一种能够自动上下料的激光切割装置的制作方法

文档序号:18684733发布日期:2019-09-13 23:41阅读:247来源:国知局
一种能够自动上下料的激光切割装置的制作方法

本实用新型涉及自动上下料设备,具体地说是一种能够自动上下料的激光切割装置。



背景技术:

激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术,它占整个激光加工也的70%以上。激光切割与其他切割方法相比,激光切割以其切割精度高、稳定性好、动态性能稳定、可持续长时间工作、切割断面质量好,迅速地抢占了切割激光行业的市场。尤其是大功率光纤激光器的应用,为用于金属切割带来了新途径。在同类加工设备中,它体积小、重量轻、功耗低、使用灵活。

通过激光切割机切割板材时,需要人工辅助完成上下料,操作人员劳动强度较大,生产效率低,存在安全隐患。



技术实现要素:

本实用新型的技术任务是提供一种能够自动上下料的激光切割装置,来解决防盗门生产过程中,通过激光切割机切割防盗门板材时,需要人工辅助完成上下料,操作人员劳动强度较大,生产效率低,存在安全隐患的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的,一种能够自动上下料的激光切割装置,包括机架,机架一侧设置有激光切割机,激光切割机的两端分别设置有上料料架和下料料架,上料料架和下料料架的上方分别设置有直角机械手;

直角机械手包括吸盘机构、升降机构和平移机构,吸盘机构位于上料料架和下料料架的上方,升降机构通过吸盘架固定连接吸盘机构,平移机构通过升降电机安装板固定连接升降机构;

机架上方设置有横梁,平移机构设置在横梁上。

作为优选,所述平移机构包括平移驱动机构,平移驱动机构设置在升降电机安装板的上侧面,平移驱动机构的输出端转动连接有平移传动机构;

横梁的上侧面设置有直线导轨一,横梁靠近升降机构的一侧设置有直线导轨二,直线导轨一和直线导轨二分别通过滑块一和滑块二与Z字形升降电机安装板滑动连接;横梁的两端分别设置有一皮带固定架,两皮带固定架之间设置有环形同步带;

平移传动机构包括同步带轮,同步带轮的下方设置有调紧轮一和调紧轮二;环形同步带的上侧皮带依次绕过调紧轮一、同步带轮和调紧轮二,环形同步带的下侧皮带位于升降电机安装板的下方。更优地,所述平移驱动机构包括平移电机安装板、平移伺服电机和平移减速机,平移伺服电机的输出端转动连接平移减速机的输入端,平移减速机的输出端转动连接有同步带轴,同步带轮安装在同步带轴上;

平移电机安装板固定在升降电机安装板的上侧面,平移伺服电机和平移减速机固定安装在平移电机安装板上。

更优地,所述升降电机安装板上设置有调紧轮座,调紧轮座的横截面呈U 形,U形调紧轮座两侧面之间平行设置有调紧轮轴一和调紧轮轴二,调紧轮轴一和调紧轮轴二通过轴承与调紧轮座转动连接,调紧轮一和调紧轮二分别通过轴承与调紧轮轴一和调紧轮轴二转动连接;

皮带固定架包括设置在横梁上皮带固定座,皮带固定座的一端设置有皮带张紧块,皮带张紧块用于环形同步带的张紧;皮带固定座上侧面设置有张紧底板,张紧底板与皮带固定座滑动连接且张紧底板远离皮带张紧块的一端设置有皮带啮合齿,张紧底板的皮带啮合齿与环形同步带的齿相啮合,张紧底板的上方设置有压紧板,压紧板位于环形同步带的上方。

作为优选,所述升降机构包括设置在升降电机安装板上的升降驱动装置,升降驱动装置的输出端设置有主动链轮,主动链轮通过链条一连接有双排链轮,双排链轮通过链条二连接有从动链轮,链条二远离平移机构的一侧设置有连接架,连接架中部靠下的位置通过连接板固定连接链条二,连接架下端固定连接吸盘架;

从动链轮转动连接有从动链轮轴,从动链轮轴的两端分别设置有一支撑板,两支撑板平行设置且两支撑板分别通过轴承安装在从动链轮轴的两端处。

更优地,所述连接架的两侧分别设置有一导轨安装板,导轨安装板上设置有直线导轨三,直线导轨三通过滑块三与支撑板滑动连接;

从动链轮轴下方设置有双排链轮安装轴,双排链轮安装轴与从动链轮轴平行设置且双排链轮安装轴的两端分别设置有一支撑座,支撑座与双排链轮安装轴转动连接且支撑座固定安装在升降电机安装板上;双排链轮安装轴与双排链轮转动连接。

更优地,所述升降驱动装置包括升降伺服电机和升降减速机,升降伺服电机的输出端转动连接升降减速机的输入端,升降减速机的输出端转动连接主动链轮;升降伺服电机和升降减速机固定安装在升降电机安装板上。

作为优选,所述吸盘机构包括两平行设置的吸盘安装架,吸盘安装架下侧面设置有若干真空吸盘,吸盘安装架上侧面设置有吸盘安装架间距调节机构,吸盘安装架间距调节机构通过吸盘架固定连接升降机构的连接架。

更优地,所述吸盘安装架间距调节机构包括调节支架和调节丝杆,调节支架下侧面与吸盘安装架固定连接,调节丝杆设置在调节支架中间位置且调节丝杆与吸盘安装架垂直设置;

调节丝杆的一端通过带座轴承与调节支架转动连接,调节丝杆的另一端设置有调节手轮,调节丝杆的中部位置间隔设置有两调节丝母,调节丝母上端与调节丝杆转动连接,调节丝母下端固定连接调节支架。

作为优选,所述上料料架和下料料架的外侧分别设置有一防护栏。

本实用新型的能够自动上下料的激光切割装置具有以下优点:

(一)、本实用新型在防盗门生产过程中,通过激光切割机切割防盗门板材时,实现自动上下料,可有效降低操作人员劳动强度,提高生产效率,避免安全隐患,同时提高生产效率;

(二)、本实用新型的上下料分别采用一套平移机构、升降机构和吸盘机构,充分考虑了连贯高效的自动化生产需要,使用两组直角坐标机械手配合两套真空吸盘组,组合成上料与下料独立自动化单元,两组单元同步工作,可在极短的时间内完成激光切割机上料区和下料区的上下料流程,大大提高了工作效率;

(三)、每套吸盘机构的吸盘安装架分左右两个架体,共配置12个日本妙德PFG-95-N重载真空吸盘,左右单元可通过调节手轮调节宽度,方便适合不同宽度的板材;PFG系列重载真空吸盘吸力大、寿命长、耐磨耐油性能优越,减少更换维修成本;

(四)、本实用新型的控制系统可以通过数据端口与激光切割机联机,实现无缝联动,高效的完成激光切割机的不间断上料和下料流程,用户还可操控触摸屏实现不同的自动工作模式,实现单次上料模式和单次下料模式,适合不同的工作状态;本实用新型的全部设定、监控、调试可在屏幕上用手触方式操作, 快捷简便;同时能够实现智能自动启停系统,节能环保,且具有智能断电保护功能,设备运行中如遇断电,吸盘组能维持十分钟以上时间继续吸持板材,待操作工收到取下板材,防止板材掉落砸伤设备;

(五)、本实用新型升降机构和平移机构运动采用高速大扭矩伺服电机驱动,配合原装进口直线导轨,运行速度快,定位精度高;

(六)、本实用新型是根据激光切割机上料工作环境进行开发、设计、制造的,生产的机电一体化自动化生产设备,特别适合于大批量的柔性生产,它可对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、使用方便、一物多用等特点,因而,具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为能够自动上下料的激光切割装置的结构示意图;

附图2为平移机构的结构示意图;

附图3为升降机构的结构示意图;

附图4为吸盘机构的结构示意图。

图中:1、机架,2、横梁,3、激光切割机,4、上料料架,5、下料料架, 6、吸盘机构,7、升降机构,8、平移机构,9、吸盘架,10、升降电机安装板, 12、直线导轨一,13、直线导轨二,14、滑块一,15、滑块二,16、皮带固定架,17、环形同步带,18、同步带轮,19、调紧轮一,20、调紧轮二,21、平移电机安装板,22、平移伺服电机,23、平移减速机,24、同步带轴,25、调紧轮座,26、调紧轮轴一,27、调紧轮轴二,28、皮带固定座,29、皮带张紧块,30、张紧底板,31、压紧板,32、皮带啮合齿,33、主动链轮,34、链条一,35、双排链轮,36、链条二,37、从动链轮,38、连接架,39、连接板, 40、防护栏,41、从动链轮轴,42、支撑板,43、导轨安装板,44、直线导轨三,45、滑块三,46、双排链轮安装轴,47、支撑座,48、升降伺服电机,49、升降减速机,50、吸盘安装架,51、真空吸盘,52、调节支架,53、调节丝杆, 54、带座轴承,55、调节手轮,56、调节丝母。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种能够自动上下料的激光切割装置作以下详细地说明。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例:

如附图1所示,本实用新型的能够自动上下料的激光切割装置,其结构包括机架1,机架1一侧安装有激光切割机3,激光切割机3切割的板材废料需增加微连接,方便下料。激光切割机3的两端分别安装有上料料架4和下料料架 5,上料料架4和下料料架5的上方分别安装有直角机械手。上料料架4和下料料架5的外侧分别安装有一防护栏40。上料料架4上方的直角机械手外形尺寸为长16.16M*宽3.6M*高4M,横梁高度2.43M,上料料架4的料架平台幅面 1.4M*2.8M,高度0.76M;上料料架4使用钢管焊接而成,额定承载3000kg,允许板材码放高度250mm,在上料料架侧边配置可以调节位置的定位柱,方便使用时对加工板材预定位。直角机械手包括吸盘机构6、升降机构7和平移机构8,吸盘机构6位于上料料架4和下料料架5的上方,升降机构7通过吸盘架9固定连接吸盘机构6,平移机构8通过升降电机安装板10固定连接升降机构7;机架1上方安装有横梁2,平移机构8安装在横梁2上。本实用新型采用龙门式上料结构,外形尺寸为长16.16M*宽3.6M*高4M,横梁2高度2.43M,横梁2 长度13.55M。因横梁2跨度较大,为避免横梁2在长时间工作中因重力变形弯曲,横梁2特采用刚性和韧性极好的16Mn合金钢的方管;整套焊接后震动去应力处理,经大型数控龙门铣床加工,刚性好,精度高,横梁2与机架1的支腿通过调节螺栓连接,便于调整横梁2的水平度,确保结构稳固、实用美观、维护方便。

如附图2所示,平移机构包括平移驱动机构,平移驱动机构安装在升降电机安装板10的上侧面,平移驱动机构的输出端转动连接有平移传动机构;横梁 2的上侧面安装有直线导轨一12,横梁2靠近升降机构的一侧安装有直线导轨二13,直线导轨一12和直线导轨二13分别通过滑块一14和滑块二15与Z字形升降电机安装板10滑动连接;横梁2的两端分别安装有一皮带固定架16,两皮带固定架16之间安装有环形同步带17;平移传动机构包括同步带轮18,同步带轮18的下方安装有调紧轮一19和调紧轮二20;环形同步带17的上侧皮带依次绕过调紧轮一19、同步带轮18和调紧轮二20,环形同步带17的下侧皮带位于升降电机安装板10的下方。平移驱动机构包括平移电机安装板21、平移伺服电机22和平移减速机23,平移伺服电机22的输出端转动连接平移减速机23的输入端,平移减速机23的输出端转动连接有同步带轴24,同步带轮18安装在同步带轴24上;平移电机安装板21固定在升降电机安装板10的上侧面,平移伺服电机22和平移减速机23固定安装在平移电机安装板21上。平移机构由平移伺服电机22经精密平移减速机23驱动,横移长度13.55M,横移速度10-50m/min无级可调。升降电机安装板10上安装有调紧轮座25,调紧轮座25的横截面呈U形,U形调紧轮座25两侧面之间平行安装有调紧轮轴一26 和调紧轮轴二27,调紧轮轴一26和调紧轮轴二27通过轴承与调紧轮座25转动连接,调紧轮一19和调紧轮二20分别通过轴承与调紧轮轴一26和调紧轮轴二27转动连接;皮带固定架16包括安装在横梁2上皮带固定座28,皮带固定座28的一端安装有皮带张紧块29,皮带张紧块29用于环形同步带17的张紧;皮带固定座28上侧面安装有张紧底板30,张紧底板30与皮带固定座28滑动连接且张紧底板30远离皮带张紧块29的一端设有皮带啮合齿32,张紧底板30 的皮带啮合齿32与环形同步带17的齿相啮合,张紧底板30的上方安装有压紧板31,压紧板31位于环形同步带17的上方。皮带固定座28固定在横梁2上,皮带固定座28上有与张紧底板30宽度相同的滑道,皮带张紧块29固定在皮带固定座28上,皮带张紧块29上有螺栓安装孔,通过拧动螺栓带动张紧底板30 在皮带固定座28的滑道上运动,来实现皮带的张紧。张紧底板30的皮带啮合齿32与环形同步带17上的齿扣合,压紧板31用螺栓固定在张紧底板30上,保证环形同步带17紧紧的固定在张紧底板30上。其中,横梁2上安装的直线导轨一12和直线导轨二13采用原装进口HIWIN高速静音精密直线导轨,使吸盘机构及升降机构延横梁高速移动。平移驱动机构采用台湾大扭矩伺服电机经 FS90精密伺服减速机带动进口钢制PU环形同步带驱动平移机构运动,具有定位精度高、免维护、运动噪音低等优点,可有效避免注油润滑对设备造成的污染,上料重复定位精度±0.5毫米,运行速度可通过触摸屏实现10-50米/分钟无级调速。

如附图3所示,升降机构包括安装在升降电机安装板10上的升降驱动装置,升降驱动装置的输出端安装有主动链轮33,主动链轮33通过链条一34连接有双排链轮35,双排链轮35通过链条二36连接有从动链轮37,链条二36远离平移机构的一侧安装有连接架38,连接架38中部靠下的位置通过连接板39固定连接链条二36,连接架38下端固定连接吸盘架9;从动链轮37转动连接有从动链轮轴41,从动链轮轴41的两端分别安装有一支撑板42,两支撑板42 平行设置且两支撑板42分别通过轴承安装在从动链轮轴41的两端处。连接架 38的两侧分别安装有一导轨安装板43,导轨安装板43上安装有直线导轨三44,直线导轨三44通过滑块三45与支撑板42滑动连接;从动链轮轴41下方安装有双排链轮安装轴46,双排链轮安装轴46与从动链轮轴41平行设置且双排链轮安装轴46的两端分别安装有一支撑座47,支撑座47与双排链轮安装轴46 转动连接且支撑座47固定安装在升降电机安装板10上;双排链轮安装轴46 与双排链轮35转动连接。升降驱动装置包括升降伺服电机48和升降减速机49,升降伺服电机48的输出端转动连接升降减速机49的输入端,升降减速机49 的输出端转动连接主动链轮33;升降伺服电机48和升降减速机49固定安装在升降电机安装板10上。升降机构由升降伺服电机48经精密升降减速机49驱动,升降总行程1300mm,升降速度10-40m/min无级可调。升降机构同样采用大扭矩伺服电机经精密伺服减速机带动同步轴驱动16B重型起重链条带动滑台升降,额定承载300KG,运行稳定。

如附图4所示,吸盘机构包括两平行设置的吸盘安装架50,吸盘安装架50 下侧面安装有若干真空吸盘51,吸盘安装架50上侧面安装有吸盘安装架间距调节机构,吸盘安装架间距调节机构通过吸盘架9固定连接升降机构的连接架 38。吸盘安装架间距调节机构包括调节支架52和调节丝杆53,调节支架52下侧面与吸盘安装架50固定连接,调节丝杆53安装在调节支架52中间位置且调节丝杆53与吸盘安装架50垂直设置;调节丝杆53的一端通过带座轴承54与调节支架52转动连接,调节丝杆53的另一端安装有调节手轮55,调节丝杆53 的中部位置间隔安装有两调节丝母56,调节丝母56上端与调节丝杆53转动连接,调节丝母56下端固定连接调节支架52。吸盘安装架50上配置12个妙德系列PFG-95-N重载真空吸盘51,通过调节手轮55调节吸盘安装架50的宽度,调节范围为最窄550-100mm,最宽1420+100mm,适合板材最大幅面为 1500mm*3000mm,最小幅面600mm*600mm,重量小于300kg的板材高速搬运上下料。每个真空吸盘51均配置有独立的启闭阀,可以根据需要开启和关闭各个真空吸盘。PFG系列重载真空吸盘吸力大、寿命长、耐磨耐油性能优越。配置有断电保护装置,如在工作中突然断电,吸盘还可以在一定时间内吸持板材,方便员工将板材安全取下,防止板材坠落对激光切割机3造成损害。

本实用新型的控制系统采用原装进口威纶通触摸屏配合欧姆龙数控控制器的智能数字控制系统,可以通过数据端口与激光切割机联机,实现无缝联动。高效的完成激光切割机的不间断上料和下料流程。用户还可操控触摸屏实现不同的自动工作模式,实现单次上料模式和单次下料模式,适合不同的工作状态。自动节能休眠技术的应用使上下料机械手在暂停状态时自动进入休眠状态,将电能损耗降至最低。上料料架和下料料架旁增加了防护栏,防止意外的发生。控制系统拥有完善的检测、故障自诊、报警、保护功能。其他如调试、设定、手动等功能均集成与触摸屏上,非常直观。

本实用新型重复定位精度±0.5mm;本实用新型适合板材最大幅面为 1500mm*3000mm,最小幅面600mm*600mm,重量小于300kg的板材高速搬运上下料;本实用新型需配套220V25A交流电源及工作压力为0.6MPa的压缩空气气源;工作环境应满足温度0-40℃,相对湿度小于65%,无易燃易爆、强电磁干扰、无腐蚀性气体、无液体飞溅、有良好照明的室内环境。

具体工作过程:

开机后,先进入单次上板模式,上料料架4上方的直角机械手从上料料架 4上吸取板材分别放置到激光切割机3的加工A区和加工B区。

启动激光切割机3,对加工A区的板材进行切割加工;A区板材切割完成后,激光切割机3移动至加工B区,对加工B区的板材进行切割,同时激光切割机 3给上下料的直角机械手信号,上料料架4上方的直角机械手在上料料架4上吸取板材,下料料架5上方的直角机械手移动到激光切割机3加工A区,吸取加工后的板材,上下料的直角机械手同时横移,下料料架5上方的直角机械手将切割后的板材放至下料料架5,上料料架4上方的直角机械手将板材放至到激光切割机3加工A区......依次重复为激光切割机3的加工A区和加工B 区进行下料和上料。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。

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