CN220902214U - 一种自动进料激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动进料激光切割机，涉及激光切割技术领域，包括机架和设置在所述机架上的上料机构；所述上料机构包括，上料滑道，具有高点位和低点位；所述高点位和所述低点位平滑相接使得所述上料滑道呈倾斜状；顶料组件，固定在所述低点位边沿；所述顶料组件被配置为将处于所述低点位的单根管料顶出；和接料组件；所述接料组件包括料槽结构和固定在所述机架上的驱动模组；所述料槽结构固定在所述驱动模组的运动端；所述驱动模组驱使所述料槽结构在X方向和Z方向运动以直接承接被顶出的单根所述管料。本方案因为结构被有效地优化，不再需要以往繁多且复杂的工件进行配合，因此也有效地降低了设备的成本支出。

Description

一种自动进料激光切割机

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，具体为一种自动进料激光切割机。

背景技术

激光加工是利用高功率的激光束对工件进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术，由于其具有光点小、能量集中、热影响区小、不接触工件等优点，激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等领域。

由于激光加工具有较多优势，对各种管料加工成为了激光加工的新应用，管料加工时需要在管料上的不同位置进行切割，使其被设计成带有形状或者花纹的管料。

为了应对客户的这一需求，目前已经连续开发出多代激光切割机，比如第一代激光切割机产品(申请号：202210944297.1；名称：一种管料上料机构及激光切割机)，该激光切割机有效地实现管料的自动上料，但是在使用中发现其设计缺陷，该激光切割机的上料机构与激光加工设备为分开设计，在长度方向进行对接，使得整个激光切割作业占用了较大的面积，影响了操作人员的有效操作，也影响了其余设备的正常摆置。

因此提出了第二代激光切割机产品(申请号：202310123407.2；名称：一种自动进料切割一体机)；实现了管料自动上料、送料和激光切割一体化，还有效地减少设备的占地面积。但是不难发现，该产品上料机构中包含的模块较多，需要多个模块之间相互配合进而导致上料步骤繁琐，步骤程序设计较为复杂；某个模块的调整变动就需要耗费大量的时间对整个上料机构进行调整配合。

因此在降本增效的要求下，优化上料机构，优化上料步骤程序势在必行。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上料繁琐，控制步骤程序较多的问题，本实用新型提供了一种激光切割机；优化原有激光切割机的上料机构，简化上料步骤，使得整个上料过程变得简单且易操作控制。

具体的，本实用新型提供的详细技术方案如下：

一种自动进料激光切割机，包括机架和设置在所述机架上的上料机构；所述上料机构包括：

上料滑道，具有高点位和低点位；所述高点位和所述低点位平滑相接使得所述上料滑道呈倾斜状；

顶料组件，固定在所述低点位边沿；所述顶料组件被配置为将处于所述低点位的单根管料顶出；和

接料组件；所述接料组件包括料槽结构和固定在所述机架上的驱动模组；所述料槽结构固定在所述驱动模组的运动端；所述驱动模组驱使所述料槽结构在X方向和Z方向运动以直接承接被顶出的单根所述管料。

进一步的，所述料槽结构包括转接板、承辊和一对支座；所述承辊活动安装在所述支座之间以共同组合形成“工”型状；一对所述支座固定在所述转接板上并通过所述转接板与所述驱动模组固定。

进一步的，所述料槽结构还包括第一夹体和第二夹体；所述第一夹体和所述第二夹体相对靠近或者远离，以对位于所述承辊上的单根所述管料进行夹持或者松开。

进一步的，所述第一夹体相对于所述第二夹体更靠近所述低点位；至少所述第一夹体的顶部具有顶部倾斜面，被顶出的单根所述管料沿着所述顶部倾斜面平稳的滑落至所述承辊上。

进一步的，所述低点位的边沿处还固定有辅助支架；所述辅助支架顶部具有导向斜面；

所述驱动模组驱使所述料槽结构接近所述低点位时；所述第一夹体的顶部倾斜面与所述辅助支架的导向斜面对接，进而形成落料滑道。

进一步的，还包括进料机构，所述进料机构设置在所述接料组件的侧边；所述进料机构包括

滑动模组，固定在所述机架中并沿着Y轴方向延伸；

安装板，固定在所述滑动模组上；

辊轮进料组件，通过所述安装板与所述滑动模组固定连接；

所述辊轮进料组件在所述滑动模组的驱使下靠近所述料槽结构，以夹持位于所述料槽结构中的所述管料并带动管料在Y轴方向进行直线运动。

进一步的，所述辊轮进料组件包括驱动电机、主动进料轮和从动进料轮，所述驱动电机的输出轴与所述主动进料轮通过带轮和皮带连接；所述主动进料轮与所述从动进料轮相对靠近或者远离设置。

进一步的，所述辊轮进料组件还包括导轨、第一滑台、第二滑台和双轴气缸，所述导轨安装在所述安装板上，所述第一滑台和所述第二滑台滑动安装在所述导轨上，所述驱动电机、主动进料轮安装在所述第一滑台上，所述从动进料轮安装在所述第二滑台上，所述双轴气缸固定在所述安装板上，且所述双轴气缸的伸缩轴分别与所述第一滑台和所述第二滑台连接。

进一步的，所述进料机构还包括空心轴电机，所述空心轴电机通过支撑座固定在所述安装板上；所述空心轴电机被配置接收由所述辊轮进料组件输送的所述管料，并驱使所述管料轴向旋转和沿Y轴方向移动。

进一步的，还包括激光器；所述激光器安装在所述机架上并位于所述空心轴电机的侧边；所述激光器被配置为在X轴，y轴和Z轴上可调节移动。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

本方案中，通过对上料机构的组成进行优化，接料组件中的驱动模组只需要在Z轴方向进行运动，就可以承接被顶出的单根管料，并且还能够稳定的与进料机构完成对接；相比于以往管料下料，降低了其繁琐步骤，有效地提升了管料的下料速度及效率；同时本方案因为结构被有效地优化，不再需要以往繁多且复杂的工件进行配合，因此也有效地降低了设备的成本支出。

附图说明

图1为激光切割机的设备结构图。

图2为激光切割机的上料滑道摆满管料的状态图。

图3为接料组件的结构图。

图4为接料组件的平面图。

图5为料槽结构处于待机位的示意图。

图6为料槽结构处于接料位的示意图。

图7为管料被顶料组件顶出，向着料槽结构方向滑落的示意图。

图8为料槽结构中的第一夹体、第二夹体夹住管料的示意图。

图9为料槽结构处于转料位的示意图。

图10为进料机构和激光切割机构的结构图。

图11为辊轮进料组件的结构图。

其中：100机架、200上料机构、210上料滑道、211辅助支架、220顶料组件、221顶料气缸、222顶料块、230接料组件、231料槽结构、232驱动模组、300进料机构、310滑动模组、320安装板、330辊轮进料组件、331驱动电机、332主动进料轮、333从动进料轮、334导轨、335第一滑台、336第二滑台、337双轴气缸、340空心轴电机、400激光切割机构、2311转接板、2312承辊、2313支座、2314第一夹体、2315第二夹体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例中提供了一种自动进料激光切割机，本方案提供的自动进料激光切割机不仅能够实现管料自动上料、分料、送料和激光切割一体化，还因为对其结构进行优化，使其上料步骤变得更加的简洁，不再如以往的设备一样繁琐；利用本方案优化后的自动进料激光切割机，无论是在进料效率还是成本支出，相比于以往的设备均具有极大的优势。

本方案中，参见图1-图2，提供的自动化进料激光切割机包括机架100和设置在机架100上的上料机构200、进料机构300和激光切割机构400；提供的管料依次经过上料机构200、进料机构300和激光切割机构400后被加工成型。

本方案中，对于上料机构200的改进是本方案的核心，因此，下面将重点对上料机构200进行介绍。

具体的，上料机构200包括上料滑道210、顶料组件220和接料组件230，具体的配合方式为：管料在上料滑道210中汇集排列，顶料组件220将其中的管料顶出，使得管料脱离上料滑道210；被顶出的管料将进入到接料组件230中，管料再通过接料组件230进入到后续的进料机构300和激光切割机构400中，以上步骤全程自动化进行，无需人工过度的干预即可完成，可以有效完成自动化进料。

本方案中，上料滑道210的组成部分包括有机架100；具体而言，机架100的上端面包括两个部分，第一部分是平面，接料组件230、进料机构300和激光切割机构400均是固定安装在第一部分的平面上；第二部分相对于第一部分向上凸起，并且第二部分的上端面是倾斜面，在这里的倾斜面上固定多根铝合金架，铝合金架间隔并排；这样第二部分和铝合金架的共同配合下形成了上料滑道210。

所以不难得出，这里的上料滑道210也呈倾斜状；为了便于后文的描述，我们可以定义上料滑道210具有高点位和低点位；大量的管料在上料滑道210中排列，从低点位依次排列到高点位。

而上文介绍的顶料组件220就固定在低点位的边沿；该顶料组件220被配置为将处于低点位的单根管料顶出。

具体的，参见图5，顶料组件220包括顶料气缸221和顶料块222，顶料块222固定在顶料气缸221的伸缩端，顶料气缸221固定在铝合金架的最末端，顶料气缸221的伸缩动作将带动着顶料块222进行伸缩运动；需要注意的是，伸缩方向需要与上料滑道210形成的倾斜面垂直，这样顶料块222才能够顺利将处于低点位的单根管料顶出直至脱离上料滑道210。

可选的，这里的顶料气缸221主要作用在于驱使顶料块222进行直线伸缩运动，因此，驱使顶料块222进行直线运动的驱动器不限于气缸，比如可以是电动缸、可以是直线电机、还可以是蜗轮蜗杆形成的直线驱动器；本方案从选型方便和节约成本的方面考虑，优先选用气缸。

被顶出的管料将会进入到接料组件230中；具体的，参见图3-图5，本方案的接料组件230包括料槽结构231和固定在机架100上的驱动模组232；料槽结构231固定在驱动模组232的运动端；驱动模组232驱使料槽结构231在X方向和Z方向运动以直接承接被顶出的单根管料。

本方案中，为了优化运动步骤，驱动模组232真正有效地动作在Z方向；为了便于理解，我们将驱动模组232驱使料槽结构231运动的位置分为三个定位，即接料位(图6-图8展示接料位)、转料位(图9展示转料位)和待机位(图5展示待机位)。当驱动模组232驱使料槽结构231在X方向运动时，只在设备开机或者停机时才会出现；比如，在设备准备开机时，此时的料槽结构231处于待机位，开机运行后，驱动模组232驱使料槽结构231从待机位运动沿着X方向运动，直至接料位停止；或者在设备准备停机时，驱动模组232驱使料槽结构231从接料位运动沿着X方向反向运动，直至待机位停止。

因此不难得出，驱动模组232真正有效地动作在Z方向，也即驱动模组232驱使料槽结构231在接料位和转料位之间的直线动作。可以理解为，在设备运转的过程中，参见图7-图9，料槽结构231在接料位时，可以直接承接被顶出的管料，然后驱动模组232驱使料槽结构231下行到转料位，等待进料机构300的操作；待管件被进料机构300提取后，驱动模组232又驱使料槽结构231上行回到接料位；这样在设备运行过程中，驱动模组232驱使料槽结构231的运行路径为：接料位→转料位→接料位→转料位→接料位→转料位……，以此重复。

可选的，驱动模组232内包括X轴模组和Z轴模组，两个模组相互配合，进行使得料槽结构231可以在X轴方向和Z轴方向进行运动。

该控制步骤简单、高效，驱动模组232仅需驱使料槽结构231在Z周方向进行上下动作，完成对管料的接料和转料；相比于其他设备繁杂的步骤程序，本设计方案具有极大的优势，无论在效率和成本上，均领先于其他设备。

本方案中，参见图3-图5，料槽结构231的作用在于承接被顶出的管料；具体的，料槽结构包括转接板2311、承辊2312和一对支座2313；承辊2312活动安装在支座2313之间以共同组合形成“工”型状；这样被顶出的管料可以刚好落在“工”型状形成的料槽中，同时，一对支座2313固定在转接板2311上并通过转接板2311与驱动模组232固定。

可选的，承辊2312活动安装在支座2313中，具体包括两层含义：其一，承辊2312在支座2313之间转动不受限制，承辊2312可以绕着自身的轴线进行转动，这样有利于下一步管料的进料。其二，承辊2312在支座2313固定位置可以调节，具体调节的方向是Z轴方向，可以理解为，承辊2312在支座2313固定的高度位置可以调节，使用者可以根据管料直径的大小调整承辊2312在支座2313上的固定高度，确保不同直径的管料都能够被后续的进料机构300进行稳定提取。

本方案中，为了保证落入到料槽中的管料能够稳定，料槽结构231还包括第一夹体2314和第二夹体2315；第一夹体2314和第二夹体2315相对靠近或者远离，以对位于承辊2312上的单根管料进行夹持或者松开。

具体的动作可以理解为，在管料被顶出落入到料槽中(也即承辊2312上)时，第一夹体2314和第二夹体2315并行相互靠近，对管料进行夹持，保证管料的稳定性，然后驱动模组232驱使料槽结构231下行至转接位。

可选的，在承辊2312附近应当设计物料感应器，在管料被顶出落入到料槽中时应当被该感应器感知，然后发出控制信号才驱使第一夹体2314和第二夹体2315动作。

可选的，驱动第一夹体2314和第二夹体2315动作的可以为夹子气缸，也可以为双头气缸，还可以为其他可以控制第一夹体2314和第二夹体2315并行的驱动源。

本方案中，第一夹体2314相对于第二夹体2315更靠近低点位；至少第一夹体2314的顶部具有顶部倾斜面，被顶出的单根管料沿着顶部倾斜面平稳的滑落至承辊2312上。同时，低点位的边沿处还固定有辅助支架211；辅助支架211顶部具有导向斜面。

这里设置具有导向斜面的辅助支架211和设置具有顶部倾斜面的第一夹体2314，其目的在于提升管料滚落至料槽过程地稳定性。具体呈现的结构为：驱动模组232驱使料槽结构231接近低点位(也即料槽结构231处于接料位)时，第一夹体2314的顶部倾斜面与辅助支架211的导向斜面对接，进而形成落料滑道；这样管料在被顶料组件220顶出低点位后，管料将会在落料滑道上滚动，直至稳定的落入至料槽中(承辊2312上)，然后被并行的第一夹体2314、第二夹体2315夹住，最后被移动至转接位，等待进料机构300提取。

至此可以看出，本方案的上料机构200较为简单，其中的步骤程序较其余设备也得到了优化，尤其是对接料位和转料位的优化，料槽结构231仅仅只需要上下运动这样一个动作，就可以完成对管料的运输，极大的提高了转运效率。

在管料处于转料位时，此时需要进料机构300的动作，完成对管料的进料操作。

具体的，参见图1、图10-图11，进料机构300设置在接料组件230的侧边，其目的是为了能够顺利提取管料；这里的进料机构300包括滑动模组310、安装板320和辊轮进料组件330；其中，滑动模组310固定在机架100中并沿着Y轴方向延伸；安装板320固定在滑动模组310上；辊轮进料组件330通过安装板320与滑动模组310固定连接；辊轮进料组件330在滑动模组310的驱使下靠近料槽结构231，以夹持位于料槽结构231中的管料并带动管料在Y轴方向进行直线运动。

具体的，辊轮进料组件330包括驱动电机331、主动进料轮332和从动进料轮333，驱动电机331的输出轴与主动进料轮332通过带轮和皮带连接；主动进料轮332与从动进料轮333相对靠近或者远离设置。当主动进料轮332和从动进料轮333相互靠近直至将管料稳定的夹持住，然后驱动电机331通过带轮和皮带使得主动进料轮332转动，管料在摩擦力的作用下，就可以完成沿着Y轴方向移动。

在本方案的具体实施例中，辊轮进料组件330还包括导轨334、第一滑台335、第二滑台336和双轴气缸337，导轨334安装在安装板320上，第一滑台335和第二滑台336滑动安装在导轨334上，驱动电机331、主动进料轮332安装在第一滑台335上，从动进料轮333安装在第二滑台336上，双轴气缸337固定在安装板320上，且双轴气缸337的伸缩轴分别与第一滑台335和第二滑台336连接。

在双轴气缸337的作用下，第一滑台335和第二滑台336将在导轨334上进行相互靠近或者远离的相对运动，也就实现主动进料轮332和从动进料轮333之间的相互靠近或者远离，来实现对管料的夹持或松开。

本方案中，进料机构还包括空心轴电机340，空心轴电机340具有空心结构的转动轴；同时在转动轴中还设有气动夹，在管料进料后，管料就穿过这里的空心转动轴，然后在气动夹的夹持作用下，使得管料被固定在这里的空心轴电机340中，空心轴电机340的转动可以带动管料转动。

具体的，空心轴电机340通过支撑座固定在安装板320上；空心轴电机340被配置接收由辊轮进料组件330输送的管料，并驱使管料轴向旋转和沿Y轴方向移动。

为了让直线运动更加稳定，进料机构还包括气动卡钳和轴承支撑座，气动卡钳和轴承支撑座通过固定支架安装在机架100上，气动卡钳用于临时夹持管料，轴承支撑座用于保持管料稳定不下垂。

激光切割机构400的组成中包括激光器；激光器安装在机架100上并位于空心轴电机340的侧边；激光器被配置为在X轴，y轴和Z轴上可调节移动；具体，激光器可以在X轴，y轴和Z轴上进行调节移动，是通过三轴移动模组实现，该激光切割机构400为现有技术，这里不再赘述。

具体工作时，同上一代设备(申请号：202310123407.2；名称：一种自动进料切割一体机)工作方式相同，也即管料穿过空心轴电机340和轴承支撑座的通过孔，直到激光器下方，空心轴电机340的气动夹对管料进行夹持，空心轴电机340带动管料旋转加工；一段管料加工完成后，气动卡钳夹住管料，空心轴电机340的气动夹松开，然后空心轴电机340在滑动模组310上后退，空心轴电机340的气动夹夹紧，气动卡钳松开，滑动模组310向前进从而将管料前移至激光器下方。

本技术方案通过对上料机构的组成进行优化，接料组件中的驱动模组只需要在Z轴方向进行运动，就可以承接被顶出的单根管料，并且还能够稳定的与进料机构完成对接；相比于以往管料下料，降低了其繁琐步骤，有效地提升了管料的下料速度及效率；同时本方案因为结构被有效地优化，不再需要以往繁多且复杂的工件进行配合，因此也有效地降低了设备的成本支出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动进料激光切割机，包括机架(100)和设置在所述机架(100)上的上料机构(200)；其特征在于：所述上料机构(200)包括：

上料滑道(210)，具有高点位和低点位；所述高点位和所述低点位平滑相接使得所述上料滑道(210)呈倾斜状；

顶料组件(220)，固定在所述低点位边沿；所述顶料组件(220)被配置为将处于所述低点位的单根管料顶出；和

接料组件(230)；所述接料组件(230)包括料槽结构(231)和固定在所述机架(100)上的驱动模组(232)；所述料槽结构(231)固定在所述驱动模组(232)的运动端；所述驱动模组(232)驱使所述料槽结构(231)在X方向和Z方向运动以直接承接被顶出的单根所述管料。

2.根据权利要求1所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述料槽结构(231)包括转接板(2311)、承辊(2312)和一对支座(2313)；所述承辊(2312)活动安装在所述支座(2313)之间以共同组合形成“工”型状；一对所述支座(2313)固定在所述转接板(2311)上并通过所述转接板(2311)与所述驱动模组(232)固定。

3.根据权利要求2所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述料槽结构(231)还包括第一夹体(2314)和第二夹体(2315)；所述第一夹体(2314)和所述第二夹体(2315)相对靠近或者远离，以对位于所述承辊(2312)上的单根所述管料进行夹持或者松开。

4.根据权利要求3所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述第一夹体(2314)相对于所述第二夹体(2315)更靠近所述低点位；至少所述第一夹体(2314)的顶部具有顶部倾斜面，被顶出的单根所述管料沿着所述顶部倾斜面平稳的滑落至所述承辊(2312)上。

5.根据权利要求4所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述低点位的边沿处还固定有辅助支架(211)；所述辅助支架(211)顶部具有导向斜面；

所述驱动模组(232)驱使所述料槽结构(231)接近所述低点位时；所述第一夹体(2314)的顶部倾斜面与所述辅助支架(211)的导向斜面对接，进而形成落料滑道。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，还包括进料机构(300)，所述进料机构(300)设置在所述接料组件(230)的侧边；所述进料机构(300)包括

滑动模组(310)，固定在所述机架(100)中并沿着Y轴方向延伸；

安装板(320)，固定在所述滑动模组(310)上；

辊轮进料组件(330)，通过所述安装板(320)与所述滑动模组(310)固定连接；

所述辊轮进料组件(330)在所述滑动模组(310)的驱使下靠近所述料槽结构(231)，以夹持位于所述料槽结构(231)中的所述管料并带动管料在Y轴方向进行直线运动。

7.根据权利要求6所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述辊轮进料组件(330)包括驱动电机(331)、主动进料轮(332)和从动进料轮(333)，所述驱动电机(331)的输出轴与所述主动进料轮(332)通过带轮和皮带连接；所述主动进料轮(332)与所述从动进料轮(333)相对靠近或者远离设置。

8.根据权利要求7所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述辊轮进料组件(330)还包括导轨(334)、第一滑台(335)、第二滑台(336)和双轴气缸(337)，所述导轨(334)安装在所述安装板(320)上，所述第一滑台(335)和所述第二滑台(336)滑动安装在所述导轨(334)上，所述驱动电机(331)、主动进料轮(332)安装在所述第一滑台(335)上，所述从动进料轮(333)安装在所述第二滑台(336)上，所述双轴气缸(337)固定在所述安装板(320)上，且所述双轴气缸(337)的伸缩轴分别与所述第一滑台(335)和所述第二滑台(336)连接。

9.根据权利要求8所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，所述进料机构(300)还包括空心轴电机(340)，所述空心轴电机(340)通过支撑座固定在所述安装板(320)上；所述空心轴电机(340)被配置接收由所述辊轮进料组件(330)输送的所述管料，并驱使所述管料轴向旋转和沿Y轴方向移动。

10.根据权利要求9所述的一种自动进料激光切割机，其特征在于，还包括激光器；所述激光器安装在所述机架(100)上并位于所述空心轴电机(340)的侧边；所述激光器被配置为在X轴，y轴和Z轴上可调节移动。