CN221755032U - 一种用于激光切割仿形定位工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激光切割仿形定位工装，包括由两根横梁和两根竖梁构成的外框体，其中一根横梁内转动连接有横向螺杆，该横向螺杆外螺纹连接有至少一跟竖向定位杆，且横向螺杆能够驱动竖向定位杆沿X轴方向移动；其中一根所述竖梁内转动连接有竖向螺杆，竖向螺杆外螺纹连接有至少一根横向导向杆，且竖向螺杆能够驱动横向导向杆沿Y轴方向移动。本申请通过横向螺杆能够带动竖向定位杆沿X轴方向移动，通过竖向螺杆能够驱动横向导向杆沿Y轴方向移动，定位吸盘和压板夹块对工件进行固定，本申请能够适应于不同尺寸大小的工件，实现精准定位和夹紧，且工装在工作的过程中，还可以任意范围移动且不会工装和激光头相对位置的一个角度偏移。

Description

一种用于激光切割仿形定位工装

技术领域

本实用新型涉及激光切割机技术领域，具体涉及一种用于激光切割仿形定位工装。

背景技术

随着各行各业对高精度、高效率和多样化切割需求的增加，激光切割作为一种高精度切割技术得到了广泛关注。特别是在现在纯电动汽车市场的迅速发展，激光切割技术在新能源汽车制造中有广泛应用，可以用于切割和加工汽车零部件，例如新能源电池包结构中的液冷板。液冷板是将电池产生的热量传递给冷却液，并通过散热器将热量带走。一般情况下，液冷板采用冲压成型的铝板，因其具有优异的热传导性能而被广泛使用。根据工件的特性，工作台需要能做到快速定位，并能正常的排屑，没有干涉。

以常见的1-2mm的冲压成形铝板激光切割工艺为例，2D激光切割设备工作台(如图1所示)上的棱条间距过小，安装专用夹具困难，相对于复杂需要综合定位的产品，就无法使用此工作台，安装工装时需要手动让工装与激光头形成水平，再根据切割程序来调工装的位置，并不能做X、Y方向的限位来控制工装和切割头形成联系的工装。

同时根据工艺特性，铝板工件需要进行切割，切割的特征大于棱条间距，不能正常的排屑同时也没有高精度的定位，最大的难题是他不能有角度偏移，介于成型冲压件上的切割，需要有一定的相对精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决激光切割机在切割冲压成型的铝板时无法简单重复定位、排屑和夹紧的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于激光切割仿形定位工装，包括由两根横梁和两根竖梁构成的外框体，其中一根所述横梁内转动连接有横向螺杆，该所述横向螺杆外螺纹连接有至少一跟竖向定位杆，且横向螺杆能够驱动竖向定位杆沿X轴方向移动，其中竖向定位杆上设有定位吸盘；

其中一根所述竖梁内转动连接有竖向螺杆，所述竖向螺杆外螺纹连接有至少一根横向导向杆，且竖向螺杆能够驱动横向导向杆沿Y轴方向移动，其中横向导向杆上滑动连接有两个压板夹块。

本申请通过横向螺杆能够带动竖向定位杆沿X轴方向移动，通过竖向螺杆能够驱动横向导向杆沿Y轴方向移动，而竖向定位杆上设有用来对工件固定的定位吸盘，横向导向杆上滑动连接有同样对工件进行固定的压板夹块，采用上述设置可使得本申请能够适应于不同尺寸大小的工件，实现精准定位和夹紧，且工装在工作的过程中，还可以任意范围移动且不会工装和激光头相对位置的一个角度偏移，同时通过调整横向导向杆和压板夹块能精确的避开需要切割排屑的位置，从而达到顺利的排屑，避免废料积攒造成未切断和放置不到位。

作为本实用新型进一步的方案：所述所述横向导向杆位于竖向定位杆的上方。

作为本实用新型进一步的方案：所述竖向定位杆的一端螺纹连接到横向螺杆上，另一端滑动连接到另外一根平行设置的横梁上。

作为本实用新型进一步的方案：所述横向导向杆的一端螺纹连接到竖向螺杆上，另一端滑动连接到另外一根平行设置的竖梁上。

作为本实用新型进一步的方案：所述竖向螺杆和横向螺杆均由外部驱动件驱动。

作为本实用新型进一步的方案：所述外部驱动件包括有第一伺服电机和第二伺服电机，其中第一伺服电机的输出端与竖向螺杆连接，第二伺服电机的输出端与横向螺杆连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述压板夹块上安装有光纤传感器和力传感器。

作为本实用新型进一步的方案：所述横梁和竖梁均采用铝合金材质制成。

作为本实用新型进一步的方案：所述竖向螺杆和横向螺杆均采用不锈钢材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

首先，本申请通过横向螺杆能够带动竖向定位杆沿X轴方向移动，通过竖向螺杆能够驱动横向导向杆沿Y轴方向移动，而竖向定位杆上设有用来对工件固定的定位吸盘，横向导向杆上滑动连接有同样对工件进行固定的压板夹块，采用上述设置可使得本申请能够适应于不同尺寸大小的工件，实现精准定位和夹紧，且工装在工作的过程中，还可以任意范围移动且不会工装和激光头相对位置的一个角度偏移，同时通过调整横向导向杆和压板夹块能精确的避开需要切割排屑的位置，从而达到顺利的排屑，避免废料积攒造成未切断和放置不到位；

其次，本申请激光切割用工作台能根切割图形和仿形工装，通过激光切割的数控加工系统和伺服系统建立联系从而实现快速的切换程序和仿形工装，这样既提高了工作效率，也使得对操作人员的要求降低，并为激光切割的重复运行而稳定运行提供可靠的支持；该激光切割工作台结构具有制造成本低、重量轻、排屑效果好、方便定位以及好调整工装等优点，可广泛应用于各种冲压板的产品中。

附图说明

图1为现有的2D激光切割工作台的示意图；

图2为本实用新型实施例激光切割仿形定位工装的结构示意图；

图3为本实用新型实施例工件被工装固定时的结构示意图；

图4为本实用新型实施例激光切割仿形定位工装未固定工装时的示意图；

图5为本实用新型实施例图3的仰视图；

图6为本实用新型实施例图3的俯视图；

附图标记说明：1、横梁；2、竖梁；3、第一伺服电机；4、第二伺服电机；5、工件；6、横向导向杆；7、压板夹块；8、竖向定位杆；9、定位吸盘；10、竖向螺杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，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作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。

参照图2、图3和图4，一种用于激光切割仿形定位工装，包括由两根横梁1和两根竖梁2构成的外框体，其中一根横梁1内转动连接有横向螺杆，另一根横梁内安装有滑杆，而横向螺杆和滑杆之间安装有两根竖向定位杆8，两根竖向定位杆8一端与横向螺杆螺纹套接(类似滚珠丝杆副的原理)，另一端与滑杆滑动连接，而该横向螺杆能够与第二伺服电机4连接，通过第二伺服电机4能够驱动横向螺杆转动，进而带动两根竖向定位杆8实现X轴方向的移动；此处需要注意的是，本申请设置两根竖向定位杆8为优选的实施方式，本申请并不限制竖向定位杆8的数量，工作人员可根据需要而定。

进一步的，在竖向定位杆8的上方还设有若干个定位吸盘9，同样需要注意的是，定位吸盘9的数量本申请也不做限定，工作人员可根据需要而定，定位吸盘9设在此处相当于位于工件5的下方，在工件5确定好位置后，可通过定位吸盘9进行吸附，实现对工件5进一步的限位作用，确保工件5的稳固性。

参照照图2、图3和图4，其中一根竖梁2内转动连接有竖向螺杆10，另一根竖梁2内同样也安装有滑杆，而竖向螺杆10和滑杆之间安装有三根横向导向杆6，三根横向导向杆6的一端与竖向螺杆10螺纹套接(类似滚珠丝杆副的原理)，另一端与滑杆滑动连接，而该竖向螺杆10能够与第一伺服电机3连接，通过第一伺服电机3能够驱动竖向螺杆10转动，进而带动三根横向导向杆6实现Y轴方向的移动；此处需要注意的是，本申请设置三根横向导向杆6为优选的实施方式，本申请并不限制横向导向杆6的数量，工作人员可根据需要而定。

进一步的，在每根横向导向杆6上均滑动连接有两个压板夹块7，两个压板夹块7能够从工件5的两侧对其进行夹持(如图3所示)。

本申请具体的操作原理如下：当工件需要进行固定的时候，首先需要调节三根横向导向杆6之间的间距，使其等距分布，确保工件安装时的整体稳定，然后需要根据工件的尺寸调节两个压板夹块7之间的间距，使其能够适用与工件，待调节好之后，将工件放在三个横向导向杆6上方，并通过两侧的压板夹块7将工件从两侧对其进行夹持固定即可；待夹持好之后，此时再通过第二伺服电机4控制两个竖向定位杆8之间的间距，然后调节好之后，通过定位吸盘9将工件进行吸附，便实现了工件整体的夹持；

需要注意的是，工件在进行切割工作的时候，定位吸盘9需要选择在工件空白区域(未切割区域)进行支撑。

本申请整体装夹平台是采用铸铁制成的，铝合金具有优异的具有较高的热传导性和耐热性，可以有效地承受激光切割过程中产生的高温和具有出色的结构强度。

本申请两个伺服电机分别用于控制X和Y方向的移动，伺服电机的输出轴通过计算机数控系统预先计算好的坐标信息，通过控制信号发送给伺服驱动器，当伺服驱动器接收到控制信号后，会根据指令输出到相应的输出轴，从而控制电机的运动，通过控制电流和脉冲信号的频率和方向，电机能够按照指定路径进行精确的移动。伺服驱动器内置的编码器或反馈装置可以实时监测电机的位置，并将实际位置信息反馈给计算机数控系统。计算机数控系统可以根据反馈信息进行实时调整，以确保准确控制压板夹块7、横向导向杆6和竖向定位杆8的位置。

本申请竖向螺杆10是用于支撑横向导向杆6的，通过伺服电机控制其上的高精度移动，因此，竖向螺杆10采用不锈钢材料制造。不锈钢具有较高的强度和刚性，能够承受大的工作负荷，同时不易变形或弯曲。此外，不锈钢具有较高的表面硬度，能够抵抗磨损，延长光杆的使用寿命。在高速切削和重负荷下，采用不锈钢制造的光杆能够保持良好的耐磨性能，并具有出色的耐腐蚀性能。

本申请在操作之前，需要对伺服系统进行初始化，包括设置起始位置和参数，并确保伺服驱动器与控制器之间的通信正常。根据切割图形的要求，计算机数控系统会控制支撑条的移动，以避开所有需要切割的位置，从而实现支撑工装的应用。

本申请每个压板夹块7上装有一个光纤传感器和两个力传感器，用于控制夹持过程。首先，光纤传感器会根据支撑条的位置差进行补偿。然后，通过连续移动，直到力传感器感应到仿形工装完全接触到压板夹块时，压力传感器会判断压板夹块向下移动，直到夹紧力达到30N为止，从而将仿形工装完全固定在工作台上。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于激光切割仿形定位工装，包括由两根横梁(1)和两根竖梁(2)构成的外框体，其特征在于：其中一根所述横梁(1)内转动连接有横向螺杆，该所述横向螺杆外螺纹连接有至少一跟竖向定位杆(8)，且横向螺杆能够驱动竖向定位杆(8)沿X轴方向移动，其中竖向定位杆(8)上设有定位吸盘(9)；

其中一根所述竖梁(2)内转动连接有竖向螺杆(10)，所述竖向螺杆(10)外螺纹连接有至少一根横向导向杆(6)，且竖向螺杆(10)能够驱动横向导向杆(6)沿Y轴方向移动，其中横向导向杆(6)上滑动连接有两个压板夹块(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述横向导向杆(6)位于竖向定位杆(8)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述竖向定位杆(8)的一端螺纹连接到横向螺杆上，另一端滑动连接到另外一根平行设置的横梁(1)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述横向导向杆(6)的一端螺纹连接到竖向螺杆(10)上，另一端滑动连接到另外一根平行设置的竖梁(2)上。

5.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述竖向螺杆(10)和横向螺杆均由外部驱动件驱动。

6.根据权利要求5所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述外部驱动件包括有第一伺服电机(3)和第二伺服电机(4)，其中第一伺服电机(3)的输出端与竖向螺杆(10)连接，第二伺服电机(4)的输出端与横向螺杆连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述压板夹块(7)上安装有光纤传感器和力传感器。

8.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述横梁(1)和竖梁(2)均采用铝合金材质制成。

9.根据权利要求1所述的一种用于激光切割仿形定位工装，其特征在于：所述竖向螺杆(10)和横向螺杆均采用不锈钢材料制成。