CN221454675U - 管材切割装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种管材切割装置，管材切割装置包括机台、夹持卡盘、切割机构和焊缝检测机构，焊缝检测机构包括设置在所述夹持卡盘一侧的摄像头，以及驱动所述摄像头运动的朝向或远离所述夹持卡盘中心线运动的第一驱动组件。在管材被安装到夹持卡盘上以后，第一驱动组件驱动摄像头运动到管材的一端，并与管材的端面相对，以对管材内部进行拍照。拍照完成后第一驱动组件驱动摄像头运动收回，以免在后续的管材切割工序中与管材和夹持卡盘发生干涉。同时摄像机拍的照片经分析，可确定管材焊缝位置以便调整管材，使切割路径避开焊缝。

Description

管材切割装置

技术领域

本申请属于激光加工领域，更具体地说，是涉及一种管材切割装置。

背景技术

随着激光技术的高速发展，激光切割以其切割质量好、切割效率高、切割精度高等优点被广泛应用于汽车、轮船、航空航天等领域。在管材切割领域激光切割技术也大规模使用。现有的管材除了无缝管，大部分是采用焊接成型，而在焊接处就会存在一定高度的焊缝。这些焊缝会影响到后续管材工件的拼接、焊接的质量。所以在加工管材工件前，需要对管材焊缝进行识别，从而在加工孔、切口前避开焊缝所在区域，现有的切割设备一般需要人工对焊缝进行识别，效率较低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种管材切割装置，以解决人工识别焊缝效率低易出错的问题。

本申请实施例提供一种管材切割装置，包括：

机台；

夹持卡盘，设置在所述机台上，用于夹持管材；

切割机构，设置在所述机台上并位于所述夹持卡盘一侧；

焊缝检测机构，包括设置在所述夹持卡盘一侧的摄像头和第一驱动组件；所述第一驱动组件用于驱动所述摄像头朝向所述夹持卡盘的中心线运动，使所述摄像头的拍摄方向，朝向所述夹持卡盘的中心。

在一些实施例中，所述管材切割装置还包括设置在所述机台一端的机架，所述切割机构包括设置在所述机架上的第二驱动组件以及与所述第二驱动组件连接的激光切割头；所述焊缝检测机构设于所述机架上。

在一些实施例中，所述第二驱动组件包括：

Y轴驱动模组，设置在所述机架上；

Z轴驱动模组，设于所述Y轴驱动模组的移动端，所述激光切割头设置在所述Z轴驱动模组的移动端。

在一些实施例中，所述焊缝检测机构还包括：

第一安装架，设于所述机架一侧，所述第一驱动组件设置在所述第一安装架上；

第二安装架，设置在所述第一驱动组件的驱动端，并与所述夹持卡盘相间隔，所述摄像头设置在所述第二安装架上。

在一些实施例中，所述第一驱动组件包括：

气缸，设于所述第一安装架上，所述气缸的推杆的端部与所述第二安装架连接；

导杆，平行于所述推杆设置，且一端与所述第二安装架连接，另一端与所述第一安装架滑动连接。

在一些实施例中，所述焊缝检测机构还包括设置在所述第二安装架上，并位于所述摄像头朝向所述夹持卡盘的一侧的光源。

在一些实施例中，所述夹持卡盘包括间隔设置的两辊子，以及驱动两所述辊子靠近或分离的第三驱动组件，两所述辊子用于夹持管材。

在一些实施例中，所述夹持卡盘和送料卡盘包括四爪卡盘。

在一些实施例中，所述管材切割装置还包括与所述机台滑动连接的送料卡盘，以及驱动所述送料卡盘沿着朝向或远离所述夹持卡盘运动的第四驱动组件，所述夹持卡盘和送料卡盘沿着X轴方向排布。

在一些实施例中，所述夹持卡盘和送料卡盘同轴设置，所述管材切割装置还包括用于驱动所述送料卡盘和/或夹持卡盘转动的第五驱动组件。

本申请实施例的管材切割装置包括机台、夹持卡盘、切割机构和焊缝检测机构，焊缝检测机构包括设置在所述夹持卡盘一侧的摄像头，以及驱动所述摄像头运动的朝向或远离所述夹持卡盘中心线运动的第一驱动组件。在管材被安装到夹持卡盘上以后，第一驱动组件驱动摄像头运动到管材的一端，并与管材的端面相对，以对管材内部进行拍照。拍照完成后第一驱动组件驱动摄像头运动收回，以免在后续的管材切割工序中与管材和夹持卡盘发生干涉。同时摄像机拍的照片经分析，可确定管材焊缝位置以便调整管材，使切割路径避开焊缝。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的管材切割装置的结构示意图；

图2为图1实施例中管材切割装置的正视图；

图3为图1实施例中夹持卡盘及焊缝检测机构的结构示意图；

图4为图1实施例中焊缝检测机构的结构示意图；

标号说明：

10、机台；11、机架；20、夹持卡盘；21、辊子；22、第二安装座；30、切割机构；31、第二驱动组件；40、焊缝检测机构；41、第一安装架；42、气缸；43、直线轴承；44、导杆；45、第二安装架；46、摄像头；50、送料卡盘；51、第一安装座；

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图4，现对本申请实施例提供的管材切割装置进行说明。

本申请实施例提供一种管材切割装置，该管材切割装置包括：机台10；夹持卡盘20，设置在所述机台10上，用于夹持管材；切割机构30，设置在所述机台10上并位于所述夹持卡盘20一侧；焊缝检测机构40，包括设置在所述夹持卡盘20一侧的摄像头46和第一驱动组件，所述第一驱动组件用于驱动所述摄像头46朝向所述夹持卡盘20中心线运动，使所述摄像头46的拍摄方向，朝向所述夹持卡盘20的中心。

本实施例中，夹持卡盘20设置在机台10上，用于夹持管材，夹持卡盘20可以是三爪卡盘也可以是四爪卡盘，切割机构30可采用激光切割的方式，焊缝检测机构40采用视觉识别的方式，具体包括摄像头46和第一驱动组件，第一驱动组件可以是气缸42，电动缸等。管材被装夹在夹持卡盘20上后，此时气缸42伸出并带动摄像头46下降到管材中心，对管材内端面进行拍照。管材切割装置根据摄像头46回传的照片分析出管材焊缝所在的面。以便后续对管材表面的切割加工过程(切孔等)避开加工到管材焊缝。在检测完毕后气缸42缩回缩，并带动摄像头46回到原位，以避让轴向伸出的管材。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，管材切割装置还包括设置在所述机台10一端的机架11，所述切割机构30包括设置在所述机架11上的第二驱动组件31以及与所述第二驱动组件31连接的激光切割头；所述焊缝检测机构40设于所述机架11上。机架11可以是设置与机台10一端的龙门架，机台10的长度方向沿着X轴方向。所述第二驱动组件31包括设置在所述机架11上的Y轴驱动模组，以及设置在Y轴驱动模组的移动端的Z轴驱动模组，所述激光切割头设置在所述Z轴驱动模组的移动端。由此第二驱动组件31可驱动激光切割头横移和升降。即，Z轴驱动模组上的电机通过驱动丝杆能实现激光切割头的上下移动。同时Z轴驱动模组还安装Y轴驱动模组上，通过安装在Y轴驱动模组内部的电机驱动丝杆能控制Z轴驱动模组的左右移动。同过Y轴驱动模组和Z轴驱动模组的配合可以实现激光切割头的上下左右插补运动。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，所述焊缝检测机构40还包括：第一安装架41，设于所述机架11一侧，所述第一驱动组件设置在所述第一安装架41上；第二安装架45，设置在所述第一驱动组件的驱动端，并与所述夹持卡盘20相间隔，所述摄像头46设置在所述第二安装架45上。第一安装架41可以是框架结构，其设置在机架11一侧，使焊粉检测机构可与夹持卡盘20相间隔。所述第一驱动组件包括设于所述第一安装架41上的气缸42，所述气缸42的推杆的端部与所述第二安装架45连接，气缸42的驱动方向为Z轴方向。导杆44平行于所述推杆设置，且一端与所述第二安装架45连接，另一端与所述第一安装架41滑动连接。第一安装架41设置有直线轴承43，直线轴承43与导杆44适配。可在推杆的两侧分别设置一个导杆44，以确保第二安装架45平稳升降。

进一步的，第二安装架45可采用框架结构，在第二安装架45的外周设置有壳体，已将摄像头46封闭在第二安装架45内部。同时在壳体朝向夹持卡盘20的一侧设置有透光孔。在透光孔处设置有透光板和环形光源，以对管材进行照明。壳体的设置也可确保摄像头46不被切割产生的烟尘污染。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，所述管材切割装置还包括与所述机台10滑动连接的送料卡盘50，以及驱动所述送料卡盘50沿着朝向或远离所述夹持卡盘20运动的第四驱动组件，所述夹持卡盘20和送料卡盘50沿着X轴方向排布。在本实施例中，管材切割装置包括第一安装座51，送料卡盘50设于所述第一安装座51上，第一安装座51与机台10通过滑轨滑动连接，滑动方向沿着机台10的长度方向。第四驱动组件包括设置在第一安装座51上的第一电机，设于机台10上的齿条以及与第一电机驱动连接，并与齿条啮合的第一齿轮，齿条沿着X轴方向设置。通过第一电机第一齿轮转动，带动第一安装座51及送料卡盘50移动。送料卡盘50夹持管材后，沿着X轴移动以调节管材位于夹持卡盘20一端的伸出长度。即，送料卡盘50则负责管材的前后送进。送料卡盘50也可配合切割机构30在X轴方向对管材的表面进行切割。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，所述夹持卡盘20和送料卡盘50同轴设置，所述管材切割装置还包括用于驱动所述送料卡盘50和/或夹持卡盘20转动的第五驱动组件。送料卡盘50可绕其中心轴转动，送料卡盘50与第一安装座51转动连接，第五驱动组件包括第二电机、设于第二电机上的第二齿轮，以及设于卡盘外周的齿环，齿环与第二齿轮啮合。在送料卡盘50被第二电机驱动转动时，夹持卡盘20则松开管材。当然也可将夹持卡盘20设置成可转动的结构，具体参照上述送料卡盘50。由此送料卡盘50或夹持卡盘20其中一个设有第五驱动组件，在其中一个卡盘驱动管材转动时，另一个卡盘则松开管材。当然也可以将送料卡盘50和夹持卡盘20上都设置有第五驱动组件，由此管材的两端都可有保持夹持状态，同时进行同步转动。当管材切割装置根据摄像头46回传的照片分析出管材焊缝所在的面。送料卡盘50和/或夹持卡盘20根据分析出来的数据，旋转对应的角度，以使激光切割器避开加工管材焊缝所在的区域。不需要人工进行参与干预，提升设备的自动化能力。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，管材切割装置还包括第二安装座22，夹持卡盘20设于所述第二安装座22上，第人安装座与机台10通过滑轨滑动连接，滑动方向沿着机台10的长度方向。第二安装座22上设置有第三电机，第三电机上设置有与齿条啮合的第三齿轮，第三齿轮可驱动夹持卡盘20在机台10上移动。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，所述夹持卡盘20包括间隔设置的两辊子21，以及驱动两所述辊子21靠近或分离的第三驱动组件，两所述辊子21用于夹持管材，两辊子21夹持管材可用于在送料卡盘50移动并输送管材时，对管材起到一定的导向作用。当然夹持卡盘20还包括相对设置的两夹块以及驱动夹块开合的第六驱动组件。两夹块用于夹紧管材，当管材需要调节伸出长度时，两夹块完全打开，由两辊子21夹持即可。两辊子21的开合方向与两夹块的开合方向相交。

在一些实施例中，请参阅图1至图4，管材切割装置的主体部由机台10、送料卡盘50、夹持卡盘20、第一驱动组件、切割机构30等部分组成。切割机构30包括激光切割头和两直线驱动模组，即Z轴驱动模组和Y轴驱动模组，激光切割头安装在Z轴驱动模组上，Z轴驱动模组上的电机通过驱动丝杆能实现激光切割头的上下移动。同时Z轴驱动模组还安装Y轴驱动模组上，通过安装在Y轴驱动模组内部的电机驱动丝杆能控制Z轴驱动模组的左右移动。同过Y轴驱动模组和Z轴驱动模组的配合可以实现激光切割头的上下左右插补运动。Y轴驱动模组固定在机台10上。夹持卡盘20和送料卡盘50分别通过滑块和导轨安装于机台10上，通过电机驱动可沿着机台10长度方向(Z轴方向)移动，负责在管材切割过程中夹持住管材和往激光切割头送管材。同时夹持卡盘20和送料卡盘50还可以通过自带的电机实现夹持管材部分的旋转，从而带动管材进行旋转。

焊缝检测机构40由摄像头46、第一安装架41、光源、第二安装架45、导杆44、气缸42安装按、直线轴承43、气缸42等部分组成。第一安装架41固定于切割机构30一侧，第一安装架41上安装有两根导杆44，导杆44穿过直线轴承43，而直线轴承43则固定在第一安装架41上，导杆44可以在直线轴承43内部上下自动滑动。气缸42则通过气缸42安装板固定在第一安装架41上，气缸42的另外一端则与第二安装架45相连，摄像头46和光源分别固定在第二安装架45上。通过控制气缸42的伸缩可以，控制摄像头46的上下移动。

管材切割装置的工作流程：

管材被外部上料机构送到送料卡盘50和夹持卡盘20上，并同时被这两个卡盘的卡爪夹持住。此时气缸42伸出，并带动摄像头46下降到管材中心，对管材内端面进行拍照。管材切割装置根据摄像头46回传的照片分析出管材焊缝所在的面。送料卡盘50和夹持卡盘20根据分析出来的数据，旋转对应的角度，以避开加工到管材焊缝所在的面。气缸42缩回并带动摄像头46回到原位。加工开始时候，激光切割头在Y轴驱动模组和Z轴驱动模组的驱动下，实现上下左右的插补运动，对管材进行加工，而送料卡盘50则负责管材的前后送进。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管材切割装置，其特征在于，包括：

机台；

夹持卡盘，设置在所述机台上，用于夹持管材；

切割机构，设置在所述机台上并位于所述夹持卡盘一侧；

焊缝检测机构，包括设置在所述夹持卡盘一侧的摄像头和第一驱动组件；所述第一驱动组件用于驱动所述摄像头朝向所述夹持卡盘的中心线运动，使所述摄像头的拍摄方向，朝向所述夹持卡盘的中心。

2.根据权利要求1所述的管材切割装置，其特征在于，所述管材切割装置还包括设置在所述机台一端的机架，所述切割机构包括设置在所述机架上的第二驱动组件以及与所述第二驱动组件连接的激光切割头；所述焊缝检测机构设于所述机架上。

3.根据权利要求2所述的管材切割装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

Y轴驱动模组，设置在所述机架上；

Z轴驱动模组，设于所述Y轴驱动模组的移动端，所述激光切割头设置在所述Z轴驱动模组的移动端。

4.根据权利要求2所述的管材切割装置，其特征在于，所述焊缝检测机构还包括：

第一安装架，设于所述机架一侧，所述第一驱动组件设置在所述第一安装架上；

第二安装架，设置在所述第一驱动组件的驱动端，并与所述夹持卡盘相间隔，所述摄像头设置在所述第二安装架上。

5.根据权利要求4所述的管材切割装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

气缸，设于所述第一安装架上，所述气缸的推杆的端部与所述第二安装架连接；

导杆，平行于所述推杆设置，且一端与所述第二安装架连接，另一端与所述第一安装架滑动连接。

6.根据权利要求4所述的管材切割装置，其特征在于，所述焊缝检测机构还包括设置在所述第二安装架上，并位于所述摄像头朝向所述夹持卡盘的一侧的光源。

7.根据权利要求1所述的管材切割装置，其特征在于，所述夹持卡盘包括间隔设置的两辊子，以及驱动两所述辊子靠近或分离的第三驱动组件，两所述辊子用于夹持管材。

8.根据权利要求1所述的管材切割装置，其特征在于，所述夹持卡盘和送料卡盘包括四爪卡盘。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的管材切割装置，其特征在于，所述管材切割装置还包括与所述机台滑动连接的送料卡盘，以及驱动所述送料卡盘沿着朝向或远离所述夹持卡盘运动的第四驱动组件，所述夹持卡盘和送料卡盘沿着X轴方向排布。

10.根据权利要求9所述的管材切割装置，其特征在于，所述夹持卡盘和送料卡盘同轴设置，所述管材切割装置还包括用于驱动所述送料卡盘和/或夹持卡盘转动的第五驱动组件。