CN207668734U - 一种高精度圆管自动激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及圆管切割设备技术领域，尤其是一种高精度圆管自动激光切割装置。它包括：机架组件、料管输送机构、圆管固定机构、旋转机构、切割夹紧机构、激光切割机构、收料机构，料管输送机构包括平第一伺服电机；圆管固定机构包括第一卡盘组件；旋转机构包括第二伺服电机、主动轮、同步轮以及同步带；切割夹紧机构包括第二支撑架以及第二卡盘组件；激光切割机构包括激光切割头以及激光发生器。本实用新型利用第一卡盘组件固定待切割的圆管，利用第一伺服电机带动圆管向右侧移动并利用激光切割头对圆管进行切割，利用第二卡盘组件在切割时固定圆管的右端；利用第二伺服电机旋转依次带动圆管转动，从而使圆管在激光切割头下进行旋转切割。

Description

一种高精度圆管自动激光切割装置

技术领域

本实用新型涉及圆管切割设备技术领域，尤其是一种高精度圆管自动激光切割装置。

背景技术

随着现代机械工业的发展，对管材切割质量、精度要求不断提高，对提高生产效率，降低生产成本，具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。现有的圆管切割设备，对圆管的切割大部分是采用人工测量剪裁，加工精度不高，生产效率低，因此，有必要对现有的圆管切割设备进行改进。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高精度圆管自动激光切割装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高精度圆管自动激光切割装置，它包括：

一机架组件，所述机架组件的上表面设置为操作平台；

一料管输送机构，所述料管输送机构包括固定于操作平台上的平移滑动模组、设置于平移滑动模组一端的第一伺服电机、设置于平移滑动模组内且与第一伺服电机传动连接的平移滑台以及固定于平移滑台上的第一支撑架；

一圆管固定机构，所述圆管固定机构包括固定于第一支撑架上的轴承座、设置于轴承座内且与轴承座转动连接的主轴套以及固定于主轴套右端部且与主轴套同轴分布的第一卡盘组件，所述主轴套依次贯穿第一支撑架和轴承座分布；

一旋转机构，所述旋转机构包括固定于第一支撑架上的第二伺服电机、固定于第二伺服电机的电机轴上的主动轮、固定于主轴套左端部的同步轮以及用于连接主动轮和同步轮的同步带；

一切割夹紧机构，所述切割夹紧机构包括设置于操作平台上且位于平移滑动模组末端侧的第二支撑架以及设置于第二支撑架上的第二卡盘组件，所述第二卡盘组件与第一卡盘组件同轴分布；

一激光切割机构，所述激光切割机构包括设置于操作平台上的升降固定座、设置于升降固定座上的升降滑动模组、设置于升降滑动模组一端的第三伺服电机、设置于升降滑动模组内且与第三伺服电机传动连接的升降滑台、与升降滑台固定连接的激光固定座、设置于激光固定座上的激光切割头以及设置于机架组件内的激光发生器，所述激光切割头设置于第二卡盘组件右侧；

一收料机构，所述收料机构设置于激光切割头下方。

优选地，它还包括一控制机构，所述控制机构包括设置于机架组件内的工控机、设置于机架组件侧壁上的支撑臂、设置于支撑臂上的控制箱、设置于控制箱上的鼠标、键盘以及显示屏；所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、激光发生器以及控制箱分别与工控机电连接，所述控制箱分别与鼠标、键盘以及显示屏电连接。

优选地，所述支撑臂与机架组件的侧壁转轴连接，所述支撑臂内为中空结构。

优选地，所述第一支撑架上且位于同步带上下两侧分别设置有第一转轴和支撑座，所述支撑座上设置有第二转轴以及用于调节支撑座高度的调节螺钉，所述旋转机构还包括设置于第一转轴上的第一紧张轮和设置于第二转轴上的第二紧张轮，所述第一紧张轮和第二紧张轮分别设置于同步带上下两侧。

优选地，所述轴承座上设置有一光电传感器，所述主轴套上设置有一与光电传感器对位配合的感应片，所述光电传感器与第二伺服电机电连接。

优选地，所述第二卡盘组件包括固定于第二支撑架上的卡盘本体、至少三个设置于卡盘本体左端侧且沿卡盘本体的径向分布的卡爪以及设置于卡盘本体上且与卡爪啮合连接的调节盘。

优选地，它还包括一护罩组件，所述护罩组件包括一护罩本体以及设置于护罩本体上的推拉门，所述护罩本体设置有至少两条滑轨，所述推拉门内侧设置有至少两个分别与两条滑轨对位设置的滑块，所述推拉门的左端部开设有一缺口部，所述激光切割头设置于缺口部的轮廓上方。

优选地，所述收料机构包括一设置于护罩本体下方的收料小车、至少四个设置于收料小车底部的滑轮以及至少一个设置于收料小车侧壁上的拉手。

优选地，所述激光切割机构还包括一灯头、设置于升降固定座侧壁上的灯座以及用于连接灯座和灯头的折叠杆。

优选地，所述机架组件还包括设置于操作平台前端侧的第一防护栏和设置于操作平台后端侧的第二防护栏。

由于采用了上述方案，本实用新型利用第一卡盘组件固定待切割的圆管，利用第一伺服电机带动平移滑台、第一支撑架向右运动，从而将相对固定于第一支撑架的圆管向右侧移动至激光切割头下方并利用激光切割头对圆管进行切割，利用第二卡盘组件在切割时固定圆管的右端，从而确保切割过程中圆管的稳定性；利用第二伺服电机旋转依次带动主动轮、同步带、同步轮以及主轴套转动，从而带动固定于主轴套上的圆管转动，从而使圆管在激光切割头下进行旋转切割；同时利用收料机构收集切割成特定长度的圆管。基于此，其结构简单紧凑、通过各个部件的配合完成对圆管的高精度加工，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的整体结构的装配示意图(一)；

图2是本实用新型实施例的整体结构的装配示意图(二)；

图3是本实用新型实施例的料管输送机构的结构示意图

图4是本实用新型实施例的圆管固定机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的圆管固定机构和旋转机构的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图；

图8是本实用新型实施例的切割夹紧机构的结构示意图；

图9是本实用新型实施例的激光切割机构的结构示意图；

图10是本实用新型实施例的护罩组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图10所示，本实用新型实施例提供的一种高精度圆管自动激光切割装置，它包括一机架组件10、一料管输送机构20、一圆管固定机构30、一旋转机构40、一切割夹紧机构50、一激光切割机构60以及一收料机构70；其中机架组件10的上表面设置为操作平台11；料管输送机构20包括固定于操作平台上的平移滑动模组21、设置于平移滑动模组21一端的第一伺服电机22、设置于平移滑动模组21内且与第一伺服电机22传动连接的平移滑台23以及固定于平移滑台23上的第一支撑架24；圆管固定机构30包括固定于第一支撑架24上的轴承座31、设置于轴承座31内且与轴承座31转动连接的主轴套32以及固定于主轴套32右端部且与主轴套32同轴分布的第一卡盘组件33，主轴套32依次贯穿第一支撑架24和轴承座31分布；旋转机构40包括固定于第一支撑架24上的第二伺服电机41、固定于第二伺服电机41的电机轴411上的主动轮42、固定于主轴套32左端部的同步轮43以及用于连接主动轮42和同步轮43的同步带44；切割夹紧机构50包括设置于操作平台11上且位于平移滑动模组21末端侧的第二支撑架51以及设置于第二支撑架51上的第二卡盘组件52，所述第二卡盘组件52与第一卡盘组件33同轴分布；激光切割机构60包括设置于操作平台11上的升降固定座61、设置于升降固定座61上的升降滑动模组62、设置于升降滑动模组62一端的第三伺服电机63、设置于升降滑动模组62内且与第三伺服电机63传动连接的升降滑台64、与升降滑台64固定连接的激光固定座65、设置于激光固定座65上的激光切割头66以及设置于机架组件10内的激光发生器67，激光发生器67与激光切割头66之间连接有光纤，激光切割头66设置于第二卡盘组件52右侧；收料机构70设置于激光切割头66下方。

由此，可利用圆管第一卡盘组件33固定待切割的圆管A，利用第一伺服电机22带动平移滑台23、第一支撑架24向右运动，从而将相对固定于第一支撑架24地圆管A向右侧移动至激光切割头66下方并利用激光切割头66对圆管A进行切割，利用第二卡盘组件52在切割时固定圆管A的右端，从而确保切割过程中圆管A的稳定性；利用第二伺服电机41旋转依次带动主动轮42、同步带44、同步轮43以及主轴套32转动，从而带动固定于主轴套32上的圆管A转动，从而使圆管A在激光切割头66下进行旋转切割；同时利用收料机构70收集切割成特定长度的圆管A。基于此，其结构简单紧凑、通过各个部件的配合完成对圆管A的高精度加工，具有很强的实用价值和市场推广价值。

具体操作过程如下：

S1，操作员将待切割的圆管A由左至右依次插入主轴套32、第一卡盘组件33以及第二卡盘组件52内，并调节第一卡盘组件33对圆管A进行固定，此时第二卡盘组件52处于松开状态；

S2，启动第一伺服电机22控制圆管A向右运动，并使圆管A的右端设置于激光切割头66的正下方，调节第二卡盘组件52夹紧圆管A的右端；

S3，启动第三伺服电机63控制激光切割头66向下运动直至激光切割头66接近圆管A的右端；

S4，启动激光切割头66对圆管A的右端进行切割，同时启动第二伺服电机41控制圆管A进行旋转，对圆管A进行切割第一段，此第一段为废料，目的在于对圆管A的右端进行定位；

S5，松开第二卡盘组件52，启动第一伺服电机22控制圆管A向右运动预定的距离(此距离为所需切割圆管A的长度)后，调节第二卡盘组件52夹紧圆管A的右端；

S6，同时启动激光切割头66和第二伺服电机41，对圆管A进行旋转切割；

重复以上步骤，直至平移滑台23行进至平移滑动模组21的行程末端，剩余的圆管A的长度不足所需切割圆管A的长度时，松开第二卡盘组件52并启动第一伺服电机22控制圆管A向左运动回到起始位置，对圆管A进行下料并重新上料；并重复以上步骤；待收料机构70快满载时，可对收料机构70内的切割后的圆管A进行转移，并继续以上切割操作。

为了实现对圆管A进行自动化切割，本实施例的切割装置还包括一控制机构80，其中控制机构80包括设置于机架组件内的工控机81、设置于机架组件侧壁上的支撑臂82、设置于支撑臂82上的控制箱83、设置于控制箱83上的鼠标84、键盘(图中未示出)以及显示屏85；第一伺服电机22、第二伺服电机41、第三伺服电机63、激光发生器67以及控制箱83分别与工控机81电连接，控制箱83分别与鼠标84、键盘以及显示屏85电连接。由此，可利用工控机81编写并预存针对各个步骤中的控制指令的程序，从而对各个机电设备进行自动化控制；并利用显示屏85选择特定的程序切割和加工不同尺寸长度的圆管A，同时利用鼠标84和键盘的设置便于操作员的操作。此外，作为优选方案，可在控制箱83上设置若干个控制按钮，控制按钮包括电源开关、急停开关等，从而便于操作员的操作。

为了便于操作员对控制机构80进行操作，本实施例的支撑臂82与机架组件10的侧壁转轴连接，支撑臂82内为中空结构。由此，操作员可利用支撑臂82与机架组件10的侧壁转轴连接，在装置操作过程中将控制箱83以及设置于控制箱83上的鼠标84、键盘和显示屏85旋转至特定的位置，以便于操作员的操作；同时在装置不工作时，可将控制箱83以及设置于控制箱83上的鼠标84、键盘和显示屏85旋转至机架组件10的侧壁附近，以减小装置的占地面积。

为了提高第二伺服电机41控制圆管A转动时的稳定性，本实施例的第一支撑架24上且位于同步带44上下两侧分别设置有第一转轴241和支撑座242，支撑座242上设置有第二转轴243以及用于调节支撑座242高度的调节螺钉244，旋转机构40还包括设置于第一转轴241上的第一紧张轮45和设置于第二转轴243上的第二紧张轮46，第一紧张轮45和第二紧张轮46分别设置于同步带44上下两侧。由此，可利用调节螺钉244调节支撑座242高度，从而调节第二紧张轮46的高度以调整同步带44的紧张程度，确保第二伺服电机41控制圆管A转动时的稳定性。

为了精确控制圆管A的旋转转动，本实施例的轴承座31上设置有一光电传感器311，主轴套32上设置有一与光电传感器311对位配合的感应片321，光电传感器311与第二伺服电机41电连接。由此，可利用光电传感器311与感应片321的光电信号，控制第二伺服电机41进行精确的旋转，从而精确控制圆管A的旋转转动。

为了便于操作员手动调节第二卡盘组件52夹紧或松开圆管A的右端，本实施例的第二卡盘组件52包括固定于第二支撑架51上的卡盘本体521、至少三个设置于卡盘本体521左端侧且沿卡盘本体521的径向分布的卡爪522以及设置于卡盘本体521上且与卡爪522啮合连接的调节盘523。由此，操作员可手动调节盘523以控制卡爪522夹紧或松开圆管A的右端，以便于对圆管A进行切割加工。

为了使圆管A的切割在相对封闭的环境内进行，本实施例的切割装置还包括一护罩组件90，其中护罩组件90包括一护罩本体91以及设置于护罩本体91上的推拉门92，护罩本体91设置有至少两条滑轨93，在推拉门92内侧设置有至少两个分别与两条滑轨93对位设置的滑块(图中未示出),推拉门92的左端部开设有一缺口部94，激光切割头66设置于缺口部94的轮廓上方。由此，可利用护罩本体91和推拉门92的结构设置，可在激光切割头66的切割过程中，关闭推拉门92，激光切割头66从缺口部94进入护罩本体91内对圆管A进行切割，从而形成一个相对封闭的切割空间，有效避免和防止激光对人眼的伤害。

为了便于操作人员对收料机构70的移动，作为一个优选方案，本实施例的收料机构70包括一设置于护罩本体91下方的收料小车71、至少四个设置于收料小车71底部的滑轮72以及至少一个设置于收料小车71侧壁上的拉手73。

为了便于对装置进行照明，作为一个优选方案，本实施例的激光切割机构60还包括一灯头681、设置于升降固定座侧壁上的灯座682以及用于连接灯座682和灯头681的折叠杆683。由此，可利用灯头681、灯座682以及折叠杆683的结构设置，便于对装置进局部照明和整体照明。

为了提高装置的安全性能，本实施例的机架组件10还包括设置于操作平台11前端侧的第一防护栏12和设置于操作平台11后端侧的第二防护栏13。由此可利用第一防护栏12和第二防护栏13的结构设置为操作人员与装置之间提供一定的安全距离，从而装置的生产过程的安全性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：它包括：

一机架组件，所述机架组件的上表面设置为操作平台；

一料管输送机构，所述料管输送机构包括固定于操作平台上的平移滑动模组、设置于平移滑动模组一端的第一伺服电机、设置于平移滑动模组内且与第一伺服电机传动连接的平移滑台以及固定于平移滑台上的第一支撑架；

一圆管固定机构，所述圆管固定机构包括固定于第一支撑架上的轴承座、设置于轴承座内且与轴承座转动连接的主轴套以及固定于主轴套右端部且与主轴套同轴分布的第一卡盘组件，所述主轴套依次贯穿第一支撑架和轴承座分布；

一旋转机构，所述旋转机构包括固定于第一支撑架上的第二伺服电机、固定于第二伺服电机的电机轴上的主动轮、固定于主轴套左端部的同步轮以及用于连接主动轮和同步轮的同步带；

一切割夹紧机构，所述切割夹紧机构包括设置于操作平台上且位于平移滑动模组末端侧的第二支撑架以及设置于第二支撑架上的第二卡盘组件，所述第二卡盘组件与第一卡盘组件同轴分布；

一激光切割机构，所述激光切割机构包括设置于操作平台上的升降固定座、设置于升降固定座上的升降滑动模组、设置于升降滑动模组一端的第三伺服电机、设置于升降滑动模组内且与第三伺服电机传动连接的升降滑台、与升降滑台固定连接的激光固定座、设置于激光固定座上的激光切割头以及设置于机架组件内的激光发生器，所述激光切割头设置于第二卡盘组件右侧；

一收料机构，所述收料机构设置于激光切割头下方。

2.如权利要求1所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：它还包括一控制机构，所述控制机构包括设置于机架组件内的工控机、设置于机架组件侧壁上的支撑臂、设置于支撑臂上的控制箱、设置于控制箱上的鼠标、键盘以及显示屏；所述第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、激光发生器以及控制箱分别与工控机电连接，所述控制箱分别与鼠标、键盘以及显示屏电连接。

3.如权利要求2所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述支撑臂与机架组件的侧壁转轴连接，所述支撑臂内为中空结构。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述第一支撑架上且位于同步带上下两侧分别设置有第一转轴和支撑座，所述支撑座上设置有第二转轴以及用于调节支撑座高度的调节螺钉，所述旋转机构还包括设置于第一转轴上的第一紧张轮和设置于第二转轴上的第二紧张轮，所述第一紧张轮和第二紧张轮分别设置于同步带上下两侧。

5.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述轴承座上设置有一光电传感器，所述主轴套上设置有一与光电传感器对位配合的感应片，所述光电传感器与第二伺服电机电连接。

6.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述第二卡盘组件包括固定于第二支撑架上的卡盘本体、至少三个设置于卡盘本体左端侧且沿卡盘本体的径向分布的卡爪以及设置于卡盘本体上且与卡爪啮合连接的调节盘。

7.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：它还包括一护罩组件，所述护罩组件包括一护罩本体以及设置于护罩本体上的推拉门，所述护罩本体设置有至少两条滑轨，所述推拉门内侧设置有至少两个分别与两条滑轨对位设置的滑块，所述推拉门的左端部开设有一缺口部，所述激光切割头设置于缺口部的轮廓上方。

8.如权利要求7所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述收料机构包括一设置于护罩本体下方的收料小车、至少四个设置于收料小车底部的滑轮以及至少一个设置于收料小车侧壁上的拉手。

9.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述激光切割机构还包括一灯头、设置于升降固定座侧壁上的灯座以及用于连接灯座和灯头的折叠杆。

10.如权利要求1-3中任一项所述的一种高精度圆管自动激光切割装置，其特征在于：所述机架组件还包括设置于操作平台前端侧的第一防护栏和设置于操作平台后端侧的第二防护栏。