CN107755903A - 一种空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置及方法，包括有壳体固定装置、激光切割头和控制机构，激光切割头安装于移动支架上；壳体固定装置包括有底座，底座中安装有卡盘安装座，卡盘安装座上安装有卡盘，卡盘安装座的侧面连接垂直旋转电机；在卡盘安装座的另一面安装有水平旋转电机，水平旋转电机与卡盘连接；卡盘上安装有卡爪，壳体通过卡爪固定；卡爪的内侧面设有滚动轴，滚动轴连接有滚动电机。本发明通过设计卡盘带动卡爪，卡爪固定壳体，同时设置水平旋转电机、垂直旋转电机及滚动电机，实现壳体水平旋转、垂直旋转及滚动旋转，通过上述动作与激光切割头配合，可以高效率、高精度、高可靠性地完成壳体的外倒角和内倒角。

Description

一种空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置及方法

技术领域

本发明涉及金属工件倒角加工技术领域，尤其涉及一种用于对压缩机圆柱形壳体进行倒角加工的装置和方法。

背景技术

在工业生产空调压缩机过程中，为保证配合的顺畅，防止压缩泵圆柱壳体端面切割后残留铁屑，圆柱壳体成型后两端端面需要进行内倒角和外倒角加工。传统的方法是采用车床进行倒角，但是由于壳体材料硬度大、材料厚，刀具由于刚性问题容易受损、断裂，使更换周期频繁，同时采用刀具加工的效率低，装夹工序繁琐、灵活性差，等等。而采用激光倒角方式已经开始一些精密加工领域得到应用，然而，如何将圆柱形的壳体与激光切割头紧密配合以实现顺畅的内倒角和外倒角操作却是业界至今未能有效解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种实现结构简单、操作方便、加工精度和加工效率更高、加工过程非常顺畅的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，包括有壳体固定装置、激光切割装置和控制机构，激光切割装置包括有激光切割头，激光切割头安装于一移动支架上形成位置可调结构，壳体与激光切割头相对，其特征在于：所述壳体固定装置包括有一底座，底座中安装有一卡盘安装座，卡盘安装座上安装有一卡盘，卡盘安装座的侧面连接一垂直旋转电机形成卡盘的垂直旋转驱动结构；在卡盘安装座的另一面安装有一水平旋转电机，水平旋转电机通过传动机构与卡盘的传动轴连接形成卡盘的水平旋转驱动结构；卡盘上安装有可以进行开合收紧动作的一对卡爪，壳体通过该对卡爪固定；卡爪的内侧面设有滚动轴，滚动轴连接有滚动电机形成滚动驱动结构；壳体固定于卡爪之间时，滚动轴压紧在壳体的表面，通过滚动轴的滚动驱动壳体沿其中心轴自转。

进一步地，在卡盘上安装有一气缸固定座，气缸固定座上安装有气缸，气缸的两边对称连接有若干摆臂，摆臂的上端分别与两卡爪连接形成对卡爪的卡紧及松开驱动结构。

进一步地，两处卡爪的内侧面各设有两根滚动轴，两根滚动轴按上下结构排列，以壳体的中心线为界上下各一根；两根滚动轴分别通过皮带与滚动电机连接，滚动电机安装于卡爪的外侧面上。

进一步地，在底座的两边立板上设有圆弧结构的限位槽，卡盘安装座中穿设有一导向轴，导向轴的两端***于所述限位槽中形成对卡盘安装座的旋转限位结构，防止卡盘旋转过度。

进一步地，移动支架包括有控制激光切割头进行升降移动的Z轴支架，Z轴支架上安装有Z轴伺服电机，在Z轴支架的侧面设有导轨，导轨上安装有可升降移动的滑座，滑座通过丝杆与Z轴伺服电机连接；在滑座上安装有切割头固定座，激光切割头安装于切割头固定座的底部。

进一步地，所述滑座的表面设有微调滑轨，所述切割头固定座安装在该微调滑轨上形成可升降移动结构；在滑座上设置有微调气缸，微调气缸连接切割头固定座形成对激光切割头的微调驱动结构，实现激光切割头高低位置的精确调节。

进一步地，移动支架还包括有Y轴移动机构和X轴移动机构，Y轴移动机构包括有Y轴支架和Y轴伺服电机，X轴移动机构包括有X轴支架和X轴伺服电机；所述Z轴支架通过一滑板安装于Y轴支架上并与Y轴伺服电机通过丝杆连接形成Y轴移动结构，Y轴支架通过另一滑板安装于X轴支架上并与X轴伺服电机通过丝杆连接形成X轴移动结构。

进一步地，在两卡爪上均安装有限位杆，限位杆为L型结构，两限位杆各扣住壳体的一端形成对壳体的横向限位结构，防止壳体因倾斜导致位移。

一种基于前述空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置的倒角方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)圆柱壳体水平放置在卡爪上，端面通过限位杆进行定位；气缸动作，通过摆臂使卡爪从外面向中间收紧，卡住壳体；

2)通过调节，设定好壳体外导角和内倒角的角度，分别设定好激光切割头的X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头对准壳体的倒角侧端面；

3)壳体外导角时，垂直旋转电机工作，壳体与激光切割头相对的一端向下倾斜预设的角度；滚动电机动作，滚动轴转动，带动壳体转动，壳体旋转，激光切割头发射高能激光，边旋转边去除端面外侧转角处材料；壳体旋转一周后停止，激光同步停止，形成外倒角；

4)壳体内导角时，控制垂直旋转电机工作，壳体与激光切割头相对的一端向上倾斜预设的角度，激光切割头自动调节X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头对准壳体端面；滚动电机动作，滚动轴转动，带动壳体转动，激光切割头发射高能激光，边旋转边去除端面内侧转角处材料；壳体旋转一周后停止，激光同步停止，形成内倒角；

5)壳体通过水平旋转电机工作，使壳体沿水平方向转动180度，将未倒角的端面旋转至与激光切割头相对，重复以上外倒角和内倒角操作；

6)完成倒角后，水平旋转电机、垂直旋转电机及滚动电机回零，壳体旋转至水平，卡爪松开壳体，取下壳体，装入下一工件，如此循环。

本发明通过设计卡盘带动卡爪，卡爪固定壳体，同时设置水平旋转电机、垂直旋转电机及滚动电机，可实现壳体的水平旋转(即掉头)、垂直旋转(即倾斜)及自身滚动旋转，通过上述动作与激光切割头配合，可以达到高效率、高精度、高可靠性地完成对空调压缩机壳体的外倒角和内倒角加工，且整个加工过程自动完成。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为壳体固定机构侧面结构示意图。

图中，1为底座，2为卡盘安装座，3为卡盘，4为水平旋转电机，5为垂直旋转电机，6为气缸固定座，7为卡爪，8为气缸，9为滚动轴，10为滚动电机，11为限位槽，12为导向轴，13为限位杆，14为激光切割头，15为切割头固定座，16为滑座，17为微调气缸，18为Z轴支架，19为Z轴伺服电机，20为Y轴支架，21为Y轴伺服电机，22为X轴支架，23为X轴伺服电机，24为摆臂，25为壳体。

具体实施方式

本实施例中，参照图1和图2，所述空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，包括有壳体固定装置、激光切割装置和控制机构，激光切割装置包括有激光切割头14，激光切割头14安装于一移动支架上形成位置可调结构，壳体25与激光切割头14相对；所述壳体固定装置包括有一底座1，底座1中安装有一卡盘安装座2，卡盘安装座2上安装有一卡盘3，卡盘安装座2的侧面连接一垂直旋转电机5形成卡盘3的垂直旋转驱动结构；在卡盘安装座2的另一面安装有一水平旋转电机4，水平旋转电机4通过传动机构与卡盘3的传动轴连接形成卡盘3的水平旋转驱动结构；卡盘3上安装有可以进行开合收紧动作的一对卡爪7，壳体25通过该对卡爪7固定；卡爪7的内侧面设有滚动轴9，滚动轴9连接有滚动电机10形成滚动驱动结构；壳体25固定于卡爪7之间时，滚动轴9压紧在壳体25的表面，通过滚动轴9的滚动驱动壳体25沿其中心轴自转，通过壳体25的自身滚动旋转与激光切割头14配合完成外倒角和内倒角。

在卡盘3上安装有一气缸固定座6，气缸固定座6上安装有气缸8，气缸8的两边对称连接有若干摆臂24，摆臂24的上端分别与两卡爪7连接形成对卡爪7的卡紧及松开驱动结构。

两处卡爪7的内侧面各设有两根滚动轴9，两根滚动轴9按上下结构排列，以壳体25的中心线为界上下各一根；两根滚动轴9分别通过皮带与滚动电机10连接，滚动电机10安装于卡爪7的外侧面上。

在底座1的两边立板上设有圆弧结构的限位槽11，卡盘安装座2中穿设有一导向轴12，导向轴12的两端***于所述限位槽11中形成对卡盘安装座2的旋转限位结构。

移动支架包括有控制激光切割头14进行升降移动的Z轴支架18，Z轴支架18上安装有Z轴伺服电机19，在Z轴支架18的侧面设有导轨，导轨上安装有可升降移动的滑座16，滑座16通过丝杆与Z轴伺服电机19连接；在滑座16上安装有切割头固定座15，激光切割头14安装于切割头固定座15的底部。

所述滑座16的表面设有微调滑轨，所述切割头固定座15安装在该微调滑轨上形成可升降移动结构；在滑座16上设置有微调气缸17，微调气缸17连接切割头固定座15形成对激光切割头14的微调驱动结构。

移动支架还包括有Y轴移动机构和X轴移动机构，Y轴移动机构包括有Y轴支架20和Y轴伺服电机21，X轴移动机构包括有X轴支架22和X轴伺服电机23；所述Z轴支架18通过一滑板安装于Y轴支架20上并与Y轴伺服电机21通过丝杆连接形成Y轴移动结构，Y轴支架20通过另一滑板安装于X轴支架22上并与X轴伺服电机23通过丝杆连接形成X轴移动结构。

在两卡爪7上均安装有限位杆13，限位杆13为L型结构，两限位杆13各扣住壳体25的一端形成对壳体25的横向限位结构，防止壳体25因倾斜导致位移。

基于前述空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置的倒角方法，按以下步骤进行，

1)圆柱壳体25水平放置在卡爪7上，端面通过限位杆13进行定位；气缸8动作，通过摆臂24使卡爪7从外面向中间收紧，卡住壳体25；

2)通过调节，设定好壳体25外导角和内倒角的角度，分别设定好激光切割头14的X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头14对准壳体25的倒角侧端面；

3)壳体25外导角时，垂直旋转电机5工作，壳体25与激光切割头14相对的一端向下倾斜预设的角度；滚动电机10动作，滚动轴9转动，带动壳体25转动，壳体25旋转，激光切割头14发射高能激光，边旋转边去除端面外侧转角处材料；壳体25旋转一周后停止，激光同步停止，形成外倒角；

4)壳体25内导角时，控制垂直旋转电机5工作，壳体25与激光切割头14相对的一端向上倾斜预设的角度，激光切割头14自动调节X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头14对准壳体25端面；滚动电机10动作，滚动轴9转动，带动壳体25转动，激光切割头14发射高能激光，边旋转边去除端面内侧转角处材料；壳体25旋转一周后停止，激光同步停止，形成内倒角；

5)壳体25通过水平旋转电机4工作，使壳体25沿水平方向转动180度，将未倒角的端面旋转至与激光切割头14相对，重复以上外倒角和内倒角操作；

6)完成倒角后，水平旋转电机4、垂直旋转电机5及滚动电机10回零，壳体25旋转至水平，卡爪7松开壳体25，取下壳体25，装入下一工件，如此循环。

上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，包括有壳体固定装置、激光切割装置和控制机构，激光切割装置包括有激光切割头，激光切割头安装于一移动支架上形成位置可调结构，壳体与激光切割头相对，其特征在于：所述壳体固定装置包括有一底座，底座中安装有一卡盘安装座，卡盘安装座上安装有一卡盘，卡盘安装座的侧面连接一垂直旋转电机形成卡盘的垂直旋转驱动结构；在卡盘安装座的另一面安装有一水平旋转电机，水平旋转电机通过传动机构与卡盘的传动轴连接形成卡盘的水平旋转驱动结构；卡盘上安装有可以进行开合收紧动作的一对卡爪，壳体通过该对卡爪固定；卡爪的内侧面设有滚动轴，滚动轴连接有滚动电机形成滚动驱动结构；壳体固定于卡爪之间时，滚动轴压紧在壳体的表面，通过滚动轴的滚动驱动壳体沿其中心轴自转。

2.根据权利要求1所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：在卡盘上安装有一气缸固定座，气缸固定座上安装有气缸，气缸的两边对称连接有若干摆臂，摆臂的上端分别与两卡爪连接形成对卡爪的卡紧及松开驱动结构。

3.根据权利要求2所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：两处卡爪的内侧面各设有两根滚动轴，两根滚动轴按上下结构排列，以壳体的中心线为界上下各一根；两根滚动轴分别通过皮带与滚动电机连接，滚动电机安装于卡爪的外侧面上。

4.根据权利要求3所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：在底座的两边立板上设有圆弧结构的限位槽，卡盘安装座中穿设有一导向轴，导向轴的两端***于限位槽中形成对卡盘安装座的旋转限位结构。

5.根据权利要求4所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：移动支架包括有控制激光切割头进行升降移动的Z轴支架，Z轴支架上安装有Z轴伺服电机，在Z轴支架的侧面设有导轨，导轨上安装有可升降移动的滑座，滑座通过丝杆与Z轴伺服电机连接；在滑座上安装有切割头固定座，激光切割头安装于切割头固定座的底部。

6.根据权利要求5所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：所述滑座的表面设有微调滑轨，所述切割头固定座安装在该微调滑轨上形成可升降移动结构；在滑座上设置有微调气缸，微调气缸连接切割头固定座形成对激光切割头的微调驱动结构。

7.根据权利要求6所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：移动支架还包括有Y轴移动机构和X轴移动机构，Y轴移动机构包括有Y轴支架和Y轴伺服电机，X轴移动机构包括有X轴支架和X轴伺服电机；所述Z轴支架通过一滑板安装于Y轴支架上并与Y轴伺服电机通过丝杆连接形成Y轴移动结构，Y轴支架通过另一滑板安装于X轴支架上并与X轴伺服电机通过丝杆连接形成X轴移动结构。

8.根据权利要求7所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置，其特征在于：在两卡爪上均安装有限位杆，限位杆为L型结构，两限位杆各扣住壳体的一端形成对壳体的横向限位结构。

9.一种基于权利要求8所述的空调压缩机圆柱壳体端面激光倒角装置的倒角方法，其特征在于：按以下步骤进行，

1)圆柱壳体水平放置在卡爪上，端面通过限位杆进行定位；气缸动作，通过摆臂使卡爪从外面向中间收紧，卡住壳体；

2)通过调节，设定好壳体外导角和内倒角的角度，分别设定好激光切割头的X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头对准壳体的倒角侧端面；

3)壳体外导角时，垂直旋转电机工作，壳体与激光切割头相对的一端向下倾斜预设的角度；滚动电机动作，滚动轴转动，带动壳体转动，壳体旋转，激光切割头发射高能激光，边旋转边去除端面外侧转角处材料；壳体旋转一周后停止，激光同步停止，形成外倒角；

4)壳体内导角时，控制垂直旋转电机工作，壳体与激光切割头相对的一端向上倾斜预设的角度，激光切割头自动调节X轴、Y轴和Z轴的行程，使激光切割头对准壳体端面；滚动电机动作，滚动轴转动，带动壳体转动，激光切割头发射高能激光，边旋转边去除端面内侧转角处材料；壳体旋转一周后停止，激光同步停止，形成内倒角；

5)壳体通过水平旋转电机工作，使壳体沿水平方向转动180度，将未倒角的端面旋转至与激光切割头相对，重复以上外倒角和内倒角操作；

6)完成倒角后，水平旋转电机、垂直旋转电机及滚动电机回零，壳体旋转至水平，卡爪松开壳体，取下壳体，装入下一工件，如此循环。