CN121776715A - 一种金属配件激光切割夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能焊接设备技术领域，公开了一种金属配件激光切割夹具，包括：基座、均设于基座上的夹持组件、线性驱动组件、抵紧组件以及支撑组件；所述抵紧组件包括滑动设于基座上的滑动件、用于驱动滑动部线性移动的平移驱动件、转动设于滑动部上的抵紧件。本发明通过其独特的抵紧组件、支撑组件与夹持组件的协同作用，解决了薄壁管材在激光切割末端因自身重力及转动惯性易发生位置偏移的问题；其主要利用可更换且能同步转动的抵紧件从横向顶紧管材被切割部分的端部，同时配合底部的支撑组件承托其重量，从而在切割全过程使被切割部分与管材主体始终保持稳定的相对位置，避免了因工件偏移导致的切割精度下降的问题。

Description

一种金属配件激光切割夹具

技术领域

本发明涉及智能焊接设备技术领域，更具体地说，它涉及一种金属配件激光切割夹具。

背景技术

在生产带有特殊坡口形状的管材类金属配件时，需要使用激光切割装置进行精准切割，激光切割技术凭借其高精度、高效率的优势，在此类加工中得到了广泛应用。该技术依赖于专用的夹具对待加工管材进行夹持与定位，其夹持的稳定性直接决定了最终的切割质量。

目前，常见的激光切割夹具一般只固定管材的一端，而使被切割部分处于悬空状态的方式，以便于切割机构进行操作。然而，这种方式对于管壁较薄的管材来说会存在一定的缺陷，当切割进行至尾声，切割缝隙即将完成时，被切割部分与管体主体的连接点变得极少，在管材持续转动及被切割部分自身重力的共同作用下，该部分容易发生轻微的弯曲或偏移，导致切割路径出现偏差，影响坡口的成型精度和产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种金属配件激光切割夹具，来解决上述提出的技术问题。

本发明通过以下技术方案来解决上述存在的技术问题：

本发明提供了一种金属配件激光切割夹具，包括：基座、均设于基座上的夹持组件、线性驱动组件、抵紧组件以及支撑组件；

所述夹持组件包括用于夹持固定管材的夹持件以及用于驱动夹持件沿其轴线自转的旋转驱动件；

所述抵紧组件包括滑动设于基座上的滑动件、用于驱动滑动部线性移动的平移驱动件、转动设于滑动部上的抵紧件以及用于连接抵紧件与旋转驱动件的配合传动件，所述抵紧件与夹持件中轴线重合；

所述线性驱动组件用于驱动管材线性伸长，所述支撑组件位于抵紧组件与夹持组件之间，其用于为管材底部提供支撑。

优选的，所述滑动件包括滑动于基座顶面的滑座以及固定于滑座上的连接座。

优选的，所述抵紧件为转动设于连接座一侧的转盘，所述转盘的一侧可拆卸安装有与管材所切割坡口适配的接触块。

优选的，所述平移驱动件包括驱动电机以及与驱动电机输出端连接的丝杆，所述丝杆与滑座的滑动端螺纹连接。

优选的，所述配合传动件包括转动安装于基座上的传动轴以及两个第一带轮，所述连接座的一端与传动轴外侧滑动连接，所述传动轴的一端与旋转驱动件的转动端连接；其中一个所述第一带轮转动安装在连接座上，并与传动轴滑动连接；另一个所述第一带轮固定安装在转盘上，且两个所述第一带轮间通过传动带传动连接。

优选的，所述夹持件为转动设于基座顶面的夹盘，所述旋转驱动件包括伺服电机以及两个第二带轮，其中一个所述第二带轮与伺服电机的转动端连接，另一个所述第二带轮固定安装在夹盘上，且两个所述第二带轮件通过传动带传动连接。

优选的，所述线性驱动组件包括固定于基座顶面的线性伸缩源、设于线性伸缩源伸缩端的滚轮以及用于驱动滚轮转动的带动电机。

优选的，所述线性驱动组件的数量设有两个，其对称分布于夹持组件的两侧。

优选的，所述支撑组件包括顶部带有V型槽体的支撑底座以及对称设于支撑底座顶部的滚珠。

优选的，所述接触块的一侧设有防滑层。

本发明的有益效果在于：

本发明通过其独特的抵紧组件、支撑组件与夹持组件的协同作用，解决了薄壁管材在激光切割末端因自身重力及转动惯性易发生位置偏移的问题；其主要利用可更换且能同步转动的抵紧件从横向顶紧管材被切割部分的端部，同时配合底部的支撑组件承托其重量，从而在切割全过程使被切割部分与管材主体始终保持稳定的相对位置，避免了因工件偏移导致的切割精度偏差，并实现了对不同坡口形状和尺寸管材的适配，提升了切割作业的自动化程度与生产效率。

附图说明

图1是本发明一种金属配件激光切割夹具夹持管材时状态示意图；

图2是本发明一种金属配件激光切割夹具的结构示意图；

图3是本发明一种金属配件激光切割夹具中抵紧组件的结构示意图；

图4是本发明一种金属配件激光切割夹具中夹持组件的结构示意图；

图5是本发明一种金属配件激光切割夹具中线性驱动组件的结构示意图；

图6是本发明一种金属配件激光切割夹具中支撑组件的结构示意图。

图中：10、基座；20、夹持组件；201、夹盘；202、伺服电机；203、第二带轮；30、线性驱动组件；301、线性伸缩源；302、滚轮；303、带动电机；40、抵紧组件；401、滑座；402、连接座；403、转盘；404、接触块；405、驱动电机；406、丝杆；407、传动轴；408、第一带轮；50、支撑组件；501、支撑底座；502、滚珠；60、管材。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

请结合参阅图1至图3，一种金属配件激光切割夹具，包括：基座10、均设于基座10上的夹持组件20、线性驱动组件30、抵紧组件40以及支撑组件50。其中，夹持组件20包括用于夹持固定管材60的夹持件以及用于驱动夹持件沿其轴线自转的旋转驱动件；线性驱动组件30用于驱动管材60线性伸长，支撑组件50位于抵紧组件40与夹持组件20之间，其用于为管材60底部提供支撑。

具体而言，抵紧组件40包括滑动设于基座10上的滑动件、用于驱动滑动部线性移动的平移驱动件、转动设于滑动部上的抵紧件以及用于连接抵紧件与旋转驱动件的配合传动件，且抵紧件与夹持件中轴线重合。其中，滑动件包括滑动于基座10顶面的滑座401以及固定于滑座401上的连接座402；抵紧件为转动设于连接座402一侧的转盘403，转盘403的一侧可拆卸安装有与管材60所切割坡口适配的接触块404，接触块404的一侧设有防滑层，接触块404设置有多重形状，在切割之前，先根据管材60需要切割的坡口形状选择对应的接触块404，而防护层可以为橡胶材质，该防护层可增加转盘403与管材60端部接触的摩擦力；平移驱动件包括驱动电机405以及与驱动电机405输出端连接的丝杆406，丝杆406与滑座401的滑动端螺纹连接；

配合传动件包括转动安装于基座10上的传动轴407以及两个第一带轮408，连接座402的一端与传动轴407外侧滑动连接，传动轴407的一端与旋转驱动件的转动端连接；其中一个第一带轮408转动安装在连接座402上，并与传动轴407滑动连接，在传动轴407外侧设有凸起，可防止传动轴407上的第一带轮408发生自转，同时由于连接座402上设有大于传动轴407直径的圆孔，使得传动轴407转动时不会受到连接座402的阻碍；另一个第一带轮408固定安装在转盘403上，且两个第一带轮408间通过传动带传动连接。

请结合参阅图2至图6，夹持件为转动设于基座10顶面的夹盘201，旋转驱动件包括伺服电机202以及两个第二带轮203，其中一个第二带轮203与伺服电机202的转动端连接，另一个第二带轮203固定安装在夹盘201上，且两个第二带轮203件通过传动带传动连接。

线性驱动组件30的数量设有两个，其对称分布于夹持组件的两侧，线性驱动组件30包括固定于基座10顶面的线性伸缩源301、设于线性伸缩源301伸缩端的滚轮302以及用于驱动滚轮302转动的带动电机303；线性伸缩源301可以电动推杆，通过电动推杆伸缩，可带动滚轮302移动，使其适应不同尺寸的管材60，确保滚轮302与管材60外侧接触。

支撑组件50包括顶部带有V型槽体的支撑底座501以及对称设于支撑底座501顶部的滚珠502，通过该支撑组件50主要为被切割下来的管材60部分提供稳定支撑，在管材60切割自转的过程中，通过支撑组件50的支撑作用，可使切割缝隙受到的来自管材60被切割部分的重力减小。

本发明提供的金属配件激光切割夹具的工作过程为：

首先，将待切割的管材60由夹盘201的末端伸入，使管材60端部向抵紧组件40一侧移动，将管材60移动至预设长度后，通过夹盘201对管材60进行夹持固定，随后，根据管材60的尺寸，通过控制线性伸缩源301伸缩，使滚轮302与管材60外侧接触；

接着，启动平移驱动件中的驱动电机405，驱动电机405通过丝杆406带动滑座401及连接座402线性移动，进而使转动设于连接座402一侧的转盘403向管材60端部靠近，当转盘403上的接触块404与管材60端部接触时，转盘403上的防滑层可增加与管材60端部的摩擦力，确保管材60在切割过程中不会发生轴向位移；

在对管材60进行的切割过程中，通过启动旋转驱动件中的伺服电机202，伺服电机202通过两个第二带轮203和传动带的传动，带动夹盘201及管材60沿其轴线自转，同时，传动轴407被伺服电机202同步驱动，在传动带的传动作用下，使两个第一带轮408同时转动，进而使转盘403可以跟随夹盘201一起同步转动，而支撑组件50中的支撑底座501和滚珠502为被切割下来的管材60部分提供稳定支撑；如此，由于转盘403对被切割下来的管材60部分一端产生横向的抵紧作用力，再配合支撑组件50提供的底部的支撑力，可使管材60在切割过程中，始终与管材60主体保持紧密的连接状态，即便切割槽体较大，管材60壁厚较薄，也能保证被切割下来的管材60部分不会因为自身重力以及转动向心力而出现位置偏移，保证了切割精度；

当管材60切割完成后，旋转驱动件停止驱动，通过平移驱动件带动滑动件滑动远离夹盘201，被切割下来的管材60在自身重力的作用下自动下落，之后解除夹盘201的夹持作用，通过带动电机303转动，可使滚轮302带动剩下的管材60向抵紧机构一侧延伸，使转盘403上的接触块404一侧再次与管材60端部接触，重复上述动作，继续进行下一个段管材60切割即可。

由上述可知，本发明设计的金属配件激光切割夹具，其通过抵紧组件40从横向抵紧被切割管材60的端部，同时支撑组件50从底部提供支撑，形成了一个稳定的夹持体系，这使得即使在切割薄壁管材60、切割缝隙即将完成时，被切割部分因连接点减少而可能发生的下垂或位置偏移也得到了有效抑制，从而确保了最终的切割精度；而通过配合传动件将旋转驱动件的动力同步传递给抵紧组件40的转盘403，使得管材60的被夹持端和被抵紧端能够同步旋转，避免了因两端转速不同步而对管材60产生的扭转或剪切应力，保证了切割过程中管材60受力的均匀性和稳定性；

同时，抵紧组件40的接触块404设计为可更换且具有多种形状，能够适配不同坡口形状的切割需求，增加了夹具的通用性；线性驱动组件30的滚轮302位置可调，可以适应不同尺寸的管材60；整个系统集成了夹持、旋转、进给、抵紧和支撑功能，并通过驱动电机405、伺服电机202等实现自动化控制；

总结来说，该发明的核心技术效果是解决了薄壁管材60在激光切割末端因重力及转动易发生偏移的技术难题，通过“一端夹紧旋转、另一端同步顶紧并底部支撑”的协同作用，显著提高了切割的精度、稳定性和效率。

上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，包括：基座、均设于基座上的夹持组件、线性驱动组件、抵紧组件以及支撑组件；

所述夹持组件包括用于夹持固定管材的夹持件以及用于驱动夹持件沿其轴线自转的旋转驱动件；

所述抵紧组件包括滑动设于基座上的滑动件、用于驱动滑动部线性移动的平移驱动件、转动设于滑动部上的抵紧件以及用于连接抵紧件与旋转驱动件的配合传动件，所述抵紧件与夹持件中轴线重合；

所述线性驱动组件用于驱动管材线性伸长，所述支撑组件位于抵紧组件与夹持组件之间，其用于为管材底部提供支撑。

2.根据权利要求1所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述滑动件包括滑动于基座顶面的滑座以及固定于滑座上的连接座。

3.根据权利要求2所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述抵紧件为转动设于连接座一侧的转盘，所述转盘的一侧可拆卸安装有与管材所切割坡口适配的接触块。

4.根据权利要求3所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述平移驱动件包括驱动电机以及与驱动电机输出端连接的丝杆，所述丝杆与滑座的滑动端螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述配合传动件包括转动安装于基座上的传动轴以及两个第一带轮，所述连接座的一端与传动轴外侧滑动连接，所述传动轴的一端与旋转驱动件的转动端连接；其中一个所述第一带轮转动安装在连接座上，并与传动轴滑动连接；另一个所述第一带轮固定安装在转盘上，且两个所述第一带轮间通过传动带传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述夹持件为转动设于基座顶面的夹盘，所述旋转驱动件包括伺服电机以及两个第二带轮，其中一个所述第二带轮与伺服电机的转动端连接，另一个所述第二带轮固定安装在夹盘上，且两个所述第二带轮通过传动带传动连接。

7.根据权利要求1所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述线性驱动组件包括固定于基座顶面的线性伸缩源、设于线性伸缩源伸缩端的滚轮以及用于驱动滚轮转动的带动电机。

8.根据权利要求7所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述线性驱动组件的数量设有两个，其对称分布于夹持组件的两侧。

9.根据权利要求1所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述支撑组件包括顶部带有V型槽体的支撑底座以及对称设于支撑底座顶部的滚珠。

10.根据权利要求3所述的一种金属配件激光切割夹具，其特征在于，所述接触块的一侧设有防滑层。