本发明涉及激光切割技术领域，更具体地说，它涉及一种管材轨迹切割机及其中心定位机构。
背景技术：
在管材加工的过程中，需要在管壁上切割出各种形状的槽口，以方便后续的焊接与装配。由于槽口的形状结构复杂，若通过冲压设备进行生产，需要制作较为复杂的模具，生产效率较低，无法满足目前工业化高效率、批量化生产的需求，因此已逐步转为由数控激光切割机进行生产。
数控切割机通常包括：切割头、用于驱动切割头垂直升降的第一驱动机构、管材夹持旋转机构、管材支撑机构、以及管材进给机构，加工时，由管材夹持旋转机构夹持待加工管材，并由管材支撑机构对待加工管材进行支撑，管材进给机构驱动管材夹持旋转机构进行进给运动，使管材逐渐向前推进进行加工。
为了提高切割精度，需要将切割头对准管材的中心轴线，目前调整切割头的方式一般有两种：
方式一：通过可移动的激光传感器向管材发射检测光线，当检测光线由管材表面移动至管材外或者有管材外移动至管材表面时，其反馈信号会发生变化，从而确定管材两个侧面的位置，经过计算后即可得到管材中心的位置，以此调整切割头的位置；但由于管材的边缘通常会设置圆角，在圆角处检测光线的检测距离也会发生变化，从而产生检测误差，管材的中心位置定位不准，影响加工精度；
方式二：通过可移动的接触式开关接触管材的两侧边，当接触式开关移动至与管材侧边相贴合时，接触式开关闭合而产生一检测信号，根据接触式开关接触管材两个侧边分别产生的两个检测信号进行计算，即可得到管材中心的位置，以此调整切割头的位置；但由于接触式开关多为机械式的，由于其固有的机械结构，在检测时也会产生误差，使管材的中心位置定位不准，影响加工精度。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的第一个目的在于提供一种管材轨迹切割机的中心定位机构，具有提高定位精度的优点。
本发明实施例的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种管材轨迹切割机的中心定位机构，包括：
机架，所述机架上设有用于供待加工管材穿过的加工口；
承载于所述机架、用于夹紧所述待加工管材的夹持组件；
滑动式装配于所述机架的安装板，切割头承载于所述安装板并位于所述机架与所述夹持组件相对的一侧；以及，
承载于所述切割头的对中机构，所述对中机构包括两组相对于所述切割头的中心轴线对称设置的伸缩组件，两组所述伸缩组件可同步伸出或回缩以夹紧所述待加工管材、并驱使所述安装板滑移以使所述切割头的中心轴线靠近所述待加工管材的中心。
通过采用上述技术方案，在进行切割加工之前，先将待加工管材穿过加工口，利用管材夹持旋转机构将待加工管材夹紧固定后，通过夹持组件将管材进一步夹紧，然后同时驱动两组伸缩组件回缩，在伸缩组件回缩的过程中，若切割头未对准待切割管材的中心位置，则其中一侧的伸缩组件会先接触待切割管材的侧面，由于安装板与机架滑动式装配，因此伸缩组件与待切割管材之间产生的作用力会驱使安装板发生滑移，直至两组伸缩组件同时夹紧管材，由于两组伸缩组件相对于切割头中心轴线对称设置，因此此时切割头正好对准待切割管材的中心，且精度较高，将夹持组件和伸缩组件松开后即可进行加工；且由于夹持机构的夹紧作用，伸缩组件与待切割管材之间的力矩较小，因此不易造成待切割管材发生弯曲，即使松开夹持组件和伸缩组件，切割头依然可以对准待切割管材的中心，进一步提高了加工精度，同时该中心定位机构结构简单，生产制造较为容易，且成本较低。
进一步的，所述伸缩组件包括：承载于所述切割头的第一驱动气缸；以及，承载于所述第一驱动气缸的活塞杆、用于夹持待加工管材的夹杆。
通过采用上述技术方案，由第一驱动气缸驱动夹杆往复移动，即可夹紧或松开待切割管材。
进一步的，所述夹杆上还设有第一夹板，所述第一夹板朝向所述待加工管材的一侧为光滑的平面。
通过采用上述技术方案，通过第一夹板可以与待切割管材的侧壁形成面接触，提高对中精度。
进一步的，所述夹持组件包括：承载于所述机架的第二驱动气缸；以及，承载于所述第二驱动气缸的活塞杆的第二夹板。
通过采用上述技术方案，通过第二驱动气缸的伸缩即可带动第二夹板夹紧或松开待切割管材。
进一步的，所述机架上还设有支撑杆，所述安装板的与机架滑动式装配的相对的一侧与所述支撑杆滑动式装配。
通过采用上述技术方案，通过支撑杆可以对安装板提供支撑，提高安装板的结构强度。
进一步的，所述中心定位机构还包括锁定组件，所述锁定组件包括：用于将所述安装板卡紧于所述支撑杆的锁定部；以及，用于驱动锁定部锁定或者解锁定的安装板的驱动装置。
通过采用上述技术方案，在对中前，通过驱动装置驱动锁定部处于解锁定状态，对中完成后在通过驱动装置驱动锁定部将安装板锁定，从而减少在加工过程中切割头发生偏移。
进一步的，所述锁定部从如下结构中选择单独或者组合适用：锁紧销或者蜗杆结构；所述驱动装置为承载于所述安装板的第三驱动气缸。
进一步的，所述蜗杆结构包括：
多个设置于所述支撑杆并沿所述支撑杆的轴线方向均匀布设的卡齿；
转动式装配于所述安装板的连接耳片，所述第三驱动气缸的活塞杆与所述连接耳片相连；以及，
承载于所述连接耳片、用于与所述卡齿相啮合的锁紧蜗杆。
通过采用上述技术方案，第三驱动气缸伸缩时即可驱动锁紧蜗杆转动，从而使锁紧蜗杆与卡齿啮合或者与卡齿脱离，实现对安装板的锁定与解锁定。
本发明实施例的第二个目的在于提供一种管材轨迹切割机，具有提高定位精度的优点。
本发明实施例的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种管材轨迹切割机，包括：
如上述任一技术方案所述的中心定位机构；
承载于所述安装板、用于驱动所述切割头沿竖直方向往复滑移的纵向驱动机构；以及，
承载于所述机架、用于驱动所述切割头沿所述待切割管材的径向往复滑移的横向驱动机构。
通过采用上述技术方案，通过中心定位机构进行精准的对中后，再通过纵向驱动机构和横向驱动机构同步协作，驱动切割头移动，即可切割形成多种形状的槽口。
进一步的，所述安装板设有向下延伸的滑移板，所述切割头滑动式装配于所述滑移板，所述纵向驱动机构包括：承载于所述安装板的第一驱动电机；以及，承载于所述第一驱动电机的动力输出轴并与所述切割头螺纹连接的第一丝杆；
所述机架包括：下基座和滑动式装配于所述上基座的下基座，所述安装板装配于所述上基座，所述横向驱动机构包括：承载于所述下基座的第二驱动电机；以及，承载于所述第二驱动电机的动力输出轴并与所述上基座螺纹连接的第二丝杆。
通过采用上述技术方案，通过第一驱动电机驱动第一丝杆转动，即可带动切割头升降，而通过第二驱动电机驱动第二丝杆转动，即可带动上基座滑移，由于安装板装配于上基座，因此在上基座滑移的过程中可同步带动切割头滑移，实现切割头的平移。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，对中过程简单，对中精度及加工精度高，且结构简单、生产制造较为容易、成本较低；
其二，通过支撑杆对安装板提供支撑，提高安装板的结构强度；
其三，通过设置锁定组件，减少在加工过程中切割头发生偏移。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的结构示意图一；
图2为本发明实施例一的结构示意图二；
图3为本发明实施例二的结构示意图；
图4为图3的a部放大图；
图5为本发明实施例三的结构示意图；
图6为图5的b部放大图。
图中：1、机架；11、上基座；12、下基座；13、加工口；2、夹持组件；21、第二驱动气缸；22、第二夹板；3、安装板；31、滑移板；4、切割头；5、伸缩组件；51、第一驱动气缸；52、夹杆；53、第一夹板；6、支撑杆；7、锁定组件；71、锁定部；711、卡齿；712、锁紧蜗杆；713、连接耳片；72、驱动装置；8、纵向驱动机构；81、第一驱动电机；82、第一丝杆；9、横向驱动机构；91、第二驱动电机；92、第二丝杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种管材轨迹切割机，如图1和图2所示，包括中心定位机构、纵向驱动机构8和横向驱动机构9。
具体的，中心定位机构包括：机架1，机架1上设有用于供待加工管材穿过的加工口13；承载于机架1、用于夹紧待加工管材的夹持组件2；滑动式装配于机架1的安装板3，切割头4承载于安装板3并位于机架1与夹持组件2相对的一侧；以及，承载于切割头4的对中机构，对中机构包括两组相对于切割头4的中心轴线对称设置的伸缩组件5，两组伸缩组件5可同步伸出或回缩以夹紧待加工管材、并驱使安装板3滑移以使切割头4的中心轴线靠近待加工管材的中心。
机架1包括：下基座12和滑动式装配于下基座12的上基座11，加工口13设置于下基座12，管材夹持旋转机构和管材支撑机构分别设置在下基座12的两侧，加工口13、管材夹持旋转机构和管材支撑机构等结构具体设置与现有技术相同，在此不作赘述；
夹持组件2对称设置有两组，其包括：承载于机架1的第二驱动气缸21；以及，承载于第二驱动气缸21的活塞杆的第二夹板22；第二驱动气缸21通过螺栓固定在机架1上且位于加工口13的两侧，第二夹板22焊接在第二驱动气缸21的活塞杆的端部，且第二夹板22面向加工口13的一侧可设置增摩结构，从而可将待加工管材夹持的更加牢靠，第二驱动气缸21的活塞杆的伸缩即可带动第二夹板22夹紧或松开待切割管材。
安装板3与上基座11滑移连接，且在上基座11上还设有支撑杆6，支撑杆6位于安装板3的与机架1滑动式装配的相对的一侧，在安装板3上开设有与支撑杆6相适配的滑移孔，支撑杆6穿设在滑移孔内，使得安装板3与支撑杆6滑移连接，通过支撑杆6可以对安装板3提供支撑，提高安装板3的结构强度。
伸缩组件5包括：承载于切割头4的第一驱动气缸51；以及，承载于第一驱动气缸51的活塞杆、用于夹持待加工管材的夹杆52；第一驱动气缸51通过螺栓固定在切割头4的安装座上，夹杆52通过焊接或者螺栓连接的方式固定在第一驱动气缸51的活塞杆的端部，夹杆52靠近端部的位置固定有第一夹板53，第一夹板53朝向待加工管材的一侧为光滑的平面，由第一驱动气缸51驱动夹杆52往复移动，即可夹紧或松开待切割管材，同时通过第一夹板53可以与待切割管材的侧壁形成面接触，提高对中精度。
在进行切割加工之前，先将待加工管材穿过加工口13，利用管材夹持旋转机构将待加工管材夹紧固定后，通过夹持组件2将管材进一步夹紧，然后同时驱动两组伸缩组件5回缩，在伸缩组件5回缩的过程中，若切割头4未对准待切割管材的中心位置，则其中一侧的伸缩组件5会先接触待切割管材的侧面，由于安装板3与机架1滑动式装配，因此伸缩组件5与待切割管材之间产生的作用力会驱使安装板3发生滑移，直至两组伸缩组件5同时夹紧管材，由于两组伸缩组件5相对于切割头4中心轴线对称设置，因此此时切割头4正好对准待切割管材的中心，且精度较高，将夹持组件2和伸缩组件5松开后即可进行加工；且由于夹持机构的夹紧作用，伸缩组件5与待切割管材之间的力矩较小，因此不易造成待切割管材发生弯曲，即使松开夹持组件2和伸缩组件5，切割头4依然可以对准待切割管材的中心，进一步提高了加工精度，同时该中心定位机构结构简单，生产制造较为容易，且成本较低。
安装板3设有向下延伸的滑移板31，滑移板31焊接于安装板3或者与安装板3一体成型，切割头4滑动式装配于滑移板31，纵向驱动机构8用于驱动切割头4沿竖直方向往复滑移，包括：承载于安装板3的第一驱动电机81、以及承载于第一驱动电机81的动力输出轴并与切割头4螺纹连接的第一丝杆82；第一驱动电机81通过螺栓固定在安装板3上，第一丝杆82通过连接器固定于第一驱动电机81的动力输出轴，在切割头4的安装座上设有与第一丝杆82螺纹连接的连接座，从而通过第一驱动电机81驱动第一丝杆82转动，即可带动切割头4升降。
横向驱动机构9用于驱动切割头4沿待切割管材的径向往复滑移，其包括：承载于下基座12的第二驱动电机91、以及承载于第二驱动电机91的动力输出轴并与上基座11螺纹连接的第二丝杆92；第二驱动电机91通过螺栓固定在下基座12上，第二丝杆92通过连接器固定于第二驱动电机91的动力输出轴，在上基座11的与安装板3相对的一侧设有与第二丝杆92螺纹连接的连接座，从而通过第二驱动电机91驱动第二丝杆92转动，即可带动上基座11滑移，由于安装板3装配于上基座11，因此在上基座11滑移的过程中可同步带动切割头4滑移，实现切割头4的平移。
加工时，通过中心定位机构进行精准的对中后，再通过纵向驱动机构8和横向驱动机构9同步协作，驱动切割头4移动，即可切割形成多种形状的槽口。
实施例二
本实施例与实施例一的区别之处在于：如图3和图4所示，在本实施例中，中心定位机构还包括锁定组件7，锁定组件7包括：用于将安装板3卡紧于支撑杆6的锁定部71；以及，用于驱动锁定部71锁定或者解锁定的安装板3的驱动装置72。
具体的，驱动装置72为通过螺栓固定于安装板3的第三驱动气缸，锁定部71为蜗杆结构，蜗杆结构包括：多个设置于支撑杆6并沿支撑杆6的轴线方向均匀布设的卡齿711；转动式装配于安装板3的连接耳片713，第三驱动气缸的活塞杆与连接耳片713相连；以及，承载于连接耳片713、用于与卡齿711相啮合的锁紧蜗杆712。
卡齿711倾斜设置，相应的，锁紧蜗杆712也呈倾斜设置，从而当锁紧蜗杆712与卡齿711相啮合时即可使锁紧蜗杆712与卡齿711相对锁定；在安装板3上位于设置支撑杆6的一侧开设有槽口，并通过槽口将部分支撑杆6露出，安装板3的边沿处向下延伸形成有铰接座，连接耳片713通过铰接轴转动式装配于铰接座；且在连接耳片713上与设置锁紧蜗杆712相对的一侧设有连接杆，在第三驱动气缸的活塞杆的端部设有连接环，连接环呈腰圆形，连接杆穿设在连接环内，且在连接环内有一定的活动空间，从而第三驱动气缸的活塞杆伸缩时即可驱动锁紧蜗杆712转动，使锁紧蜗杆712与卡齿711啮合或者与卡齿711脱离，实现对安装板3的锁定与解锁定。
在对中前，通过驱动装置72驱动锁定部71处于解锁定状态，对中完成后在通过驱动装置72驱动锁定部71将安装板3锁定，从而减少在加工过程中切割头4发生偏移。
实施例三
本实施例与实施例二的区别之处在于：如图5和图6所示，在本实施例中，锁定部71为锁紧销，锁紧销焊接在第三驱动气缸的活塞杆的端部，且在锁紧销的端部固定有摩擦块，摩擦块朝向支撑杆6的一侧与为与支撑杆6相适配的弧形，第三驱动气缸的活塞杆伸缩时即可驱动摩擦块抵紧或者脱离支撑杆6，从而实现对安装板3的锁定与解锁定。
在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所述涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而并非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。