CN114378459A - 一种智能车间用金属板材钻孔设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能车间用金属板材钻孔设备,属于钻孔设备领域,包括横梁、滑动安装在横梁底部的行程机臂,以及对应行程机臂安装的工作机床,行程机臂的底端可转动设置有用于取孔的激光部,所述激光部的顶部设置有调焦机构,工作机床的顶部中空设置且延伸内部开设的腔室,工作机床的腔室上下设置有沉压机构与顶撑机构,调焦机构包括有设在激光部顶部的承动块,以及位于承动块上方的丝杆步进电机,丝杆步进电机上的丝杆竖直延伸至承动块的内部与承动块螺纹驱动连接,丝杆步进电机的底部还设置有触动导杆,它可以实现降低离焦效应对金属板材成孔的影响,提高激光与金属板材之间的对焦精度,提高成孔的质量。
Description
技术领域
本发明涉及钻孔设备领域,更具体地说,涉及一种智能车间用金属板材钻孔设备。
背景技术
金属板材笼统的来说是由金属制成的板材,金属板材还有利用贵金属制成的板材。
而贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素;这些金属大多数拥有美丽的色泽,具有较强的化学稳定性,一般条件下不易与其他化学物质发生化学反应,但是随着技术进步的发展,贵金属与一种或多种不同种类的相容性材料,用物理方法合成的具有多相结构的贵金属材料,贵金属材料具有与贵金属相似的特性,如导电、导热性好,抗氧化、抗腐蚀等,现主要用于电子电器工业作电接点材料,电化学工业作电极材料,玻璃、玻纤工业作坩埚、漏板材料,以及实验用坩埚器皿材料等。
金属板材在钻孔加工的过程中,可能会用到激光钻孔装置,激光设备种类繁多,但是其根本原理就是将特定波长的激光束作用在被加工的物体上,在激光应用较为广泛的工业领域中,又使用激光作为切割、钻孔或加工雕刻的工具,其中激光打孔过程是激光和物质相互作用的热物理过程,它是由激光光束特性和物质的诸多热物理特性决定的,激光在打孔的过程中,还需要注意激光能量、板材材质和激光与不同板材之间的间隙距离三者之间的关系,简单来说,同样的激光能量,对于不同的板材材质,需要调试不同的激光间距,以避免板材成孔的上下孔径不一致的现象,而现今的激光钻孔设备中,在考虑到激光焦距的问题的同时,还应考虑到激光对加工时产生冲击,进而导致板材成孔影响的问题。
针对上述情况,本发明提出一种智能车间用金属板材钻孔设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能车间用金属板材钻孔设备,它可以实现降低离焦效应对金属板材S成孔的影响,提高激光与金属板材之间的对焦精度,提高成孔的质量。
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种智能车间用金属板材钻孔设备,包括横梁、滑动安装在横梁底部的行程机臂,以及对应行程机臂安装的工作机床,所述行程机臂的底端可转动设置有用于取孔的激光部,所述激光部的顶部设置有调焦机构;
所述工作机床的顶部中空设置且延伸内部开设的腔室,工作机床的内腔上下设置有沉压机构与顶撑机构;
金属板材S位于沉压机构与顶撑机构之间时,处于被夹持状态。
进一步的,所述调焦机构包括有设在激光部顶部的承动块,以及位于承动块上方的丝杆步进电机,所述丝杆步进电机上的丝杆竖直延伸至承动块的内部与承动块螺纹驱动连接,所述丝杆步进电机的底部还设置有触动导杆。
进一步的,所述承动块上对应触动导杆开设有探槽,所述探槽的内部设置有导片,所述导片上设置有传输触点,触动导杆的环壁上朝向传输触点的一侧设置有动点触点,所述传输触点与动点触点对应且同等间距设置。
进一步的,所述工作机床位于腔室顶壁的两侧均设置有条状的电磁铁,所述电磁铁位于沉压机构的上方。
进一步的,所述沉压机构包括有压板,所述压板的中部设置为便于暴露金属板材S进行取孔的中空区域,所述压板的顶部两侧且对应电磁铁设置有磁板,所述压板的四角还安装有拉簧,所述腔室内部四角上设有与拉簧套接的固定柱。
进一步的,所述顶撑机构包括有与电磁铁相对应安装的承接板,所述承接板上开设有不少于两个的吸能槽,所述吸能槽的内部设置有撑力杆,以及位于撑力杆上部安装的多个缓冲面。
进一步的,所述缓冲面呈曲线形设置,并且多个所述缓冲面相互交错叠加设置,多个所述缓冲面与撑力杆连接的孔面为倾斜开设,多个所述缓冲面组合形成缓冲体,所述撑力杆上位于所述缓冲体的两侧还设置有一体形成的环板。
进一步的,底部所述环板的环壁上设置有与吸能槽槽面连接的连接膜,所述吸能槽的底部还设置有用于顶撑撑力杆的弹簧,所述吸能槽的内部还开设有与外界相通的通孔。
进一步的,所述腔室朝向出口端的一侧向下倾斜开设,形成倾斜的槽面。
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案,当丝杆步进电机启动时,丝杆带动激光部上下升降,使激光部对金属板材S的控制距离深度发生变化,便于针对不同的金属板材S调控不同的间距,使激光光束作用在金属板材S上时,孔深的增长速率均匀,降低离焦效应对金属板材S成孔的影响,降低孔型成孔时因激光间距不同造成的成孔残次率,同时在丝杆步进电机上设置触动导杆,探槽内部设置相互传导信息的导片,随丝杆步进电机的升降触动导杆上的动点触点与传输触点不断接受电信号传输,提高激光部与金属板材S之间的对焦精度,提高成孔的质量。
(2)本方案,激光在做工时,产生高能量密度的冲击波,中部最集中的光束穿过板材,其余能量呈球面波状的无规则向四周散开,在单头激光加工时,成孔区域主要接受能量,其余能量由金属板材S整体向四周散播,金属板材S上能量逐步衰弱递减到多个缓冲面上,可以避免金属板材S的本身受冲击引起的共振,降低激光成孔的外在影响因素,与传统的固定金属板材S相比,沉压机构与顶撑机构具有上下微小范围性的夹持方式,可以更好的吸收激光产生的余下冲击,使金属板材处于相对平稳状态,与调焦机构相配合,进一步的提升孔的形成质量。
附图说明
图1为本发明中整体的结构示意图;
图2为本发明中调焦机构与Q板的结构示意图;
图3为本发明中激光部与调焦机构的结构示意图;
图4为本发明中图3中A出细节放大的结构示意图;
图5为本发明中工作机床的结构示意图;
图6为本发明中沉压机构的结构示意图;
图7为本发明中顶撑机构的结构示意图;
图8为本发明中承接板立体剖面结构示意图;
图9为本发明中承接板剖面结构示意图;
图10为本发明中工作机床正面结构示意图;
图11为本发明中工作机床剖面结构示意图。
图中标号说明:
1、横梁;2、行程机臂;3、工作机床;4、激光部;5、调焦机构;6、腔室;7、沉压机构;8、顶撑机构;9、承动块;10、丝杆步进电机;11、触动导杆;13、探槽;14、导片;15、传输触点;16、动点触点;17、电磁铁;18、压板;19、磁板;20、拉簧;21、固定柱;22、承接板;23、吸能槽;24、撑力杆;25、缓冲面;26、连接膜;27、弹簧;28、通孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解,以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式,并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
请参阅图1-11,一种智能车间用金属板材钻孔设备,包括横梁1、滑动安装在横梁1底部的行程机臂2,以及对应行程机臂2安装的工作机床3,所述行程机臂2的底端可转动设置有用于取孔的激光部4,激光部4的顶部设置有调焦机构5。
工作机床3的顶部中空设置且延伸内部开设的腔室6,工作机床3的内腔上下设置有沉压机构7与顶撑机构8。
金属板材S位于沉压机构7与顶撑机构8之间时,处于被夹持状态。
进一步的,行程机臂2上具有多个可转动关节,使行程机臂2可多维转动。
请参阅图2-3,调焦机构5包括有设在激光部4顶部的承动块9,以及位于承动块9上方的丝杆步进电机10,所述丝杆步进电机10上的丝杆竖直延伸至承动块9的内部与承动块9螺纹驱动连接,所述丝杆步进电机10的底部还设置有触动导杆11。
进一步的,行程机臂2的底端与激光部4之间设置有相互连接的Q板,所述Q板与激光部4共同连接的一侧设置有竖直夹持承动块9的U形导箍,所述导箍内部设置有导块,承动块9的两侧相应设置有导槽,在丝杆步进电机10启动时,承动块9拖动激光部4上下移动,承动块9在U形导箍的内部线性导向运动,具有规向的作用。
请参阅图2-4,承动块9上对应触动导杆11开设有探槽13,所述探槽13的内部设置有导片14,所述导片14上设置有传输触点15,触动导杆11的环壁上朝向传输触点15的一侧设置有动点触点16,所述传输触点15与动点触点16对应且同等间距设置。
进一步的,触动导杆11随丝杆步进电机10与承动块9的连接深度同步变化,导片14通过电信号与远程终端连接。
进一步的,当丝杆步进电机10启动时,丝杆带动激光部4上下升降,使激光部4对金属板材S的控制距离深度发生变化,便于针对不同的金属板材S调控不同的间距,使激光光束作用在金属板材S上时,孔深的增长速率均匀,降低离焦效应对金属板材S成孔的影响,降低孔型成孔时因激光间距不同造成的成孔残次率,同时在丝杆步进电机10上设置触动导杆11,探槽13内部设置相互传导信息的导片14,随丝杆步进电机10的升降触动导杆11上的动点触点16与传输触点15不断接受电信号传输,提高激光部4与金属板材S之间的对焦精度,提高成孔的质量。
请参阅图5-6,工作机床3位于腔室6顶壁的两侧均设置有条状的电磁铁17,所述电磁铁17位于沉压机构7的上方。
请参阅图5-6,沉压机构7包括有压板18,所述压板18的中部设置为便于暴露金属板材S进行取孔的中空区域,所述压板18的顶部两侧且对应电磁铁17设置有磁板19,所述压板18的四角还安装有拉簧20,所述腔室6内部四角上设有与拉簧20套接的固定柱21,其中,固定柱21朝向远离压板18中心的一侧倾斜延伸,可以提高拉簧20与固定柱21之间连接的稳定性。
进一步的,当电磁铁17通电时,产生磁力与磁板19相互吸附,拉起压板18,使压板18与顶撑机构8之间产生间距,填入金属板材S,放置完成后,电磁铁17断电,四角的拉簧20拉住压板18下压固定金属板材S。
请参阅图6-7,顶撑机构8包括有与电磁铁17相对应安装的承接板22,所述承接板22上开设有不少于两个的吸能槽23,所述吸能槽23的内部设置有撑力杆24,以及位于撑力杆24上部安装的多个缓冲面25。
请参阅图7-8,缓冲面25呈曲线形设置,并且多个所述缓冲面25相互交错叠加设置,多个所述缓冲面25与撑力杆24连接的孔面为倾斜开设,多个所述缓冲面25组合形成缓冲体,所述撑力杆24上位于所述缓冲体的两侧还设置有一体形成的环板。
进一步的,在向内部放置金属板材S时,压板18向下沉压,承接板22向上顶撑,承接板22内部的缓冲面25向下沉降,由于缓冲面25与撑力杆24连接的孔面为倾斜开设,斜面孔对撑力杆24具有抗阻抓力,延缓撑力杆24沉降,直至撑力杆24恢复平稳。
由于激光在做工时,产生高能量密度的冲击波,中部最集中的光束穿过板材,其余能量呈球面波状的无规则向四周散开,在单头激光加工时,成孔区域主要接受能量,其余能量由金属板材S整体向四周散播,金属板材S上能量逐步衰弱递减到多个缓冲面25上,可以避免金属板材S的本身受冲击引起的共振,降低激光成孔的外在影响因素,与传统的固定金属板材S相比,沉压机构7与顶撑机构8具有上下微小范围性的夹持方式,可以更好的吸收激光产生的余下冲击,使金属板材处于相对平稳状态,与调焦机构5相配合,进一步的提升孔的形成质量。
请参阅图7-9,底部所述环板的环壁上设置有与吸能槽23槽面连接的连接膜26,所述吸能槽23的底部还设置有用于顶撑撑力杆24的弹簧27,所述吸能槽23的内部还开设有与外界相通的通孔28。
进一步的,撑力杆24、连接膜26与弹簧27形成阻尼结构,金属板材S放置在承接板22上时,压板18向下沉压,使三者逐渐达到稳定的平衡状态,便于后续打孔工作,当多头激光共同加工时(图中未示出),多种激光能量共同铺开的冲击网面积增大,多个缓冲面25组合形成的缓冲体,可以更好的吸收削减能量,由缓冲体到依次递减至底部的阻尼结构。
请参阅图10-11,腔室6朝向出口端的一侧向下倾斜开设,形成倾斜的槽面,便于清理收集金属板材S上切割下的废料
在使用时:当丝杆步进电机10启动时,丝杆带动激光部4上下升降,使激光部4对金属板材S的控制距离深度发生变化,便于针对不同的金属板材S调控不同的间距,使激光光束作用在金属板材S上时,孔深的增长速率均匀,降低离焦效应对金属板材S成孔的影响,降低孔型成孔时因激光间距不同造成的成孔残次率,同时在丝杆步进电机10上设置触动导杆11,探槽13内部设置相互传导信息的导片14,随丝杆步进电机10的升降触动导杆11上的动点触点16与传输触点15不断接受电信号传输,提高激光部4与金属板材S之间的对焦精度,提高成孔的质量,激光在做工时,产生高能量密度的冲击波,中部最集中的光束穿过板材,其余能量呈球面波状的无规则向四周散开,在单头激光加工时,成孔区域主要接受能量,其余能量由金属板材S整体向四周散播,金属板材S上能量逐步衰弱递减到多个缓冲面25上,可以避免金属板材S的本身受冲击引起的共振,降低激光成孔的外在影响因素,与传统的固定金属板材S相比,沉压机构7与顶撑机构8具有上下微小范围性的夹持方式,可以更好的吸收激光产生的余下冲击,使金属板材处于相对平稳状态,与调焦机构5相配合,进一步的提升孔的形成质量。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此;任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种智能车间用金属板材钻孔设备,包括横梁(1)、滑动安装在横梁(1)底部的行程机臂(2),以及对应行程机臂(2)安装的工作机床(3),所述行程机臂(2)的底端可转动设置有用于取孔的激光部(4),其特征在于:所述激光部(4)的顶部设置有调焦机构(5);
所述工作机床(3)的顶部中空设置且延伸内部开设的腔室(6),工作机床(3)的腔室(6)上下设置有沉压机构(7)与顶撑机构(8);
所述沉压机构(7)与顶撑机构(8)用于夹持金属板材S。
2.根据权利要求1所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述调焦机构(5)包括有设在激光部(4)顶部的承动块(9),以及位于承动块(9)上方的丝杆步进电机(10),所述丝杆步进电机(10)上的丝杆竖直延伸至承动块(9)的内部与承动块(9)螺纹驱动连接,所述丝杆步进电机(10)的底部还设置有触动导杆(11)。
3.根据权利要求2所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述承动块(9)上对应触动导杆(11)开设有探槽(13),所述探槽(13)的内部设置有导片(14),所述导片(14)上设置有传输触点(15),触动导杆(11)的环壁上朝向传输触点(15)的一侧设置有动点触点(16),所述传输触点(15)与动点触点(16)对应且同等间距设置。
4.根据权利要求1所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述工作机床(3)位于腔室(6)顶壁的两侧均设置有条状的电磁铁(17),所述电磁铁(17)位于沉压机构(7)的上方。
5.根据权利要求1所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述沉压机构(7)包括有压板(18),所述压板(18)的中部设置为便于暴露金属板材S进行取孔的中空区域,所述压板(18)的顶部两侧且对应电磁铁(17)设置有磁板(19),所述压板(18)的四角还安装有拉簧(20),所述腔室(6)内部四角上设有与拉簧(20)套接的固定柱(21)。
6.根据权利要求1所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述顶撑机构(8)包括有与电磁铁(17)相对应安装的承接板(22),所述承接板(22)上开设有不少于两个的吸能槽(23),所述吸能槽(23)的内部设置有撑力杆(24),以及位于撑力杆(24)上部安装的多个缓冲面(25)。
7.根据权利要求6所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述缓冲面(25)呈曲线形设置,并且多个所述缓冲面(25)相互交错叠加设置,多个所述缓冲面(25)与撑力杆(24)连接的孔面为倾斜开设,多个所述缓冲面(25)组合形成缓冲体,所述撑力杆(24)上位于所述缓冲体的两侧还设置有一体形成的环板。
8.根据权利要求7所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:底部所述环板的环壁上设置有与吸能槽(23)槽面连接的连接膜(26),所述吸能槽(23)的底部还设置有用于顶撑撑力杆(24)的弹簧(27),所述吸能槽(23)的内部还开设有与外界相通的通孔(28)。
9.根据权利要求1所述的一种智能车间用金属板材钻孔设备,其特征在于:所述腔室(6)朝向出口端的一侧向下倾斜开设,形成倾斜的槽面。
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