CN209792901U - 一种激光切管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光切管机，包括基座、第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘、第四卡盘和激光头，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘均可滑动设置于基座，所述第一卡盘和第二卡盘设于基座的两端，所述第三卡盘设于第一卡盘和第二卡盘之间，所述第四卡盘设于第一卡盘和第三卡盘之间，所述激光头设于基座的上端，且所述激光头可沿基座长度方向移动。本实用新型能实现真正的零尾料切割，减少原材料消耗，环保节能，更能降低生产成本；能很好的夹持管材，能有效避免在高速切管时草绳现象发生，能有效提高切割质量；使管材得到良好的支撑，能有效避免因重心外置而发生撬棍现象，从而使激光切管机运行起来更加稳定。

Description

一种激光切管机

技术领域

本实用新型涉及激光切管设备技术领域，特别涉及一种激光切管机。

背景技术

激光切管机，其是指利用激光来对管材进行切割的机器，其被大规模用于管材加工领域中。目前市面上的激光切管机普遍布局有通快、BLM为代表的两卡盘切管机，其特点布局简单稳定，也是国内绝大多数同行借鉴设计对象，但它具有很多缺点，以下几个为其尤为明显的缺点：1、产生“切割死区”，导致原材料消耗，造成巨大的浪费；2、在对细长小管进行切割时，由于“草绳现象”的影响，导致高速切割小管效果不好；3、在管材完全不切断，而同时还得在管材的各个轴向方向开孔的极端情况下，管材很难得到很好的支撑和承托，从而影响切割加工的质量；4、在超重的厚管切割时，由于管材重心超出两卡盘支撑点，管材因重心外置而发生撬棍现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种激光切管机，可以解决上述问题的一个或者多个。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种激光切管机，包括基座、第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘、第四卡盘和激光头，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘均可滑动设置于基座，所述第一卡盘和第二卡盘设于基座的两端，所述第三卡盘设于第一卡盘和第二卡盘之间，所述第四卡盘设于第一卡盘和第三卡盘之间，所述激光头设于基座的上端，且所述激光头可沿基座长度方向移动。

作为一种优选方案，所述基座的侧面设有两条第一滑轨，两条第一滑轨设有基座的上下两端，一条第一滑轨滑动装设有至少四个第一滑座，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘分别与第一滑座固定连接，所述基座的侧面还设有第一齿条，所述第一齿条设于基座的上端，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘上均设有驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动电机和第一齿轮，所述第一齿轮与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述第一齿轮与第一齿条啮合。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括X轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括安装座、第二驱动电机、第二齿条、第二齿轮和两第二滑轨，所述第二滑轨装设于基座的顶面，两条第二滑轨设于基座的前后两端，所述第二滑轨滑动装设有第二滑座，所述安装座与第二滑座固定连接，所述激光头设于安装座上，所述第二齿条设于基座的顶面，所述第二齿条设于基座的后端，所述第二驱动电机装设于安装座上，所述第二齿轮与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述第二齿轮与第二齿条啮合。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括Y轴驱动机构，所述Y轴驱动机构包括第一安装板、第三驱动电机和沿前后方向设置的第一丝杆，所述第一安装板与安装座固定连接，所述第一丝杆和第三驱动电机固定安装于第一安装板上，所述第一丝杆与第三驱动电机的输出轴固定连接，所述第一丝杆上滑动设置有第一丝杆滑座，所述激光头设于第一丝杆滑座上。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括Z轴驱动机构，所述Z轴驱动机构包括第二安装板、第三安装板、第四驱动电机和沿竖向方向设置的第二丝杆，所述第二安装板与第一丝杆滑座固定连接，所述第二丝杆和第四驱动电机固定安装于第二安装板上，所述第二丝杆与第四驱动电机的输出轴固定连接，所述第二丝杆上滑动设置有第二丝杆滑座，所述第三安装板与第二丝杆滑座固定连接，所述激光头固定装设于第三安装板上。

作为一种优选方案，所述Y轴驱动机构还包括第三滑轨，所述第三滑轨设于第一安装板上，所述第三滑轨与第一丝杆平行设置，所述第三滑轨为两条，两条第三滑轨分设于第一丝杆的左右两侧，所述第三滑轨上滑动设置有第三滑座，所述第三滑座与第二安装板固定连接。

作为一种优选方案，所述Z轴驱动机构还包括第四滑轨，所述第四滑轨设于第二安装板上，所述第四滑轨与第二丝杆平行设置，所述第四滑轨为两条，两条第四滑轨分设于第二丝杆的左右两侧，所述第四滑轨上滑动设置有第四滑座，所述第四滑座与第三安装板固定连接。

作为一种优选方案，所述激光头竖直方向上移动到最高位置时，所述激光头的底端高于第三卡盘和第四卡盘的顶端。

作为一种优选方案，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘均设有夹具和驱动夹具开夹或闭夹的第五驱动电机。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括控制装置，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机和第五驱动电机均与控制装置电连接。

本实用新型的有益效果是：1、实现真正的零尾料切割，减少原材料消耗，环保节能，更能降低生产成本；2、能很好的夹持管材，能有效避免在高速切管时草绳现象发生，能有效提高切割质量；3、管材便能得到良好的支撑，能有效避免因重心外置而发生撬棍的现象，从而使激光切管机运行起来更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型之实施例的组装结构图；

图2为本实用新型之第一滑轨、第一滑座、第一齿条和驱动组件的组装结构图；

图3为本实用新型之Y轴驱动机构和Z轴驱动机构的组装结构图；

图4为本实用新型之激光切管机的初始状态示意图；

图5为本实用新型之激光切管机在切割长度小于第一长度阈值时的使用状态示意图；

图6为本实用新型之激光切管机在切割长度大于第二长度阈值时的使用状态示意图；

图7为本实用新型之激光切管机在管材长度短到一定程度时的使用状态示意图；

图8为本实用新型之激光切管机在切割长度不小于第一长度阈值或无需完全切断管材的切割加工时的使用状态示意图；

图9本实用新型之激光切管机在切割长管或无需完全切断管材加工完成后的下料状态示意图；

图10本实用新型之激光切管机的切管方法流程图。

图中：1-基座，2-第一卡盘，3-第二卡盘，4-第三卡盘，5-第四卡盘，6-激光头，7-第一滑轨，8-第一齿条，9-安装座，10-第二驱动电机，11-第二齿条，12-第二滑轨，13-第一安装板，14-第三驱动电机，15-第一丝杆，16-第一丝杆滑座，17-第二安装板，18-第三安装板，19-第四驱动电机，20-第二丝杆，21-第二丝杆滑座，22-第三滑轨，23-第三滑座，24-第四滑轨，25-第四滑座，26-第一驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

如图1所示，一种激光切管机，包括基座1、第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4、第四卡盘5和激光头6，所述第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5均可滑动设置于基座1，所述第一卡盘2和第二卡盘3设于基座1的两端，所述第三卡盘4设于第一卡盘2和第二卡盘3之间，所述第四卡盘5设于第一卡盘2和第三卡盘4之间，所述激光头6设于基座1的上端，且所述激光头6可沿基座1长度方向移动。

如图2所示，所述基座1的侧面设有两条第一滑轨7，两条第一滑轨7设有基座1的上下两端，一条第一滑轨7滑动装设有至少四个第一滑座，所述第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5分别与第一滑座固定连接，所述基座1的侧面还设有第一齿条8，所述第一齿条8设于基座1的上端，所述第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5上均设有驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动电机26和第一齿轮，所述第一齿轮与第一驱动电机26的输出轴固定连接，所述第一齿轮与第一齿条8啮合。

结合图1和图3可知，所述激光切管机还包括X轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括安装座9、第二驱动电机10、第二齿条11、第二齿轮和两第二滑轨12，所述第二滑轨12装设于基座1的顶面，两条第二滑轨12设于基座1的前后两端，所述第二滑轨12滑动装设有第二滑座，所述安装座9与第二滑座固定连接，所述激光头6设于安装座9上，所述第二齿条11设于基座1的顶面，所述第二齿条11设于基座1的后端，所述第二驱动电机10装设于安装座9上，所述第二齿轮与第二驱动电机10的输出轴固定连接，所述第二齿轮与第二齿条11啮合。

如图3所示，所述激光切管机还包括Y轴驱动机构，所述Y轴驱动机构包括第一安装板13、第三驱动电机14和沿前后方向设置的第一丝杆15，所述第一安装板13与安装座9固定连接，所述第一丝杆15和第三驱动电机14固定安装于第一安装板13上，所述第一丝杆15与第三驱动电机14的输出轴固定连接，所述第一丝杆15上滑动设置有第一丝杆滑座16，所述激光头6设于第一丝杆滑座16上。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括Z轴驱动机构，所述Z轴驱动机构包括第二安装板17、第三安装板18、第四驱动电机19和沿竖向方向设置的第二丝杆20，所述第二安装板17与第一丝杆滑座16固定连接，所述第二丝杆20和第四驱动电机19固定安装于第二安装板17上，所述第二丝杆20与第四驱动电机19的输出轴固定连接，所述第二丝杆20上滑动设置有第二丝杆滑座21，所述第三安装板18与第二丝杆滑座21固定连接，所述激光头6固定装设于第三安装板18上。

作为一种优选方案，所述Y轴驱动机构还包括第三滑轨22，所述第三滑轨22设于第一安装板13上，所述第三滑轨22与第一丝杆15平行设置，所述第三滑轨22为两条，两条第三滑轨22分设于第一丝杆15的左右两侧，所述第三滑轨22上滑动设置有第三滑座23，所述第三滑座23与第二安装板17固定连接。

作为一种优选方案，所述Z轴驱动机构还包括第四滑轨24，所述第四滑轨24设于第二安装板17上，所述第四滑轨24与第二丝杆20平行设置，所述第四滑轨24为两条，两条第四滑轨24分设于第二丝杆20的左右两侧，所述第四滑轨24上滑动设置有第四滑座25，所述第四滑座25与第三安装板18固定连接。

作为一种优选方案，所述激光头6竖直方向上移动到最高位置时，所述激光头6的底端高于第三卡盘4和第四卡盘5的顶端，如此在激光头6移动的时候便不会碰到第三卡盘4和第四卡盘5，避免第三卡盘4、第四卡盘5和激光头6之间碰伤的机会，延长激光切管机的使用寿命。

作为一种优选方案，所述第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5均设有夹具和驱动夹具开夹或闭夹的第五驱动电机。

作为一种优选方案，所述激光切管机还包括控制装置，所述第一驱动电机26、第二驱动电机10、第三驱动电机14、第四驱动电机19和第五驱动电机均与控制装置电连接。

如图4所示，在初始阶段，所述第一卡盘2处于基座1的最左侧，而第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5处于基座1的最右侧。

如图5所示，当切割长度小于第一长度阈值时，激光头6处于第二卡盘3和第三卡盘4之间，而第二卡盘3处于基座1的最右侧，管材的一端被第一卡盘2夹紧，第三卡盘4和第四卡盘5也夹紧管材，管材的另一端还穿过第三卡盘4，使得管材维持水平放置状态，第四卡盘5处于第一卡盘2和第三卡盘4的中间位，此时，启动激光头6，激光头6发出激光对管材伸出的部分进行切割，被切断的管材直接掉落到料槽。

如图6所示，当管材伸出第三卡盘4的长度不小于第二长度阈值时，第一卡盘2向左移动夹紧管材，如此便能有效防止管材高速切割时自然下垂所产生的抖动，减轻第三卡盘4和第四卡盘5的负载负担。

在该部分切割结束后，可以松开第三卡盘4和第四卡盘5的夹持，激光头6、第三卡盘4和第四卡盘5同时向左移动，直至管材的另一端再次从第三卡盘4处伸出一定距离，即实现进料，当伸出长度符合加工需要时，即可再次启动激光头6，激光头6发出激光对管材再次进行切割。

如图7所示，当管材的长度不大于第三长度阈值时，即无论怎么进料都无法符合加工需要时，此时，第一卡盘2松开管材，第二卡盘3向左移动夹紧管材的一端，第三卡盘4和第四卡盘5松开管材，然后第三卡盘4和第四卡盘5同时向右移动，管材从第四卡盘5处伸出，同时激光头6则向左移动，当激光头6处于第一卡盘2和第四卡盘5之间，第三卡盘4处于第一卡盘2和第四卡盘5的中间位，并且伸出长度符合加工需要时，再次启动激光头6，激光头6发出激光对管材进行切割，由此能实现真正的零尾料切割，减少原材料消耗，环保节能，更能降低生产成本；通过多个卡盘的配合能很好的夹持管材，能有效避免在高速切管时草绳现象发生，能有效提高切割质量。

如图8所示，当切割长度不小于第一长度阈值或无需完全切断管材的切割加工时，激光头6处于第一卡盘2和第四卡盘5之间，管材的一端被第二卡盘3夹紧，管材的另一端还穿过第三卡盘4和第四卡盘5后被第一卡盘2，第三卡盘4和第四卡盘5也夹紧管材，所述第三卡盘4设于第二卡盘3和第四卡盘5的中间位，使得管材维持水平放置状态，此时，启动激光头6，激光头6发出激光对管材伸出第四卡盘5的部分进行切割，如此管材便能得到良好的支撑，能有效避免因重心外置而发生撬棍的现象，从而使激光切管机运行起来更加稳定。

如图9所示，在该部分切割结束后，第一卡盘2、第四卡盘5和第三卡盘4松开，第二卡盘3夹着管材向右移动，当管材左端脱离第三卡盘4时。第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4和第四卡盘5均松开，第二卡盘3高速向右运动，让完成切割的管材自然掉落到料槽。

当切割长度不小于第一长度阈值或无需切断管材的切割加工时，第四卡盘5可以选择不使用，但第四卡盘5不用时，第三卡盘4顶替第四卡盘5。

其中，第一长度阈值大于第二长度阈值，第三长度阈值小于第二长度阈值，并且所述第一长度阈值、第二长度阈值和第三长度阈值均是设定在控制装置中，由控制装置控制第一卡盘2、第二卡盘3、第三卡盘4、第四卡盘5和激光头6的工作。

另外，在切割前或者切割过程中，如果需要对激光头6的位置进行调整，可以启动第二驱动电机10、第三驱动电机14和第四驱动电机19，则第二驱动电机10可以带动第二齿轮转动，在第二齿轮和第二齿条11的配合，使得第二滑座在第二滑轨12上平移，最终实现激光头6沿X轴方向移动，而第三驱动电机14可以带动第一丝杆15转动，使得第一丝杆滑座16在第一丝杆15上移动，最终实现激光头6沿Y轴方向移动，而第四驱动电机19可以带动第二丝杆20转动，使得第二丝杆滑座21在第二丝杆20上移动，最终实现激光头6沿Z轴方向移动，激光头6的X轴位置、Y轴位置和Z轴位置分别通过X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构来调整，从而实现对激光头6的位置调整。

如图10所示，一种激光切管机的切管方法，基于如上所述的激光切管机，该切管方法包括以下步骤：

步骤A.启动控制装置，控制装置控制第一卡盘移动至基座的最左侧，控制装置控制第二卡盘、第三卡盘、第四卡盘和激光头移动至基座的最右侧；

步骤B.向控制装置输入切割长度，控制装置判断切割长度是否小于第一长度阈值，若是，则进入步骤C，若否，则进入步骤D；

步骤C.放入管材，控制装置控制第一卡盘卡紧管材的最左端，第三卡盘、第四卡盘和激光头向左移动，使激光头移动至切割长度处，管材从第三卡盘处伸出的长度大于切割长度，并且激光头与第三卡盘之间具有一定距离，而第四卡盘处于第一卡盘和第三卡盘的中间位，进入步骤E；

步骤D.放入管材，控制装置控制第一卡盘卡紧管材的最左端，而第二卡盘卡紧管材的最右端，然后第三卡盘、第四卡盘和激光头向左移动，使激光头移动至切割长度处，而第四卡盘与激光头之间具有一定距离，而第三卡盘处于第二卡盘和第四卡盘的中间位，启动激光头，激光头发出激光对管材进行切割，然后进入步骤K；

步骤E.控制装置判断管材伸出第三卡盘的长度是否大于第二长度阈值，若是，则控制装置控制第二卡盘向左移动夹紧管材的右端，然后启动激光头，激光头发出激光头对管材进行切割，然后进入步骤F；若否，则启动激光头，激光头发出激光对管材进行切割，然后进入步骤F；

步骤F.控制装置判断剩余管材的长度是否小于第三长度阈值，若是，则进行步骤H，若否，则进行步骤G；

步骤G.控制装置控制第三卡盘和第四卡盘松开管材，激光头、第三卡盘和第四卡盘同时向左移动，直至激光头再次移至切割长度处，管材的右端再次从第三卡盘处伸出的长度与步骤C中管材的右端从第三卡盘处伸出的长度一致，而第四卡盘重新处于第一卡盘和第三卡盘的中间位，再次启动激光头对管材进行切割，然后进入步骤F；

步骤H.控制装置控制第一卡盘松开管材，第二卡盘向左移动夹紧管材的右端，第三卡盘和第四卡盘松开管材，然后第三卡盘和第四卡盘同时向右移动，激光头向左移动，直至管材左侧到激光头的距离为切割长度，第四卡盘移动至激光头的右侧，并且与激光头保持一定距离，而第三卡盘处于第二卡盘和第四卡盘之间，接着启动激光头对管材进行切割，进入步骤I；

步骤I.控制装置判断剩余管材长度是否小于切割长度，若是，则控制装置控制第三卡盘和第四卡盘松开管材，第二卡盘夹着管材向右移动至管材的左端脱离第三卡盘，然后控制第二卡盘松开管材，并控制第二卡盘高速向右移动，若否，则进入步骤J；

步骤J.控制装置控制第三卡盘和第四卡盘松开管材，第三卡盘、第四卡盘和激光头同时向右移动，直至管材左侧到激光头的距离为切割长度，第四卡盘移动至激光头的右侧，并且与激光头保持一定距离，而第三卡盘处于第二卡盘和第四卡盘之间，接着再次启动激光头对管材进行切割，然后进入步骤I；

步骤K.控制装置控制第一卡盘、第三卡盘和第四卡盘松开管材，第二卡盘夹着管材向右移动至管材的左端脱离第三卡盘，然后控制第二卡盘松开管材，并控制第二卡盘高速向右移动；

其中，步骤G中激光头与第三卡盘为同步移动，步骤J中激光头与第四卡盘为同步移动。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施方式，凡是依据本实用新型的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种激光切管机，其特征在于：包括基座、第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘、第四卡盘和激光头，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘均可滑动设置于基座，所述第一卡盘和第二卡盘设于基座的两端，所述第三卡盘设于第一卡盘和第二卡盘之间，所述第四卡盘设于第一卡盘和第三卡盘之间，所述激光头设于基座的上端，且所述激光头可沿基座长度方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种激光切管机，其特征在于：所述基座的侧面设有两条第一滑轨，两条第一滑轨设有基座的上下两端，一条第一滑轨滑动装设有至少四个第一滑座，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘分别与第一滑座固定连接，所述基座的侧面还设有第一齿条，所述第一齿条设于基座的上端，所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘上均设有驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动电机和第一齿轮，所述第一齿轮与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述第一齿轮与第一齿条啮合。

3.根据权利要求2所述的一种激光切管机，其特征在于：还包括X轴驱动机构，所述X轴驱动机构包括安装座、第二驱动电机、第二齿条、第二齿轮和两第二滑轨，所述第二滑轨装设于基座的顶面，两条第二滑轨设于基座的前后两端，所述第二滑轨滑动装设有第二滑座，所述安装座与第二滑座固定连接，所述激光头设于安装座上，所述第二齿条设于基座的顶面，所述第二齿条设于基座的后端，所述第二驱动电机装设于安装座上，所述第二齿轮与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述第二齿轮与第二齿条啮合。

4.根据权利要求3所述的一种激光切管机，其特征在于：还包括Y轴驱动机构，所述Y轴驱动机构包括第一安装板、第三驱动电机和沿前后方向设置的第一丝杆，所述第一安装板与安装座固定连接，所述第一丝杆和第三驱动电机固定安装于第一安装板上，所述第一丝杆与第三驱动电机的输出轴固定连接，所述第一丝杆上滑动设置有第一丝杆滑座，所述激光头设于第一丝杆滑座上。

5.根据权利要求4所述的一种激光切管机，其特征在于：还包括Z轴驱动机构，所述Z轴驱动机构包括第二安装板、第三安装板、第四驱动电机和沿竖向方向设置的第二丝杆，所述第二安装板与第一丝杆滑座固定连接，所述第二丝杆和第四驱动电机固定安装于第二安装板上，所述第二丝杆与第四驱动电机的输出轴固定连接，所述第二丝杆上滑动设置有第二丝杆滑座，所述第三安装板与第二丝杆滑座固定连接，所述激光头固定装设于第三安装板上。

6.根据权利要求5所述的一种激光切管机，其特征在于：所述Y轴驱动机构还包括第三滑轨，所述第三滑轨设于第一安装板上，所述第三滑轨与第一丝杆平行设置，所述第三滑轨为两条，两条第三滑轨分设于第一丝杆的左右两侧，所述第三滑轨上滑动设置有第三滑座，所述第三滑座与第二安装板固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种激光切管机，其特征在于：所述Z轴驱动机构还包括第四滑轨，所述第四滑轨设于第二安装板上，所述第四滑轨与第二丝杆平行设置，所述第四滑轨为两条，两条第四滑轨分设于第二丝杆的左右两侧，所述第四滑轨上滑动设置有第四滑座，所述第四滑座与第三安装板固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种激光切管机，其特征在于：所述激光头竖直方向上移动到最高位置时，所述激光头的底端高于第三卡盘和第四卡盘的顶端。

9.根据权利要求8所述的一种激光切管机，其特征在于：所述第一卡盘、第二卡盘、第三卡盘和第四卡盘均设有夹具和驱动夹具开夹或闭夹的第五驱动电机。

10.根据权利要求9所述的一种激光切管机，其特征在于：还包括控制装置，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、第四驱动电机和第五驱动电机均与控制装置电连接。