CN212350833U - 一种翻转式激光切割夹具及激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种翻转式激光切割夹具及激光切割设备，其包括：夹具底座；夹紧件，其用于夹持待加工工件；翻转底座，其连接所述夹紧件；翻转驱动组件，其驱动所述翻转底座翻转；废料收集组件，其连接所述夹具底座，且位于处于切割位置的待加工工件的下方，用于直接收集待加工工件被激光切割后产生的废料，和/或，用于将待加工工件被激光切割后产生的废料引导至预定废料收集地点；以及控制盒，其用于控制所述翻转驱动组件运动，和/或，控制所述夹持件夹紧/松开。本实用新型可用于复杂三维工件的六个方向的切孔、修边加工，定位精度高，且可以避免零件二次装夹和定位，由此大大提高切割精度和效率。

Description

一种翻转式激光切割夹具及激光切割设备

技术领域

本实用新型涉及激光切割领域，具体为一种翻转式激光切割夹具及激光切割设备。

背景技术

如今，激光切割夹具配套三维激光切割机已广泛应用于复杂曲面结构的三维零件，除了对标准化三维曲面零件切割之外，也需要考虑对复杂的三维曲面零件进行六个方向无死角翻转激光切割。

但现有技术中用于进行六方向翻转切割的设备结构复杂，控制过程工艺繁琐、制造成本高，且经常由于定位不准而导致效率低、精度差。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种翻转式激光切割夹具及激光切割设备，其可用于复杂三维工件的六个方向的切孔、修边加工，定位精度高，且可以避免零件二次装夹和定位，由此大大提高切割精度和效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

提供了一种翻转式激光切割夹具，其包括：夹具底座；夹紧件，其连接所述夹具底座的上端面，且具有夹持空间，用于对位于所述夹持空间内的工件进行夹持，使得所述工件处于第一切割位置，以在第一切割位置完成对所述工件的一次激光切割；翻转底座，其连接所述夹紧件；翻转驱动组件，其连接所述翻转底座，用于驱动所述翻转底座翻转，带动被所述夹紧件夹持的、已完成一次激光切割的工件翻转到第二切割位置，以在第二切割位置完成对所述工件的二次激光切割，以及带动已完成二次激光切割的工件翻转到取件位置；废料收集组件，其连接所述夹具底座，且位于处于第二切割位置的工件的下方，用于直接收集对工件进行二次激光切割时产生的废料，和/或，用于将对工件进行二次激光切割时产生的废料引导至预定废料收集地点；以及控制盒，其与所述翻转驱动组件和/或夹持件电性连接，用于控制所述翻转驱动组件运动，和/或，控制所述夹持件夹紧/松开。

优选的，所述翻转式激光切割夹具还包括：上件导向件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件的外侧，用于将工件引导至夹持件。

优选的，所述上件导向件包括：连接所述夹具底座上端面的导向主体部以及相对所述主体部向外倾斜的斜向部。

优选的，所述翻转式激光切割夹具还包括：工件转动限位件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件与上件导向件之间，用于防止被夹持的、处于第一切割位置的工件转动；和/或，翻转限位件，其连接所述夹具底座，且位于所述翻转底座的翻转路径上，用于当所述工件位于第二切割位置后，阻止所述翻转底座继续翻转。

优选的，所述翻转式激光切割夹具还包括：角度检测组件，其连接所述翻转驱动组件，用于获取所述翻转底座的翻转位置信息，并产生对应的信号。

优选的，所述翻转式激光切割夹具还包括：工件定位组件，其连接所述夹具底座的上端面，用于在所述工件位于所述夹持空间内、被夹紧件夹持前，对工件的端部进行定位。

优选的，所述工件定位组件包括：

定位支座，其连接所述夹具底座的上端面；定位销安装座，其连接所述定位支座的上端面；推力轴承，其设置于所述定位销安装座内；定位销，其底部安装轴纵向穿过所述推力轴承，且与已被夹持的待加工工件的端部的定位孔配合，且所述底部安装轴与所述推力轴承之间具有缝隙；锁定销，其横向穿过所述定位销的底部安装轴以及定位销安装座，以使得定位销可沿锁定销的轴向游动；以及气缸，其连接所述定位销安装座，用于带动所述定位销的自动伸缩。

优选的，所述翻转式激光切割夹具还包括：取件导向件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件外侧，用于引导处于取件位置的工件进入预定位置。

优选的，所述取件导向件包括：取件导向件底座，其连接所述夹具底座的上端面，且位于处于取件位置的工件的下方；以及阻拦件，其垂直连接所述取件导向件底座的上端面，且位于处于取件位置的工件的侧部。

还提供一种上述翻转式激光切割夹具的激光切割设备。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型结构设计简单，自动化程度高，可用于复杂三维工件的六个方向的切孔、修边加工，定位精度高，且可以避免零件二次装夹和定位，由此大大提高切割精度和效率。

附图说明

图1为本实用新型翻转式激光切割夹具的整体结构图；

图2为本实用新型翻转式激光切割夹具的翻转示意图；

图3为本实用新型角度检测组件的整体结构图；

图4为本实用新型工件定位组件的整体结构图；

图5为本实用新型工件定位组件的局部剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例中的翻转式激光切割夹具包括：

夹具底座1；

夹紧件，其连接所述夹具底座1的上端面，且具有夹持空间S，用于对位于所述夹持空间S内的工件P进行夹持，使得所述工件P处于第一切割位置，以在第一切割位置完成对所述工件P的一次激光切割；本实施例中，所述夹紧件包括：第一夹持件2以及第二夹持件3，两者相距设置，且均具有所述夹持空间S，以分别对应夹持工件P的两端；

翻转底座4，其连接所述夹紧件；

翻转驱动组件，其连接所述翻转底座4，用于驱动所述翻转底座4翻转，进而带动被所述夹紧件夹持的、已完成一次激光切割的工件P翻转到第二切割位置，以在第二切割位置完成对所述工件P的二次激光切割，以及带动已完成二次激光切割的工件P翻转到取件位置，以在取件位置取下已完成二次激光切割的工件P；本实施例中，所述翻转驱动组件包括：电机5、减速机6、与翻转底座4连接的转轴9以及与所述转轴9连接的轴承12，所述电机5连接减速机6，减速机6的动力输出轴转动时带动翻转底座4、夹紧件整体以转轴9为轴转动，进而将工件P翻转到第二切割位置或取件位置，所述翻转驱动组件还可以以其他形式构成，只要能驱动所述翻转底座4翻转即可；

废料收集组件7，其连接所述夹具底座1，且位于处于第二切割位置的工件P的下方，用于直接收集对工件P进行二次激光切割时产生的废料，和/或，用于将对工件P进行二次激光切割时产生的废料引导至预定废料收集地点；

上件导向件10，其连接所述夹具底座1的上端面，且位于所述夹持件的外侧，用于将工件P引导至夹持件，使其快速、准确的被夹持件所夹持；具体的，本实施例中的上件导向件10可以只有1个，其位于第一夹持件2或第二夹持件3的外侧，也可以有2个，其分别对应位于第一夹持件2或第二夹持件3的外侧；进一步的，所述上件导向件10包括：连接所述夹具底座1上端面的导向主体部101以及相对所述主体部101向外倾斜的斜向部102，由此，当需要上件，以通过夹持件对工件P进行准确、快速夹持时，可先将工件P两端分别对应通过斜向部102向下滑动，通过其导向作用准确进入到夹持件的夹持空间内，并通过导向主体部101对工件P两端进行位置固定，由此实现上件“盲上”的效果，可在提高上件效率的同时保证工件P位置的准确性，进一步保证后续切割时的精度；需要说明的是，“内”指的是第一夹持件2、第二夹持件3两者之间的区域，“外”指的是背离第一夹持件2、第二夹持件3两者之间的区域的方位，也即与上述“内”相反的、工件P被夹持后，其两端所指的方向；

工件转动限位件11，其连接所述夹具底座1的上端面，且位于所述夹持件与上件导向件10之间，用于防止被夹持的、处于第一切割位置的工件P转动，使其被精确定位，进一步保证后续切割精度以及成品质量；进一步的，所述工件转动限位件11可以有2个，其分别对应位于第一夹持件2与一上件导向件10之间，以及第二夹持件3与另一上件导向件10之间，以此对工件P的两端均进行限位；

翻转限位件13，其连接所述夹具底座1，且位于所述翻转底座4的翻转路径上，用于当所述工件P位于第二切割位置后，阻止所述翻转底座4继续翻转，由此保证工件P准确位于第二切割位置，等待二次激光切割加工；

控制盒14，其与所述翻转驱动组件和/或夹持件电性连接，用于控制所述翻转驱动组件运动，和/或，控制所述夹持件夹紧/松开；

以及吊环15，其连接所述夹具底座1的上端面，由此可实现整机的整体式快捷吊装。

工作时，如图2所示，操作人员将工件P两端分别对应通过上件导向件10的斜向部102向下滑动，通过其导向作用准确、对应进入到第一夹持件2、第二夹持件3的夹持空间S内，进一步启动第一夹持件2、第二夹持件3，使其夹持固定住工件P，由此，工件P处于第一切割位置(即图2中的实线位置)，此时对工件P的上面和/或侧面进行激光切割，以完成一次切割作业；由于处于第一切割位置时，无法切割工件P的底面，所以在完成一次切割作业后，翻转驱动组件带动翻转底座4、夹紧件整体转动180°至图2中的虚线位置，以将工件P送入第二切割位置，此时工件P的底面朝上，激光切割装置进一步对工件P的底面进行切割，以此通过一次切割、二次切割形成闭合的切割轨迹，将工件P的多余部位(如工件P的端部)切割去除，且二次切割产生的废料落入废料收集组件7，以被收集；二次切割完毕后，翻转驱动组件带动翻转底座4、夹紧件整体反向转动180°，以回到取件位置，夹紧件松开，取下已完成二次切割的工件，恢复上件状态，等待下一工件P的上件。本实施例中，上件位置和取件位置可以相同，也可以不同。

由此，本实施例中的翻转式激光切割夹具智能化、自动化程度高，可通过上件导向件10将工件P快速、准确引导至第一夹持件2、第二夹持件3的夹持空间内以被夹持，同时结合工件转动限位件11、翻转限位件13对工件P的位置进行限制，使其准确位于切割位置等待切割，保证切割精度和成品质量。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图1所示，所述翻转式激光切割夹具还包括：

角度检测组件16，其连接所述翻转驱动组件，用于获取所述翻转底座4的翻转位置信息，并产生对应的信号；具体的，如图3所示，所述角度检测组件16包括：感应指针161，其连接所述翻转驱动组件的转轴9，并与所述转轴9同步转动；传感器162，其通过检测感应指针17所处的位置来获取翻转底座4的翻转角度信息，并产生对应的信号；本实施例中，所述传感器162包括：零位传感器1621、上件位置传感器1622以及切割位置传感器1623，感应指针17处于不同位置(即图3中感应指针17处于实线、虚线状态)时，不同的传感器产生不同的信号，如，所述翻转底座4位于零位时，零位传感器1621产生零位信号，所述翻转底座4转动一定角度位于上件位时(即等待夹持工件P时的位置)，上件位置传感器1622产生第一角度信号，所述翻转底座4继续转动至切割位置时，切割位置传感器1623产生第二角度信号，由此通过零位信号、第一角度信号、第二角度信号即可得知翻转底座4是否翻转到位，若翻转不到位，则及时调试检修，以确保工件P能准确位于切割位置；

工件定位组件17，其连接所述夹具底座1的上端面，且位于所述夹持件与上件导向件10之间，用于在所述工件P位于所述夹持空间S内、被夹紧件夹持前，对工件P的端部进行定位；具体的，本实施例中的工件定位组件17可以只有1个，其位于第一夹持件2与一上件导向件10之间，或，第二夹持件3与另一上件导向件10之间，或者，所述工件定位组件17可以有2个，其分别对应位于第一夹持件2与一上件导向件10之间，以及第二夹持件3与另一上件导向件10之间，以此对工件P的两端进行进一步的定位；具体的，如图4-5所示，所述工件定位组件17包括：定位支座171，其连接所述夹具底座1的上端面；定位销安装座172，其连接所述定位支座171的上端面；推力轴承173，其设置于所述定位销安装座172内；定位销174，其底部安装轴1741纵向穿过所述推力轴承173，且与已被夹持的工件P的端部的定位孔配合，同时，所述底部安装轴1741与所述推力轴承173之间具有缝隙175；锁定销176，其横向穿过所述定位销174的底部安装轴1741以及定位销安装座172，以使得定位销174可沿锁定销176的轴向游动；以及气缸177，其连接所述定位销安装座172，用于带动所述定位销安装座172、推力轴承173、定位销174、锁定销176整体直线运动，以实现定位销174的自动伸缩；由此，当工件P的端部定位孔穿过所述定位销173，以与之配合定位时，若定位孔有允许公差，因为有缝隙175存在，因此工件P可沿锁定销176的轴向游动，以实现定位的自动适应；

以及取件导向件18，如图1,2所示，其连接所述夹具底座1的上端面，且位于所述夹持件外侧，用于引导已完成二次激光切割的、处于取件位置的工件进入预定位置；具体的，所述取件导向件18包括：取件导向件底座181，其连接所述夹具底座1的上端面，且位于处于取件位置的工件P的下方；以及阻拦件182，其垂直连接所述取件导向件底座181的上端面，与所述取件导向件底座181大体呈L型，且位于处于取件位置的工件P的侧部。

工作时，如图2所示，首先启动气缸177带动所述定位销安装座172、推力轴承173、定位销174、锁定销176整体向上运动，以完成升销动作；然后操作人员将工件P两端分别对应通过上件导向件10的斜向部102向下滑动，通过其导向作用准确进入到第一夹持件2、第二夹持件3的夹持空间内，且使得定位销174插入工件P的端部定位孔中，以实现工件定位，此时取件导向件底座181位于被夹持的工件P的下方，阻拦件182位于被夹持的工件P的侧部；进一步启动第一夹持件2、第二夹持件3，以夹紧工件P，使其处于第一切割位置，等待进行一次激光切割；一次激光切割完成后，气缸177带动所述定位销安装座172、推力轴承173、定位销174、锁定销176整体向下运动，定位销174从已完成一次激光切割的工件P的端部定位孔中脱出，以完成退销动作；然后翻转驱动组件带动翻转底座4、夹紧件整体转动180°至图2中的虚线位置，以将工件P送入第二切割位置，此时工件P的底面朝上，激光切割装置进一步对工件P的底面进行二次激光切割作业；二次激光切割完毕后，翻转驱动组件带动翻转底座4、夹紧件整体反向转动180°回到取件位置，且夹紧件松开，已完成二次激光切割的工件P顺着阻拦件182落到取件导向件底座181上，此时可取下已完成切割的工件，由此可通过阻拦件182防止已完成激光切割的工件P掉落到其他位置，而只会落到取件导向件底座181上，便于取件。

实施例3：

本实施例提供了一种包括实施例1或2的激光切割设备。

综上所述，本实用新型结构设计简单，自动化程度高，可通过自动翻转将工件送入切割位置，以及将完成切割加工的工件翻转回取件位置，其适用于复杂三维工件的六个方向的切孔、修边加工；同时，加工过程中通过各种导向、限位结构(如夹紧件、上件导向件、工件转动限位件、翻转限位件、工件定位组件)限制工件的位置，以提高定位精度高，以避免零件二次装夹和定位，由此大大提高切割精度和效率。

需要说明的是，上述实施例1至3中的技术特征可进行任意组合，且组合而成的技术方案均属于本申请的保护范围。且在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种翻转式激光切割夹具，其特征在于，包括：夹具底座；夹紧件，其连接所述夹具底座的上端面，且具有夹持空间，用于对位于所述夹持空间内的工件进行夹持，使得所述工件处于第一切割位置，以在第一切割位置完成对所述工件的一次激光切割；翻转底座，其连接所述夹紧件；翻转驱动组件，其连接所述翻转底座，用于驱动所述翻转底座翻转，带动被所述夹紧件夹持的、已完成一次激光切割的工件翻转到第二切割位置，以在第二切割位置完成对所述工件的二次激光切割，以及带动已完成二次激光切割的工件翻转到取件位置；废料收集组件，其连接所述夹具底座，且位于处于第二切割位置的工件的下方，用于直接收集对工件进行二次激光切割时产生的废料，和/或，用于将对工件进行二次激光切割时产生的废料引导至预定废料收集地点；以及控制盒，其与所述翻转驱动组件和/或夹持件电性连接，用于控制所述翻转驱动组件运动，和/或，控制所述夹持件夹紧/松开。

2.如权利要求1所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述翻转式激光切割夹具还包括：上件导向件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件的外侧，用于将工件引导至夹持件。

3.如权利要求2所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述上件导向件包括：连接所述夹具底座上端面的导向主体部以及相对所述主体部向外倾斜的斜向部。

4.如权利要求1所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述翻转式激光切割夹具还包括：工件转动限位件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件与上件导向件之间，用于防止被夹持的、处于第一切割位置的工件转动；和/或，翻转限位件，其连接所述夹具底座，且位于所述翻转底座的翻转路径上，用于当所述工件位于第二切割位置后，阻止所述翻转底座继续翻转。

5.如权利要求1所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述翻转式激光切割夹具还包括：角度检测组件，其连接所述翻转驱动组件，用于获取所述翻转底座的翻转位置信息，并产生对应的信号。

6.如权利要求1所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述翻转式激光切割夹具还包括：工件定位组件，其连接所述夹具底座的上端面，用于在所述工件位于所述夹持空间内、被夹紧件夹持前，对工件的端部进行定位。

7.如权利要求6所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述工件定位组件包括：定位支座，其连接所述夹具底座的上端面；定位销安装座，其连接所述定位支座的上端面；推力轴承，其设置于所述定位销安装座内；定位销，其底部安装轴纵向穿过所述推力轴承，且与已被夹持的待加工工件的端部的定位孔配合，且所述底部安装轴与所述推力轴承之间具有缝隙；锁定销，其横向穿过所述定位销的底部安装轴以及定位销安装座，以使得定位销可沿锁定销的轴向游动；以及气缸，其连接所述定位销安装座，用于带动所述定位销的自动伸缩。

8.如权利要求1所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述翻转式激光切割夹具还包括：取件导向件，其连接所述夹具底座的上端面，且位于所述夹持件外侧，用于引导处于取件位置的工件进入预定位置。

9.如权利要求8所述的翻转式激光切割夹具，其特征在于，所述取件导向件包括：取件导向件底座，其连接所述夹具底座的上端面，且位于处于取件位置的工件的下方；以及阻拦件，其垂直连接所述取件导向件底座的上端面，且位于处于取件位置的工件的侧部。

10.一种包括权利要求1-9任一项所述翻转式激光切割夹具的激光切割设备。

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