CN220718097U - 一种型材多功能集成加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及型材加工技术领域，提供一种型材多功能集成加工设备，包括机架、工作台、旋转定位机构、激光切割机构和修整机构；工作台可移动设置在机架上，旋转定位机构设置在工作台上；激光切割机构设置在型材加工工位上方并包括带有激光切割头的激光切割组件，激光切割组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，激光切割头可转动设置在激光切割组件上；修整机构设置在型材加工工位上方并包括带有修整刀具头的修整组件，修整组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，修整刀具头可转动设置在修整组件上。本实用新型可对型材进行快速有效加工，并对加工后的型材进行高效精密修整，从而实现高效率、高精度和全自动化的型材加工。

Description

一种型材多功能集成加工设备

技术领域

本实用新型涉及型材加工技术领域，更具体地说，涉及一种型材多功能集成加工设备。

背景技术

CNC数控机床是一种由程序控制的自动化机床，CNC数控机床能够通过计算机译码控制刀具的进给速度和主轴转速，从而使机床动作对工件完成切削、钻孔等作业。

然而，现有的CNC数控机床功能单一，只能完成简单的切削或钻孔工序，若需要对加工边沿进行修整，则只能靠手工修整或定位在其他设备进行，从而使得工序复杂，大大降低型材加工效率，而且由于需要对加工后的型材进行重新调整定位，也影响后续修整工序后的型材加工质量。

在CNC数控机床在对型材加工的过程中，由于刀具与型材之间会由于高速的相对运动产生大量的热量，所以就需要通过冷却***对刀具以及型材进行降温。同时，CNC数控机床对型材加工过程会产生大量切削废料——碎屑粉末，该碎屑粉末常掺杂在冷却***的冷却液中，不仅给后续的碎屑粉末回收带来麻烦，而且影响冷却液的循环使用，导致要额外增加冷却液的过滤设备，从而提高型材加工成本。另外，碎屑粉末回收后利用价值低，无法再作为原材料生产使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种型材多功能集成加工设备，该型材多功能集成加工设备可对型材进行快速有效加工，并对加工后的型材进行高效精密修整，从而实现高效率、高精度和全自动化的型材加工。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种型材多功能集成加工设备包括机架、工作台、旋转定位机构、激光切割机构和用于对型材通过激光切割机构加工的部位进行修整的修整机构；所述工作台可移动设置在机架上，旋转定位机构设置在工作台上，旋转定位机构之间作为型材加工工位；所述激光切割机构设置在型材加工工位上方并包括带有激光切割头的激光切割组件，激光切割组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，激光切割头可转动设置在激光切割组件上；所述修整机构设置在型材加工工位上方并包括带有修整刀具头的修整组件，修整组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，修整刀具头可转动设置在修整组件上；工作时，控制激光切割头移动和/或转动，对型材加工工位上的型材进行激光切割和/或激光钻孔；控制修整刀具头移动和/或转动，对型材上通过激光切割和/或激光钻孔后的部位进行打磨修整。

在上述方案中，本实用新型可通过调节激光切割机构中激光切割头的转动角度(以Y轴方向为转轴转动)、X轴方向的位置和Z轴方向的位置，以及配合工作台的移动，可对型材加工工位的型材进行多角度和多部位的激光切割和/或激光钻孔。当激光加工后，型材加工部位(钻孔)和/或加工边沿(切割边沿)产生的毛刺或不平整地方，可通过X轴方向和Z轴方向移动，并转动角度(以Y轴方向为转轴转动)可调节的修整刀具头进行高效精密打磨修整，使得通过本实用新型型材多功能集成加工设备加工的型材无需额外进行二次定位的后续工序即可投入生产使用，从而大大提高型材的加工效率，加工质量，降低生产成本，实现高效率、高精度和全自动化的型材加工。另外，本实用新型采用激光技术切割，无需采用传统CNC加工的冷却液，而且通过激光切割后可得到整块金属，不会产生碎屑粉末，不仅可对整块金属回收重复利用以解决碎屑粉末回收利用率低的问题，而且也可以解决碎屑粉末掺杂在冷却液中导致回收难度大和影响冷却液循环使用的问题，从而大大降低型材加工的成本。

所述激光切割机构还包括Z轴驱动装置一、支架一和丝杆螺母传动组件一；所述激光切割组件还包括激光切割座体，激光切割头可转动设置在激光切割座体上；所述支架一与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置一与支架一连接并通过丝杆螺母传动组件一与激光切割座体连接，实现驱动激光切割头沿Z轴方向移动。

所述支架一设置有Z轴移动线轨一，激光切割座体底部设置有滑块一，激光切割座体通过滑块一与Z轴移动线轨一滑动连接，实现与支架一滑动连接。

所述修整机构还包括Z轴驱动装置二、支架二和丝杆螺母传动组件二；所述修整组件还包括修整座体，修整刀具头可转动设置在修整座体上；所述支架二与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置二与支架二连接并通过丝杆螺母传动组件二与修整座体连接，实现驱动修整刀具头沿Z轴方向移动。

所述支架二设置有Z轴移动线轨二，修整座体底部设置有滑块二，修整座体通过滑块二与Z轴移动线轨二滑动连接，实现与支架二滑动连接。

该型材多功能集成加工设备还包括X轴驱动装置、丝杆螺母传动组件三、X轴移动线轨、滑块三和滑块四；所述滑块三与X轴移动线轨滑动连接并与激光切割机构连接，滑块四与X轴移动线轨滑动连接并与修整机构连接；所述X轴驱动装置与机架连接并通过丝杆螺母传动组件三分别与激光切割机构和修整机构连接，实现驱动激光切割机构和修整机构沿X轴方向移动。

所述工作台可移动设置在机架上是指：该型材多功能集成加工设备还包括工作台驱动装置、工作台丝杆螺母传动组件和直线滑动副组件；所述工作台通过直线滑动副组件与机架滑动连接；所述工作台驱动装置与机架连接，并通过工作台丝杆螺母传动组件与工作台连接，实现驱动工作台沿Y轴方向移动。

本实用新型的工作台可以沿Y轴方向移动，代替了激光切割机构和修整机构在Y轴方向移动的功能，相当于激光切割机构和修整机构可三维运动，使得激光切割头可灵活对型材进行激光加工，使得修整刀具头对每个加工处进行灵活和高效精密打磨修整。

该型材多功能集成加工设备还包括用于对型材进行锯切的锯切机构；所述锯切机构设置在型材加工工位上方并包括带有锯切刀具头的锯切组件；所述锯切刀具头可摆动设置在锯切组件上；所述锯切组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动；工作时，控制锯切刀具头移动和/或摆动，对定位在旋转定位机构上的型材进行锯切。

本实用新型的锯切机构以Z轴方向为摆动轴进行摆动，并通过沿X轴方向移动和Z轴方向移动,可对型材加工工位上的型材进行直线锯切或具有倾斜角度锯切。当锯切后，可通过X轴方向和Z轴方向移动，并转动角度(以Y轴方向为转轴转动)可调节的修整刀具头对锯切后的边沿进行高效精密打磨修整，从而无需额外进行二次定位的后续工序，大大提高型材的加工效率，加工质量，降低生产成本。

所述锯切组件还包括锯切座体和摆动驱动装置，摆动驱动装置设置在锯切座体上并与锯切刀具头连接，实现驱动锯切刀具头可摆动；

所述锯切机构还包括Z轴驱动装置三、支架三和丝杆螺母传动组件四；所述支架三与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置三与支架三连接并通过丝杆螺母传动组件四与锯切座体连接，实现驱动锯切刀具头沿Z轴方向移动。

该型材多功能集成加工设备包括两个锯切机构，两个锯切机构分别设置在型材加工工位上方并分别位于激光切割机构和修整机构的两端；工作时，分别控制两个锯切刀具头移动和/或摆动，对定位在旋转定位机构上的型材进行端部锯切；

该型材多功能集成加工设备还包括锯切X轴驱动装置、丝杆螺母传动组件五、锯切X轴移动线轨和滑块五；所述滑块五与锯切X轴移动线轨滑动连接并与锯切机构连接；所述锯切X轴驱动装置与机架连接并通过丝杆螺母传动组件五与锯切机构连接，实现驱动锯切机构沿X轴方向移动。

本实用新型设计两个锯切机构可根据加工需求分别对型材的两端进行直线锯切或具有倾斜角度锯切。本实用新型中，X轴方向是指机架的长度方向，Y轴方向是指机架的宽度方向，Z轴方向是指机架的高度方向。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型型材多功能集成加工设备可对型材进行快速有效加工，并对加工后的型材进行高效精密修整，从而实现高效率、高精度和全自动化的型材加工。

附图说明

图1是本实用新型型材多功能集成加工设备的示意图一；

图2是本实用新型型材多功能集成加工设备的示意图二；

图3是本实用新型型材多功能集成加工设备中工作台的示意图；

图4是本实用新型型材多功能集成加工设备中锯切机构的示意图；

其中，1为机架、2为工作台、3为旋转定位机构、4为激光切割机构、4.1为激光切割头、4.2为Z轴驱动装置一、4.3为支架一、4.4为丝杆螺母传动组件一、4.5为激光切割座体、4.6为Z轴移动线轨一、5为型材、6为修整机构、6.1为修整刀具头、6.2为Z轴驱动装置二、6.3为支架二、6.4为丝杆螺母传动组件二、6.5为修整座体、6.6为Z轴移动线轨二、7为锯切机构、7.1为锯切刀具头、7.2为锯切座体、7.3为摆动驱动装置、7.4为Z轴驱动装置三、7.5为支架三、8为丝杆螺母传动组件三、9为X轴移动线轨、10工作台丝杆螺母传动组件、11为直线滑动副组件、12为锯切X轴移动线轨、13为滑块五。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例中，X轴方向是指机架的长度方向，Y轴方向是指机架的宽度方向，Z轴方向是指机架的高度方向。

如图1至图4所示，本实用新型型材多功能集成加工设备包括机架1、工作台2、旋转定位机构3、激光切割机构4、两个用于对型材进行锯切的锯切机构7和用于对型材5通过激光切割机构4加工的部位进行修整的修整机构6，其中，工作台2可移动设置在机架1上，旋转定位机构3设置在工作台2上，旋转定位机构3之间作为型材加工工位。

本实用新型的激光切割机构4设置在型材加工工位上方并包括带有激光切割头4.1的激光切割组件，激光切割组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，激光切割头4.1可转动设置在激光切割组件上，激光切割头4.1以Y轴方向为转轴转动。而修整机构6设置在型材加工工位上方并包括带有修整刀具头6.1的修整组件，修整组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，修整刀具头6.1可转动设置在修整组件上，修整刀具头6.1以Y轴方向为转轴转动。锯切机构7设置在型材加工工位上方并包括带有锯切刀具头7.1的锯切组件，该锯切刀具头7.1可摆动设置在锯切组件上，锯切刀具头7.1以Z轴方向为摆动轴进行摆动，锯切组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动。工作时，分别控制两个锯切刀具头7.1移动和/或摆动，对定位在旋转定位机构上的型材5进行端部的直线锯切或具有倾斜角度锯切；控制激光切割头4.1移动和/或转动，对型材加工工位上的型材5进行激光切割和/或激光钻孔；最后控制修整刀具头6.1移动和/或转动，对型材5上通过锯切机构7锯切后的边沿，通过激光切割和/或激光钻孔后的部位进行打磨修整。

具体地说，激光切割机构4还包括Z轴驱动装置一4.2、支架一4.3和丝杆螺母传动组件一4.4，其中，激光切割组件还包括激光切割座体4.5，激光切割头4.1可转动设置在激光切割座体4.5上。该支架一4.3与机架1可移动连接，并可沿X轴方向移动，Z轴驱动装置一4.2与支架一4.3连接并通过丝杆螺母传动组件一4.4与激光切割座体4.5连接，实现驱动激光切割头4.1沿Z轴方向移动。为了提高激光切割座体4.5移动的稳定性，支架一4.3设置有Z轴移动线轨一4.6，激光切割座体4.5底部设置有滑块一，激光切割座体通过滑块一与Z轴移动线轨一4.6滑动连接，实现与支架一4.3滑动连接。

本实用新型的修整机构6还包括Z轴驱动装置二6.2、支架二6.3和丝杆螺母传动组件二6.4，该修整组件还包括修整座体6.5，修整刀具头6.1可转动设置在修整座体6.5上，支架二6.3与机架1可移动连接，并可沿X轴方向移动，Z轴驱动装置二6.2与支架二6.3连接并通过丝杆螺母传动组件二6.4与修整座体6.5连接，实现驱动修整刀具头6.1沿Z轴方向移动。为了提高修整座体6.5移动的稳定性，支架二6.3设置有Z轴移动线轨二6.6，修整座体6.5底部设置有滑块二，修整座体6.5通过滑块二与Z轴移动线轨二6.6滑动连接，实现与支架二6.3滑动连接。

该型材多功能集成加工设备还包括X轴驱动装置(未图示)、丝杆螺母传动组件三8、X轴移动线轨9、滑块三和滑块四，其中，滑块三与X轴移动线轨9滑动连接并与激光切割机构4的支架一4.3连接，滑块四与X轴移动线轨9滑动连接并与修整机构6的支架二6.3连接，X轴驱动装置与机架1连接并通过丝杆螺母传动组件三分别与激光切割机构4的支架一4.3和修整机构6的支架二6.3连接，实现驱动激光切割机构4和修整机构6沿X轴方向移动。

本实用新型的型材多功能集成加工设备还包括工作台驱动装置(未图示)、工作台丝杆螺母传动组件10和直线滑动副组件11，其中，工作台2通过直线滑动副组件11与机架1滑动连接，工作台驱动装置与机架1连接，并通过工作台丝杆螺母传动组件10与工作台2连接，实现驱动工作台2沿Y轴方向移动。本实用新型的工作台2可以沿Y轴方向移动，代替了激光切割机构4、修整机构6和锯切机构7在Y轴方向移动的功能，相当于激光切割机构4、修整机构6和锯切机构7可三维运动，使得激光切割头4.1可灵活对型材进行激光加工，使得锯切刀具头7.1可灵活对型材进行锯切加工，使得修整刀具头对每个加工处进行灵活和高效精密打磨修整。

本实用新型的锯切组件还包括锯切座体7.2和摆动驱动装置7.3，摆动驱动装置7.3设置在锯切座体7.2上并与锯切刀具头7.1连接，实现驱动锯切刀具头7.1可摆动。该锯切机构7还包括Z轴驱动装置三7.4、支架三7.5和丝杆螺母传动组件四，其中，支架三7.5与机架1可移动连接，并可沿X轴方向移动，Z轴驱动装置三7.4与支架三7.5连接并通过丝杆螺母传动组件四与锯切座体7.2连接，实现驱动锯切刀具头7.1沿Z轴方向移动。

该型材多功能集成加工设备还包括锯切X轴驱动装置(未图示)、丝杆螺母传动组件五(未图示)、锯切X轴移动线轨12和滑块五13，其中，滑块五13与锯切X轴移动线轨12滑动连接并与锯切机构7的支架三7.5连接，锯切X轴驱动装置与机架1连接并通过丝杆螺母传动组件五与锯切机构7的支架三7.5连接，实现驱动锯切机构7沿X轴方向移动。

本实用新型通过调节两个锯切机构7中锯切刀具头7.1的摆动角度(以Z轴方向为摆动轴摆动)，X轴方向的位置和Z轴方向的位置，以及配合工作台2的移动，可对型材加工工位的型材5两个端部进行直线锯切或具有倾斜角度锯切。本实用新型通过调节激光切割机构4中激光切割头4.1的转动角度(以Y轴方向为转轴转动)、X轴方向的位置和Z轴方向的位置，以及配合工作台2的移动，可对型材加工工位的型材5进行多角度和多部位的激光切割和/或激光钻孔。当锯切和激光加工后，型材加工部位(钻孔)、加工边沿(切割边沿)和/或锯切端部产生的毛刺或不平整地方，可通过X轴方向和Z轴方向移动，并转动角度(以Y轴方向为转轴转动)可调节的修整刀具头进行高效精密打磨修整，使得通过本实用新型型材多功能集成加工设备加工的型材无需额外进行二次定位的后续工序即可投入生产使用，从而大大提高型材的加工效率，加工质量，降低生产成本，实现高效率、高精度和全自动化的型材加工。另外，本实用新型采用激光技术切割，无需采用传统CNC加工的冷却液，而且通过激光切割后可得到整块金属，不会产生碎屑粉末，不仅可对整块金属回收重复利用以解决碎屑粉末回收利用率低的问题，而且也可以解决碎屑粉末掺杂在冷却液中导致回收难度大和影响冷却液循环使用的问题，从而大大降低型材加工的成本。

实施例二

本实施例的型材多功能集成加工设备包括机架、工作台、旋转定位机构、激光切割机构和用于对型材通过激光切割机构加工的部位进行修整的修整机构，其中，工作台可移动设置在机架上，旋转定位机构设置在工作台上，旋转定位机构之间作为型材加工工位；激光切割机构设置在型材加工工位上方并包括带有激光切割头的激光切割组件，激光切割组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，激光切割头可转动设置在激光切割组件上；修整机构设置在型材加工工位上方并包括带有修整刀具头的修整组件，修整组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，修整刀具头可转动设置在修整组件上；工作时，控制激光切割头移动和/或转动，对型材加工工位上的型材进行激光切割和/或激光钻孔；控制修整刀具头移动和/或转动，对型材上通过激光切割和/或激光钻孔后的部位进行打磨修整。

本实施例的工作台可移动设置在机架的方式，激光切割机构的结构和修整机构的结构均与实施例一一致。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种型材多功能集成加工设备，其特征在于：包括机架、工作台、旋转定位机构、激光切割机构和用于对型材通过激光切割机构加工的部位进行修整的修整机构；所述工作台可移动设置在机架上，旋转定位机构设置在工作台上，旋转定位机构之间作为型材加工工位；所述激光切割机构设置在型材加工工位上方并包括带有激光切割头的激光切割组件，激光切割组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，激光切割头可转动设置在激光切割组件上；所述修整机构设置在型材加工工位上方并包括带有修整刀具头的修整组件，修整组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动，修整刀具头可转动设置在修整组件上；工作时，控制激光切割头移动和/或转动，对型材加工工位上的型材进行激光切割和/或激光钻孔；控制修整刀具头移动和/或转动，对型材上通过激光切割和/或激光钻孔后的部位进行打磨修整。

2.根据权利要求1所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述激光切割机构还包括Z轴驱动装置一、支架一和丝杆螺母传动组件一；所述激光切割组件还包括激光切割座体，激光切割头可转动设置在激光切割座体上；所述支架一与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置一与支架一连接并通过丝杆螺母传动组件一与激光切割座体连接，实现驱动激光切割头沿Z轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述支架一设置有Z轴移动线轨一，激光切割座体底部设置有滑块一，激光切割座体通过滑块一与Z轴移动线轨一滑动连接，实现与支架一滑动连接。

4.根据权利要求1所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述修整机构还包括Z轴驱动装置二、支架二和丝杆螺母传动组件二；所述修整组件还包括修整座体，修整刀具头可转动设置在修整座体上；所述支架二与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置二与支架二连接并通过丝杆螺母传动组件二与修整座体连接，实现驱动修整刀具头沿Z轴方向移动。

5.根据权利要求4所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述支架二设置有Z轴移动线轨二，修整座体底部设置有滑块二，修整座体通过滑块二与Z轴移动线轨二滑动连接，实现与支架二滑动连接。

6.根据权利要求1所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：该型材多功能集成加工设备还包括X轴驱动装置、丝杆螺母传动组件三、X轴移动线轨、滑块三和滑块四；所述滑块三与X轴移动线轨滑动连接并与激光切割机构连接，滑块四与X轴移动线轨滑动连接并与修整机构连接；所述X轴驱动装置与机架连接并通过丝杆螺母传动组件三分别与激光切割机构和修整机构连接，实现驱动激光切割机构和修整机构沿X轴方向移动。

7.根据权利要求1所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述工作台可移动设置在机架上是指：该型材多功能集成加工设备还包括工作台驱动装置、工作台丝杆螺母传动组件和直线滑动副组件；所述工作台通过直线滑动副组件与机架滑动连接；所述工作台驱动装置与机架连接，并通过工作台丝杆螺母传动组件与工作台连接，实现驱动工作台沿Y轴方向移动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：该型材多功能集成加工设备还包括用于对型材进行锯切的锯切机构；所述锯切机构设置在型材加工工位上方并包括带有锯切刀具头的锯切组件；所述锯切刀具头可摆动设置在锯切组件上；所述锯切组件可沿X轴方向移动和Z轴方向移动；工作时，控制锯切刀具头移动和/或摆动，对定位在旋转定位机构上的型材进行锯切。

9.根据权利要求8所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：所述锯切组件还包括锯切座体和摆动驱动装置，摆动驱动装置设置在锯切座体上并与锯切刀具头连接，实现驱动锯切刀具头可摆动；

所述锯切机构还包括Z轴驱动装置三、支架三和丝杆螺母传动组件四；所述支架三与机架可移动连接，并可沿X轴方向移动；所述Z轴驱动装置三与支架三连接并通过丝杆螺母传动组件四与锯切座体连接，实现驱动锯切刀具头沿Z轴方向移动。

10.根据权利要求8所述的型材多功能集成加工设备，其特征在于：该型材多功能集成加工设备包括两个锯切机构，两个锯切机构分别设置在型材加工工位上方并分别位于激光切割机构和修整机构的两端；工作时，分别控制两个锯切刀具头移动和/或摆动，对定位在旋转定位机构上的型材进行端部锯切；

该型材多功能集成加工设备还包括锯切X轴驱动装置、丝杆螺母传动组件五、锯切X轴移动线轨和滑块五；所述滑块五与锯切X轴移动线轨滑动连接并与锯切机构连接；所述锯切X轴驱动装置与机架连接并通过丝杆螺母传动组件五与锯切机构连接，实现驱动锯切机构沿X轴方向移动。