CN210306060U - 一种自动寻迹切割机 - Google Patents
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Abstract
一种自动寻迹切割机，包括机架、滑动模组、切割模组、视觉识别模块和控制***，滑动模组设于机架上，切割模组设于滑动模组上，滑动模组驱动设于机架上的待加工工件和切割模组往复运动，视觉识别模块设于切割模组上，用于自动识别待加工工件上所绘制图形路径，控制***分别与滑动模组、切割模组和视觉识别模块电性连接，以接收视觉识别模块反馈的图形信息、完成切割路径编程及控制切割模组沿着切割路径进行切割。本实用新型能切换不同的切割刀具，以迎合不同板型材料的硬度、刚性等属性，利用视觉识别模块智能识别图形路径，实现自动寻迹切割，能大幅提升切割工作效率，提高加工精度，操作简便快捷，适用范围广，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及数控切割机领域，特别涉及一种自动寻迹切割机。
背景技术
我国机械工业板型材料使用颇多，举例如钢材来说，其使用量已达到3亿吨以上，其切割量非常大；随着现代工业的发展和社会物质精神文明的进步，对板材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高，不同板型材料所适用的切割机层出不穷，切割机的功能也日益复杂、多样化。经过几十年的发展，切割机在切割能源和数控控制***两方面取得了长足的发展，切割能源已由单一的火焰能源切割发展为多种能源(火焰、等离子、激光、高压水射流)切割方式；数控切割机控制***已由当初的简单功能、复杂编程和输入方式、自动化程度不高发展到具有功能完善、智能化、图形化、网络化的控制方式；驱动***也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式伺服驱动。
在现有板型材料加工过程中，切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低；半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，但由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割；其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割；数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割的效率和切割质量，减轻操作者地劳动强度，但并不能迎合于用户的随时性思想，要进行复杂的设备调设。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能大幅提升切割工作效率、提高加工精度，操作简便快捷、适用范围广的自动寻迹切割机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种自动寻迹切割机，包括机架、滑动模组、切割模组、视觉识别模块和控制***，所述滑动模组设于机架上，所述切割模组设于滑动模组上，所述滑动模组驱动设于机架上的工件和切割模组往复运动，所述视觉识别模块设于切割模组上，用于自动识别所述待加工工件上绘制图形路径，所述控制***分别与滑动模组、切割模组和视觉识别模块电性连接，以接收视觉识别模块反馈的图形信息、完成切割路径编程及控制切割模组沿着切割路径进行切割。
优选地，所述机架包括工作台、立柱、横梁和切割平台，所述工作台与两立柱的底端垂直连接，所述两立柱的顶端与横梁的两端垂直连接，所述横梁悬空设于切割平台的上方，所述切割平台与工作台滑动连接。
优选地，所述滑动模组包括第一滑动组件、第二滑动组件和第三滑动组件，所述切割平台通过第一滑动组件与工作台滑动连接，所述第二滑动组件设于立柱上，所述第三滑动组件与第二滑动组件滑动连接，所述第三滑动组件与切割模组滑动连接。
优选地，所述第一滑动组件包括第一直线导轨、第一伺服电机和第一滚珠丝杠，所述切割平台通过第一直线导轨与工作台滑动连接，所述第一直线导轨与横梁的延伸方向垂直设置，所述第一伺服电机设于第一直线导轨的一端，且其输出端与第一滚珠丝杠的一端连接，所述第一滚珠丝杠与切割平台的底面螺纹连接，驱动所述切割平台在第一直线导轨上往复运动。
优选地，所述第二滑动组件包括第二直线导轨、第二伺服电机和第二滚珠丝杠，所述第二直线导轨沿立柱方向设置，所述第二伺服电机设于第二直线导轨的一端，所述第二伺服电机的输出端与第二滚珠丝杠的一端连接，所述第二滚珠丝杠与第三滑动组件螺纹连接，驱动所述第三滑动组件在第二直线导轨上往复运动。
优选地，所述第三滑动组件包括第三直线导轨、第三伺服电机和第三滚珠丝杠，所述第三直线导轨的两端与两第二滚珠丝杠螺纹连接，所述两第二滚珠丝杠同步驱动第三直线导轨在第二直线导轨上往复运动，所述第三伺服电机设于第三直线导轨的一端，所述第三伺服电机的输出端与第三滚珠丝杠的一端连接，所述第三滚珠丝杠与切割模组螺纹连接，驱动所述切割模组在第三直线导轨上往复运动。
优选地，所述切割模组包括安装座、切割伺服电机和切割刀具，所述安装座的顶面与第三滚珠丝杠螺纹连接，所述第三滚珠丝杠驱动安装座在第三直线导轨上往复运动，所述切割伺服电机设于安装座的底面上，所述切割刀具与切割伺服电机的输出端连接，所述视觉识别模块设于安装座上。
优选地，所述视觉识别模块为彩色面阵CCD相机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型不但能满足现今高量的板材切削需求，还能切割成不同线型的成品，在使用时，先用不同的彩色笔在需要切割的待加工工件上绘制出所需切割的形状，将待加工工件固定在切割平台上，视觉识别模块准确识别待加工工件上的图形，并将图形信息反馈给控制器，控制器根据视觉识别模块反馈的路径信息，进行不同颜色的切割路径及切割深度的编程，切割模组可以根据不同材料的硬度和刚性选择适配的切割刀具，控制器控制滑动模组驱动待加工工件和切割模组配合移动，切割伺服电机旋转带动切割刀具沿待加工工件上绘制图形完成切割，能迎合用户的随时性思想，将直接化的图形表达转化为全自动寻迹切割，能大幅提升切割工作效率，提高加工精度，操作简便快捷，适用范围单件、小批量和大工件切割，具有广阔的市场前景，具有较好的经济效益和社会效益。
附图说明
附图是用来提供本实用新型的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但不应构成对本实用新型的限制。
图1为本实用新型其中一实施例的结构示意图；
图2为图1所示的切割模组的结构示意图。
附图标记说明：1-机架，11-工作台，12-立柱，13-横梁，14-切割平台；2-滑动模组，21-第一滑动组件，211-第一直线导轨，212-第一伺服电机，213-第一滚珠丝杠，22-第二滑动组件，221-第二直线导轨，222-第二伺服电机，223-第二滚珠丝杠，23-第三滑动组件，231-第三直线导轨，232-第三伺服电机，233-第三滚珠丝杠，3-切割模组，31-安装座，32-切割伺服电机，33-切割刀具；4-视觉识别模块；5-控制***。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型提供的技术方案作进一步说明。
请一并参阅图1和图2，本实施例包括机架1、滑动模组2、切割模组3、视觉识别模块4和控制***5(图中未示出)，滑动模组2设于机架1上，切割模组3设于滑动模组2上，滑动模组2驱动设于机架1上的待加工工件和切割模组3往复运动，视觉识别模块4设于切割模组3上，用于自动识别待加工工件上所绘制图形路径，控制***5分别与滑动模组2、切割模组3和视觉识别模块4电性连接，以接收视觉识别模块4反馈的图形信息、完成切割路径编程及控制切割模组3沿着切割路径进行切割。
机架1包括工作台11、立柱12、横梁13和切割平台14，工作台11与两立柱12的底端垂直连接，两立柱12的顶端与横梁13的两端垂直连接，横梁13悬空设于切割平台14的上方，切割平台14与工作台11滑动连接，切割平台14用于承受工件的重力，以及起到固定工件的作用。
滑动模组2包括第一滑动组件21、第二滑动组件22和第三滑动组件23，切割平台14通过第一滑动组件21与工作台11滑动连接，第二滑动组件22设于立柱12上，第三滑动组件23与第二滑动组件22滑动连接，第三滑动组件23与切割模组3滑动连接，切割模组3悬空于切割平台14的上方，以对固定在切割平台14上的待加工工件进行切割。
第一滑动组件21包括第一直线导轨211、第一伺服电机212和第一滚珠丝杠213，切割平台14通过第一直线导轨211与工作台11滑动连接，第一直线导轨211与横梁13的延伸方向垂直设置，第一伺服电机212设于第一直线导轨211的一端，且其输出端与第一滚珠丝杠213的一端连接，第一滚珠丝杠213与切割平台14的底面螺纹连接，驱动切割平台14在第一直线导轨211上往复运动。
第二滑动组件22为两组，分别设于两立柱12上，第二滑动组件22包括第二直线导轨221、第二伺服电机222和第二滚珠丝杠223，第二直线导轨221沿立柱12方向设置，第二伺服电机222设于第二直线导轨221的一端，第二伺服电机222的输出端与第二滚珠丝杠223的一端连接，第二滚珠丝杠223与第三滑动组件23螺纹连接，驱动第三滑动组件23在第二直线导轨221上往复运动。
第三滑动组件23包括第三直线导轨231、第三伺服电机232和第三滚珠丝杠233，第三直线导轨231的两端与两第二滚珠丝杠223螺纹连接，两第二滚珠丝杠223同步驱动第三直线导轨231在第二直线导轨221上往复运动，第三伺服电机232设于第三直线导轨231的一端，第三伺服电机232的输出端与第三滚珠丝杠233的一端连接，第三滚珠丝杠233与切割模组3螺纹连接，驱动切割模组3在第三直线导轨231上往复运动。
切割模组3包括安装座31、切割伺服电机32和切割刀具33，安装座31的顶面与第三滚珠丝杠233螺纹连接，第三滚珠丝杠233驱动安装座31在第三直线导轨231上往复运动，切割伺服电机32设于安装座31的底面上，切割刀具33与切割伺服电机32的输出端连接，视觉识别模块4设于安装座31上，在加工过程中，通过切割伺服电机32的转速调节和选取不同切割刀具33来选择加工方式和控制加工时间，以实现切割刀具33沿着路径对不同硬度和刚性的材料进行雕刻、切割、切断、打磨等工艺。
视觉识别模块4为彩色面阵CCD相机，以识别待加工工件上不同颜色的路径。
本实用新型的工作原理：
第一直线导轨211延伸的方向定义为Y轴，第二直线导轨221延伸的方向定义为Z轴，第三直线导轨231延伸的方向定义为X轴，此处定义只是为了便于理解技术方案，不能够因此限定本技术方案的保护范围。
放料，用不同的彩色笔在需要切割的待加工工件上绘制出所需切割的形状，将待加工工件固定在切割平台14上；
路径识别及编程，控制器5发出指令，第一伺服电机212通过第一滚珠丝杠213驱动切割平台14在第一直线导轨211上移动，改变待加工工件的Y轴坐标，第三伺服电机232通过第三滚珠丝杠233驱动安装座31在第三直线导轨231上移动，改变彩色面阵CCD相机的X轴坐标，直至待加工工件处于视觉识别模块4的正下方，第二伺服电机222通过第二滚珠丝杠223驱动切割平台14在第二直线导轨221上移动，改变彩色面阵CCD相机的Z轴坐标以调整焦距，彩色面阵CCD相机准确识别待加工工件上的图形，并将图形信息反馈给控制器5，控制器5根据视觉识别模块4反馈的路径信息，进行不同颜色的切割路径及切割深度的编程；
加工，根据不同材料的硬度和刚性选择适配的切割刀具33，控制器5发出指令，第一伺服电机212通过第一滚珠丝杠213驱动切割平台14在第一直线导轨211上移动，改变待加工工件的Y轴坐标，第三伺服电机232通过第三滚珠丝杠233驱动安装座31在第三直线导轨231上移动，改变切割刀具33的X轴坐标，第二伺服电机222通过第二滚珠丝杠223驱动安装座31在第二直线导轨221上移动，改变切割刀具33的Z轴坐标，X轴方向与Y轴方向配合移动，使切割刀具33沿待加工工件上绘制图形完成依次完成多个颜色路径的切割，配合Z轴方向的移动调整切割深度，切割伺服电机32旋转方式和速度由控制器5调节，即控制整体切割工艺和时间；
收料，待加工工件上不同颜色的路径全部加工完毕，切割停止，控制器5控制切割平台14和切割刀具33复位至初始位置，将已加工完成的工件从切割平台14上取下。
本实用新型提供的自动寻迹切割机不但能满足现今高量的板材切削需求，还能切割成不同线型的成品，能够迎合用户的实际思想，满足市场的多样化。其加工范围广，适用于金属、合金、石材、玻璃等材料的板型切割，有着广阔的市场前景，具有较好的经济效益和社会效益。
以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种自动寻迹切割机，其特征在于：包括机架(1)、滑动模组(2)、切割模组(3)、视觉识别模块(4)和控制***(5)，所述滑动模组(2)设于机架(1)上，所述切割模组(3)设于滑动模组(2)上，所述滑动模组(2)驱动设于机架(1)上的待加工工件和切割模组(3)往复运动，所述视觉识别模块(4)设于切割模组(3)上，用于自动识别所述待加工工件上绘制图形路径，所述控制***(5)分别与滑动模组(2)、切割模组(3)和视觉识别模块(4)电性连接，以接收视觉识别模块(4)反馈的图形信息、完成切割路径编程及控制切割模组(3)沿着切割路径进行切割。
2.根据权利要求1所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述机架(1)包括工作台(11)、立柱(12)、横梁(13)和切割平台(14)，所述工作台(11)与两立柱(12)的底端垂直连接，所述两立柱(12)的顶端与横梁(13)的两端垂直连接，所述横梁(13)悬空设于切割平台(14)的上方，所述切割平台(14)与工作台(11)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述滑动模组(2)包括第一滑动组件(21)、第二滑动组件(22)和第三滑动组件(23)，所述切割平台(14)通过第一滑动组件(21)与工作台(11)滑动连接，所述第二滑动组件(22)设于立柱(12)上，所述第三滑动组件(23)与第二滑动组件(22)滑动连接，所述第三滑动组件(23)与切割模组(3)滑动连接。
4.根据权利要求3所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述第一滑动组件(21)包括第一直线导轨(211)、第一伺服电机(212)和第一滚珠丝杠(213)，所述切割平台(14)通过第一直线导轨(211)与工作台(11)滑动连接，所述第一直线导轨(211)与横梁(13)的延伸方向垂直设置，所述第一伺服电机(212)设于第一直线导轨(211)的一端，且其输出端与第一滚珠丝杠(213)的一端连接，所述第一滚珠丝杠(213)与切割平台(14)的底面螺纹连接，驱动所述切割平台(14)在第一直线导轨(211)上往复运动。
5.根据权利要求3所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述第二滑动组件(22)包括第二直线导轨(221)、第二伺服电机(222)和第二滚珠丝杠(223)，所述第二直线导轨(221)沿立柱(12)方向设置，所述第二伺服电机(222)设于第二直线导轨(221)的一端，所述第二伺服电机(222)的输出端与第二滚珠丝杠(223)的一端连接，所述第二滚珠丝杠(223)与第三滑动组件(23)螺纹连接，驱动所述第三滑动组件(23)在第二直线导轨(221)上往复运动。
6.根据权利要求5所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述第三滑动组件(23)包括第三直线导轨(231)、第三伺服电机(232)和第三滚珠丝杠(233)，所述第三直线导轨(231)的两端与两第二滚珠丝杠(223)螺纹连接，所述两第二滚珠丝杠(223)同步驱动第三直线导轨(231)在第二直线导轨(221)上往复运动，所述第三伺服电机(232)设于第三直线导轨(231)的一端，所述第三伺服电机(232)的输出端与第三滚珠丝杠(233)的一端连接，所述第三滚珠丝杠(233)与切割模组(3)螺纹连接，驱动所述切割模组(3)在第三直线导轨(231)上往复运动。
7.根据权利要求6所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述切割模组(3)包括安装座(31)、切割伺服电机(32)和切割刀具(33)，所述安装座(31)的顶面与第三滚珠丝杠(233)螺纹连接，所述第三滚珠丝杠(233)驱动安装座(31)在第三直线导轨(231)上往复运动，所述切割伺服电机(32)设于安装座(31)的底面上，所述切割刀具(33)与切割伺服电机(32)的输出端连接，所述视觉识别模块(4)设于安装座(31)上。
8.根据权利要求1所述的自动寻迹切割机，其特征在于：所述视觉识别模块(4)为彩色面阵CCD相机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200414 |