CN114043101B - 一种四卡盘激光切管机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四卡盘激光切管机，属于管材切割领域，其包括床身和设置在床身上的激光头模块，床身上依次设置有四组卡盘，四组卡盘分别为第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘，第二卡盘固定在床身上，且激光头模块设置在第二卡盘上方，第一卡盘可移动安装在第二卡盘的一侧，第三卡盘和第四卡盘可移动安装在第二卡盘的另一侧，且第一卡盘、第三卡盘和第四卡盘的中心高度始终与第二卡盘的中心高度一致。本发明在对工件进行切割时，不需要改变激光头模块的位置，仅需要根据管材的长度移动第一卡盘、第三卡盘和第四卡盘的位置来对管材上的不同位置进行夹持，满足管材与激光头模块之间的相对位置要求，实现对管材的零尾料切割。

Description

一种四卡盘激光切管机

技术领域

本发明属于管材切割领域，具体涉及一种四卡盘激光切管机。

背景技术

在现有技术中，激光切管机上设置有前卡盘和后卡盘，其在加工时将切割头移动至前、后两卡盘中间，然后通过后卡盘单独夹持管材进行切割，从而尽可能地缩短尾料长度。但由于现有激光切管机采用单卡盘夹持，其在对管材进行加工时，尤其是在对重管和管径较大的管材进行加工时，其很容易出现切割精度差的问题，而且管材上始终会存在一段夹持部分无法被切割。此外，在客户管材加工需求中包括钻孔要求或攻丝要求时，现有技术中需要采用额外设备进行操作，从而会增大投入成本，且操作不便。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有激光切管机中存在的不足，提出并设计一种四卡盘激光切管机，使其在保证激光切割头不沿床身长度方向移动的情况下，实现管材的零尾料切割，并且能满足客户的不同加工需求。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种四卡盘激光切管机，其包括床身和设置在床身上的激光头模块，所述床身上还依次设置有四组卡盘，四组卡盘分别为第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘，所述第二卡盘固定在床身上，且所述激光头模块设置在第二卡盘上方，所述第一卡盘可移动安装在第二卡盘的一侧，所述第三卡盘和第四卡盘可移动安装在第二卡盘的另一侧，且所述第一卡盘、第三卡盘和第四卡盘的中心高度始终与第二卡盘的中心高度一致。这样在对工件进行切割时，可以根据管材的长度，移动第一卡盘、第三卡盘和第四卡盘的位置来对管材上的不同位置进行夹持，以满足管材与激光头模块之间的相对位置要求。尤其是在进行尾料切割时，可以通过第三卡盘或第四卡盘对剩余管材上远离尾端的一端进行夹持，并在第三卡盘或第四卡盘的作用下一同带动管材向远离激光头模块的方向移动，实现对管材的尾料切割。

进一步地，在所述第一卡盘上靠近第二卡盘的一侧设置第一料长检测开关，所述第一料长检测开关能够检测第一卡盘的前侧有无管材，以及对第一卡盘的行进距离进行监测；在所述第二卡盘上靠近第一卡盘的一侧设置有第二料长检测开关，所述第二料长检测开关能够检测所述第一卡盘上夹持的管材是否到达第二卡盘处。这样在上料过程中，其可以在第一料长检测开关和第二料长检测开关的联合作用下，得出第一卡盘上所夹持的管材的长度，并根据管材的长度自动确定四个卡盘之间的移动顺序和对应的移动距离，以满足对不同长度的管材的切割要求。

进一步地，沿床身长度方向，在所述第二卡盘的中部和第三卡盘的中部设置通孔，在所述第一卡盘的中部和第四卡盘的中部设置主轴，并将所述第一卡盘上的主轴向靠近第二卡盘方向加长，所述第四卡盘上的主轴向靠近第三卡盘方向加长，使所述第一卡盘的主轴上靠近第二卡盘的一端能够伸入到第二卡盘的通孔内，所述第四卡盘的主轴上靠近第三卡盘的一端能够伸入到第三卡盘的通孔内，从而提高第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘的刚性，使其在夹持重管时不产生变形量或者变形量极小。

进一步地，所述卡盘包括主轴，所述主轴上安装有同步盘齿轮和旋转盘，所述旋转盘上对称设置有两组卡爪组件，所述主轴的两侧分别设置有第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件，所述第一夹紧驱动组件与第二夹紧驱动组件关于主轴轴线对称设置；所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件分别与一组卡爪组件传动连接，且所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件通过所述同步盘齿轮传动连接在一起。这样在夹紧工件时，可通过同步盘齿轮使相对的两组卡爪组件同步运动，从而实现各个卡盘的自定心夹持。

进一步地，所述第一夹紧驱动组件包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端传动连接有第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和对应的卡爪组件传动连接，所述第二齿轮与同步盘齿轮啮合；所述第二夹紧驱动组件包括传动轴，所述传动轴上传动连接有第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮与同步盘齿轮啮合，所述第四齿轮和对应的卡爪组件传动连接，从而通过第二齿轮、同步盘齿轮和第三齿轮将第一夹紧驱动组件中的转动传输到传动轴上，并带动第四齿轮与第一齿轮同时且同步进行转动。

更进一步地，以第二卡盘为例，所述卡盘上设置有盘式集电滑环，所述盘式集电滑环与对应的卡盘的主轴固定连接，所述盘式集电滑环上设置有多组同心的线缆，线缆的输入端位于盘式集电滑环的一侧并与碳刷对应连接，线缆的输出端位于盘式集电滑环的另一侧并与对应卡盘上用来驱动卡爪组件夹紧的驱动电机电连接。该盘式集电滑环的结构设置一方面能够在对对应的电动驱动机构提供电力的同时减少第二卡盘和第三卡盘的轴向厚度，以及减少管材在第二卡盘、第三卡盘内的夹持长度，有效缩短“极限尾料”的长度节省空间，结构紧凑设置，另一方面能够解决卡盘转动时电机线缆的缠绕问题。

进一步地，所述床身上设置有卡盘的一侧设置有上料组件和下料组件，所述上料组件和下料组件分别设置在第二卡盘的两侧；在管材切割过程中，所述上料组件或下料组件始终对待切割的管材提供支撑力，防止管材在切割过程中因缺少支撑力而下垂，造成管材的大范围甩动，影响切割精度。

更进一步地，所述上料组件包括上料侧送料链条和上料侧托辊架，所述上料侧托辊架包括与床身长度方向相垂直的水平的输送轨道，所述输送轨道的一端设置在上料侧送料链条的输出端，所述输送轨道的另一端设置在第一卡盘和第二卡盘之间，所述输送轨道上滑动连接有可沿高度方向进行升降的托辊架。这样在上料过程中，可以通过所述上料侧送料链条将管材从初始位置传送到上料侧托辊架处，然后通过所述上料侧托辊架将管材从上料侧送料链条上取下，并将管材移动至卡盘中心位置处，再通过第一卡盘对管材进行夹持；同时在管材的夹持、切割过程中，可以通过所述托辊架一直对管材提供向上的支撑力，避免管材下垂影响切割精度。

更进一步地，所述下料组件包括下料侧接料链条和下料侧托辊架，所述下料侧托辊架的结构与上料侧托辊架的结构相同，所述下料侧接料链条的输送方向与上料侧送料链条的输送方向相反，这样在下料过程中可以通过所述下料侧托辊架将切割后的成品从对应卡盘上取下并输送到下料侧接料链条处，同时对于第三卡盘或第四卡盘上夹持的管材进行切割时，可以通过下料侧托辊架提供支撑力。

进一步地，所述激光头模块上设置有攻丝装置，使本装置除了可以对管材、型材等进行切割加工，还可以对管材进行钻孔、攻丝等机械加工。

更进一步地，所述攻丝装置包括安装座，所述安装座上设置有至少一把丝锥刀具；所述安装座上还设置有换刀机构，所述换刀机构能够驱动安装座旋转并将所需使用的丝锥刀具转至工作工位上；所述安装座上还设置有丝锥旋转机构和至少一组刀具伸缩机构，所述丝锥旋转机构能够带动丝锥刀具自身进行旋转，所述刀具伸缩机构能够单独带动旋转的丝锥刀具上下运动，并在攻丝作业完成后使丝锥刀具恢复原位。这样在进行攻丝作业时，可以通过刀具伸缩机构调整对应的丝锥刀具的高度，使其与待加工孔的高度、攻丝长度相适应，从而使该攻丝装置能够同时对工件上不同位置的孔进行攻丝。

进一步地，所述攻丝装置还包括固定座，所述固定座设置在安装座的上方，每个丝锥刀具的上端连接有一个花键轴，每个花键轴的外侧都套设有花键套齿轮，所述花键轴的上端设置有限位板，所述丝锥刀具通过花键轴和花键套齿轮安装在安装座上；所述刀具伸缩机构包括设置在固定座与安装座之间的弹簧和固定安装在固定座上的电动推杆；所述弹簧的数量与花键轴的数量相同，且每个花键轴上套设有一个弹簧，所述弹簧的下端与对应的花键套齿轮的上端固定连接，所述弹簧的上端与限位板接触；所述电动推杆的运动方向为竖直方向，且所述电动推杆能够与限位板接触并推动限位板沿轴向方向向下运动。这样当待推出的丝锥刀具旋转至电动推杆正下方时，安装座停止旋转，电动推杆工作，同时其可将对应的丝锥刀具推出，使推出的丝锥刀具“高于”其他丝锥刀具。而丝锥刀具的缩回动作可以通过弹簧复位实现，而且在丝锥刀具的伸出和缩回过程中可采用花键连接的形式进行导向和传递旋转运动。

进一步地，所述丝锥旋转机构包括攻丝电机、旋转轴，所述攻丝电机固定安装在固定座上，所述攻丝电机的输出端传动连接有第一攻丝齿轮；所述旋转轴可转动连接在固定座上；所述旋转轴的两端设置有第二攻丝齿轮和第三攻丝齿轮，且所述第一攻丝齿轮与第二攻丝齿轮啮合，所述第三攻丝齿轮与花键套齿轮啮合，且所述第三攻丝齿轮能够同时与所有花键轴上的花键套齿轮啮合。这样通过控制攻丝电机可以驱动所有的丝锥刀具进行自转，实现攻丝工作。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

（1）、本发明中的激光头模块固定设置在床身上，在切割过程中不需要激光头模块来回移动，减少了激光头模块上所连接的光纤磨损，以及避免了光纤之间发生缠绕，从而增强了光纤的使用寿命；

（2）、本发明在第一卡盘和第二卡盘上分别设置了用来检测是否有料的第一料长检测开关和第二料长检测开关，并可以根据第一料长检测开关和第二料长检测开关计算出所夹持的管材的长度，方便整个激光切管机根据管材的长度选择合适的切割方案，从而实现无尾料切割；

（3）、本发明中的卡盘采用了自定心卡盘结构，其在对管材进行夹持时，可以通过同步盘齿轮将分别对两组卡爪组件进行驱动的两组夹紧驱动组件连接在一起，控制相对的两组卡爪组件动作的机械同步，实现卡盘夹持的自定心；

（4）、本发明在激光头模块上还设置了攻丝装置，这样本装置除了直接对管材进行激光切割外，还可以进行钻孔、攻丝等一系列机械加工；

（5）、本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的左视图。

图4为图1在激光头模块处的右视图。

图5为第一卡盘示意图。

图6为第二卡盘夹爪部分示意图。

图7为第三卡盘示意图。

图8为第三卡盘中齿条与卡爪滑板连接处的结构示意图。

图9为上料组件、下料组件工作原理示意图。

图10为攻丝装置的结构示意图。

图中：1、床身，11、左床身，12、中床身，13、右床身，14、定位块，15、连接螺栓，16、第一直线导轨，17、第二直线导轨，18、斜齿条，19、横梁支撑，

2、Y轴机构，21、横梁，22、定位键，23、定位螺栓，24、第一导轨副，25、滚珠丝杠，

3、Z轴机构，31、激光切割头，32、第二导轨副，33、攻丝装置，331、电动推杆，332、攻丝电机，333、第二行星减速机，334、第二攻丝齿轮，335、第一攻丝齿轮，336、固定座，337、弹簧，338、大齿轮，339、第三攻丝齿轮，3310、花键轴，3311、花键套齿轮，3312、丝锥刀具，3313、安装座，3314、小齿轮，3315、第一行星减速机，3316、换刀电机，

4、卡盘组件，41、第一卡盘，42、第二卡盘，43、第三卡盘，44、第四卡盘，45、移动齿轮，46、主轴，47、第一料长检测开关，48、气缸，49、活塞杆，410、气缸安装座，411、底座，412、第二料长检测开关，413、盘式集电滑环，432、第一驱动电机，433、减速机，434、同步盘齿轮，435、第二齿轮，436、输出轴，437、偏心套，438、旋转盘，439、第三直线导轨，4310、第一齿轮，4311、齿条，4312、卡爪滑板，4313、传动轴，4314、第三齿轮，4315、第二驱动电机，4316、主轴轴承，4317、楔形调整块，

5、上料组件，51、上料侧送料链条，511、有料传感器，52、上料侧托辊架，

6、下料组件，61、下料侧接料链条，62、下料侧托辊架，

7、接料车，8、管材。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，本发明提供一种四卡盘多功能激光切管机，其包括床身1，所述床身1上设置有激光头模块，所述床身1上还依次设置有第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44。其中，所述激光头模块设置在第二卡盘42的上方，且所述第二卡盘42优选固定安装在床身1的中部上，所述第一卡盘41、第三卡盘43和第四卡盘44均通过直线导轨滑动连接在床身1上。且所述的第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44既可以设置在所述床身1的前侧，也可以设置在床身1的上方。

具体地，如图1所示，作为优选，本发明采用侧挂式结构将所述第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44设置在所述床身1的前侧面上。其中，在所述床身1中部的前侧面上设置定位凸台，在所述第二卡盘42的底座411上设置定位凹台，且所述第二卡盘42上的定位凹台与所述定位凸台卡接，从而将第二卡盘42固定在床身1上。此外，如图1和图3所示，在所述床身1的前侧面上还依次设置第一直线导轨16和第二直线导轨17，且所述第一直线导轨16和第二直线导轨17分别设置在第二卡盘42的两侧。进一步地，在所述床身1的前侧面还设置与第一直线导轨16平行的斜齿条18，在所述第一卡盘41、第三卡盘43和第四卡盘44上均设置有能够与所述斜齿条18啮合的移动齿轮45。并在斜齿条18与对应的移动齿轮45的作用下，所述第一卡盘41能够沿第一直线导轨16在床身1上水平移动，所述第三卡盘43、第四卡盘44能够沿第二直线导轨17在床身1上水平移动，且所述第一卡盘41、第三卡盘43和第四卡盘44的中心高度始终与第二卡盘42的中心高度一致。

为了使本装置可以对不同长度的管材实现零尾料处理，本发明设置了对管材的长度进行检测的结构，以便本装置可以根据管材的长度自动选择合适的切割方案。具体地，如图5所示，在所述第一卡盘41上靠近第二卡盘42的一侧设置第一料长检测开关47，所述第一料长检测开关47能够在第一卡盘41空载行进过程中检测第一卡盘41的前侧有无管材，从而根据检测结构对整个激光切管机的下一步动作做出判断；且所述第一料长检测开关47能够对第一卡盘41的行进距离进行监测。具体地，在所述第一卡盘41的底座411上设置气缸安装座410，所述气缸安装座410上设置有气缸48，所述气缸48的活塞杆49的运动方向为床身1的长度方向，且活塞杆49的伸长方向为朝向第二卡盘42的方向。所述第一料长检测开关47安装在气缸48的活塞杆49上，并通过气缸48上活塞杆49的伸缩实现推进和缩回。当第一料长检测开关47对第一卡盘41前侧是否有管材进行判断时，所述气缸48的活塞杆49处于伸出状态，且所述第一料长检测开关47与第一卡盘41上靠近第二卡盘42的一端平齐。

如图6所示，在所述第二卡盘42上靠近第一卡盘41的一侧设置有第二料长检测开关412，其用于检测第一卡盘41夹持管材行进过程中，管材是否到达第二卡盘42处，同时本发明通过第一料长检测开关47和第二料长检测开关412的联合作用对管材的长度进行检测和计算，为所述四卡盘激光切管机的后续动作提供判断依据。其具体的长度检测原理为：在第一卡盘41向第二卡盘42行进的过程中，其通过第一料长检测开关47判断有料后，驱动第一卡盘41向靠近第二卡盘42方向移动一定距离后对管材进行稳定地夹持，并通过第一料长检测开关47计算出从管材上远离第二卡盘42的一端到所述管材上第一卡盘41夹紧处之间的距离；然后第一卡盘41夹持管材继续前进，直至管材上靠近第二卡盘42的一端被第二卡盘42上的第二料长检测开关412检测到后，通过第一料长检测开关47在此刻的位置和第二料长检测开关412的位置计算出整个管材的长度或者所述管材上剩余未切割部分的长度，并通过对管材长度的分析得出其是否能进行零尾料切割。当其符合零尾料切割的条件时，即所述管材剩余待切割部分的长度大于第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44能够同时夹持的最小工件长度时，则可以先通过第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44同时夹持管材，然后再将第一卡盘41和第二卡盘42的卡爪组件张开，使管材仅在第三卡盘43和第四卡盘44夹持的状态下向远离激光头模块的方向移动，完成管材的端头切割，即零尾料切割。

进一步地，为了提高第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44的刚性，本发明中的第一卡盘41和第四卡盘44优选采用“炮筒式”结构。具体地，如图1、2、5、6、7所示，沿床身1长度方向，在所述第二卡盘42的中部和第三卡盘43的中部设置通孔，在所述第一卡盘41的中部和第四卡盘44的中部设置主轴46，并将所述第一卡盘41上的主轴46向靠近第二卡盘42方向加长，所述第四卡盘44上的主轴46向靠近第三卡盘43方向加长，使所述第一卡盘41的主轴46的长度和第四卡盘44的主轴46的长度分别与第二卡盘42的轴向厚度、第三卡盘43的轴向厚度相适应，即使所述第一卡盘41的主轴46上靠近第二卡盘42的一端能够伸入到第二卡盘42的通孔内，所述第四卡盘44的主轴46上靠近第三卡盘43的一端能够伸入到第三卡盘43的通孔内。进一步地，为了提高第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44的夹持能力，所述第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44上设置的卡爪组件均优选采用辊子结构，所述第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44的卡爪组件均优选采用电动驱动机构，且所述电动驱动机构进一步优选为电机和蜗轮蜗杆减速机配合的驱动形式。

此外，所述第一卡盘41、第二卡盘42、第三卡盘43和第四卡盘44均优选采用能够自动定心的卡盘结构。具体地，以第三卡盘43为例，所述第三卡盘43包括主轴46，所述主轴46上安装有同步盘齿轮434和旋转盘438，其中，所述旋转盘438与主轴46固定连接，所述同步盘齿轮434与主轴46通过轴承转动连接，且所述旋转盘438上对称设置有两组卡爪组件，所述主轴46的两侧分别设置有第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件，所述第一夹紧驱动组件与第二夹紧驱动组件关于主轴46轴线对称设置；所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件分别与一组卡爪组件传动连接，且所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件通过所述同步盘齿轮434传动连接在一起。

具体地，所述第一夹紧驱动组件包括第一驱动电机432，所述第一驱动电机432的输出端传动连接有第一齿轮4310和第二齿轮435，所述第一齿轮4310和对应的卡爪组件传动连接，所述第二齿轮435与同步盘齿轮434啮合；所述第二夹紧驱动组件包括传动轴4313，所述传动轴4313上传动连接有第三齿轮4314和第四齿轮，所述第三齿轮4314与同步盘齿轮434啮合，所述第四齿轮和对应的卡爪组件传动连接。进一步地，作为优选，在所述第一驱动电机432的输出端传动连接减速机433，并将所述第一齿轮4310和第二齿轮435安装在所述减速机433的输出轴436上。在所述减速机433的输出轴436上还设置有偏心套437，方便调整第二齿轮435与同步盘齿轮434之间的距离。且所述减速机433优选为蜗轮蜗杆减速机。

需要说明的是，第二夹紧驱动组件中也可单独设置第二驱动电机4315，用以驱动第三齿轮4314和第四齿轮。

此外，所述卡爪组件包括卡爪、卡爪滑板4312，所述卡爪滑板4312与卡爪可拆卸连接在一起，所述卡爪滑板4312通过第三直线导轨439安装在旋转盘438上，且所述卡爪滑板4312能够沿旋转盘438的径向方向滑动，所述卡爪滑板4312上还安装有齿条4311，所述齿条4311与第一齿轮4310或第四齿轮传动连接。在齿条4311与卡爪滑板4312之间还设置有楔形调整块4317，在装配时，可以通过调整楔形调整块4317上的调整螺钉，调整第一齿轮4310与对应齿条4311之间的啮合间隙，提高卡爪的夹持精度。

更进一步地，如图7所示，为了减少第二卡盘42和第三卡盘43的轴向厚度，以及减少管材在第二卡盘42、第三卡盘43内的夹持长度，有效缩短“极限尾料”的长度。本发明中优选在所述第二卡盘42和第三卡盘43的一端设置盘式集电滑环413，盘式集电滑环413与对应的主轴46固定连接，且盘式集电滑环413上设置有多组同心的线缆，线缆的输入端位于盘式集电滑环413的一侧并与碳刷对应连接，线缆的输出端位于盘式集电滑环413的另一侧并与对应卡盘上的电动驱动机构内的电机电连接。且该盘式集电滑环的结构设置一方面能够节省空间，结构紧凑设置，另一方面能够解决卡盘转动时电机线缆的缠绕问题。

另外，为了方便本激光切管机进行上料和下料，本发明还优选在床身1上设置有卡盘的一侧设置上料组件5和下料组件6。且所述上料组件5和下料组件6均优选采用送料链条加伺服托辊架的结构。具体地，如图2、9所示，所述上料组件5包括上料侧送料链条51和上料侧托辊架52。其中，所述上料侧送料链条51的输出端设置有有料传感器511，用来感应上料侧送料链条51上的管材是否到达其输出端。所述上料侧托辊架52包括与床身1长度方向相垂直的水平的输送轨道和滑动连接在输送轨道上的可沿高度方向进行升降的托辊架，所述输送轨道的一端设置在上料侧送料链条51的输出端，所述输送轨道的另一端设置在第一卡盘41和第二卡盘42之间。这样在进行上料时，可以通过所述上料侧送料链条51将管材从初始位置传送到上料侧托辊架52处，然后通过所述上料侧托辊架52将管材从上料侧送料链条51上取下，并将管材移动至卡盘中心位置处，通过第一卡盘41对管材进行夹持。同时在管材的夹持、切割过程中，所述托辊架一直对管材提供向上的支撑力，防止管材下垂，造成管材大范围甩动，影响切割精度。另外，所述下料组件6的结构与上料组件5的结构相似，所述下料组件6包括下料侧接料链条61和下料侧托辊架62，其中所述下料侧托辊架62的结构与上料侧托辊架52的结构相同，所述下料侧接料链条61的输送方向与上料侧送料链条51的输送方向相反设置。

此外，如图2、图4所示，本发明中的激光头模块包括激光切割头31，所述激光切割头31可以选用四轴切割头，实现工件的单向坡口切割，也可以采用五轴切割头，实现工件的双向坡口切割。所述激光头模块还包括设置在所述床身1的中部的龙门组件，且所述龙门组件优选设置在第二卡盘42的上方。具体地，所述龙门组件包括固定安装在床身1上的Y轴机构2和滑动连接在Y轴机构2上的Z轴机构3。其中，所述Z轴机构3包括竖直设置的第二导轨副32，所述激光切割头31通过第二导轨副32滑动连接在Z轴机构3上；所述Y轴机构2包括横梁21、横梁支撑19，所述横梁21与横梁支撑19在床身1上构成龙门式结构，在所述横梁21的上方设置有水平的第一导轨副24，且所述第一导轨副24与床身1的长度方向垂直设置。所述Z轴机构3通过第一导轨副24滑动连接在横梁21上，在所述横梁21上还设置有用于驱动Z轴机构3沿第一导轨副24移动的Y向直线驱动机构，所述Y向直线驱动机构包括滚珠丝杠25和用来驱动滚珠丝杠25移动的电机。这样激光切割头31可以在龙门组件的作用下进行Y向和Z向两个方向上的位置调整。

进一步地，作为优选，所述Z轴机构3上还设置有攻丝装置33，这样本装置除了可以对管材、型材等进行切割加工，还可以利用攻丝装置33对管材进行钻孔、攻丝等机械加工。

具体地，所述攻丝装置33包括固定座336和安装座3313，所述固定座336设置在安装座3313的上方，所述安装座3313上设置有至少一把丝锥刀具3312，且所述丝锥刀具3312均匀分布在安装座3313的下方。具体地，每个丝锥刀具3312的上端连接有一个花键轴3310，每个花键轴3310的外侧都套设有花键套齿轮3311。且所述丝锥刀具3312分别通过对应的花键轴3310、花键套齿轮3311与安装座3313连接在一起，且所述花键轴3310的上端位于固定座336和安装座3313之间。此外，所述安装座3313上还设置有换刀机构，所述换刀机构能够驱动安装座3313旋转并将所需使用的丝锥刀具3312转至工作工位上。进一步地，所述安装座3313上还设置有丝锥旋转机构和刀具伸缩机构，所述丝锥旋转机构能够带动丝锥刀具3312自身进行旋转，所述刀具伸缩机构能够带动旋转的丝锥刀具3312上下运动，并在攻丝作业完成后使丝锥刀具3312恢复原位。

所述换刀机构包括换刀电机3316、大齿轮338和小齿轮3314，所述换刀电机3316固定安装在固定座336上，所述换刀电机3316的输出轴与小齿轮3314传动连接，所述大齿轮338与安装座3313固定连接，且所述大齿轮338与小齿轮3314啮合。进一步地，作为优选，本发明在换刀电机3316与小齿轮3314之间设置第一行星减速机3315，使换刀电机3316与第一行星减速机3315传动连接，所述小齿轮3314与第一行星减速机3315的输出轴连接。这样可以通过控制换刀电机3316来驱动安装座3313旋转，进而使安装座3313上的丝锥刀具3312的位置发生变化，改变工作工位上的丝锥刀具3312型号。

所述丝锥旋转机构包括攻丝电机332、旋转轴，所述攻丝电机332固定安装在固定座336上，所述攻丝电机332的输出端传动连接有第一攻丝齿轮335；所述旋转轴可转动连接在固定座336上。所述旋转轴的两端设置有第二攻丝齿轮334和第三攻丝齿轮339，且所述第一攻丝齿轮335与第二攻丝齿轮334啮合，所述第三攻丝齿轮339与花键套齿轮3311啮合，且所述第三攻丝齿轮339能够同时与所有花键轴3310上的花键套齿轮3311啮合。这样可以通过控制攻丝电机332来驱动旋转轴上的第三攻丝齿轮339转动，进而驱动所有的丝锥刀具3312同时进行自转，进行攻丝工作。此外，作为优选，本发明在攻丝电机332与第一攻丝齿轮335之间设置第二行星减速机333，使攻丝电机332与第二行星减速机333传动连接，所述第一攻丝齿轮335与第二行星减速机333的输出轴连接。

所述刀具伸缩机构包括设置在固定座336与安装座3313之间的弹簧337和固定安装在固定座336上方的电动推杆331。其中，所述弹簧337的数量与丝锥刀具3312的数量相同，每个花键轴3310上都套设有一个弹簧337，并将所述弹簧337的下端与对应的花键套齿轮3311的上端固定连接，所述弹簧337的上端与花键轴3310上端的限位板接触；所述电动推杆331的运动方向为竖直方向，且所述电动推杆331伸出时能够推动限位板和花键轴3310沿轴向方向向下移动，从而将对应花键轴3310上的丝锥刀具3312推出。

另外，作为优选，本发明中的床身1可以从左向右依次包括左床身11、中床身12和右床身13，且所述左床身11和右床身13关于中床身12对称布置，相邻的两个床身1之间通过定位块14进行定位。并将本发明中的第二卡盘42、第三卡盘43和Y轴机构2安装在中床身12的中部，所述第一卡盘41滑动连接在左床身11上，所述第四卡盘44滑动连接在右床身13上。除此之外，本发明中的床身1拼接段数也可以根据管材的实际长度选择四段、五段等，使整个床身1的长度与待切割管材的长度和加工要求相适应。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种四卡盘激光切管机，其特征在于，包括床身（1）和设置在床身（1）上的激光头模块，所述床身（1）上还依次设置有四组卡盘，四组卡盘分别为第一卡盘（41）、第二卡盘（42）、第三卡盘（43）和第四卡盘（44），所述第二卡盘（42）固定在床身（1）上，所述激光头模块设置在第二卡盘（42）上方，所述第一卡盘（41）可移动安装在第二卡盘（42）的一侧，所述第三卡盘（43）和第四卡盘（44）可移动安装在第二卡盘（42）的另一侧，且所述第一卡盘（41）、第三卡盘（43）和第四卡盘（44）的中心高度始终与第二卡盘（42）的中心高度一致；

在所述第一卡盘（41）上靠近第二卡盘（42）的一侧设置第一料长检测开关（47），所述第一料长检测开关（47）能够检测第一卡盘（41）的前侧有无管材，以及对第一卡盘（41）的行进距离进行监测；在所述第二卡盘（42）上靠近第一卡盘（41）的一侧设置有第二料长检测开关（412），所述第二料长检测开关（412）能够检测所述第一卡盘（41）上夹持的管材是否到达第二卡盘（42）处；

沿床身（1）长度方向，在所述第二卡盘（42）的中部和第三卡盘（43）的中部设置通孔，在所述第一卡盘（41）的中部和第四卡盘（44）的中部设置主轴（46），并将所述第一卡盘（41）上的主轴（46）向靠近第二卡盘（42）方向加长，所述第四卡盘（44）上的主轴（46）向靠近第三卡盘（43）方向加长，使所述第一卡盘（41）的主轴（46）上靠近第二卡盘（42）的一端能够伸入到第二卡盘（42）的通孔内，所述第四卡盘（44）的主轴（46）上靠近第三卡盘（43）的一端能够伸入到第三卡盘（43）的通孔内；

所述卡盘包括主轴（46），所述主轴（46）上安装有同步盘齿轮（434）和旋转盘（438），所述旋转盘（438）上对称设置有两组卡爪组件，所述主轴（46）的两侧分别设置有第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件，所述第一夹紧驱动组件与第二夹紧驱动组件关于主轴（46）轴线对称设置；所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件分别与一组卡爪组件传动连接，且所述第一夹紧驱动组件和第二夹紧驱动组件通过所述同步盘齿轮（434）传动连接在一起。

2.根据权利要求1所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述第一夹紧驱动组件包括第一驱动电机（432），所述第一驱动电机（432）的输出端传动连接有第一齿轮（4310）和第二齿轮（435），所述第一齿轮（4310）和对应的卡爪组件传动连接，所述第二齿轮（435）与同步盘齿轮（434）啮合；所述第二夹紧驱动组件包括传动轴（4313），所述传动轴（4313）上传动连接有第三齿轮（4314）和第四齿轮，所述第三齿轮（4314）与同步盘齿轮（434）啮合，所述第四齿轮和对应的卡爪组件传动连接。

3.根据权利要求2所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述卡盘上设置有盘式集电滑环（413），所述盘式集电滑环（413）与对应的卡盘的主轴（46）固定连接，所述盘式集电滑环（413）上设置有多组同心的线缆，线缆的输入端位于盘式集电滑环（413）的一侧并与碳刷对应连接，线缆的输出端位于盘式集电滑环（413）的另一侧并与对应卡盘上用来驱动卡爪组件夹紧的驱动电机电连接。

4.根据权利要求1所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述床身（1）上设置有卡盘的一侧设置有上料组件（5）和下料组件（6），所述上料组件（5）和下料组件（6）分别设置在第二卡盘（42）的两侧；在管材切割过程中，所述上料组件（5）或下料组件（6）始终对待切割的管材提供支撑力。

5.根据权利要求4所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述上料组件（5）包括上料侧送料链条（51）和上料侧托辊架（52），所述上料侧托辊架（52）包括与床身（1）长度方向相垂直的水平的输送轨道，所述输送轨道的一端设置在上料侧送料链条的输出端，所述输送轨道的另一端设置在第一卡盘（41）和第二卡盘（42）之间，所述输送轨道上滑动连接有可沿高度方向进行升降的托辊架。

6.根据权利要求5所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述下料组件（6）包括下料侧接料链条（61）和下料侧托辊架（62），所述下料侧托辊架（62）的结构与上料侧托辊架（52）的结构相同，所述下料侧接料链条（61）的输送方向与上料侧送料链条（51）的输送方向相反。

7.根据权利要求1至6任一所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述激光头模块上设置有攻丝装置（33）。

8.根据权利要求7所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述攻丝装置（33）包括安装座（3313），所述安装座（3313）上设置有至少一把丝锥刀具（3312）；所述安装座（3313）上还设置有换刀机构，所述换刀机构能够驱动安装座（3313）旋转并将所需使用的丝锥刀具（3312）转至工作工位上；所述安装座（3313）上还设置有丝锥旋转机构和至少一组刀具伸缩机构，所述丝锥旋转机构能够带动丝锥刀具（3312）自身进行旋转，所述刀具伸缩机构能够单独带动旋转的丝锥刀具（3312）上下运动，并在攻丝作业完成后使丝锥刀具（3312）恢复原位。

9.根据权利要求8所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述攻丝装置（33）还包括固定座（336），所述固定座（336）设置在安装座（3313）的上方，每个丝锥刀具（3312）的上端连接有一个花键轴（3310），每个花键轴（3310）的外侧都套设有花键套齿轮（3311），所述花键轴（3310）的上端设置有限位板，所述丝锥刀具（3312）通过花键轴（3310）和花键套齿轮（3311）安装在安装座（3313）上；所述刀具伸缩机构包括设置在固定座（336）与安装座（3313）之间的弹簧（337）和固定安装在固定座（336）上的电动推杆（331）；所述弹簧（337）的数量与花键轴（3310）的数量相同，且每个花键轴（3310）上套设有一个弹簧（337），所述弹簧（337）的下端与对应的花键套齿轮（3311）的上端固定连接，所述弹簧（337）的上端与限位板接触；所述电动推杆（331）的运动方向为竖直方向，且所述电动推杆（331）能够与限位板接触并推动限位板沿轴向方向向下运动。

10.根据权利要求9所述的四卡盘激光切管机，其特征在于，所述丝锥旋转机构包括攻丝电机（332）、旋转轴，所述攻丝电机（332）固定安装在固定座（336）上，所述攻丝电机（332）的输出端传动连接有第一攻丝齿轮（335）；所述旋转轴可转动连接在固定座（336）上；所述旋转轴的两端设置有第二攻丝齿轮（334）和第三攻丝齿轮（339），且所述第一攻丝齿轮（335）与第二攻丝齿轮（334）啮合，所述第三攻丝齿轮（339）与花键套齿轮（3311）啮合，且所述第三攻丝齿轮（339）能够同时与所有花键轴（3310）上的花键套齿轮（3311）啮合。

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