂直固定连接有齿条（9），所述齿条（9）垂直滑动贯穿插接在固定板（4）上，且多个齿条（9）的底部设置有同一个驱动组件，所述内衬管（5）的前端滑动套接有清理环（10），所述清理环（10）与固定板（4）之间固定连接有L形的连接杆（11），且连接杆（11）位于齿条（9）的底部，所述切割箱（1）的一侧设置有集尘器（12），所述集尘器（12）与切割箱（1）之间连接有第一吸气管（13），所述第一吸气管（13）与连接管（8）之间连接有第二吸气管（14），所述切割箱（1）的顶部安装有三轴龙门架（15），所述三轴龙门架（15）上安装有激光切割头（16），所述切割箱（1）的后侧设置有激光发生器（17），所述激光发生器（17）与激光切割头（16）连接在一起，所述切割箱（1）远离集尘器（12）的一侧设置有操控台（18），所述操控台（18）的后侧设置有冷水机（19），所述冷水机（19）与激光发生器（17）连接；

所述调节组件包括调节螺杆（24），所述调节螺杆（24）垂直转动连接在固定板（4）的底部，所述调节螺杆（24）上螺纹套接有第一固定块，所述第一固定块与切割箱（1）前侧固定连接，所述调节螺杆（24）的两侧对称设置有竖直的限位杆（25），所述限位杆（25）上滑动套接有第二固定块，所述第二固定块与切割箱（1）的前侧固定连接；

所述吸附组件包括活动条（26），所述活动条（26）和内衬管（5）均为石英材质，所述活动条（26）前后端的厚度均向远离活动条（26）中部的方向逐渐变薄，且活动条（26）的前后端斜面始终与清理环（10）内侧相对，所述活动条（26）内部开设有连接槽（27），所述活动条（26）位于收纳槽外的一侧均匀开设有多个第一吸气孔（28），且第一吸气孔（28）与连接槽（27）连通，所述活动条（26）位于收纳槽内的一侧垂直固定连接有插管（29），所述插管（29）的自由端滑动插接在收纳槽对应一侧的槽壁上，且插管（29）的自由端与内衬管（5）内侧连通，所述插管（29）位于收纳槽内的部分套接有支撑弹簧（30），所述支撑弹簧（30）的两端分别与活动条（26）以及收纳槽对应一侧槽壁固定连接；

所述驱动组件包括多个齿轮（31），多个所述齿轮（31）分别位于多个齿条（9）的底部，且齿轮（31）与齿条（9）啮合在一起，多个所述齿轮（31）的轴心之间固定贯穿插接有同一个驱动轴（32），所述驱动轴（32）靠近两端的位置均转动套接有连接块，所述连接块与固定板（4）固定连接，所述驱动轴（32）的一端连接有电动马达（33）；

所述内衬管（5）位于管件（3）内的一端为锥形设计，所述内衬管（5）表面位于相邻两个收纳槽之间的位置均开设有散热槽（34），且散热槽（34）的前后侧分别与内衬管（5）的前后侧连通，所述散热槽（34）内开设有第二吸气孔（35），所述第二吸气孔（35）与内衬管（5）内侧连通；

所述内衬管（5）位于管件（3）内的一端插接有过滤筒（36），所述过滤筒（36）位于内衬管（5）内的一端插接在连接头（6）中，且插管（29）的自由端位于过滤筒（36）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种适用多零件切割柔性化三轴设备，其特征在于：所述定位夹具包括底板（20），所述底板（20）顶部前后侧的位置均固定连接有托块（21），且托块（21）的顶部设置有U形的卡槽，所述底板（20）顶部一侧位置固定连接有手夹支架（22），所述手夹支架（22）的顶部安装有快速手夹（23），且快速手夹（23）的夹持端与管件（3）顶部压紧。

3.根据权利要求1所述的一种适用多零件切割柔性化三轴设备，其特征在于：所述清理环（10）内侧与散热槽（34）相对的位置固定连接有凸块（37），且凸块（37）大小与散热槽（34）的前侧截面大小相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种适用多零件切割柔性化三轴设备，其特征在于：所述操控台（18）内设置有数控系统，且操控台（18）与三轴龙门架（15）以及激光发生器（17）连接在一起，从而控激光切割头（16）沿X、Y、Z轴的运动，同时也控制激光发生器（17）的输出功率。