CN223338617U - 一种高安全系数的激光切管机 - Google Patents

Abstract

一种高安全系数的激光切管机，包括设于切管机床身一侧的防护装置，以及设于切管机床身管材输送路径上的若干支撑装置，支撑装置包括支撑变径轮的支架及与支架中部转动连接的气缸，气缸和支架均通过支座与床身连接，且气缸和支架均与所在的支座转动连接；支架与气缸铰接点的竖直投影，位于两个支座的竖直投影之间；防护装置包括上护板及其一侧能够驱动其竖直升降的伸缩缸，以及能够为其提供导向作用的导向机构，伸缩缸竖向设于上护板中部一侧，且上端与上护板连接，下端与床身连接，导向机构包括竖向设于上护板横向两侧的导向杆，导向杆上滑动设有导向块，导向块通过安装座与床身连接。该切管机受力均匀，运动平稳，安全性高且便于操作人员操作。

Description

一种高安全系数的激光切管机

技术领域

本实用新型涉及设备安全防护技术领域，具体为一种高安全系数的激光切管机。

背景技术

在实际操作中，激光切管机工作原理的核心是利用激光束的高能量进行管材切割，当加工较长管材时，为了提高加工精度，需要沿切管机床身的长度方向设置多组支撑机构，然而，现有技术中的支撑机构还存在缺陷。例如，申请号为CN201921529154.4的一种激光切管机凹轮支撑机构，该机构包括两个与切管机床身连接的连接座，以及支撑凹轮的支撑架和支撑支撑架的举升气缸，支撑架与气缸的固定端分别与两个连接座铰接连接，且两个连接座位于同一侧，在使用时，举升气缸需要持续工作以保持支撑状态，由于支撑架与举升气缸的固定端在同一侧，导致当举升气缸的活塞杆缩回时，支撑架几乎与举升气缸保持平行，这种情况下，支撑架及其上的凹轮竖向下压力主要由举升气缸承担，使得举升气缸的活塞杆长时间处于较大的受力状态，不仅不省力还容易发生活塞杆断裂的风险，若是在人工更换较大直径的管材时出现活塞杆断裂，将严重威胁操作人员的安全。

同时，在切换不同直径的管材时，需要人工在床身外侧伸手对支撑机构的位置进行调整并安装管材，因此，切管机的床身外侧需要预留出足够的空间以供操作人员进行这些操作，为了保护操作人员和行人的安全，在加工过程中对其床身侧面设置了可升降的防护罩。例如，申请号为CN202021807007.1的一种激光切管机的防护装置及激光切管机，就提供了一种可升降的防护结构，该结构包括设于床身外侧的防护板，并通过竖向设置在防护板一侧的气缸驱动防护板作升降动作，且沿防护板移动方向分布有与防护板滑动配合的导向轨，但这种结构在较长管材切割的工作中存在适用性问题，较长管材的加工需要遮挡的床身长度较长，若沿床身设计多个防护装置，则会因导向轨的高度阻碍操作人员的操作；而若是采用较长的防护板来进行遮挡，由于气缸是竖向设于防护板一侧的，本就存在受力不均匀的风险，使用较长的防护板更容易出现受力不均匀的现象，从而导致卡顿甚至防护装置损坏，影响正常的防护工作，其安全性较低。

实用新型内容

为解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种高安全系数的激光切管机。

本实用新型技术方案如下：

一种高安全系数的激光切管机，包括设于切管机床身一侧的防护装置，以及设于切管机床身管材输送路径上的若干支撑装置，支撑装置包括支撑变径轮的支架及与支架中部转动连接的气缸，气缸和支架均通过支座与床身连接，且气缸和支架均与所在的支座转动连接。在使用时，通过气缸驱动支架，支架绕所在的支座转动，此时支架上的变径轮相对切管机床身上下移动，从而实现对变径轮主体的高度调节，进而实现对多种不同直径管材的支撑。

作为本实用新型的核心技术构思，支架与气缸铰接点的竖直投影，位于两个支座的竖直投影之间，通过此设计，当外力作用于变径轮时，这个力不会集中在气缸上，而是通过支架传递到三个不同的位置，从而增加了受力点的数量，相比传统的将支座设于相同侧，三个支点可以更均匀地分配负载，减少了对气缸的过度依赖，每个位置分别承担一部分力量，从而实现了力的分散，其利用了三角形的稳定性和力学平衡原理，实现了更均衡的力分布，提高了气缸的使用寿命，从而提高了设备的操作效率和安全性。

作为本实用新型的另一核心技术构思，支撑装置包括上护板及其一侧能够驱动其竖直升降的伸缩缸，以及能够为其升降提供导向作用的导向机构，伸缩缸竖向设于上护板中部一侧，且上端与上护板连接，下端与床身连接，导向机构包括竖向设于上护板横向两侧（上护板在切管机床身管材输送路径上的两侧）的导向杆，导向杆上滑动设有导向块，导向块通过安装座与床身连接，在使用时，上护板由设于其中部一侧的伸缩杠驱动上升，并由位于上护板横向两侧的导向杆和导向块进行导向，从而带动上护板平稳上升进行安全防护，这种结构的上护板受力均匀，减少了卡顿，提高了上护板升降运动的平稳性，其安全性较高，在上护板的升降过程中，导向块是固定在安装座上的，导向杆是沿导向块向上滑动的，使得在满足上护板所需的行程条件下，安装座高度得到降低，其无需超出工作平面过多，从而便于操作人员对切管机设备进行调试等操作。

作为进一步的实现方式：与气缸连接的支座为第一支座，第一支座的一侧与气缸连接，另一侧与切管机床身插接连接，由于第一支座位于切管机床身内部的位置拆装不便，气缸通过第一支座与切管机床身插接连接，可以实现气缸的快速拆装。

具体来说，支撑装置还包括与切管机床身连接的固定块，固定块中部开设有若干插孔，第一支座对应插孔设有插条，且通过插条与固定块插接连接，在使用过程中，针对长时间加工较大或较小直径范围管材的加工来说，需要更换不同规格的气缸，在这种情况时，可以直接将气缸和第一支座一起从固定块上拆下，更换完气缸后，在将第一支座插接挂设在固定块上即可，无需反复拆装第一支座的大量螺栓，从而操作起来非常便捷，还提升了工作效率。

为更进一步地提高本保护机构的整体稳定性和安全性：导向杆与上护板的内侧板面连接，且长度不小于上护板竖向高度的90%，增大了导向杆与上护板之间的连接面积，进而增加了上护板的强度，这样的设计使得下护板与切管机床身的连接更加稳定，从而整体的安全性更高。

作为优选地，安装座包括竖向设置的U形长板，其开口两侧均竖向设有连板，连板的下端与床身连接，导向块连接在长板的上端，通过优化安装座的结构设计，使得长板与上护板之间和导向块与切管机床身之间，在保持足够连接面积的同时，长板的整体高度得到降低，无需超出工作平面过多，从而便于操作人员对切管机设备进行调试等操作。

进一步地，还包括竖向设于上护板一侧的下护板，其一侧设有与床身连接的支撑座，当上护板上升至切管机床身工作平面上方外侧时，可以通过下护板对切管机床身的外侧面进行防护，进而更全方位的对操作人员以及行人进行保护，进一步地提高了安全性。

如上所述的一种高安全系数的激光切管机，支撑座包括设于上护板下侧的横杆，上护板设置为能够下降至与横杆抵接，以在特殊情况下，例如伸缩缸出现故障时，对上护板进行承托，防止其他的零部件产生损坏。

上述的横杆一端竖向设有与下护板内侧板面连接的竖杆，竖杆的长度不小于下护板竖向高度的85%，以增加竖杆与下护板的连接面积，进而增加下护板的强度，这样的设计使得下护板与切管机床身的连接更加稳定，从而整体安全性更高。

为保证上护板在具有足够运动行程的同时，不影响操作人员对切管机设备进行调试等操作：安装座的上端与切管机工作平面的水平高度差不超过25cm，根据人体工学，通常需要使用较大劲的最低工作平面高度为75cm，而成年人手工工作的最高高度为100cm，因此将安装座的上端设计得足够低，以至于它与切管机主体工作平面的最大高度差保持在25cm以内，此设计既满足了操作人员的工作舒适度，又避免了干扰人工调试等工作。

进一步地，上护板上端所在水平面的最大高度不小于变径轮所在水平面的最大高度，以确保上护板能够有效地实现防护作用，且上护板上端所在水平面的最小高度尺寸不超过切管机工作平面高度尺寸的25cm。

本实用新型的有益效果在于：

本激光切管机通过将支架与气缸铰接点的竖直投影，设于两个支座的竖直投影之间，实现了更均衡的力分布，这种设计不仅增强了整个切管机的稳定性和承载能力，还提高了设备的操作效率和安全性；

本激光切管机的伸缩缸竖向设于上护板中部一侧，导向机构的导向杆竖向设于上护板横向两侧的设计，使得上护板的受力均匀，能够平稳上升，减少了卡顿，提高了上护板升降运动的平稳性，其安全性较高；

本激光切管机的导向块是固定在安装座上的，导向杆是沿导向块滑动的，使得在满足上护板所需的行程条件下，整体防护结构的最低高度得到降低，其无需超出工作平面过多，从而便于操作人员对切管机设备进行调试等操作。

附图说明

在附图中：

图1为本实用新型一种高安全系数的激光切管机的结构示意图；

图2为图1中防护装置的结构示意图；

图3为图2的侧向示意图；

图4为图1中防护装置的俯视图（局部）；

图5为图1中支撑装置的俯视图；

图6为图5中第一支座与固定块的连接结构示意图（正视）；

图7为图5第三支座和连接头的连接结构示意图（侧视）；

图8为图5中的AA截面示意图；

图中各附图标记所代表的组件为：

1、防护装置；11、上护板；12、伸缩缸；13、导向杆；14、导向块；15、安装座；151、长板；152、连板；16、下护板；17、支撑座；171、横杆；172、竖杆；2、支撑装置；21、第一支座；211、插条；22、第二支座；23、固定块；24、第三支座；241、固定板；242、连接块；25、连接头；251、连接轴。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种高安全系数的激光切管机，包括设于切管机床身一侧的防护装置1，以及设于切管机床身管材输送路径上的若干支撑装置2，支撑装置2包括支撑变径轮的支架及与支架中部转动连接的气缸，气缸和支架均通过支座与床身连接，且气缸和支架均与所在的支座转动连接。

在使用时，通过气缸驱动支架，支架绕所在的支座转动，此时支架上的变径轮相对切管机床身上下移动，从而实现对变径轮主体的高度调节，进而实现对多种不同直径管材的支撑。

对于支撑装置2，具体结合图5-图8来说，支架与气缸铰接点的竖直投影，位于两个支座的竖直投影之间，当外力作用于变径轮时，这个力不会集中在气缸上，而是通过支架传递到三个不同的位置，从而增加了受力点的数量，相比传统的将支座都设于相同侧，三个支点可以更均匀地分配负载，减少了对气缸的过度依赖，每个位置分别承担一部分力量，从而实现了力的分散，其利用了三角形的稳定性和力学平衡原理，实现了更均衡的力分布，提高了气缸的使用寿命，从而提高了设备的操作效率和安全性。

具体地，结合图5和图6来说，两个支座中与气缸连接的支座为第一支座21，与支架连接的支座为第二支座22，且支架通过第二支座22与床身可拆卸连接，其中第一支座21的一侧与气缸连接，另一侧与切管机床身通过固定块23插接连接，由于第一支座21位于切管机床身内部的位置，第一支座21的拆装不方便，气缸通过第一支座21与切管机床身插接连接，可以实现气缸的快速拆装。

固定块23的一侧与切管机床身连接，另一侧的中部开设有若干插孔，第一支座21的一侧与气缸转动连接，另一侧对应插孔设有插条211，且通过插条211与固定块23插接连接，在使用过程中，针对长时间加工较大或较小直径范围管材的加工来说，需要更换不同规格的气缸，在这种情况时，可以直接将气缸和第一支座21一起从固定块23上拆下，更换完气缸后，在将第一支座21插接挂设在固定块23上即可，无需反复拆装第一支座21的大量螺栓，从而操作起来非常便捷，还提升了工作效率。

本实施例，为进一步提高气缸拆装的便捷性，支撑装置2还包括设于支架中部的第三支座24，气缸输出端的活塞杆通过第三支座24与支架中部插接连接，支架与气缸的连接位置虽然可以通过驱动气缸活塞杆伸出，将此部分露出床身，但有时气缸失效或其他情况发生时，此部分有可能也位于床身的内部，因此插接连接的方式，可以提高气缸与支架之间的拆装效率和便捷性。

结合图7和图8具体来说，气缸的输出端设有连接头25，第三支座24包括一侧与支架连接的固定板241，固定板241的另一侧垂直设有连接块242，连接块242内部设有插孔，气缸的活塞杆螺纹连接有连接头25，连接头25的一侧垂直设有与插孔插接配合的连接轴251，且连接轴251靠近活塞杆的一端还设有凸台，连接轴251通过其上的凸台与连接块242的一侧相抵接，另一端从插孔伸出连接块242的另一侧并设有防脱限位件，在连接头25与防脱限位件之间的连接轴251上还套设有圆垫片，其中防脱限位件为开口销，使用时将开口销沿连接轴251的直径方向插入连接轴251伸出连接块242的位置上即可完成连接轴251的限位。

进一步地，连接块242设于固定板241中部，支架通过螺栓与固定板241的四个角位置可拆卸连接，其设计增大了固定板241与支架的接触面积，保证了连接的牢固性和可靠性。

对于防护装置1，具体结合图2-图4来说，防护装置1包括上护板11及其一侧能够驱动其竖直升降的伸缩缸12，以及能够为其升降提供导向作用的导向机构，伸缩缸12竖向设于上护板11中部一侧，且上端与上护板11连接，下端与床身连接，导向机构包括竖向设于上护板11横向两侧的导向杆13，即导向杆13设于伸缩缸12的两侧，且导向杆13上滑动设有导向块14，导向块14通过安装座15与床身连接，安装座15的下端与床身连接，导向块14连接于安装座15的上端。

需要注意的是，此处的防护装置1可以根据切管机床身需要防护的长度，沿上护板11的长度方向横向排列设置若干组。

在使用时，上护板11由设于其中部一侧的伸缩杠驱动上升，并由位于上护板11横向两侧的导向杆13和导向块14进行导向，从而带动上护板11平稳上升进行安全防护，这种结构的上护板11受力均匀，减少了卡顿，提高了上护板11升降运动的平稳性，其安全性较高，在上护板11的升降过程中，导向块14是固定在安装座15上的，导向杆13是沿导向块14向上滑动的，使得在满足上护板11所需的行程条件下，安装座15高度得到降低，其无需超出工作平面过多，从而便于操作人员对切管机设备进行调试等操作。

上护板11的中部还设有若干个透明观察窗，以便于操作人员在安全防护过程中对其进行观测。

结合图2，导向杆13与上护板11的内侧板面连接，且长度不小于上护板11竖向高度的90%，增大了导向杆13与上护板11之间的连接面积，进而增加了上护板11的强度，这样的设计使得下护板16与切管机床身的连接更加稳定，从而整体的安全性更高。

结合图2和图4，安装座15包括竖向设置的U形长板151，其开口两侧均竖向设有连板152，连板152的下端与床身连接，导向块14连接在长板151的上端，通过优化安装座15的结构设计，使得长板151与上护板11之间和导向块14与切管机床身之间，在保持足够连接面积的同时，长板151的整体高度得到降低，无需超出工作平面过多，从而便于操作人员对切管机设备进行调试等操作。

结合图3，还包括竖向设于上护板11一侧的下护板16，其一侧设有与床身连接的支撑座17，且支撑座17沿上护板11的长度方向横向间隙排列有若干个，当上护板11上升至切管机床身工作平面上方外侧时，可以通过下护板16对切管机床身的外侧面进行防护，进而更全方位的对操作人员以及行人进行保护，进一步地提高了安全性。

具体来说，支撑座17包括设于上护板11下侧的横杆171，上护板11设置为能够下降至与若干个横杆171抵接，以在特殊情况下，例如伸缩缸12出现故障时，对上护板11进行承托，防止其他的零部件产生损坏，横杆171一端竖向设有与下护板16内侧板面连接的竖杆172，竖杆172的长度不小于下护板16竖向高度的85%，以增加竖杆172与下护板16的连接面积，进而增加下护板16的强度，这样的设计使得下护板16与切管机床身的连接更加稳定，从而整体安全性更高。

为保证上护板11在具有足够运动行程的同时，不影响操作人员对切管机设备进行调试等操作：安装座15的上端与切管机工作平面的水平高度差不超过25cm，根据人体工学，通常需要使用较大劲的最低工作平面高度为75cm，而成年人手工工作的最高高度为100cm，因此将安装座15的上端设计得足够低，以至于它与切管机主体工作平面的最大高度差保持在25cm以内，此设计既满足了操作人员的工作舒适度，又避免了干扰人工调试等工作。

同时，上护板11上端所在水平面的最大高度不小于变径轮所在水平面的最大高度，以确保上护板11能够有效地实现防护作用，且上护板11上端所在水平面的最小高度尺寸不超过切管机工作平面高度尺寸的25cm。

Claims (10)

1.一种高安全系数的激光切管机，包括设于切管机床身一侧的防护装置（1），以及设于切管机床身管材输送路径上的若干支撑装置（2），所述支撑装置（2）包括支撑变径轮的支架及与支架中部转动连接的气缸，所述气缸和支架均通过支座与床身连接，且气缸和支架均与所在的支座转动连接，其特征在于：

所述支架与气缸铰接点的竖直投影，位于两个支座的竖直投影之间；

所述防护装置（1）包括上护板（11）及其一侧能够驱动其竖直升降的伸缩缸（12），以及能够为其升降提供导向作用的导向机构；

所述伸缩缸（12）竖向设于上护板（11）中部一侧，且上端与上护板（11）连接，下端与床身连接，所述导向机构包括竖向设于上护板（11）横向两侧的导向杆（13），其上滑动设有导向块（14），所述导向块（14）通过安装座（15）与床身连接。

2.如权利要求1所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，与气缸连接的支座为第一支座（21），其一侧与气缸连接，另一侧与床身插接连接。

3.如权利要求2所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述支撑装置（2）还包括与所述床身连接的固定块（23）；

所述固定块（23）中部开设有若干插孔，第一支座（21）对应插孔设有插条（211），且通过插条（211）与固定块（23）插接连接。

4.如权利要求1所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述导向杆（13）与上护板（11）的内侧板面连接，且长度不小于上护板（11）竖向高度的90%。

5.如权利要求1所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述安装座（15）包括竖向设置的U形长板（151），其开口两侧均竖向设有连板（152），所述连板（152）的下端与床身连接，导向块（14）连接在长板（151）的上端。

6.如权利要求1-5任一项所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，还包括竖向设于上护板（11）一侧的下护板（16），其一侧设有与床身连接的支撑座（17）。

7.如权利要求6所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述支撑座（17）包括设于上护板（11）下侧的横杆（171），所述上护板（11）设置为能够下降至与所述横杆（171）抵接。

8.如权利要求7所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述横杆（171）一端竖向设有与下护板（16）内侧板面连接的竖杆（172），所述竖杆（172）的长度不小于下护板（16）竖向高度的85%。

9.如权利要求1所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述安装座（15）的上端与切管机工作平面的水平高度差不超过25cm。

10.如权利要求9所述的一种高安全系数的激光切管机，其特征在于，所述上护板（11）上端所在水平面的最大高度不小于变径轮所在水平面的最大高度，且上护板（11）上端所在水平面的最小高度尺寸不超过切管机工作平面高度尺寸的25cm。