CN213945327U - 一种异形件切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种异形件切割设备。包括底座，在底座上横跨连接有龙门架，在龙门架上安装有激光切割头，还包括用于驱动激光切割头沿底座的长度方向移动的X轴移动装置、用于驱动激光切割头沿底座的宽度方向移动的Y轴移动装置以及用于驱动激光切割头纵向移动的Z轴移动装置；在底座上连接有多组位于龙门架的下方的夹持装置，夹持装置用于夹持和旋转工件，在底座上连接有用于驱动多组夹持装置移动的夹装移位装置，在底座上连接有可延伸至所述工件的内腔的补心装置。本实用新型可对异形件进行稳固的装夹以及位置的调节，降低了切割的局限性，同时，本实用新型可避免损伤工件的内壁或者对工件造成对穿损伤。

Description

一种异形件切割设备

技术领域

本实用新型属于激光切割技术领域，尤其涉及一种异形件切割设备。

背景技术

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的，可广泛应用于金属材料加工中，具有切口宽度窄、热影响区小、切口光洁、切割速度高、可随意切割任意形状的特点。

异形件是外边面呈不规则分布的工件，在实际的工作过程中，需要使用切割设备对异形工件进行切割，进而方便后续加工。但是对于一些形状不规则的异形件，在切割加工时仍存在部分问题，具体如下：

1、在切割异形件的材料时，不方便对待加工的异形件进行固定，固定不慎容易导致后期对材料进行切割时的精度不高；

2、不便于对切割单元的位置进行调节，切割的局限性较大，切割难度较大。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、装夹稳固且切割精度高的异形件切割设备。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种异形件切割设备包括底座，在底座上横跨连接有龙门架，在龙门架上安装有激光切割头，还包括用于驱动激光切割头沿底座的长度方向移动的X轴移动装置、用于驱动激光切割头沿底座的宽度方向移动的Y轴移动装置以及用于驱动激光切割头纵向移动的Z轴移动装置；在底座上连接有多组位于龙门架的下方的夹持装置，夹持装置用于夹持和旋转工件，在底座上连接有用于驱动多组夹持装置移动的夹装移位装置，在底座上连接有可延伸至所述工件的内腔的补心装置。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种异形件切割设备，通过设置激光切割头可对工件进行切割；通过设置X轴移动装置和Y轴移动装置可驱动激光切割头横向移动，通过设置Z轴移动装置可带动激光切割头纵向移动；通过设置夹持装置可对工件进行稳固的夹持和位置调节，即夹持装置中的夹爪机构可对具有异形结构的工件进行稳固的夹持，夹爪旋转电机可驱动夹爪机构夹持的工件进行360度的旋转，进而方便对工件的位置进行调节，降低了切割的局限性。本实施例设置有两组夹持装置，可进行双工位的装卡，开机一次即可对两件工件进行切割，提高了工作效率，通过设置夹装移位装置可对夹持装置进行移动，进而使得待加工的工件能够依次移动至加工工位进行切割操作，同时，通过设置夹装移位装置也方便对切割单元的位置进行调节。通过设置补心装置可避免高功率密度能量容易损伤工件的内壁或者对工件造成对穿损伤，影响提高了切割操作的精度。

优选地：夹持装置包括用于夹持工件的夹爪机构，在夹爪机构上连接有用于驱动其旋转的夹爪旋转电机。

优选地：夹爪机构包括夹爪安装板，在夹爪安装板的前端面上固接有定心柱，在定心柱的外围设置有按照周向分部的上夹爪座、左夹爪座、下夹爪座和右夹爪座；上夹爪座和左夹爪座与夹爪安装板固定连接、下夹爪座和右夹爪座与夹爪安装板活动连接；还包括分别用于驱动下夹爪座和右夹爪座进行移动的第二夹持气缸和第一夹持气缸；在夹爪座的内端面上均可拆卸连接有开设有V型槽的夹持块。

优选地：夹装移位装置包括在底座上固接的沿底座的宽度方向延伸的夹装导向轨，在夹装导向轨上通过滑块滑动连接有夹装移动座，还包括在底座上连接的用于驱动夹装移动座沿夹装导向轨移动的夹装驱动件。

优选地：补心装置包括在底座上通过安装座连接的补心气缸，补心气缸横向设置且伸出端朝向夹持装置，在补心气缸的伸出端连接有补心件。

优选地：X轴移动装置包括在底座上固接的沿其长度方向延伸的X轴导向轨和X轴齿条，在龙门架的底部固接有与X轴导向轨滑动配合的滑块；在龙门架上固接有X轴电机，在X轴电机的输出端键连接有与X轴齿条相啮合的齿轮。

优选地：Y轴移动装置包括在龙门架上固接的沿底座的宽度方向延伸的Y轴齿条和Y轴导向轨，在Y轴导向轨上通过滑块滑动连接有Y轴移动座，在Y轴移动座上固接有Y轴电机，在Y轴电机的输出端键连接有与Y轴齿条相啮合的齿轮。

优选地：Z轴移动装置与Y轴移动座相固接；Z轴移动装置采用电缸，激光切割头与电缸的活动端相固接。

优选地：在底座上开设有位于夹持装置的下方的槽口，在所述槽口的下方设置有用于接收废料的料渣车。

优选地：在激光切割头上连接有用于检测激光切割头与工件之间的距离的传感器。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构的立体结构示意图；

图2是本实用新型的夹持装置的立体结构示意图，前方视角；

图3是本实用新型的夹持装置的立体结构示意图，后方视角；

图4是本实用新型的夹装移位装置的立体结构示意图；

图5是本实用新型的X轴、Y轴和Z轴移动装置的立体结构示意图，上方视角；

图6是本实用新型的X轴、Y轴和Z轴移动装置的立体结构示意图，下方视角；

图7是本实用新型的补心装置的立体结构示意图；

图8是本实用新型的外部结构的立体结构示意图。

图中：1、底座；2、补心装置；2-1、补心气缸；2-2、补心件；3、夹持装置；3-1、夹爪旋转电机；3-2、夹爪机构；3-2-1、夹爪安装板；3-2-2、上夹爪座；3-2-3、左夹爪座；3-2-4、下夹爪座；3-2-5、右夹爪座；3-2-6、夹持块；3-2-7、定心柱；3-2-8、第一夹持气缸；3-2-9、第二夹持气缸；3-2-10、夹爪转轴；4、夹装移位装置；4-1、夹装移动座；4-2、夹装驱动件；4-3、夹装导向轨；4-4、夹装拖链；5、激光切割头；6、龙门架；7、Z轴移动装置；8、Y轴移动装置；8-1、Y轴电机；8-2、Y轴移动座；8-3、Y轴齿条；8-4、Y轴导向轨；9、X轴移动装置；9-1、X轴电机；9-2、X轴齿条；9-3、X轴导向轨；10、Z轴拖链；11、Y轴拖链；12、X轴拖链；13、料渣车；14、工件；15、外防护罩。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的异形件切割设备包括底座1，在底座1上横跨连接有龙门架6，在龙门架6上安装有激光切割头5，在激光切割头5上连接有用于检测激光切割头5与工件14之间的距离的传感器。在本实施例中，传感器采用远红外距离传感器。

如图1所示，本实施例还包括用于驱动激光切割头5沿底座1的长度方向移动的X轴移动装置9、用于驱动激光切割头5沿底座1的宽度方向移动的Y轴移动装置8以及用于驱动激光切割头5纵向移动的Z轴移动装置7。

进一步参见图5和图6，在本实施例中，X轴移动装置9包括在底座1上固接的沿其长度方向延伸的X轴导向轨9-3和X轴齿条9-2，在龙门架6的底部固接有与X轴导向轨9-3滑动配合的滑块；在龙门架6上固接有X轴电机9-1，在X轴电机9-1的输出端键连接有与X轴齿条9-2相啮合的齿轮。为了提高龙门架6横向运行的稳定性，在龙门架6上转动连接有与X轴齿条9-2相啮合的齿轮。另外，如图1所示，在龙门架6与底座1之间连接有X轴拖链12。在底座1的侧壁上连接有用于控制龙门架6的行程的触点开关，在龙门架6上连接有与触点开关相配合的触板。

如图5所示，Y轴移动装置8包括在龙门架6上固接的沿底座1的宽度方向延伸的Y轴齿条8-3和Y轴导向轨8-4，在Y轴导向轨8-4上通过滑块滑动连接有Y轴移动座8-2，在Y轴移动座8-2上固接有Y轴电机8-1，在Y轴电机8-1的输出端键连接有与Y轴齿条8-3相啮合的齿轮。为了提高Y轴移动座8-2的横向运行的稳定性，在Y轴移动座8-2上转动连接有与Y轴齿条8-3相啮合的齿轮。如图1所示，在Y轴移动座8-2和龙门架6之间连接有Y轴拖链11。在龙门架6的侧壁上连接有用于控制Y轴移动座8-2的行程的触点开关，在Y轴移动座8-2上连接有与触点开关相配合的触板。

如图5所示，Z轴移动装置7与Y轴移动座8-2相固接；在本实施例中，Z轴移动装置7采用电缸，激光切割头5与电缸的活动端相固接。如图1所示，在Z轴移动装置7的活动端和Y轴移动座8-2之间连接有Z轴拖链10。

如图1所示，为了方便对异形件进行夹持，本实施例在底座1上连接有多组位于龙门架6的下方的夹持装置3，夹持装置3用于夹持和旋转工件14。本实施例设置有两组夹持装置3，在实际工作过程中可进行多工位的操作，节省了操作时间。

进一步参见图2和图3，夹持装置3包括用于夹持工件14的夹爪机构3-2，在夹爪机构3-2上连接有用于驱动其旋转的夹爪旋转电机3-1。通过设置夹爪旋转电机3-1可驱动夹爪机构3-2在竖直面内进行360度旋转，增大了切割范围，降低了切割难度。在底座1上开设有位于夹持装置3的下方的槽口，在槽口的下方设置有用于接收废料的料渣车13。通过设置上述槽口可避让开夹爪机构3-2，进而方便夹爪机构3-2旋转。

夹爪机构3-2包括夹爪安装板3-2-1，在夹爪安装板3-2-1的前端面上固接有定心柱3-2-7，在定心柱3-2-7的外围设置有按照周向分部的上夹爪座3-2-2、左夹爪座3-2-3、下夹爪座3-2-4和右夹爪座3-2-5。在夹爪座的内端面上均可拆卸连接有开设有V型槽的夹持块3-2-6。可根据不同规格尺寸的工件14更换不同的夹持块3-2-6。

上夹爪座3-2-2和左夹爪座3-2-3与夹爪安装板3-2-1固定连接。在本实施例中，在夹爪安装板3-2-1与上夹爪座3-2-2的接触面上开设有纵向延伸的槽口，在上夹爪座3-2-2的安装面上一体成型有与上述槽口滑动配合的滑块。在上夹爪座3-2-2上开设于有条形孔，在条形孔内穿设有与夹爪安装板3-2-1相固定的螺栓，在螺栓上螺合有锁紧螺母，通过旋松和旋紧锁紧螺母可以调节上夹爪座3-2-2相对于夹爪安装板3-2-1的位置。在夹爪安装板3-2-1与左夹爪座3-2-3的接触面上开设有横向延伸的槽口，在左夹爪座3-2-3的安装面上一体成型有与上述槽口滑动配合的滑块。在左夹爪座3-2-3上开设于有条形孔，在条形孔内穿设有与夹爪安装板3-2-1相固定的螺栓，在螺栓上螺合有锁紧螺母，通过旋松和旋紧锁紧螺母可以调节左夹爪座3-2-3相对于夹爪安装板3-2-1的位置。

为了提高夹持装置3的适用性，使得其能夹持多种规格的工件14，在本实施例中，下夹爪座3-2-4和右夹爪座3-2-5与夹爪安装板3-2-1活动连接。为了使得夹持装置3并能够对工件14进行稳定的夹持，本实施例还包括分别用于驱动下夹爪座3-2-4和右夹爪座3-2-5进行移动的第二夹持气缸3-2-9和第一夹持气缸3-2-8。在本实施例中，第二夹持气缸3-2-9纵向设置，第一夹持气缸3-2-8横向设置，通过设置第二夹持气缸3-2-9和第一夹持气缸3-2-8可带动下夹爪座3-2-4和右夹爪座3-2-5朝向和背离定心柱3-2-7运行，配合上夹爪座3-2-2和左夹爪座3-2-3，进而对工件14进行稳定的夹持。另外，在在夹爪安装板3-2-1的背部的中心处固接有夹爪转轴3-2-10，夹爪旋转电机3-1的输出轴与夹爪转轴3-2-10相固接。

如图1所示，工件14呈扁圆状，一端呈敞口状，另一相对端开设有与定心柱3-2-7相适配的通孔。在实际的工作过程中，需提前调节上夹爪座3-2-2和左夹爪座3-2-3的位置，从而保证二者的内端面的夹持块3-2-6与工件14相顶紧接触。工作人员只需将工件14插设于定心柱3-2-7上，然后启动第二夹持气缸3-2-9和第一夹持气缸3-2-8，使得下夹爪座3-2-4和右夹爪座3-2-5朝向定心柱3-2-7运行，最终四组夹持块3-2-6将工件14稳定的夹持住，提高了切割精度。

如图1所示，本实施例设置有两组夹持装置3，可进行双工位的装卡，开机一次即可对两件工件14进行切割，提高了工作效率，为了方便对夹持装置3进行移动，进而使得待加工的工件14能够依次移动至加工工位，本实施例在底座1上连接有用于驱动多组夹持装置3移动的夹装移位装置4，进一步参见图4，夹装移位装置4包括在底座1上固接的沿底座1的宽度方向延伸的夹装导向轨4-3，在夹装导向轨4-3上通过滑块滑动连接有夹装移动座4-1，还包括在底座1上连接的用于驱动夹装移动座4-1沿夹装导向轨4-3移动的夹装驱动件4-2。在本实施例中，夹装驱动件4-2采用直线气缸，夹爪旋转电机3-1通过电机座与夹装移动座4-1相连接；在夹装移动座4-1上连接有夹装拖链4-4，夹装拖链4-4的另一端与底座1相连接。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功密度能量来实现的，由于工件14为薄壁结构，在实际的切割操作过程中，当激光切割头5的功率过大时，高功率密度能量容易损伤工件14的内壁或者对工件14造成对穿损伤，影响切割操作的精度，因此，本实施例在底座1上连接有可延伸至工件14的内腔的补心装置2。进一步的参见图7，补心装置2包括在底座1上通过安装座连接的补心气缸2-1，补心气缸2-1横向设置且伸出端朝向夹持装置3，在补心气缸2-1的伸出端连接有补心件2-2。在本实施例中，补心件2-2采用石墨材质制成的柱状体，当对工件14进行切割时，补心气缸2-1的活塞杆伸出，驱动补心件2-2伸入至工件14的内腔、激光切割头5的下方，从而隔断激光切割头5产生的能量，使得激光切割头5只能对位于补心件2-2的上方的工件14的侧壁进行切割，避免高功率密度能量对位于下方的内壁造成损伤或者对穿，进而提高了切割操作的精度。

为了避免切割过程中产生的烟尘其扩散至车间，同时也为了避免切割过程中产生的高温渣滓飞溅烫伤工作人员。如图8所示，本实施例在底座1上固接有外防护罩15，在外防护罩15上滑动连接有检修门，在外防护罩15上连接有采用透明材质的观察窗。在防护罩15的顶部连接有与其内腔相连通的集气罩。在集气罩上连接有气体管路和风机，气体管路将产生的废气输入废气处理装置。

工作过程：

在实际的工作过程中，利用夹爪机构3-2夹持好工件14后，启动夹装移位装置4，带动待加工的工件14横向移动至加工工位，即一组工件14的内腔正对补心装置2处，然后启动补心气缸2-1，带动补心件2-2伸入至工件14的内腔；启动X轴移动装置9和Y轴移动装置8，进而带动激光切割头5横向移动，直至激光切割头5移动至处于加工工位的工件14的正上方，启动Z轴移动装置7，进而带动激光切割头5移动至预设的纵向位置。然后开始切割操作，即启动激光切割头5和夹爪旋转电机3-1，激光切割头5对旋转的工件14进行切割，工件14旋转一周后即完成切割。

在激光切割头5上连接有传感器，传感器可实时的检测其与工件14之间的距离，产生触发信号并传送给控制器，控制器接收该信号后指令Z轴移动装置7运行，从而控制激光切割头5与工件14之间的距离，使二者之间的距离始终处于一个预设值，实现激光切割头5跟随工件14的表面形状，完成一件工件14的切割后，启动夹装驱动件4-2，带动未加工的工件14移动至加工工位上，再次进行上述的切割操作。夹持装置3中的夹爪机构3-2可对具有异形结构的工件14进行稳固的夹持，夹爪旋转电机3-1可驱动夹爪机构3-2夹持的工件14进行360度的旋转，进而方便对工件14的位置进行调节，降低了切割的局限性。本实施例设置有两组夹持装置3，可进行双工位的装卡，开机一次即可对两件工件14进行切割，提高了工作效率，通过设置夹装移位装置4可对夹持装置3进行移动，进而使得待加工的工件14能够依次移动至加工工位进行切割操作。

Claims (10)

1.一种异形件切割设备，其特征是：包括底座(1)，在底座(1)上横跨连接有龙门架(6)，在龙门架(6)上安装有激光切割头(5)，还包括用于驱动激光切割头(5)沿底座(1)的长度方向移动的X轴移动装置(9)、用于驱动激光切割头(5)沿底座(1)的宽度方向移动的Y轴移动装置(8)以及用于驱动激光切割头(5)纵向移动的Z轴移动装置(7)；在底座(1)上连接有多组位于龙门架(6)的下方的夹持装置(3)，夹持装置(3)用于夹持和旋转工件(14)，在底座(1)上连接有用于驱动多组夹持装置(3)移动的夹装移位装置(4)，在底座(1)上连接有可延伸至所述工件(14)的内腔的补心装置(2)。

2.如权利要求1所述的异形件切割设备，其特征是：夹持装置(3)包括用于夹持工件(14)的夹爪机构(3-2)，在夹爪机构(3-2)上连接有用于驱动其旋转的夹爪旋转电机(3-1)。

3.如权利要求2所述的异形件切割设备，其特征是：夹爪机构(3-2)包括夹爪安装板(3-2-1)，在夹爪安装板(3-2-1)的前端面上固接有定心柱(3-2-7)，在定心柱(3-2-7)的外围设置有按照周向分部的上夹爪座(3-2-2)、左夹爪座(3-2-3)、下夹爪座(3-2-4)和右夹爪座(3-2-5)；上夹爪座(3-2-2)和左夹爪座(3-2-3)与夹爪安装板(3-2-1)固定连接、下夹爪座(3-2-4)和右夹爪座(3-2-5)与夹爪安装板(3-2-1)活动连接；还包括分别用于驱动下夹爪座(3-2-4)和右夹爪座(3-2-5)进行移动的第二夹持气缸(3-2-9)和第一夹持气缸(3-2-8)；在夹爪座的内端面上均可拆卸连接有开设有V型槽的夹持块(3-2-6)。

4.如权利要求1所述的异形件切割设备，其特征是：夹装移位装置(4)包括在底座(1)上固接的沿底座(1)的宽度方向延伸的夹装导向轨(4-3)，在夹装导向轨(4-3)上通过滑块滑动连接有夹装移动座(4-1)，还包括在底座(1)上连接的用于驱动夹装移动座(4-1)沿夹装导向轨(4-3)移动的夹装驱动件(4-2)。

5.如权利要求1所述的异形件切割设备，其特征是：补心装置(2)包括在底座(1)上通过安装座连接的补心气缸(2-1)，补心气缸(2-1)横向设置且伸出端朝向夹持装置(3)，在补心气缸(2-1)的伸出端连接有补心件(2-2)。

6.如权利要求1至5任一项所述的异形件切割设备，其特征是：X轴移动装置(9)包括在底座(1)上固接的沿其长度方向延伸的X轴导向轨(9-3)和X轴齿条(9-2)，在龙门架(6)的底部固接有与X轴导向轨(9-3)滑动配合的滑块；在龙门架(6)上固接有X轴电机(9-1)，在X轴电机(9-1)的输出端键连接有与X轴齿条(9-2)相啮合的齿轮。

7.如权利要求6所述的异形件切割设备，其特征是：Y轴移动装置(8)包括在龙门架(6)上固接的沿底座(1)的宽度方向延伸的Y轴齿条(8-3)和Y轴导向轨(8-4)，在Y轴导向轨(8-4)上通过滑块滑动连接有Y轴移动座(8-2)，在Y轴移动座(8-2)上固接有Y轴电机(8-1)，在Y轴电机(8-1)的输出端键连接有与Y轴齿条(8-3)相啮合的齿轮。

8.如权利要求7所述的异形件切割设备，其特征是：Z轴移动装置(7)与Y轴移动座(8-2)相固接；Z轴移动装置(7)采用电缸，激光切割头(5)与电缸的活动端相固接。

9.如权利要求8所述的异形件切割设备，其特征是：在底座(1)上开设有位于夹持装置(3)的下方的槽口，在所述槽口的下方设置有用于接收废料的料渣车(13)。

10.如权利要求9所述的异形件切割设备，其特征是：在激光切割头(5)上连接有用于检测激光切割头(5)与工件(14)之间的距离的传感器。

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