CN109202347B - 一种冰箱门内胆激光切割***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱门内胆激光切割***及方法，包括输送线，所述输送线上至少设置有一个上件处和一个加工处，所述加工处处设置有用于固定待加工件的内胆辅助卡位装置，所述加工处的两侧分别设置有一个用于切割待加工件的激光切割装置和一个用于分离待加工件的自动码垛装置，所述自动码垛装置的两侧分别设置有一个成品收集盒和一个飞边收集盒。本发明结构简单、使用方便，其通过在输送线的加工处上设置内胆辅助卡位装置、配合激光切割装置和自动码垛装置实现了在一个处上对冰箱门内胆的切割、落料工序，在有效地减少了切割***整体占用空间的同时，极大地提高了冰箱门内胆的加工效率。

Description

一种冰箱门内胆激光切割***及方法

技术领域

本发明涉及一种冰箱内胆门加工装置，属于冰箱门内胆加工设备 技术领域，尤其涉及一种冰箱门内胆激光切割***和方法。

背景技术

目前，在冰箱门内胆的生产过程中因制造工艺的需要，通常在冰 箱门内胆经吸附成型后要将冰箱门内胆四周多余的飞边切除。目前的 切边工艺还大部分停留在人工的阶段，这种方法不仅因划边不齐影响 产品质量，而且还费时费力，制约了企业生产效率，无法适应市场需 求。虽然在中国发明专利CN107378261A的说明书中一种冰箱门内胆 切边和开孔***，其通过将机械手和激光切割方法结合实现了对冰箱 门内胆任意位置进行切割、切边和开孔，但是其仅涉及冰箱门内胆的 切割工艺，不能构成一条完整的自动化生产线；进一步的，由于现有 冰箱门内胆结构一般均包括2个一样规格的内胆门，当采用上述设备 对内胆初品加工时，必然需要分两次成型2个内胆门，这种加工方式 不仅效率不高，而且无法保证2个内胆门同样的加工精度。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供 一种冰箱门内胆激光切割***及方法，其可以高效地实现冰箱门内胆 的自动化加工，提高了冰箱门内胆的加工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种冰箱门内胆激光切 割***，其包括输送线，所述输送线上至少设置有一个上件处、一 个加工处和一个下件处，所述加工处处设置有用于固定待加工件的 内胆辅助卡位装置和用于切割待加工件的激光切割装置，所述下件 处设置有用于分离待加工件的自动码垛装置，所述自动码垛装置的 两侧分别设置有一个成品收集盒和一个飞边收集盒。

在本发明的一种优选实施方案中，所述加工处和所述下件处位于 同一位置，所述加工处的两侧分别设置有一个所述激光切割装置和 一个所述自动码垛装置。

在本发明的一种优选实施方案中，所述加工处和所述下件处位于 不同位置，所述加工处和所述下件处相邻布置。

所述激光切割装置包括第一多轴机器人、激光器、导光臂、聚焦 头和水平连杆，所述聚焦头通过所述导光臂与所述激光器连接，所 述水平连杆的中部与所述第一多轴机器人的机械手连接，所述水平 连杆的两端各连接有一个所述聚焦头，所述水平连杆与待加工面平 行，所述聚焦头与待加工面垂直。

在本发明的一种优选实施方案中，所述水平连杆的中部设置有两 个沿其长边间隔布置的连接座，两个连接座之间设置有连接轴，所 述机械手周向限位的配合套装于所述连接轴外侧。

在本发明的一种优选实施方案中，所述自动码垛装置包括第二多 轴机器人，所述第二多轴机器人的机械手上连接有吸附架，所述吸 附架上至少设置有一个进气口，所述吸附架上设置有多个用于吸附 飞边的第一出气口和用于吸附内胆的第二出气口，所述第一出气口 和第二出气口上均连接有吸盘，所述吸附架内设置有第一气路和第 二气路，所述第一气路一端与所述进气口连通、另一端与所述第一 出气口连通，所述第二气路一端与进气口连通、另一端与所述第二 出气口连通，所述第一气路和所述第二气路内均设置有单向阀。

在本发明的一种优选实施方案中，所述吸附架包括用于连接机械 手的连接座、用于吸附飞边的第一吸附杆和用于吸附内胆的第二吸 附杆，所述第一吸附杆上设置有所述第一气路、所述第一出气口和 所述进气口，所述第二吸附杆上设置有所述第二气路和所述第二出 气口，所述连接座与所述第一吸附杆平行设置，所述第二吸附杆与 所述第一吸附杆垂直设置，所述第一气路与所述第二气路连通。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二吸附杆为2个，每个 第二吸附杆与第一吸附杆呈十字形布置，所述第一吸附杆上间隔布 置有3个第一出气口，所述第二吸附杆的两端各设置有1个第二出 气口。

在本发明的一种优选实施方案中，所述内胆辅助卡位装置包括设 置于加工处两侧及端部的气缸伸缩卡爪。

在本发明的一种优选实施方案中，所述气缸伸缩卡爪包括基座、 导杆结构、气缸和卡爪，所述气缸的缸体和所述导杆结构的固定端 与所述基座固接，所述气缸的活塞杆和所述导杆结构的活动端与所 述卡爪固接。

本发明还公开了一种使用冰箱门内胆激光切割***加工冰箱门 内胆的方法，步骤一：利用输送线将待加工件输送至加工处，并由 内胆辅助卡位装置定位固定；步骤二：利用激光切割装置切割待加 工件，通过一次工序切割形成2个冰箱门内胆；步骤三：利用自动码垛装置同时吸取切割后的待加工件，通过气路控制吸盘的通断将 待加工件的成品码垛于成品收集盒内、将待加工件的飞边码垛于飞 边收集盒内。

在本发明的一种优选实施方案中，其具体步骤包括，S1：输送 线的上件处处接收来自流水线的待加工件后将其输送至加工处处， 内胆辅助卡位装置根据待加工件的型号将待加工件定位固定；

S2：第一多轴机器人带动着聚焦头下降使激光光束聚焦到待加工 面上，并根据规划好的路径进行切割；S3：一个切割循环完成后， 第一多轴机器人运动使聚焦头位置升高，准备下一个循环；S4：第 二多轴机器人下降，并控制吸盘吸起切割后的待加工件的成品和飞 边，在吸起待加工件的成品和飞边之后，重复S1～S3；S5：第二多 轴机器人带动待加工件的成品和飞边旋转一定角度到达飞边收集盒 上方；S6：吸附待加工件飞边的吸盘释放吸力，飞边掉落飞边收集 盒中；S7：第二多轴机器人带动内胆旋转一定角度到达成品收集盒上方；S8：吸附待加工件成品的吸盘释放吸力，成品掉落成品收集 盒；S9：第二多轴机器人旋转一定角度回到初始位置，准备下一个 循环。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便，其通过在输 送线的加工处上设置内胆辅助卡位装置、配合激光切割装置和自动码 垛装置实现了在一个处上对冰箱门内胆的切割、落料工序，在有效地 减少了切割***整体占用空间的同时，极大地提高了冰箱门内胆的加 工效率；本发明通过在多轴机器人上增加一个两端连接有聚焦头的水 平连杆，并保证2个聚焦头的间距与待加工的2个冰箱门内胆门的间 距一致，从而实现了一个处2个冰箱门内胆门的高效率、高精度同步 加工，有效地提高了加工效率、降低了人工费；进一步的，本发明通 过在水平连杆上增加铰轴使其与多轴机器人铰接，使得聚焦头在重力作用下始终与水平面保持垂直，提高了加工精度；进一步的，本发明 通过选择关节导光臂，方便了聚焦头的装配和使用；进一步的，本发 明通过为每个聚焦头配置1个激光器和1个导光臂，从而使得2个聚 焦头独立控制，方便了本发明的维护；进一步的，本发明通过在多轴机器人上增加一个带有双气路的吸附架，分别控制了冰箱门内胆成品 与飞边的独立吸附，从而实现了了一次抓取冰箱门内胆成品和飞边、 分开控制冰箱门内胆成品与飞边的码垛，有效地提高了冰箱门内胆切 割加工的效率，缩短了冰箱门内胆加工耗时；进一步的，本发明通过 对吸附架的结构设计，实现了同时对2个冰箱门内胆的成品与飞边的 抓取和处理，进一步的，本发明通过在加工处处增加内胆辅助卡位装 置，从而保证了冰箱门内胆的加工精度；本发明还公开了一种使用激 光切割***加工冰箱门内胆的方法，其通过在一个加工处同时实现冰 箱门内胆待加工件的切割及落料，从而有效地提高了冰箱门内胆加工 ***的工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例一种冰箱门内胆激光切割装置的结构示意 图；

图2是本发明实施例一种冰箱门内胆激光切割装置中激光切割 装置的结构示意图；

图3是本发明实施例一种冰箱门内胆激光切割装置的中自动码 垛装置的结构示意图

图中：A-输送线；B-流水线；C-辅助卡位装置；D-激光切割装 置；E-自动码垛装置；F-成品收集盒；G-飞边收集盒；A1- 上件处；A2-加工处；C1-气缸伸缩卡爪；C2-基座；C3-导杆结构；C4-气缸；C5-卡爪；D1-第一多轴机器人；D2-激 光器；D3-导光臂；D4-聚焦头；D5-水平连杆；D1.1-机械 手；D5.1-连接座；D5.2-连接轴；E1-第二多轴机器人；E2- 吸附架；E3-进气口；E4-第一出气口；E5-第二出气口；E6- 吸盘；E7-第一气路；E8-第二气路；E9-单向阀；E1.1-机械 手；E2.1-连接座；E2.2-第一吸附杆；E2.3-第二吸附杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由说明书附图所示的一种冰箱门内胆激光切割***可知，其包括 输送线A，输送线A上至少设置有一个上件处A1、一个加工处A2 和一个下件处A3，加工处A2处设置有用于固定待加工件的内胆辅 助卡位装置C和用于切割待加工件的激光切割装置D，下件处A3 设置有用于分离待加工件的自动码垛装置E，自动码垛装置E的两 侧分别设置有一个成品收集盒F和一个飞边收集盒G。

本发明根据加工处A2和下件处A3具***置不同的设置，可以 产生多种技术方案：

技术方案1：加工处A2和下件处A3位于同一个位置，加工处 A2处设置有用于固定待加工件的内胆辅助卡位装置C，加工处A2 的两侧分别设置有一个用于切割待加工件的激光切割装置D和一个 用于分离待加工件的自动码垛装置E，自动码垛装置E的两侧分别 设置有一个成品收集盒F和一个飞边收集盒G。

技术方案2：加工处A2和下件处A3位于不同位置且2者依次 相邻间隔布置，加工处A2位于下件处A3的上游，此时加工处A2 设置有用于固定待加工件的内胆辅助卡位装置C和用于切割待加工 件的激光切割装置D，下件处A3设置有用于分离待加工件的自动 码垛装置E。

技术方案3：加工处A2和下件处A3位于不同位置且2者个数 相同，所有的加工处A2相邻布置，所有的下件处A3相邻布置，每 个加工处A2设置有用于固定待加工件的内胆辅助卡位装置C和用 于切割待加工件的激光切割装置D，每个下件处A3设置有用于分 离待加工件的自动码垛装置E。

进一步的，上述技术改方案3中，可以根据需要调整激光切割装 置D和自动码垛装置E的位置(位于加工处A2或下件处A3的哪 一侧)。

进一步的，本发明的激光切割装置D其包括负责带动着激光光 束沿待加工面移动的多轴机器人D1和负责切割待加工面的激光切 割装置，激光切割装置包括激光器D2、导光臂D3和聚焦头D4， 聚焦头D4通过导光臂D3与激光器D2连接，其中激光器D2产生 用于切割的激光光束，由于将激光D2四处移动很不方便且不安全， 故采用导光臂D3引导激光光束，聚焦头D4是将引导的激光束进行 聚焦，使之焦点在待加工面上；还包括水平连杆D5，水平连杆D5 的中部与第一多轴机器人D1的机械手D1.1连接，水平连杆D5的 两端各连接有一个聚焦头D4，水平连杆D5与待加工面平行，聚焦 头D4与待加工面垂直。水平连杆D5的中部设置有两个沿其长边间 隔布置的连接座D5.1，两个连接座D5.1之间设置有连接轴D5.2， 机械手D1.1周向限位的配合套装于连接轴D5.2外侧。两个聚焦头 D4之间的间距与待加工件上两个内胆门之间的间距相对应。导光臂 D3为关节导光臂，关节导光臂与水平连杆D5连接。激光器D2和 导光臂D3均为2个。优选地，针对不同的内胆型号，第一多轴机 器人D1内控制程序设置有不同的切割程序。待加工件通过内胆辅 助卡位装置定位，其将从流水线上过来的位置横七竖八的内胆位置 摆正，以便于激光的切割。优选地，内胆辅助卡位装置控制器会设 置不同的卡位器推头运动距离。优选地，针对不同内胆型号，2个 导光臂D3的长度不同，即激光出口的间距不同。

本发明的自动码垛装置E包括第二多轴机器人E1，多轴机器人 E1的机械手E1.1上连接有吸附架E2，吸附架E2上至少设置有一 个进气口E3，吸附架E2上设置有多个用于吸附飞边的第一出气口 E4和用于吸附内胆的第二出气口E5，第一出气口E4和第二出气口 E5上均连接有吸盘E6，吸附架E2内设置有第一气路E7和第二气 路E8，第一气路E7一端与进气口E3连通、另一端与第一出气口 E4连通，第二气路E8一端与进气口E3连通、另一端与第二出气口 E5连通，第一气路E7和第二气路E8内均设置有单向阀E9。本使 用新型的进气、单向阀E9及第二多轴机器人E1均由独立的控制系 统控制。优选地，吸附架E2包括用于连接机械手E1.1的连接座E2.1、 用于吸附飞边的第一吸附杆E2.2和用于吸附内胆的第二吸附杆E2.3，第一吸附杆E2.2上设置有第一气路E7、第一出气口E4和进气口 E3，第二吸附杆E2.3上设置有第二气路E8和第二出气口E5，连接 座E2.1与第一吸附杆E2.2平行设置，第二吸附杆E2.3与第一吸附 杆E2.2垂直设置，第一气路E7与第二气路E8连通。优选地，第一 吸附杆E2.2上间隔布置有E3个第一出气口E4。优选地，第二吸附 杆E2.3为2个，每个第二吸附杆E2.3与第一吸附杆E2.2呈十字形 布置。优选地，第二吸附杆E2.3的两端各设置有1个第二出气口E5。

自动码垛装置E工作时，首先进气口E3连接供气装置，控制系 统第一气路E7和第二气路E8内的单向阀E9开启，所有吸盘E6同 时工作保证飞边和成品同时处于吸附状态；而后控制***控制第二 多轴机器人E1旋转至飞边回收处上方，此时第二气路E8内的单向 阀E9保持开启、第一气路E7的单向阀E9关闭，第一出气口E4上 的吸盘E6停止工作，冰箱门内胆的飞边在重力作用下落入飞边回收 处上的收集盒内；最后控制***控制地第二多轴机器人E1旋转至成 品码垛处上方，此时第二气路E8内的单向阀E9关闭，第二出气口 E5上的吸盘E6停止工作，冰箱门内胆的成品的在重力作用下落入 品码垛处的收集盒内；单向阀E9复位，第二多轴机器人E1回到初 始位置，等待着下一个循环。

本发明的C包括气缸伸缩卡爪C1包括基座C2、导杆结构C3、 气缸C4和卡爪C5，气缸C4的缸体和导杆结构C3的固定端与基座 C2固接，气缸C4的活塞杆和导杆结构C3的活动端与卡爪C5固接。

本发明还公开了一种使用冰箱门内胆激光切割***加工冰箱门 内胆的方法，其操作步骤包括：步骤一：利用输送线A将待加工件 输送至加工处A2，并由内胆辅助卡位装置C定位固定；步骤二：利 用激光切割装置D切割待加工件，通过一次工序切割形成2个冰箱门内胆；步骤三：利用自动码垛装置E同时吸取切割后的待加工件， 通过气路控制吸盘的通断将待加工件的成品码垛于成品收集盒F内、 将待加工件的飞边码垛于飞边收集盒G内。

其具体步骤如下：

S1：输送线A的上件处A1处接收来自流水线的待加工件后将其 输送至加工处A2处，内胆辅助卡位装置C根据待加工件的型号将 待加工件定位固定；

S2：第一多轴机器人D1带动着聚焦头D4下降使激光光束聚焦 到待加工面上，并根据规划好的路径进行切割；

S3：一个切割循环完成后，第一多轴机器人D1运动使聚焦头 D4位置升高，准备下一个循环；

S4：第二多轴机器人E1下降，并控制吸盘吸起切割后的待加工 件的成品和飞边，在吸起待加工件的成品和飞边之后，重复S1～S3；

S5：第二多轴机器人E1带动待加工件的成品和飞边旋转一定角 度到达飞边收集盒G上方；

S6：吸附待加工件飞边的吸盘释放吸力，飞边掉落飞边收集盒G 中；

S7：第二多轴机器人E1带动内胆旋转一定角度到达成品收集盒 F上方；

S8：吸附待加工件成品的吸盘释放吸力，成品掉落成品收集盒F；

S9：第二多轴机器人E1旋转一定角度回到初始位置，准备下一 个循环。

本发明将机器人与激光切割装置结合，可以根据内胆型号不同， 调整控制程序来控制机器人的运动路径，即为激光切割路径；而且 对于冰箱切割精度要求不是很高而言，选用带有推头的内胆辅助卡 位装置，其能够很好的将内胆固定到某一初始位置，本发明可以针 对不同型号的内胆进行切割，提高了加工效率，降低了人工费。

应当理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保 护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露 的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保 护范围之内。

Claims (7)

1.一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：包括输送线，所述输送线上至少设置有一个上件处、一个加工处和一个下件处，所述加工处设置有用于固定待加工件的内胆辅助卡位装置和用于切割待加工件的激光切割装置，所述下件处设置有用于分离待加工件的自动码垛装置，所述自动码垛装置的两侧分别设置有一个成品收集盒和一个飞边收集盒；所述激光切割装置包括第一多轴机器人、激光器、导光臂、聚焦头和水平连杆，所述聚焦头通过所述导光臂与所述激光器连接，所述水平连杆的中部与所述第一多轴机器人的机械手连接，所述水平连杆的两端各连接有一个所述聚焦头，所述水平连杆与待加工面平行，所述聚焦头与待加工面垂直；所述自动码垛装置包括第二多轴机器人，所述第二多轴机器人的机械手上连接有吸附架，所述吸附架上至少设置有一个进气口，所述吸附架上设置有多个用于吸附飞边的第一出气口和用于吸附内胆的第二出气口，所述第一出气口和第二出气口上均连接有吸盘，所述吸附架内设置有第一气路和第二气路，所述第一气路一端与所述进气口连通、另一端与所述第一出气口连通，所述第二气路一端与进气口连通、另一端与所述第二出气口连通，所述第一气路和所述第二气路内均设置有单向阀；所述内胆辅助卡位装置包括设置于加工处两侧及端部的气缸伸缩卡爪。

2.根据权利要求1所述的一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：所述加工处和所述下件处位于同一位置，所述加工处的两侧分别设置有一个所述激光切割装置和一个所述自动码垛装置。

3.根据权利要求1所述的一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：所述加工处和所述下件处位于不同位置，所述加工处和所述下件处相邻布置。

4.根据权利要求1所述的一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：所述水平连杆的两端设置有两个连接座，所述水平连杆的中部设置有一个连接轴，所述第一多轴机器人的机械手周向限位的配合套装于所述连接轴外侧。

5.根据权利要求1所述的一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：所述吸附架包括用于连接所述第二多轴机器人的机械手的连接座、用于吸附飞边的第一吸附杆和用于吸附内胆的第二吸附杆，所述第一吸附杆上设置有所述第一气路、所述第一出气口和所述进气口，所述第二吸附杆上设置有所述第二气路和所述第二出气口，所述连接座与所述第一吸附杆平行设置，所述第二吸附杆与所述第一吸附杆垂直设置，所述第一气路与所述第二气路连通。

6.根据权利要求1所述的一种冰箱门内胆激光切割***，其特征在于：所述气缸伸缩卡爪包括基座、导杆结构、气缸和卡爪，所述气缸的缸体和所述导杆结构的固定端与所述基座固接，所述气缸的活塞杆和所述导杆结构的活动端与所述卡爪固接。

7.一种使用如权利要求1-6任意一项权利要求所述的冰箱门内胆激光切割***加工冰箱门内胆的方法，其特征在于： 步骤一：利用输送线将待加工件输送至加工处，并由内胆辅助卡位装置定位固定； 步骤二：利用激光切割装置切割待加工件，通过一次工序切割形成2个冰箱门内胆； 步骤三：利用自动码垛装置同时吸取切割后的待加工件，通过气路控制吸盘的通断将待加工件的成品码垛于成品收集盒内、将待加工件的飞边码垛于飞边收集盒内。

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