CN210755936U - 激光切割机全自动上下料工作站 - Google Patents

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顾荣军
肖金刚
朱佳乐
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Abstract

本实用新型公开了一种激光切割机全自动上下料工作站,包括水平的第一对导轨和第二对导轨,所述第一对导轨和第二对导轨相互平行并列设置;所述第一对导轨和第二对导轨的上方还水平设置有一对导轨横梁,所述导轨横梁的延伸方向与所述第一对导轨/第二对导轨的延伸方向垂直;本实用新型的结构简单,便于实现板材的出库、转运、检测、上料、激光切割加工、下料过程。

Description

激光切割机全自动上下料工作站
技术领域
本实用新型属于板体结构的上下料领域。
背景技术
现有的板材激光切割平台的上下料工序往往只在上料阶段完成自动化,通过工业吸盘将板材转运到激光切割平台上切割,切割后板材上形成大量镂空的切割孔,此时无法再用吸盘进行转运。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本实用新型提供一种能自动上下料的激光切割机全自动上下料工作站。
技术方案:为实现上述目的,本实用新型的激光切割机全自动上下料工作站,包括水平的第一对导轨和第二对导轨,所述第一对导轨和第二对导轨相互平行并列设置;所述第一对导轨和第二对导轨的上方还水平设置有一对导轨横梁,所述导轨横梁的延伸方向与所述第一对导轨/第二对导轨的延伸方向垂直;
所述导轨横梁的一端位于所述第一对导轨一端的正上方,所述导轨横梁的另一端位于所述第二对导轨一端的正上方;
所述导轨横梁的下方设置有激光切割平台;所述激光切割平台位于所述第一对导轨和第二对导轨之间;
还包括立式仓储架,所述第一对导轨的另一端位于所述立式仓储架的正下方;所述第二对导轨的另一端为下料工位;
所述导轨横梁靠近第二对导轨的一端设置有板料夹持机械手单元,所述导轨横梁靠近第一对导轨的一端设置有工业吸盘单元;所述板料夹持机械手单元和工业吸盘单元均能沿所述导轨横梁的延伸方向平动位移;所述板料夹持机械手单元和工业吸盘单元均能沿所述导轨横梁位移至所述激光切割平台的正上方;
所述第一对导轨上设置有板材转运车,所述板材转运车沿所述第一对导轨的延伸方向平动位移;所述第二对导轨上设置有下料小车,所述下料小车沿所述第二对导轨的延伸方向平动位移。
进一步的,所述导轨横梁包括沿长度方向延伸的齿条,所述齿条的下侧延长度方向分布有齿体。
进一步的,所述板料夹持机械手单元和工业吸盘单元均包括平动基座;所述平动基座的侧部固定设置有至少两个等高的滑块,所述齿条的上侧与两所述滑块的下端滑动配合;所述平动基座的侧部还设置有齿轮,所述齿轮位于两所述滑块之间,所述平动基座内的驱动装置能带动所述齿轮旋转;所述齿轮与所述齿条的下侧延长度方向分布的齿体啮合;所述齿轮的旋转能带动所述平动基座沿所述齿条平动。
进一步的,各所述平动基座上还设置有升降单元,所述平动基座上的驱动装置能驱动升降单元做升降运动。
进一步的,所述工业吸盘单元上的升降单元的下端安装有工业吸盘,所述工业吸盘单元上的升降单元能带动所述工业吸盘上下位移;
所述板料夹持机械手单元上的升降单元的下端安装有板料夹持机械手,板料夹持机械手单元上的升降单元能带动所述板料夹持机械手上下位移。
进一步的,所述机械手包括左直线电机和右直线电机,所述左直线电机的左直线推杆向左延伸,所述右直线电机的右直线推杆向右延伸;所述左直线推杆的末端通过左支架固定连接有左夹爪,所述右直线推杆的末端通过右支架固定连接右夹爪,所述左夹爪与右夹爪相互靠近的一端分别固定设置有左橡胶夹头和右橡胶夹头;所述左直线电机和右直线电机能带动所述左橡胶夹头和右橡胶夹头做相互靠近或相互远离的运动。
进一步的,所述下料小车包括板材承载平台,所述板材承载平台的下侧的四角处设置有四根支撑腿,各所述支撑腿的下端均设置有滚轮,所述滚轮的一侧的轮廓上一体化设置有限位轮缘,各所述滚轮能沿所述第二对导轨滚动;
所述下料小车的中部下侧通过若干连接件固定连接有水平的电机安装架,所述电机安装架的下侧固定安装有链轮驱动电机,所述电机安装架的两端分别固定安装有链轮架,所述链轮架上转动安装有第一被动链轮和第二被动链轮;还包括主动链轮,所述链轮驱动电机的电机输出轴与所述主动链轮传动连接,所述电机输出轴能带动所述主动链轮旋转,所述主动链轮位于所述第一被动链轮和第二被动链轮之间的上侧;
还包括沿所述第二对导轨长度方向延伸的链条托槽,所述链条托槽内沿长度方向延伸设置有链条容置槽,所述链条容置槽的槽内沿长度方向铺设有链条,所述链条的两端与所述链条托槽的两端固定连接;
所述链条依次跨过第一被动链轮的下侧、主动链轮的上侧、第二被动链轮的下侧;且所述链条绷紧设置;所述主动链轮的旋转能通过链条带动自身沿链条托槽的延伸方向水平位移。
有益效果:本实用新型的结构简单,便于实现板材的出库、转运、检测、上料、激光切割加工、下料过程;采用静态的链条传动结构实现对小车行程的精准控制,只要电机运行准确,即时滚轮打滑也不会影响小车的行程位置;而且链条托槽能起到防止直线状态的链条发生因重力作用而发生的弯曲现象。
附图说明
附图1为本设备的整体结构第一示意图;
附图2为本设备的整体结构第二示意图;
附图3为本设备的第二对导轨处的立体放大示意图
附图4为附图3的视图;
附图5为板料夹持机械手单元和工业吸盘单元沿导轨横梁平动位移示意图;
附图6为下料小车沿第二对导轨行走的示意图;
附图7为下料小车与第二对导轨配合的侧视图;
附图8为下料小车与链条配合示意图;
附图9为附图8的链轮处的局部放大示意图;
附图10为板料夹持机械手单元、工业吸盘单元的平动基座结构示意图;
附图11为板料夹持机械手结构示意图;
附图12为工业吸盘单元上的测厚装置的第一结构示意图;
附图13为工业吸盘单元上的测厚装置的第二结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
本申请文件所提到的“立式仓储架”、“料车”、“料车升降单元”、“板材转运车”的具体结构和使用方法参见本申请人在前申请并公开的发明专利(申请号为CN201910378593.8);本申请文件中提到的“第一对导轨”相当于本申请人在前申请并公开的发明专利(申请号为CN201910378593.8)中记载的“导轨”,其作用都是用于对“板材转运车”的导向作用。
本方案的具体结构介绍:如附图1至13所示的激光切割机全自动上下料工作站,包括水平的第一对导轨8和第二对导轨1,所述第一对导轨8和第二对导轨1相互平行并列设置;所述第一对导轨8和第二对导轨1的上方还水平设置有一对导轨横梁6,所述导轨横梁6的延伸方向与所述第一对导轨8/第二对导轨1的延伸方向垂直;
所述导轨横梁6的一端位于所述第一对导轨8一端的正上方,所述导轨横梁6的另一端位于所述第二对导轨1一端的正上方;
所述导轨横梁6的下方设置有激光切割平台5;所述激光切割平台5位于所述第一对导轨8和第二对导轨1之间;
还包括立式仓储架2,所述第一对导轨8的另一端位于所述立式仓储架2的正下方;所述第二对导轨1的另一端为下料工位98;
所述导轨横梁6靠近第二对导轨1的一端设置有板料夹持机械手单元4,所述导轨横梁6靠近第一对导轨8的一端设置有工业吸盘单元7;所述板料夹持机械手单元4和工业吸盘单元7均能沿所述导轨横梁6的延伸方向平动位移;所述板料夹持机械手单元4和工业吸盘单元7均能沿所述导轨横梁6位移至所述激光切割平台5的正上方;
所述第一对导轨8上设置有板材转运车,所述板材转运车沿所述第一对导轨8的延伸方向平动位移;所述第二对导轨1上设置有下料小车9,所述下料小车9沿所述第二对导轨1的延伸方向平动位移;该自动上下料系统的工作原理在后文中还有详细介绍;
所述导轨横梁6包括沿长度方向延伸的齿条40,所述齿条40的下侧延长度方向分布有齿体41。
所述板料夹持机械手单元4和工业吸盘单元7均包括平动基座44;所述平动基座44的侧部固定设置有至少两个等高的滑块28,所述齿条40的上侧与两所述滑块28的下端滑动配合;所述平动基座44的侧部还设置有齿轮39,所述齿轮39位于两所述滑块28之间,所述平动基座44内的驱动装置能带动所述齿轮39旋转;所述齿轮39与所述齿条40的下侧延长度方向分布的齿体41啮合;所述齿轮39的旋转能带动所述平动基座44沿所述齿条40平动。
各所述平动基座44上还设置有升降单元43,所述平动基座44上的驱动装置能驱动升降单元43做升降运动。
所述工业吸盘单元7上的升降单元43的下端安装有工业吸盘7.1,所述工业吸盘单元7上的升降单元43能带动所述工业吸盘7.1上下位移;
所述板料夹持机械手单元4上的升降单元43的下端安装有板料夹持机械手4.1,板料夹持机械手单元4上的升降单元43能带动所述板料夹持机械手4.1上下位移。
所述机械手4.1包括左直线电机30和右直线电机31,所述左直线电机30的左直线推杆32向左延伸,所述右直线电机31的右直线推杆35向右延伸;所述左直线推杆32的末端通过左支架100固定连接有左夹爪34,所述右直线推杆35的末端通过右支架101固定连接右夹爪38,所述左夹爪34与右夹爪38相互靠近的一端分别固定设置有左橡胶夹头36和右橡胶夹头37;所述左直线电机30和右直线电机31能带动所述左橡胶夹头36和右橡胶夹头37做相互靠近或相互远离的运动;左橡胶夹头36和右橡胶夹头37之间的相互靠近运动能夹持住已经被切割好的板材;
所述下料小车9包括板材承载平台13,所述板材承载平台13的下侧的四角处设置有四根支撑腿20,各所述支撑腿20的下端均设置有滚轮17,所述滚轮17的一侧的轮廓上一体化设置有限位轮缘24,各所述滚轮17能沿所述第二对导轨1滚动;本实施例的第二对导轨1的前后端分别设置有前滚轮限位桩18和后滚轮限位桩19,前滚轮限位桩18和后滚轮限位桩19能使滚轮17不能向前或向后滚动至脱离第二对导轨1的两端;
所述下料小车9的中部下侧通过若干连接件21固定连接有水平的电机安装架22,所述电机安装架22的下侧固定安装有链轮驱动电机27,所述电机安装架22的两端分别固定安装有链轮架25,所述链轮架25上转动安装有第一被动链轮10和第二被动链轮11;还包括主动链轮12,所述链轮驱动电机27的电机输出轴26与所述主动链轮12传动连接,所述电机输出轴26能带动所述主动链轮12旋转,所述主动链轮12位于所述第一被动链轮10和第二被动链轮11之间的上侧;采用固定直线式的链条传动结构有效提高下料小车的行程精度和运动平稳性;
还包括沿所述第二对导轨1长度方向延伸的链条托槽16,所述链条托槽16内沿长度方向延伸设置有链条容置槽012,所述链条容置槽012的槽内沿长度方向铺设有链条15,所述链条15的两端与所述链条托槽16的两端固定连接;链条托槽16能防止直线状态的链条发生因重力作用而发生的弯曲现象。
所述链条15依次跨过第一被动链轮10的下侧、主动链轮12的上侧、第二被动链轮11的下侧;且所述链条15绷紧设置;所述主动链轮12的旋转能通过链条15带动自身沿链条托槽16的延伸方向水平位移,进而最终驱动下料小车9沿第二对导轨1长度方向平动位移。
所述工业吸盘7.1包括水平的吸盘支架51,所述吸盘支架51的下侧均布固定安装有若干个吸盘58;所述吸盘支架51的侧部安装有板体测厚装置;
所述板体测厚装置包括固定在吸盘支架51上的第一支撑板57,所述支撑板57上安装有横向直线电机52,所述横向直线电机52的横向直线推杆53末端固定安装有第二支撑板体56,所述第二支撑板体56上固定安装有纵向直线电机54,所述纵向直线电机54的纵向推杆末端固定安装有第三支撑板体55,所述第三支撑板体55上固定安装有激光测厚仪62,所述激光测厚仪62上包括上下相互对应的上激光传感器61和下激光传感器59,所述上激光传感器61与下激光传感器59之间形成测厚区60,所述激光测厚仪62能检测水平于激光测厚区60中的板体厚度;本实施例的激光测厚仪62是由上激光传感器61与下激光传感器59上下对射的方式组成的,上激光传感器61与下激光传感器59分别测量被测板体上表面的位置和下表面的位置,通过比较被测板体上表面的位置和下表面的位置得到被测体的厚度,本实施例的激光测厚仪62可以为LPBH-C系列测厚仪;具体操作过程如下;工业吸盘单元7吸附起板材后,先控制横向直线电机52,使横向直线推杆53做伸长运动,使纵向直线电机54和激光测厚仪62一同向外伸出,足够激光测厚仪62的后续下降运动不会与工业吸盘单元7吸附起的板材发生干涉;然后控制纵向直线电机54,使纵向直线电机54的纵向直线推杆座伸长运动,进而使激光测厚仪62向下位移,直至工业吸盘单元7吸附起的板材所在高度位于上激光传感器61与下激光传感器59之间的高度时暂停纵向直线电机54,然后控制横向直线电机52,使横向直线推杆53做缩短运动,进而使纵向直线电机54和激光测厚仪62一同向内缩回,直至工业吸盘单元7吸附起的板材边缘进入激光测厚区60,最后启动激光测厚仪62对工业吸盘单元7吸附起的板材进行测厚,若所侧厚度超过预期,说明工业吸盘单元7吸附起至少两层板材,至少有两块板材粘连在一起了,此时系统开始报警,通过人工、分张机械手或是抖动装置将工业吸盘单元7上吸附的多块板材进行分离,最终使工业吸盘单元7只吸附单块板材。
本方案的激光切割机全自动上下料工作站的整体工作方法和工作原理,包括如下步骤:
步骤一,初始立式仓储架2内的各层料车91上均堆叠储存有若干层板材,此时控制第一对导轨8上的板材转运车沿第一对导轨8延伸方向平动位移至立式仓储架2的正下方,然后启动立式仓储架2上的料车升降单元92,料车升降单元92将立式仓储架2内的一个堆叠储存有板材的料车91转运到第一对导轨8上的板材转运车上;
步骤二,此时控制第一对导轨8上的板材转运车沿第一对导轨8延伸方向平动位移,此时料车91也会随第一对导轨8上的板材转运车同步平动位移,直至料车91随第一对导轨8上的板材转运车位移至工业吸盘单元7的正下方,此时控制工业吸盘单元7吸附起料车91上堆叠的若干层板材中最上面的一层板材;工业吸盘单元7吸附起板材后,控制板体测厚装置对工业吸盘单元7吸附起来的板体进行测厚,若所侧厚度超过预期,说明工业吸盘单元7吸附起至少两层板材,至少有两块板材粘连在一起了,此时系统开始报警,通过人工、分张机械手或是抖动装置将工业吸盘单元7上吸附的多块板材进行分离,最终使工业吸盘单元7只吸附单块板材;
步骤三,控制工业吸盘单元7沿导轨横梁6平动位移,直至工业吸盘单元7上吸附的一块板材平动位移至激光切割平台5的正上方;此时控制工业吸盘单元7释放所吸附的板材至激光切割平台5上,然后控制工业吸盘单元7沿导轨横梁6平动位移,使工业吸盘单元7重新返回至初始位置,使工业吸盘单元7能重新吸附起料车91上堆叠的板材;
步骤四,此时控制激光切割装置对激光切割平台5上的板材进行切割打孔工序,直至激光切割平台5上的板材被加工成预期成品板材;此时由于加工后的成品板材的板面被切割出了多个孔体,使成品板材不能用工业吸盘吸附;
步骤五,控制板料夹持机械手单元4沿导轨横梁6平动位移,使板料夹持机械手单元4平动位移至激光切割平台5正上方,然后板料夹持机械手单元4将激光切割平台5上已经切割完成的板材夹取;然后控制板料夹持机械手单元4沿导轨横梁6平动位移,使板料夹持机械手单元4重新返回至初始位置,此时板料夹持机械手单元4处于第二对导轨1上的下料小车9的正上方,此时控制板料夹持机械手单元4将成品板材释放至下料小车9的板材承载平台13上,然后控制下料小车9沿第二对导轨1位移至下料工位98处,然后通过机械手或人工将板材承载平台13上成品板材取走。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:包括水平的第一对导轨(8)和第二对导轨(1),所述第一对导轨(8)和第二对导轨(1)相互平行并列设置;所述第一对导轨(8)和第二对导轨(1)的上方还水平设置有一对导轨横梁(6),所述导轨横梁(6)的延伸方向与所述第一对导轨(8)/第二对导轨(1)的延伸方向垂直;
所述导轨横梁(6)的一端位于所述第一对导轨(8)一端的正上方,所述导轨横梁(6)的另一端位于所述第二对导轨(1)一端的正上方;
所述导轨横梁(6)的下方设置有激光切割平台(5);所述激光切割平台(5)位于所述第一对导轨(8)和第二对导轨(1)之间;
还包括立式仓储架(2),所述第一对导轨(8)的另一端位于所述立式仓储架(2)的正下方;所述第二对导轨(1)的另一端为下料工位(98);
所述导轨横梁(6)靠近第二对导轨(1)的一端设置有板料夹持机械手单元(4),所述导轨横梁(6)靠近第一对导轨(8)的一端设置有工业吸盘单元(7);所述板料夹持机械手单元(4)和工业吸盘单元(7)均能沿所述导轨横梁(6)的延伸方向平动位移;所述板料夹持机械手单元(4)和工业吸盘单元(7)均能沿所述导轨横梁(6)位移至所述激光切割平台(5)的正上方;
所述第一对导轨(8)上设置有板材转运车,所述板材转运车沿所述第一对导轨(8)的延伸方向平动位移;所述第二对导轨(1)上设置有下料小车(9),所述下料小车(9)沿所述第二对导轨(1)的延伸方向平动位移。
2.根据权利要求1所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:所述导轨横梁(6)包括沿长度方向延伸的齿条(40),所述齿条(40)的下侧延长度方向分布有齿体(41)。
3.根据权利要求2所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:所述板料夹持机械手单元(4)和工业吸盘单元(7)均包括平动基座(44);所述平动基座(44)的侧部固定设置有至少两个等高的滑块(28),所述齿条(40)的上侧与两所述滑块(28)的下端滑动配合;所述平动基座(44)的侧部还设置有齿轮(39),所述齿轮(39)位于两所述滑块(28)之间,所述平动基座(44)内的驱动装置能带动所述齿轮(39)旋转;所述齿轮(39)与所述齿条(40)的下侧延长度方向分布的齿体(41)啮合;所述齿轮(39)的旋转能带动所述平动基座(44)沿所述齿条(40)平动。
4.根据权利要求3所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:各所述平动基座(44)上还设置有升降单元(43),所述平动基座(44)上的驱动装置能驱动升降单元(43)做升降运动。
5.根据权利要求4所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:所述工业吸盘单元(7)上的升降单元(43)的下端安装有工业吸盘(7.1),所述工业吸盘单元(7)上的升降单元(43)能带动所述工业吸盘(7.1)上下位移;
所述板料夹持机械手单元(4)上的升降单元(43)的下端安装有板料夹持机械手(4.1),板料夹持机械手单元(4)上的升降单元(43)能带动所述板料夹持机械手(4.1)上下位移。
6.根据权利要求4所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:所述机械手(4.1)包括左直线电机(30)和右直线电机(31),所述左直线电机(30)的左直线推杆(32)向左延伸,所述右直线电机(31)的右直线推杆(35)向右延伸;所述左直线推杆(32)的末端通过左支架(100)固定连接有左夹爪(34),所述右直线推杆(35)的末端通过右支架(101)固定连接右夹爪(38),所述左夹爪(34)与右夹爪(38)相互靠近的一端分别固定设置有左橡胶夹头(36)和右橡胶夹头(37);所述左直线电机(30)和右直线电机(31)能带动所述左橡胶夹头(36)和右橡胶夹头(37)做相互靠近或相互远离的运动。
7.根据权利要求4所述的激光切割机全自动上下料工作站,其特征在于:所述下料小车(9)包括板材承载平台(13),所述板材承载平台(13)的下侧的四角处设置有四根支撑腿(20),各所述支撑腿(20)的下端均设置有滚轮(17),所述滚轮(17)的一侧的轮廓上一体化设置有限位轮缘(24),各所述滚轮(17)能沿所述第二对导轨(1)滚动;
所述下料小车(9)的中部下侧通过若干连接件(21)固定连接有水平的电机安装架(22),所述电机安装架(22)的下侧固定安装有链轮驱动电机(27),所述电机安装架(22)的两端分别固定安装有链轮架(25),所述链轮架(25)上转动安装有第一被动链轮(10)和第二被动链轮(11);还包括主动链轮(12),所述链轮驱动电机(27)的电机输出轴(26)与所述主动链轮(12)传动连接,所述电机输出轴(26)能带动所述主动链轮(12)旋转,所述主动链轮(12)位于所述第一被动链轮(10)和第二被动链轮(11)之间的上侧;
还包括沿所述第二对导轨(1)长度方向延伸的链条托槽(16),所述链条托槽(16)内沿长度方向延伸设置有链条容置槽(012),所述链条容置槽(012)的槽内沿长度方向铺设有链条(15),所述链条(15)的两端与所述链条托槽(16)的两端固定连接;
所述链条(15)依次跨过第一被动链轮(10)的下侧、主动链轮(12)的上侧、第二被动链轮(11)的下侧;且所述链条(15)绷紧设置;所述主动链轮(12)的旋转能通过链条(15)带动自身沿链条托槽(16)的延伸方向水平位移。
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