CN216264117U - 一种全自动旋转式变矩激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动旋转式变矩激光切割机，包括机架和切割室，切割室中设有片材夹紧机构、激光切割机构和成品输送机构，其特征在于：激光切割机构包括旋转机构、旋转座、变距平移机构和激光切割头；旋转座与旋转机构的动力输出端相连接；变距平移机构包括平移驱动装置、变距滑轨和变距滑块，平移驱动装置和变距滑轨均安装在旋转座上并且变距滑轨水平设置，变距滑块可移动地安装在变距滑轨上，变距滑块与平移驱动装置的动力输出端相连接；激光切割头固定安装在变距滑块上。这种全自动旋转式变矩激光切割机的激光切割头能够在旋转过程中进行变距，从而能够在平面内切割不同弧度曲线的封闭图形。

Description

一种全自动旋转式变矩激光切割机

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割机，尤其涉及一种全自动旋转式变矩激光切割机。

背景技术

在生产一些圆形的片材时，现在越多采用激光切割的方式，在片材上的指定区域内利用激光在片材上进行圆形切割。目前，现有的激光切割装置通常包括平移机构、旋转机构、旋转臂和激光切割头，平移机构用于驱动旋转机构、旋转臂和激光切割头在平面内移动，将旋转机构、旋转臂和激光切割头平移至指定切割区域的上方（或者将移动片材的切割区域至激光切割头的下方），使旋转臂的一端对准所需圆形片材的圆心；在切割前把激光切割头固定在旋转臂上，旋转臂的一端至激光切割头之间的距离为圆形片材的半径，切割时旋转机构驱动旋转臂在平面内转动，从而使激光切割头在片材的指定区域内上切割出想要的圆形材料。但是，这种切割方式一般仅限于切割规则的圆形片材，如果要切割椭圆等其他曲线封闭图形，则需要重新调整激光切割头在旋转臂上的安装位置，十分麻烦。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种全自动旋转式变矩激光切割机，这种全自动旋转式变矩激光切割机的激光切割头能够在旋转过程中进行变距，从而能够在平面内切割不同弧度曲线的封闭图形。采用的技术方案如下：

一种全自动旋转式变矩激光切割机，包括机架和设置在机架上的切割室，切割室设有片材入料口、片材出料口和成品出料口，切割室中设有片材夹紧机构、激光切割机构和成品输送机构，片材夹紧机构设置在成品输送机构的上方，激光切割机构处在片材夹紧机构的上方；其特征在于：所述激光切割机构包括旋转机构、旋转座、变距平移机构和激光切割头；旋转机构固定安装在所述机架上，旋转座与旋转机构的动力输出端相连接；变距平移机构包括平移驱动装置、变距滑轨和变距滑块，平移驱动装置和变距滑轨均安装在所述旋转座上并且变距滑轨水平设置，变距滑块安装在变距滑轨上并且能够沿变距滑轨的长度方向移动，变距滑块与平移驱动装置的动力输出端相连接；所述激光切割头固定安装在变距滑块上。

本实用新型全自动旋转式变矩激光切割机的片材输送由上游、下游的片材输送设备进行统一收放卷输送，片材从切割室的入料口进入切割室内部之后，由片材夹紧机构进行夹紧，然后激光切割机构在片材上进行切割作业，切割出的成品直接掉落到成品输送机构上，由成品输送机构经成品出料口送出，切割剩余的片材废料随片材输送设备的收卷从片材出料口送出。

上述旋转机构驱动旋转座转动，使激光切割头能够在平面内进行旋转。通常，旋转机构通常采用旋转驱动电机，旋转座与旋转驱动电机的输出轴传动连接。

上述变距平移机构用于在旋转过程中同时驱动变距滑块沿变距滑轨移动，使激光切割头也随着变距滑块进行移动，从而实现在旋转过程中进行变距。

在激光切割作业过程中，一方面旋转机构可以通过变速来实现激光切割头的旋转速度的变化，而另一方面变距平移机构在激光切割头的旋转过程中改变激光切割头在变距滑轨上的位置，也即是激光切割头的旋转速度变化与激光切割头的半径实时变化相结合，从而实现平面内对任意弧度的曲线进行切割，使得激光切割头能够在平面内切割不同弧度曲线的封闭图形。

作为本实用新型的优选方案，所述激光切割机构还包括旋转臂，旋转臂的一端与旋转机构的动力输出端相连接，所述旋转座安装在旋转臂的另一端，所述变距滑轨偏移旋转机构的旋转中心。将变距滑轨通过旋转臂偏移旋转中心，当激光切割头在变距滑轨上移动时，激光切割头与旋转中心之间的距离会发生改变，一方面可以更加精准地切割出椭圆等普通曲线图形，甚至还能切割出类似梅花状等多种变化的曲线图形；另一方面，当旋转机构停止转动时，激光切割头可以沿变距滑轨移动切割出偏移旋转中心的直线，可以让旋转机构每转过一定角度，激光切割头都沿变距滑轨移动切割直线，形成各种多边形图形，满足不同图形的切割需求。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述平移驱动装置包括平移驱动电机、丝杆和螺母；平移驱动电机安装在所述旋转座上，丝杆沿所述变距滑轨的长度方向设置，丝杆的一端与平移驱动电机的输出轴传动连接，丝杆的另一端可转动地安装在旋转座上；螺母与丝杆螺纹连接，所述变距滑块固定连接在螺母上。通过平移驱动电机驱动丝杆转动，使螺母沿丝杆移动，进而使变距滑块沿变距滑轨移动。

作为本实用新型更进一步的优选方案，所述激光切割机构还包括升降机构和升降座；升降机构包括升降气缸、升降导轨和升降滑块，升降气缸的缸体朝下设置在变距滑块上，升降导轨竖直设置在变距滑块上，升降滑块可滑动地安装在升降导轨上并且与升降气缸的活塞杆连接，升降座安装在升降滑块上，所述激光切割头安装在升降座上。增设升降机构驱动升降座使激光切割头能够进行升降，可以对不同的片材实现自动调焦，进一步提高切割效果。

作为本实用新型的优选方案，所述成品输送机构包括输送电机、主动辊、从动辊和多组同步轮带，输送电机、主动辊和从动辊均安装在所述机架上，主动辊与输送电机的输出轴传动连接；同步轮带包括主动轮、从动轮和同步带，各个主动轮和各个从动轮张紧相应的各条同步带，各个主动轮均相应地套接在主动辊上，各个从动轮均相应地套接在从动辊上。

作为本实用新型进一步的优选方案，相邻两条所述同步带之间存在间隔，间隔下方设有吸附装置；吸附装置包括吸附升降气缸和吸盘，吸附升降气缸的缸体竖直朝上设置在所述机架上，吸盘安装在吸附升降气缸的活塞杆上。为了提高片材在激光切割作业时的稳定性，在切割时吸附升降气缸驱动吸盘从相邻两条同步带之间的间隔上升并吸附住片材的切割区域的下表面，切割完成后吸盘下降至间隔下方，而切割下的成品受到同步带阻挡而落在同步带上。

作为本实用新型的优选方案，所述片材夹紧机构包括两根支撑条、至少两个压紧装置、以及用于调节两条支撑条距离的调节装置，两根支撑条平行设置在所述片材出料口与所述片材入料口之间，两根支撑条的一端均与调节装置相连接；每根支撑条上设置有至少一个压紧装置，压紧装置包括压紧气缸和压块，压紧气缸的缸体竖直朝下设置在所述机架上，压块安装在压紧气缸的活塞杆上并处在相应的支撑条的上方。调节装置调节两根支撑条之间的距离，使两根支撑条之间的距离与片材相匹配，片材的两条边分别处在两根支撑条的上方，在片材进行切割时，两条支撑条上的各个压紧气缸驱动压块下压，将片材的两条边压紧，防止片材在激光切割时发生偏移。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述调节装置设置在所述片材入料口处，调节装置包括调节螺杆、两个螺母、以及至少一条导向滑轨和两块导向滑块，调节螺杆和导向滑轨平行设置，调节螺杆的一端可转动的安装在所述机架上、调节螺杆的另一端安装有螺杆驱动装置，调节螺杆设有方向相反的正螺纹段和反螺纹段，两个螺母分别套接在相应的正螺纹段、反螺纹段上，两根所述支撑条的一端分别与相应的螺母连接、另一端均通过导向滑块安装在导向滑轨上。前述螺杆驱动装置可以采用电机调节，也可以安装一个手轮采用人工手动调节。通过转动调节螺杆调节两条支撑条之间的距离，使之与片材的尺寸相匹配。

为了进一步提高片材在切割过程中保持夹紧状态，作为本实用新型进一步的优选方案，所述片材夹紧机构还包括辅助夹送装置，辅助夹送装置设置在所述片材出料口处，辅助夹送装置包括至少一对夹送辊。在片材入料口设置至少一对夹送辊，在片材进行激光切割时可以对片材进行夹紧，而在片材进行输送时可以对片材进行夹送。通常，夹送辊包括上辊和下辊，下辊可以通过电机驱动转动，上辊可通过气缸驱动上下移动；需要夹送时电机驱动下辊转动，带动上辊夹送片材，而当需要夹紧时电机暂停驱动，气缸驱动上辊下压夹紧片材。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型全自动旋转式变矩激光切割机的激光切割头在激光切割作业过程中，一方面旋转机构可以通过变速来实现激光切割头的旋转速度的变化，而另一方面变距平移机构在激光切割头的旋转过程中改变激光切割头在变距滑轨上的位置，也即是激光切割头的旋转速度变化与激光切割头的半径实时变化相结合，从而实现平面内对任意弧度的曲线进行切割，使得激光切割头能够在平面内切割不同弧度曲线的封闭图形。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式的结构示意图；

图2为图1中切割室内片材夹紧机构和成品输送机构的结构示意图；

图3为图1中切割室内片材夹紧机构和成品输送机构另一个视角的结构示意图；

图4为图1中激光切割机构的结构示意图；

图5为传统激光切割头的平移切割简示图；

图6为本实用新型优选实施方式中激光切割头的平移切割简示图；

其中，各标示为：1-机架，2-切割室，201-片材入料口，202-片材出料口，203-成品出料口；

3-片材夹紧机构，31-支撑条，32-压紧装置，321-压紧气缸，322-压块，33-调节装置，331-调节螺杆，332-螺母（调节支撑条用），333-导向滑轨，334-导向滑块，335-手轮，34-辅助夹送装置，341-上辊，342-下辊，343-夹送电机，344-夹紧气缸；

4-激光切割机构，41-旋转电机（旋转机构），42-旋转臂，43-旋转座，44-变距平移机构，441-平移驱动装置，4411-平移驱动电机，442-变距滑轨，443-变距滑块，45-升降机构，451-升降气缸，452-升降导轨，453-升降滑块，46-升降座，47-激光切割头，O-旋转中心；42’-旋转臂（传统设备示意），47’-切割头（传统设备示意），O’-旋转中心（传统设备示意）；

5-成品输送机构，51-主动辊，52-从动辊，53-同步轮带，531-主动轮，532-从动轮，533-同步带，54-吸附装置，541-吸附升降气缸，542-吸盘。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。

如图1所示，一种全自动旋转式变矩激光切割机，包括机架1和设置在机架1上的切割室2，切割室2设有片材入料口201、片材出料口202和成品出料口203，切割室2中设有片材夹紧机构3、激光切割机构4和成品输送机构5，片材夹紧机构3设置在成品输送机构5的上方，激光切割机构4处在片材夹紧机构3的上方。

如图1至图3所示，成品输送机构5包括输送电机（图中被遮挡未画出）、主动辊51、从动辊52和多组同步轮带53，输送电机、主动辊51和从动辊52均安装在机架1上，主动辊51与输送电机的输出轴传动连接；同步轮带53包括主动轮531、从动轮532和同步带533，各个主动轮531和各个从动轮532张紧相应的各条同步带533，各个主动轮531均相应地套接在主动辊51上，各个从动轮532均相应地套接在从动辊52上；相邻两条同步带533之间存在间隔，间隔下方设有吸附装置54，吸附装置54包括吸附升降气缸541和吸盘542，吸附升降气缸541的缸体竖直朝上设置在机架1上，吸盘542安装在吸附升降气缸541的活塞杆上，在切割时吸附升降气缸541驱动吸盘542从相邻两条同步带533之间的间隔上升并吸附住片材的切割区域的下表面，切割完成后吸盘542下降至间隔下方，而切割下的成品受到同步带533阻挡而落在同步带533上。

如图1至图3所示，片材夹紧机构3包括两根支撑条31、四个压紧装置32、以及用于调节两条支撑条31距离的调节装置33，两根支撑条31平行设置在片材出料口202与片材入料口201之间，两根支撑条31的一端均与调节装置33相连接；调节装置33设置在片材入料口201处，调节装置33包括调节螺杆331、两个螺母332、以及两条导向滑轨333和四块导向滑块334，调节螺杆331和导向滑轨333平行设置，调节螺杆331的一端可转动的安装在机架1上、调节螺杆331的另一端安装有手轮335，调节螺杆331设有方向相反的正螺纹段（图中未标示）和反螺纹段（图中未标示），两个螺母332分别套接在相应的正螺纹段、反螺纹段上；两条导向滑轨333分别设置在片材入料口201处和片材出料口202处，两根支撑条31的一端分别与相应的螺母332连接，两根支撑条31均通过导向滑块334安装在导向滑轨333上，通过手轮335转动调节螺杆331调节两条支撑条31之间的距离，使之与片材的尺寸相匹配；每根支撑条31上设置有两个压紧装置32，压紧装置32包括压紧气缸321和压块322，压紧气缸321的缸体竖直朝下设置在机架1上，压块322安装在压紧气缸321的活塞杆上并处在相应的支撑条31的上方，当片材进行切割作业时，片材的两条边分别处在两根支撑条31的上方，两条支撑条31上的各个压紧气缸321驱动压块322下压，将片材的两条边压紧，防止片材在激光切割时发生偏移。

另外，为了进一步提高片材在切割过程中保持夹紧状态，如图1至图3所示，片材夹紧机构3还包括辅助夹送装置34，辅助夹送装置34设置在片材出料口202处，辅助夹送装置34包括一对夹送辊，夹送辊包括上辊341和下辊342，下辊342可以通过夹送电机343驱动转动，上辊341可通过夹紧气缸344驱动上下移动，在片材进行激光切割时夹紧气缸344驱动上辊341下压夹紧片材可以对片材进行夹紧，而当片材进行输送时，夹送电机343驱动下辊342转动，可以对片材进行夹送。

如图4所示，激光切割机构4包括旋转机构41、旋转臂42、旋转座43、变距平移机构44、升降机构45、升降座46和激光切割头47；旋转机构41通常采用旋转电机，旋转电机41固定安装在机架1上，旋转臂42的一端与旋转电机41的输出轴传动连接，旋转座43安装在旋转臂42的另一端；变距平移机构44包括平移驱动装置441、变距滑轨442和变距滑块443，变距滑轨442水平安装在旋转座43上并且偏离旋转电机41的输出轴，变距滑块443安装在变距滑轨442上并且能够沿变距滑轨442的长度方向移动；平移驱动装置441包括平移驱动电机4411、丝杆（图中被变距滑轨442遮挡未画出）和螺母（图中被变距滑块443遮挡未画出），平移驱动电机4411安装在旋转座43上，丝杆沿变距滑轨442的长度方向设置，丝杆的一端与平移驱动电机4411的输出轴传动连接，丝杆的另一端可转动地安装在旋转座43上，螺母与丝杆螺纹连接，变距滑块443固定连接在螺母上，通过平移驱动电机4411驱动丝杆转动，使螺母沿丝杆移动，进而使变距滑块443沿变距滑轨442移动；升降机构45安装在变距滑块443上，升降机构45包括升降气缸451、升降导轨452和升降滑块453，升降气缸451的缸体朝下设置在变距滑块443上，升降导轨452竖直设置在变距滑块443上，升降滑块453可滑动地安装在升降导轨452上并且与升降气缸451的活塞杆连接，升降座46安装在升降滑块453上，激光切割头47安装在升降座46上，通过升降气缸451驱动升降座46使激光切割头47能够进行升降，可以对不同的片材实现自动调焦，进一步提高切割效果。

本实用新型全自动旋转式变矩激光切割机在激光切割作业过程中，一方面旋转电机41可以通过变速来实现激光切割头47的旋转速度的变化，而另一方面变距平移机构44在激光切割头47的旋转过程中改变激光切割头47在变距滑轨442上的位置，也即是激光切割头47的旋转速度变化与激光切割头47的半径实时变化相结合，从而实现平面内对任意弧度的曲线进行切割，使得激光切割头47能够在平面内切割不同弧度曲线的封闭图形。

特别地，传统的激光切割设备，如图5所示，切割头47’安装在旋转臂42’上并且切割头47’可沿旋转臂42’平移来改变切割半径，但是由于旋转中心O’在旋转臂42’上，无论切割头47’在旋转臂42’上如何移动，都无法切割出多边形；而对于本实用新型旋转变矩激光切割装置而言，由于将变距滑轨442通过旋转臂42偏离旋转中心O，当激光切割头47在变距滑轨442上移动时，激光切割头47与旋转中心O之间的距离会发生改变，一方面可以更加精准地切割出圆形、椭圆、甚至是梅花状等多种变化的曲线图形，另一方面，如图6所示，当旋转电机41停止转动时，激光切割头47可以沿变距滑轨442移动切割出偏移旋转中心O的直线，可以让旋转电机41每转过一定角度，激光切割头47都沿变距滑轨442移动切割直线，形成各种多边形图形，满足不同图形的切割需求。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种全自动旋转式变矩激光切割机，包括机架和设置在机架上的切割室，切割室设有片材入料口、片材出料口和成品出料口，切割室中设有片材夹紧机构、激光切割机构和成品输送机构，片材夹紧机构设置在成品输送机构的上方，激光切割机构处在片材夹紧机构的上方；其特征在于：所述激光切割机构包括旋转机构、旋转座、变距平移机构和激光切割头；旋转机构固定安装在所述机架上，旋转座与旋转机构的动力输出端相连接；变距平移机构包括平移驱动装置、变距滑轨和变距滑块，平移驱动装置和变距滑轨均安装在所述旋转座上并且变距滑轨水平设置，变距滑块安装在变距滑轨上并且能够沿变距滑轨的长度方向移动，变距滑块与平移驱动装置的动力输出端相连接；所述激光切割头固定安装在变距滑块上。

2.根据权利要求1所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述激光切割机构还包括旋转臂，旋转臂的一端与旋转机构的动力输出端相连接，所述旋转座安装在旋转臂的另一端，所述变距滑轨偏移旋转机构的旋转中心。

3.根据权利要求1或2所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述平移驱动装置包括平移驱动电机、丝杆和螺母；平移驱动电机安装在所述旋转座上，丝杆沿所述变距滑轨的长度方向设置，丝杆的一端与平移驱动电机的输出轴传动连接，丝杆的另一端可转动地安装在旋转座上；螺母与丝杆螺纹连接，所述变距滑块固定连接在螺母上。

4.根据权利要求3所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述激光切割机构还包括升降机构和升降座；升降机构包括升降气缸、升降导轨和升降滑块，升降气缸的缸体朝下设置在变距滑块上，升降导轨竖直设置在变距滑块上，升降滑块可滑动地安装在升降导轨上并且与升降气缸的活塞杆连接，升降座安装在升降滑块上，所述激光切割头安装在升降座上。

5.根据权利要求1所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述成品输送机构包括输送电机、主动辊、从动辊和多组同步轮带，输送电机、主动辊和从动辊均安装在所述机架上，主动辊与输送电机的输出轴传动连接；同步轮带包括主动轮、从动轮和同步带，各个主动轮和各个从动轮张紧相应的各条同步带，各个主动轮均相应地套接在主动辊上，各个从动轮均相应地套接在从动辊上。

6.根据权利要求5所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：相邻两条所述同步带之间存在间隔，间隔下方设有吸附装置；吸附装置包括吸附升降气缸和吸盘，吸附升降气缸的缸体竖直朝上设置在所述机架上，吸盘安装在吸附升降气缸的活塞杆上。

7.根据权利要求1所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述片材夹紧机构包括两根支撑条、至少两个压紧装置、以及用于调节两条支撑条距离的调节装置，两根支撑条平行设置在所述片材出料口与所述片材入料口之间，两根支撑条的一端均与调节装置相连接；每根支撑条上设置有至少一个压紧装置，压紧装置包括压紧气缸和压块，压紧气缸的缸体竖直朝下设置在所述机架上，压块安装在压紧气缸的活塞杆上并处在相应的支撑条的上方。

8.根据权利要求7所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述调节装置设置在所述片材入料口处，调节装置包括调节螺杆、两个螺母、以及至少一条导向滑轨和两块导向块，调节螺杆和导向滑轨平行设置，调节螺杆的一端可转动的安装在所述机架上、调节螺杆的另一端安装有螺杆驱动装置，调节螺杆设有方向相反的正螺纹段和反螺纹段，两个螺母分别套接在相应的正螺纹段、反螺纹段上，两根所述支撑条的一端分别与相应的螺母连接、另一端均通过导向滑块安装在导向滑轨上。

9.根据权利要求7所述的全自动旋转式变矩激光切割机，其特征在于：所述片材夹紧机构还包括辅助夹送装置，辅助夹送装置设置在所述片材出料口处，辅助夹送装置包括至少一对夹送辊。

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