CN216938929U - 一种金属板材开槽与激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属板材开槽与激光切割机，包括：机架(1)、开槽装置(2)和激光切割装置(3)，所述开槽装置(2)和所述激光切割装置(3)在X轴方向上可移动地安装在所述机架(1)上，所述开槽装置(2)为铣刀装置或者锯片装置。通过将开槽装置和激光切割装置集成在同一台设备上，即在完成开槽工序之后无需转换设备即可继续进行切割工序，且利用激光进行切割，大大降低了金属板材开槽以及切割成单件板材的劳动强度、提高了工作效率；同时，将开槽装置设置为铣刀装置或者锯片装置，即利用高速铣刀或者高速圆盘锯片对金属板材进行开槽，可以针对被加工金属板材的材质、硬度特点选用具体的开槽工具，提供了选择的多样性。

Description

一种金属板材开槽与激光切割机

技术领域

本实用新型涉及金属板材开槽技术领域，特别涉及一种金属板材开槽与激光切割机。

背景技术

国内外新兴的中高档建筑材料装饰行业对所需要的金属装饰材料提出了更高的要求，即要求弯制后的金属薄板料工件棱边圆弧半径尽可能小，金属薄板料工件表面无折光；要求金属薄板料工件的弯制断面形状更复杂，更能体现设计师的新潮设计风格。目前传统的强制折弯方式和自由折弯方式，甚至三点式折弯工艺都已无法弯制小圆弧的金属板料工件，也就是说单独用折弯机弯制金属薄板料工件已不能满足设计师的设计要求，达不到中高档装饰的档次和装饰效果。

目前，在金属板材的开槽加工行业，通常是在对被加工的金属板材完成开槽后，在将整块金属板材移送到另外的设备上进行切割或者裁剪，将大面积的大块板材分隔成单件金属板材。现有工艺的缺陷在于：1、需要多台设备，提高了开槽、切割的成本，同时设备间的转换也加长了工序的时间，即降低了效率；2、上料定位、开槽、转换剪切，至少需要8个操作工人，人工成本大，且存在较大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供一种金属板材开槽与激光切割机。该开槽与激光切割机将现有的开槽、切割分两台设备完成的步骤集成在一台设备上完成，即在开槽和切割两道工艺之间无需转换设备，这样就节省了两道工序之间的转换设备时间，提高了开槽和切割的效率；另一方面，该开槽与激光切割机的开槽装置为铣刀装置或者锯片装置，即利用高速铣刀在被加工的金属板材上铣出预定设计要求的槽或者利用高速圆盘锯片在被加工的金属板材上锯出预定设计要求的槽，提高了开槽的多样性；再一方面，该开槽与激光切割机在工作台面板上设置与激光切割装置相对应的避空结构，是因为在使用激光将大块金属板件切割成小块金属板件时，会产生一定量的金属渣屑，如果激光直接正对工作台面进行切割，会将工作台面熔融以及将这些金属渣屑熔融粘附在切割后的金属板材上，损害金属板材的质量；而避空结构使得激光头运行时中心线不正对着工作台面板，避免激光损坏工作台面板，也避免金属渣屑熔融后粘附在金属板材上；最后一方面，激光切割金属板材时会产生热量，避空结构的设置可以在被加工金属板材进行激光切割时激光切割线的位置被架空，避免金属板材的被切割处熔融损坏以及高温使得金属板材变形、改色。为了解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型的一种金属板材开槽与激光切割机，包括：机架、开槽装置和激光切割装置，所述开槽装置和所述激光切割装置在X轴方向上可移动地安装在所述机架上，所述开槽装置为铣刀装置或者锯片装置。其中，X轴方向是指开槽装置运行时在被加工金属板材上进行开槽的方向，即激光切割头运行时对被加工金属板材切割的方向。

本实用新型的金属板材开槽与激光切割机与现有的开槽以及切割设备相比：通过将开槽装置和激光切割装置集成在同一台设备上，即在完成开槽工序之后无需转换设备即可继续进行切割工序，且利用激光进行切割，大大降低了金属板材开槽以及切割成单件板材的劳动强度、提高了工作效率；现有金属板材的开槽与切割分两台设备完成至少需要8个工人操作，且在两道工序之间需要大范围转移场地，本实用新型的金属板材开槽与激光切割机仅需1-2个工人即可完成这两道工序的操作，大幅度地降低了人工成本。同时，将开槽装置设置为铣刀装置或者锯片装置，即利用高速铣刀或者高速圆盘锯片对金属板材进行开槽，可以针对被加工金属板材的材质、硬度特点选用具体的开槽工具，提供了选择的多样性。

进一步地，还包括工作台面板，所述工作台面板架设在所述机架上，所述工作台面板上与所述激光切割装置相对应的位置沿X轴方向设置有避空结构，所述避空结构为避空槽或者避空缝。具体地，避空结构为在工作台面板上沿X轴方向开设的截面形状为方形、V形、半圆形、梯形等结构的长槽，或者该避空结构为两块相对设置的工作台面板之间留出的缝隙；使激光切割装置在切割工作时，激光头正对着该避空结构，即激光切割线沿着该避空结构进行。设置该避空结构是因为在使用激光将大块金属板件切割成小块金属板件时，会产生一定量的金属渣屑，如果激光直接正对工作台面板进行切割，会将工作台面板熔融以及将这些金属渣屑熔融粘附在切割后的金属板材上，损坏工作台面板以及损害金属板材的质量；另一方面，激光切割金属板材时会产生热量，设置该避空结构可以在被加工金属板材进行激光切割时激光切割线的位置被架空，避免金属板材的被切割处熔融损坏以及高温使得金属板材变形、改色。

进一步地，所述开槽装置与所述激光切割装置在Y轴方向错开设置，所述开槽装置与所述激光切割装置在Y轴方向错开的距离可在0.1mm-300mm范围内自由调节或者逐级调节。其中，Y轴方向是指在水平面上与X轴垂直的方向，亦即被加工金属板材在机架上从前向后推进的方向。这样，在被加工金属板材开槽时，开槽装置将会对工作台面板产生非常大的冲击力，那么开槽装置所对应位置的工作台面板应当为整体板，该整体板可以足够承受开槽装置的冲击力以及避免被加工金属板材在冲击力作用下下凹。而激光切割装置所对应的工作台面板上优选设置避空结构，因此开槽装置与激光切割装置在Y轴方向优选为错开设置。

进一步地，还包括X轴运行机构、W轴驱动机构和C轴驱动机构，所述开槽装置通过所述W轴驱动机构安装在所述X轴运行机构上，所述激光切割装置通过所述C轴驱动机构安装在所述X轴运行机构上，所述X轴运行机构可移动地安装在所述机架上。

其中，所述X轴运行机构包括运行固定座、X轴伺服电机、X轴减速机、X轴传动轴和X轴传动齿轮，所述X轴伺服电机和所述X轴减速机设置在所述运行固定座的正面上，所述X轴传动轴贯穿所述运行固定座连接所述X轴减速机与所述X轴传动齿轮，所述X轴传动齿轮与设置在所述机架上的X轴齿条相适配设置，所述X轴传动齿轮与所述X轴齿条相配合驱动所述运行固定座沿X轴滑动。具体地，X轴运行机构是通过X轴伺服电机、X轴减速机、X轴传动轴和X轴传动齿轮的驱动，带动运行固定座以及安装在运行固定座上的开槽装置和激光切割装置沿X轴运行，即沿金属板材开槽方向上运行。所述X轴运行机构还包括设置在运行固定座背面上的滑动导槽，该滑动导槽与设置在机架上的X轴直线导轨相适配，运行固定座以及安装在其上的各装置在X轴伺服电机、X轴减速机、X轴传动轴和X轴传动齿轮等配合驱动下沿滑动导槽与X轴直线导轨运行，开槽装置和激光切割装置分别对金属板材进行开槽和激光切割作业。

其中，所述W轴驱动机构包括W轴伺服电机、W轴同步带轮、W轴滚珠丝杆和W轴滑块，所述W轴伺服电机和所述W轴同步带轮安装在所述运行固定座上，所述W轴伺服电机通过所述W轴同步带轮和所述W轴滚珠丝杆驱动所述W轴滑块上下运行；所述开槽装置安装在所述W轴滑块上。所述C轴驱动机构包括C轴伺服电机、C轴减速电机、C轴滚珠丝杆和C轴滑轨，所述C轴伺服电机和所述C轴减速电机安装在所述运行固定座上，所述激光切割装置通过所述C轴滑轨安装在所述运行固定座上；所述C轴伺服电机通过所述C轴减速电机和所述C轴滚珠丝杆驱动所述激光切割装置沿所述C轴滑轨上下运行。具体地，W轴驱动机构是通过W轴伺服电机、W轴同步带轮、W轴滚珠丝杆和W轴滑块的配合驱动设置在W轴滑块上的开槽装置上下运动，即在开槽启动之前W轴驱动机构驱动开槽装置向下移动使铣刀或者锯片深入到被加工的金属板材上，再在X轴运行机构的驱动下以及开槽装置本身的驱动下对金属板材进行开槽加工，加工成所需的V型槽、方形槽或者弧形槽等等；C轴驱动机构通过C轴伺服电机、C轴减速电机、C轴滚珠丝杆和C轴滑轨的配合驱动激光切割装置上下移动，在激光切割头移动到切割高度位置时再在X轴运行机构的驱动下对金属板材进行激光切割，将整块的金属板材切割成单片的金属板材。

进一步地，所述金属板材开槽与激光切割机包括：两个或者两个以上的所述开槽装置和两个或者两个以上的所述激光切割装置；两个或者两个以上的所述开槽装置在Y轴方向上错开设置且间距可调节，两个或者两个以上的所述激光切割装置在Y轴方向上错开设置且间距可调节。

本实用新型的一种金属板材开槽与激光切割机，用于在整块的金属板材上开槽加工成V型槽、U型槽或者其它形状的槽，然后将大面积的整块金属板材切割成窄条的单件金属板材。具体的加工步骤如下：

步骤一，将被加工的金属板材定位在开槽与激光切割机的开槽工位上，按照预设程序启动所述开槽与激光切割机的铣刀或者锯片对被加工金属板材进行开槽，其中，铣刀或者锯片对同一被加工槽进行至少一次开槽操作，使金属板材上的被加工槽形状尺寸达到预定要求。

步骤二，若需要在金属板材上开出多道槽，则重复步骤一的操作；根据需要在整块金属板件上加工出两道或者两道以上的槽。

步骤三，完成金属板材的部分或者全部开槽后，将开槽与激光切割机的开槽装置关停，启动激光切割装置，将金属板材激光切割成单件金属板材。

本实用新型提供的金属板材开槽与激光切割机的有益效果是：

第一，通过将开槽装置和激光切割装置集成在同一台设备上，即在完成开槽工序之后无需转换设备即可继续进行切割工序，且利用激光进行切割，大大降低了金属板材开槽以及切割成单件板材的劳动强度、提高了工作效率；现有金属板材的开槽与切割分两台设备完成至少需要8个工人操作，且在两道工序之间需要大范围转移场地，本实用新型的金属板材开槽与激光切割机仅需1-2个工人即可完成这两道工序的操作，大幅度地降低了人工成本。同时，将开槽装置设置为铣刀装置或者锯片装置，即利用高速铣刀或者高速圆盘锯片对金属板材进行开槽，可以针对被加工金属板材的材质、硬度特点选用具体的开槽工具，提供了选择的多样性。

第二，通过设置避空结构，在使用激光将大块金属板件切割成小块金属板件时，会产生一定量的金属渣屑，如果激光直接正对工作台面板进行切割，会将工作台面板熔融以及将这些金属渣屑熔融粘附在切割后的金属板材上，损坏工作台面板以及损害金属板材的质量；另一方面，激光切割金属板材时会产生热量，设置该避空结构可以在被加工金属板材进行激光切割时激光切割线的位置被架空，避免金属板材的被切割处熔融损坏以及高温使得金属板材变形、改色。

第三，通过开槽装置与激光切割装置在Y轴方向错开设置，在被加工金属板材开槽时，开槽装置将会对工作台面板产生非常大的冲击力，那么开槽装置所对应位置的工作台面板应当为整体板，该整体板可以足够承受开槽装置的冲击力以及避免被加工金属板材在冲击力作用下下凹。而激光切割装置所对应的工作台面板上优选设置避空结构，因此开槽装置与激光切割装置在Y轴方向优选为错开设置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型金属板材开槽与激光切割机整机结构示意图；

图2是本实用新型金属板材开槽与激光切割机中开槽装置和激光切割装置处的横截面结构示意图；

图3是图2中部分结构放大示意图；

图4是本实用新型金属板材开槽与激光切割机中开槽装置为锯片时与激光切割装置安装在X轴运行机构上的示意图；

图5是图4的正面结构示意图；

图6是图4的背面结构示意图；

图7是本实用新型金属板材开槽与激光切割机中开槽装置为铣刀时与激光切割装置安装在X轴运行机构上的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例中的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参考图1至图7，本实施例的一种金属板材开槽与激光切割机，包括：机架1、开槽装置2和激光切割装置3，开槽装置2和激光切割装置3在X轴方向上可移动地安装在机架1上，开槽装置2为铣刀装置或者锯片装置。具体地，开槽装置2和激光切割装置3通过驱动组件安装在机架1上，并且开槽装置2和激光切割装置3在驱动组件的驱动下沿X轴运动，分别实现在被加工金属板材上开槽和将被加工金属板材切割成小块金属板材。当开槽装置2为铣刀装置时，是通过铣刀装置在金属板材上铣出所需要形状深度的槽，当开槽装置2为锯片装置时，是通过锯片在金属板材上锯出所需要求形状深度的槽，比如V型槽、U型槽、方型槽、梯形槽等等。

本实施例的金属板材开槽与激光切割机还包括工作台面板4，工作台面板4架设在机架1上，工作台面板4上与激光切割装置3相对应的位置沿X轴方向设置有避空结构41，避空结构41为避空槽或者避空缝。具体地，设置避空结构41是因为使用激光将大块金属板件切割成小块金属板件时，会产生一定量的金属渣屑，如果激光直接正对工作台面板进行切割，会将工作台面板熔融以及将这些金属渣屑熔融粘附在切割后的金属板材上，损坏工作台面板以及损害金属板材的质量；另一方面，激光切割金属板材时会产生热量，设置该避空结构41可以在被加工金属板材进行激光切割时激光切割线的位置被架空，避免金属板材的被切割处熔融损坏以及高温使得金属板材变形、改色。避空结构41为在工作台面板上沿X轴方向开设的截面形状为方形、V形、半圆形、梯形等结构的长槽，或者该避空结构41为两块相对设置的工作台面板之间留出的缝隙。

作为优选的实施方式，开槽装置2与激光切割装置3在Y轴方向错开设置，开槽装置2与激光切割装置3在Y轴方向错开的距离可在0.1mm-300mm范围内自由调节或者逐级调节。两者错开设置是因为开槽时开槽装置会给被加工的金属板材以及工作台面板非常大的冲击力，工作台面板需要承受这样的冲击力以及避免金属板材下凹，所以开槽装置所对应的必须是整体结构的工作台面板；而激光切割装置在将金属板材切割成小块板材时需要避空，因此两者在X轴方向上的中心线不能重合，即在Y轴方向错开设置。开槽装置2与激光切割装置3在Y轴方向错开的距离可在0.1mm-300mm范围内自由调节或者逐级调节，即两者的距离可以根据需要进行任一数值的调节，或者在预定的级差上逐级调节，比如每一级的差距为5mm、10mm、15mm或者20mm等等。

进一步优选的实施方式，该金属板材开槽与激光切割机还包括X轴运行机构5、W轴驱动机构6和C轴驱动机构7，开槽装置2通过W轴驱动机构6安装在X轴运行机构5上，激光切割装置3通过C轴驱动机构7安装在X轴运行机构5上，X轴运行机构5可移动地安装在机架1上。具体地，X轴运行机构5是驱动安装在其上的开槽装置2、激光切割装置3等沿X轴运行，即沿开槽/切割的方向运行。W轴驱动机构6是驱动安装在其上的开槽装置2上下移动，C轴驱动机构7是驱动安装在其上的激光切割装置3上下移动。

其中，X轴运行机构5包括运行固定座51、X轴伺服电机52、X轴减速机53、X轴传动轴54和X轴传动齿轮55，X轴伺服电机52和X轴减速机53设置在运行固定座51的正面上，X轴传动轴54贯穿运行固定座51连接X轴减速机53与X轴传动齿轮55，X轴传动齿轮55与设置在机架1上的X轴齿条11相适配设置，X轴传动齿轮55与X轴齿条11相配合驱动运行固定座51沿X轴滑动。优选地，X轴运行机构5还包括设置在运行固定座51背面的滑动导槽56，该滑动导槽56与设置在机架1上的X轴直线导轨12相适配，运行固定座51以及安装在其上的各装置在X轴伺服电机52、X轴减速机53、X轴传动轴54和X轴传动齿轮55相配合驱动下以及在滑动导槽56和X轴直线导轨12的导向作用下沿X轴运行，对金属板材进行开槽和激光切割作业。

W轴驱动机构6包括W轴伺服电机61、W轴同步带轮62、W轴滚珠丝杆63和W轴滑块64，W轴伺服电机61和W轴同步带轮62安装在运行固定座51上，W轴伺服电机61通过W轴同步带轮62和W轴滚珠丝杆63驱动W轴滑块64上下运行；开槽装置2安装在W轴滑块64上。

C轴驱动机构7包括C轴伺服电机71、C轴减速电机72、C轴滚珠丝杆73和C轴滑轨74，C轴伺服电机71和C轴减速电机72安装在运行固定座51上，激光切割装置3通过C轴滑轨74安装在运行固定座51上；C轴伺服电机71通过C轴减速电机72和C轴滚珠丝杆73驱动激光切割装置3沿C轴滑轨74上下运行。

作为一种改进的实施方式，该金属板材开槽与激光切割机包括：两个或者两个以上的开槽装置2和两个或者两个以上的激光切割装置3；两个或者两个以上的开槽装置2在Y轴方向上错开设置且间距可调节，两个或者两个以上的激光切割装置3在Y轴方向上错开设置且间距可调节。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，包括：机架(1)、开槽装置(2)和激光切割装置(3)，所述开槽装置(2)和所述激光切割装置(3)在X轴方向上可移动地安装在所述机架(1)上，所述开槽装置(2)为铣刀装置或者锯片装置。

2.根据权利要求1所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，还包括工作台面板(4)，所述工作台面板(4)架设在所述机架(1)上，所述工作台面板(4)上与所述激光切割装置(3)相对应的位置沿X轴方向设置有避空结构(41)，所述避空结构(41)为避空槽或者避空缝。

3.根据权利要求2所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，所述开槽装置(2)与所述激光切割装置(3)在Y轴方向错开设置，所述开槽装置(2)与所述激光切割装置(3)在Y轴方向错开的距离可在0.1mm-300mm范围内自由调节或者逐级调节。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，还包括X轴运行机构(5)、W轴驱动机构(6)和C轴驱动机构(7)，所述开槽装置(2)通过所述W轴驱动机构(6)安装在所述X轴运行机构(5)上，所述激光切割装置(3)通过所述C轴驱动机构(7)安装在所述X轴运行机构(5)上，所述X轴运行机构(5)可移动地安装在所述机架(1)上。

5.根据权利要求4所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，所述X轴运行机构(5)包括运行固定座(51)、X轴伺服电机(52)、X轴减速机(53)、X轴传动轴(54)和X轴传动齿轮(55)，所述X轴伺服电机(52)和所述X轴减速机(53)设置在所述运行固定座(51)的正面上，所述X轴传动轴(54)贯穿所述运行固定座(51)连接所述X轴减速机(53)与所述X轴传动齿轮(55)，所述X轴传动齿轮(55)与设置在所述机架(1)上的X轴齿条(11)相适配设置，所述X轴传动齿轮(55)与所述X轴齿条(11)相配合驱动所述运行固定座(51)沿X轴滑动。

6.根据权利要求5所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，所述W轴驱动机构(6)包括W轴伺服电机(61)、W轴同步带轮(62)、W轴滚珠丝杆(63)和W轴滑块(64)，所述W轴伺服电机(61)和所述W轴同步带轮(62)安装在所述运行固定座(51)上，所述W轴伺服电机(61)通过所述W轴同步带轮(62)和所述W轴滚珠丝杆(63)驱动所述W轴滑块(64)上下运行；所述开槽装置(2)安装在所述W轴滑块(64)上。

7.根据权利要求5所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，所述C轴驱动机构(7)包括C轴伺服电机(71)、C轴减速电机(72)、C轴滚珠丝杆(73)和C轴滑轨(74)，所述C轴伺服电机(71)和所述C轴减速电机(72)安装在所述运行固定座(51)上，所述激光切割装置(3)通过所述C轴滑轨(74)安装在所述运行固定座(51)上；

所述C轴伺服电机(71)通过所述C轴减速电机(72)和所述C轴滚珠丝杆(73)驱动所述激光切割装置(3)沿所述C轴滑轨(74)上下运行。

8.根据权利要求5所述的金属板材开槽与激光切割机，其特征在于，所述金属板材开槽与激光切割机包括：两个或者两个以上的所述开槽装置(2)和两个或者两个以上的所述激光切割装置(3)；两个或者两个以上的所述开槽装置(2)在Y轴方向上错开设置且间距可调节，两个或者两个以上的所述激光切割装置(3)在Y轴方向上错开设置且间距可调节。

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