一種金屬管材雷射切割自動上下料機構的製作方法

2023-06-29 20:34:01

一種金屬管材雷射切割自動上下料機構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及雷射加工【技術領域】，公開了一種金屬管材雷射切割自動上下料機構。包括機構基體，安裝於所述機構基體一側用於對金屬管材進行自動送料的自動送料機構，安裝於所述機構基體上用於對自動送料機構輸送的金屬管材進行夾緊的自動夾緊機構，驅動所述自動夾緊機構夾緊的金屬管材進行旋轉的旋轉機構，以及安裝於所述機構基體另一側用於對金屬管材進行自動下料的自動下料機構。本實用新型能夠實現自動上下料，具有提高產能、降低生產成本和提高生產效率的優點。
【專利說明】一種金屬管材雷射切割自動上下料機構

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及雷射加工【技術領域】，更具體的說，特別涉及一種金屬管材雷射切 割自動上下料機構。

【背景技術】
[0002] 雷射切割加工中，經常會在金屬管材圓柱面上切割圖案、字符；且由於管材必須進 行徑向旋轉運動和軸向方向的直線運動的結合才能生成切割圖案軌跡，才能實現圓柱面上 圖案的雷射切割；通常，現有技術中的一次裝夾只能實現單個零件的雷射切割加工，在批量 生產時，需要人工實時的上下料，人工手動開啟及關閉雷射切割機的程序；即一臺雷射切 割機需要安排一個人實時的操作，這樣做的缺點是：造成人力成本的增加；並且由於需要 手動上下料及每加工一件管材都要手動開啟關閉雷射切割程序，增加了單件管材成本的工 時，降低了單機產能，增加了生產成本。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的在於針對現有技術中存在的技術問題，提供一種提高產能、降 低生產成本的金屬管材雷射切割自動上下料機構。
[0004] 為了解決以上提出的問題，本實用新型採用的技術方案為：
[0005] -種金屬管材雷射切割自動上下料機構，包括機構基體，安裝於所述機構基體一 側用於對金屬管材進行自動送料的自動送料機構，安裝於所述機構基體上用於對自動送料 機構輸送的金屬管材進行夾緊的自動夾緊機構，驅動所述自動夾緊機構夾緊的金屬管材進 行旋轉的旋轉機構，以及安裝於所述機構基體另一側用於對金屬管材進行自動下料的自動 下料機構。
[0006] 根據本實用新型的一優選實施例：所述自動送料機構包括傾斜的設置在機構基 體一側的料庫底板，設置在料庫底板上用於對金屬管材進行導向的導向機構，設置在機構 基體並位於料庫底板下端的管材送料託頭，以及驅動所述管材送料託頭上下移動的驅動機 構。
[0007] 根據本實用新型的一優選實施例：所述導向機構包括設置在料庫底板上相對的第 一料庫導向板和第二料庫導向板，所述第一料庫導向板和第二料庫導向板之間形成用於放 置金屬管材的導向槽，並且在料庫底板與第一料庫導向板之間還設有用於調節第一料庫導 向板與第二料庫導向板之間距離的調節機構。
[0008] 根據本實用新型的一優選實施例：所述驅動機構包括設置在機構基體一端的送料 氣缸，所述送料氣缸的動力輸出端與送料託頭連接，並且所述送料託頭的下端還安裝有託 頭緩衝器，所述送料氣缸的上下兩側還分別安裝有第一送料氣缸緩衝器和第二送料氣缸緩 衝器。
[0009] 根據本實用新型的一優選實施例：所述自動夾緊機構包括相對設置的第一管材夾 緊導柱和第二管材夾緊導柱，所述第一管材夾緊導柱和第二管材夾緊導柱的軸線與自動送 料機構所輸送的金屬管材的軸線相平行，所述第一管材夾緊導柱安裝在旋轉機構的動力輸 出端，所述第二管材夾緊導柱通過一水平滑移機構安裝於機構基體上，並且所述水平滑移 機構用於調節第二管材夾緊導柱與第一管材夾緊導柱之間的位移。
[0010] 根據本實用新型的一優選實施例：所述第二管材夾緊導柱與第一管材夾緊導柱相 對的一側還安裝有插芯。
[0011] 根據本實用新型的一優選實施例：所述水平滑移機構包括用於安裝第二管材夾緊 導柱的第二支座，用於對第二管材夾緊導柱進行導向的第一支座，用於安裝第二支座的夾 緊氣缸，所述夾緊氣缸通過滑槽安裝於機構基體上的導軌內。
[0012] 根據本實用新型的一優選實施例：所述第一支座的內側還安裝有光電開關和光電 開關感應片，所述光電開關感應片位於光電開關的正上方，所述光電開關感應片與第二管 材夾緊導柱相對應。
[0013] 根據本實用新型的一優選實施例：所述旋轉機構包括卡盤、伺服電機、電機安裝座 和旋轉機構安裝底架，所述卡盤設置在電機安裝座上，所述電機安裝座通過旋轉機構安裝 底架安裝在機構基體上，所述第一管材夾緊導柱安裝在卡盤內，並與安裝在電機安裝座外 側的伺服電機的動力輸出端連接。
[0014] 根據本實用新型的一優選實施例：所述自動下料機構包括託板和導軌滑移機構， 所述託板通過導軌滑移機構傾斜的安裝在機構基體另一側，所述導軌滑移機構包括直線導 軌、下料氣缸和託板支架，所述託板通過託板支架安裝直線導軌上，所述下料氣缸安裝在機 構基體與託板支架之間，並且下料氣缸的動力輸出端與託板支架連接，所述下料氣缸用於 驅動託板的頭部與自動夾緊機構之間的位移。
[0015] 與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於：
[0016] 採用本實用新型的自動上下料機構可以對金屬管材進行雷射切割，啟動雷射切 害I]，雷射切割機就會通過自動送料機構進行自動上料，然後採用自動夾緊機構進行夾緊，在 旋轉機構的帶動下自動進行雷射切割，待產品加工完成，通過自動下料機構進行自動下料， 不斷重複上面動作，直到批量裝入料庫物料的管材加工完成；這樣的結構設置，解決了單臺 雷射切割機需要專人實時的進行操作，手動上料，手動啟動雷射切割和手動下料，以及一次 只加工一件金屬管材的問題，極大的解放了勞動力，使一個操作工可以操作多臺機械，降低 人力成本；實現了自動上下料，自動化批量生產，減少了單件管材成本的加工工時，增加了 單機產能，降低了生產成本，提高工作效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構的立體圖。
[0018] 圖2為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動送料機構的結 構圖之一；
[0019] 圖3為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動送料機構的結 構圖之二；
[0020] 圖4為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動送料機構的結 構圖之三；
[0021] 圖5為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動夾緊機構的結 構圖之一。
[0022] 圖6為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動夾緊機構的結 構圖之二。
[0023]圖7為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的旋轉機構的結構圖。
[0024]圖8為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的自動下料機構的結 構圖。
[0025]圖9為本實用新型的金屬管材雷射切割自動上下料機構中的機構基體的結構圖。
[0026] 附圖標記說明：101、自動送料機構，201、料庫底板，202、第一料庫導向板，203、第 二料庫導向板，204、第一管材夾緊導柱，205、管材送料託頭，206、託頭緩衝器，207、送料氣 缸，208、第一送料氣缸緩衝器，209、第二送料氣缸緩衝器，210、調節槽，211、調節杆；102、 自動夾緊機構，501、插芯，502、第二管材夾緊導柱，503、第一支座，504、第二支座，505、夾緊 氣缸，506、導軌，507、光電開關，508、光電開關感應片；103、旋轉機構，701、卡盤，702、伺服 電機，703、電機安裝座，704、旋轉機構安裝底架，104、自動下料機構，801、託板，802、直線導 軌，803、下料氣缸，804、託板支架；105、機構基體，106、金屬管材。

【具體實施方式】
[0027] 為了便於理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描 述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來 實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的 公開內容的理解更加透徹全面。
[0028] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的技術領 域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為 了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本實用新型。
[0029] 參閱圖1和圖9所示，本實用新型提供一種金屬管材雷射切割自動上下料機構，包 括機構基體105,安裝於所述機構基體105-側用於對金屬管材106進行自動送料的自動送 料機構101，安裝於所述機構基體105上用於對自動送料機構101輸送的金屬管材106進行 夾緊的自動夾緊機構102,驅動所述自動夾緊機構102夾緊的金屬管材106進行旋轉的旋轉 機構103,以及安裝於所述機構基體105另一側用於對金屬管材106進行自動下料的自動下 料機構104。
[0030]本實用新型使金屬管材106在雷射切割時，只需要往料庫中批量裝入金屬管材 106,啟動雷射切割機，雷射切割機就會通過自動送料機構101自動上料，並採用自動夾緊 機構102自動夾緊，在旋轉機構103的帶動下，自動進行雷射切割，待產品加工完成，通過 自動下料機構104實現自動下料，通過不斷的重複上面動作，直到批量裝入料庫物料的管 材加工完成；在工作時，可以控制料庫物料數量來控制每次裝入料庫物料的雷射切割時間； 例如：裝入料庫物料需要加工2小時，啟動雷射切割機，2小時以後再往料庫添加物料即可。 這樣，解決了單臺雷射切割機需要專人實時的?呆作，手動上料，手動啟動雷射切割機和手動 下料，以及一次只加工一件金屬管材的問題，極大的解放勞動力，並且一個操作工可以操作 多臺機械，降低人力成本；實現了自動上下料和自動化批量生產，減少了單件管材成本的加 工工時，增加了單機產能，降低了生產成本，提高了工作效率。
[0031] 參閱圖2?圖4所示，本實用新型中的自動送料機構101包括傾斜的設置在機構 基體105 -側的料庫底板201，設置在料庫底板201上用於對金屬管材106進行導向的導向 機構，設置在機構基體105並位於料庫底板201下端的管材送料託頭205,以及驅動所述管 材送料託頭205上下移動的驅動機構。
[0032] 所述導向機構包括設置在料庫底板201上相對的第一料庫導向板202和第二料庫 導向板203,所述第一料庫導向板202和第二料庫導向板203之間形成用於放置金屬管材 106的導向槽，並且在料庫底板201與第一料庫導向板202之間還設有用於調節第一料庫導 向板202與第二料庫導向板203之間距離的調節機構。
[0033] 作為優選，送料託頭205是根據金屬管材106的直徑，仿形設計，對於不同直徑的 金屬管材106,需要更換不同的大小的送料託頭205。
[0034] 作為優選，調節機構包括調節槽210和調節杆211，調節槽210設置在料庫底板 201上，第一料庫導向板202通過調節杆211安裝在調節槽210內，通過調節調節杆211在 調節槽210內的位置，即可調節第一料庫導向板202與第二料庫導向板203之間的距離，也 就是導向槽的寬度，以適用於不同大小的金屬管材106。
[0035] 所述驅動機構包括設置在機構基體105 -端的送料氣缸207,所述送料氣缸207的 動力輸出端與送料託頭205連接，並且所述送料託頭205的下端還安裝有託頭緩衝器206， 用於減少送料託頭205在上下移動過程中產生的震動、噪聲，所述送料氣缸207的上下兩側 還分別安裝有第一送料氣缸緩衝器208和第二送料氣缸緩衝器209,均用於送料氣缸207在 移動中產生的震動、噪聲。
[0036] 作為優選，本實施例中的送料氣缸207選用帶電磁感應開關的氣缸，當氣缸到極 限位置時，能反饋開關信號，告訴外部的PC機，管材已經送到裝配位，可以執行下一步操 作。
[0037] 本實用新型中自動送料機構101的工作過程為：外部往料庫中的金屬管材106進 入料庫底板201上的導向槽內，在重力的作用下，管材有順序的進料，當最下端的金屬管材 106運動到送料託頭205的位置時，在重力作用下一件金屬管材106'滑到送料託頭205內， 同時在送料氣缸207的作用下，送料託頭205向上運動，把待加工管材送到自動夾緊裝置的 位置，同時，送料託頭205的側壁A阻擋住上面的金屬管材下滑，當待加工金屬管材夾緊時， 送料託頭205向下移動到最下位置，裝上待加工的下一金屬管材106''。
[0038] 參閱圖5?圖6所示，所述自動夾緊機構102包括相對設置的第一管材夾緊導柱 204和第二管材夾緊導柱502,所述第一管材夾緊導柱204和第二管材夾緊導柱502的軸線 與自動送料機構101所輸送的處於夾緊狀態金屬管材106的軸線在同一直線上，所述第一 管材夾緊導柱204安裝在旋轉機構103的動力輸出端，所述第二管材夾緊導柱502通過一 水平滑移機構安裝於機構基體105上，並且所述水平滑移機構用於調節第二管材夾緊導柱 502與第一管材夾緊導柱204之間的位移，即在水平滑移機構的作用下，第一管材夾緊導柱 204和第二管材夾緊導柱502可將金屬管材106進行夾緊。
[0039] 所述第二管材夾緊導柱502與第一管材夾緊導柱204相對的一側還安裝有插芯 501，該插芯501的作用是：在雷射切割管材時，雷射熔化金屬產生的熔渣附著在插芯501 上，用以保護管材的內壁不被熔渣附著，保證切割的質量。
[0040] 所述水平滑移機構包括用於安裝第二管材夾緊導柱502的第二支座504,用於對 第二管材夾緊導柱502進行導向的第一支座503,用於安裝第二支座504的夾緊氣缸505， 所述夾緊氣缸505通過滑槽安裝於機構基體105上的導軌506內。
[0041] 所述第一支座503的內側還安裝有光電開關507和光電開關感應片508,所述光電 開關感應片508位於光電開關507的正上方，所述光電開關感應片508與第二管材夾緊導 柱502相對應，當管材雷射加工完成後，管材繼續轉動，經過光電開關感應片508時，光電開 關507工作，提供開關信號，使管材停止轉動。
[0042] 本實用新型的自動夾緊機構102的工作過程為：金屬管材106通過送料託頭205 運送到夾緊位置時，夾緊氣缸505帶動第二管材夾緊導柱502移動，以與第一管材夾緊導柱 204作用夾緊金屬管材106,然後在旋轉機構103的作用下實現旋轉加工，並且在加工過程 中，能保證插芯501、第二管材夾緊導柱502隨管材旋轉並且不影響管材的雷射切割。
[0043] 參閱圖7所示，所述旋轉機構103包括卡盤701、伺服電機702、電機安裝座703和 旋轉機構安裝底架704,所述卡盤701設置在電機安裝座703上，所述電機安裝座703通過 旋轉機構安裝底架704安裝在機構基體105上，所述第一管材夾緊導柱204安裝在卡盤701 內，並與安裝在電機安裝座703外側的伺服電機702的動力輸出端連接。
[0044] 本實用新型中的旋轉機構103的工作過程為：在外部的PC機控制下，伺服電機 702帶動卡盤701及夾緊在701卡盤上的第一管材夾緊導柱204轉動，實現管材的雷射切 害!]，作為優選，伺服電機702也可以選用其他類型的電機。
[0045] 參閱圖8所示，所述自動下料機構104包括託板801和導軌滑移機構，所述託板 801通過導軌滑移機構傾斜的安裝在機構基體105另一側，所述導軌滑移機構包括直線導 軌802、下料氣缸803和託板支架804,所述託板801通過託板支架804安裝直線導軌802 上，所述下料氣缸803安裝在機構基體105與託板支架804之間，並且下料氣缸803的動力 輸出端與託板支架804連接，所述下料氣缸803用於驅動託板801的頭部與自動夾緊機構 102之間的位移。
[0046] 本實施例中的託板801包括一體式的接收部8011，水平部8012和下滑部8013,接 收部8011是傾斜設置的，用於接收自動夾緊機構102鬆開掉落下的金屬管材106並將其下 滑到水平部8012,水平部8012是安裝在託板支架804上的，金屬管材106通過水平部8012 再移動到下滑部8013實現自動下料的過程。
[0047] 本實用新型中的自動下料機構104的工作過程為：自動下料機構104的託板801 停在直線導軌802的一端，當管材切割完成時，自動送料機構101處於最下端，自動下料機 構104工作，在下料氣缸803的推動下，託板801移動到802直線導軌的另一端，接住自動 夾緊機構102鬆開掉落下的金屬管材106,金屬管材106在託板801內滾動到指定收料庫的 同時，自動送料機構101也開始工作，完成上料，這樣重複上面的自動上料、自動夾緊旋轉 等流程，實現管材的自動化雷射切割。
[〇〇48] 上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式並不受上述 實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替 代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：包括機構基體（105)，安裝於 所述機構基體（105) -側用於對金屬管材（106)進行自動送料的自動送料機構（101)，安裝 於所述機構基體（105)上用於對自動送料機構（101)輸送的金屬管材（106)進行夾緊的自 動夾緊機構（102)，驅動所述自動夾緊機構（102)夾緊的金屬管材（106)進行旋轉的旋轉機 構（103)，以及安裝於所述機構基體（105)另一側用於對金屬管材（106)進行自動下料的自 動下料機構（104)。
2. 根據權利要求1所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述自動 送料機構（101)包括傾斜的設置在機構基體（105) -側的料庫底板（201)，設置在料庫底 板（201)上用於對金屬管材（106)進行導向的導向機構，設置在機構基體（105)並位於料 庫底板（201)下端的管材送料託頭（205)，以及驅動所述管材送料託頭（205)上下移動的驅 動機構。
3. 根據權利要求2所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述導向 機構包括設置在料庫底板（201)上相對的第一料庫導向板（202)和第二料庫導向板（203)， 所述第一料庫導向板（202)和第二料庫導向板（203)之間形成用於放置金屬管材（106)的 導向槽，並且在料庫底板（201)與第一料庫導向板（202)之間還設有用於調節第一料庫導 向板（202)與第二料庫導向板（203)之間距離的調節機構。
4. 根據權利要求2所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述驅動 機構包括設置在機構基體（105) -端的送料氣缸（207)，所述送料氣缸（207)的動力輸出端 與送料託頭（205)連接，並且所述送料託頭（205)的下端還安裝有託頭緩衝器（106)，所述 送料氣缸（207)的上下兩側還分別安裝有第一送料氣缸緩衝器（208)和第二送料氣缸緩衝 器（209)。
5. 根據權利要求1所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述自動 夾緊機構（102)包括相對設置的第一管材夾緊導柱（204)和第二管材夾緊導柱（502)，所述 第一管材夾緊導柱（204)和第二管材夾緊導柱（502)的軸線與自動送料機構（101)所輸送 的金屬管材（106)的軸線相平行，所述第一管材夾緊導柱（204)安裝在旋轉機構（103)的 動力輸出端，所述第二管材夾緊導柱（502)通過一水平滑移機構安裝於機構基體（105)上， 並且所述水平滑移機構用於調節第二管材夾緊導柱（502)與第一管材夾緊導柱（204)之間 的位移。
6. 根據權利要求5所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述第二 管材夾緊導柱（502)與第一管材夾緊導柱（204)相對的一側還安裝有插芯（501)。
7. 根據權利要求5所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述水平 滑移機構包括用於安裝第二管材夾緊導柱（502)的第二支座（504)，用於對第二管材夾緊 導柱（502)進行導向的第一支座（503)，用於安裝第二支座（504)的夾緊氣缸（505)，所述 夾緊氣缸（505)通過滑槽安裝於機構基體（105)上的導軌（506)內。
8. 根據權利要求7所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述第一 支座（503)的內側還安裝有光電開關（507)和光電開關感應片（508)，所述光電開關感應 片（508)位於光電開關（507)的正上方，所述光電開關感應片（508)與第二管材夾緊導柱 (502)相對應。
9. 根據權利要求5所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述旋 轉機構（103)包括卡盤（701)、伺服電機（702)、電機安裝座（703)和旋轉機構安裝底架 (704)，所述卡盤（701)設置在電機安裝座（703)上，所述電機安裝座（703)通過旋轉機構 安裝底架（704)安裝在機構基體（105)上，所述第一管材夾緊導柱（204)安裝在卡盤（701) 內，並與安裝在電機安裝座（703)外側的伺服電機（702)的動力輸出端連接。
10.根據權利要求1所述的金屬管材雷射切割自動上下料機構，其特徵在於：所述自動 下料機構（104)包括託板（801)和導軌滑移機構，所述託板（801)通過導軌滑移機構傾斜 的安裝在機構基體（105)另一側，所述導軌滑移機構包括直線導軌（802)、下料氣缸（803) 和託板支架（804)，所述託板（801)通過託板支架（804)安裝直線導軌（802)上，所述下料 氣缸（803)安裝在機構基體（105)與託板支架（804)之間，並且下料氣缸（803)的動力輸 出端與託板支架（804)連接，所述下料氣缸（803)用於驅動託板（801)的頭部與自動夾緊 機構（102)之間的位移。
【文檔編號】B23K26/70GK203863219SQ201420199473
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】龔成萬, 楊錦彬, 郭啟軍, 寧豔華, 高雲峰 申請人:深圳市大族雷射科技股份有限公司