异形余料切割设备的制作方法

[0001]
本发明涉及零部件制造业领域，特别涉及一种异形余料切割设备。


背景技术：

[0002]
针对于异形工件的余料切割，传统的切割方式有电热丝加热切割、曲线锯切割等，使用激光切除可以最大程度保护切割边缘不受损伤，加工效果好，且效率高，无碎屑。但激光头中有光纤，在上下移动工作时，激光头中的光纤易折断，且维护成本高，维修时间长，一旦出现问题对生产会造成巨大影响。
[0003]
防止光纤折断而导致激光头损坏，针对激光切割，本发明设计一种升降式工作台切割设备，可避免激光头的损坏。


技术实现要素：

[0004]
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种升降式工作台切割设备，通过工作台的升降来完成对工件的切割，同时保证了在工作台带动工件运动时的工作台的稳定性，且工作台面大，适用于多种不同异形件的余料切除，也可广泛用于其它余料切割的作业中。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：
[0006]
包括激光切割单元和工装单元；激光切割单元位于工装单元的正上方；切割单元包括工字型设置的一条x轴导向机构和两条y轴导向机构，x轴导向机构的两端分别与两条y轴导向机构滑动连接，对异形余料实施激光切割的激光头滑动连接在x轴导向机构上；工装单元包括工作台机构、调节工作台机构与激光切割单元之间距离的升降机构、保证工作台机构升降平稳的升降支撑机构组。
[0007]
优选地，升降机构驱动工作台机构沿竖直方向上下运动；x轴导向机构的延伸方向和y轴导向机构的延伸方向与竖直方向垂直。
[0008]
优选地，升降支撑机构组包括至少两个支撑升降机构，支撑升降机构包括：沿竖直方向延伸的工装滑轨和与工装滑轨滑动连接的工装导板，工装导板与工作台机构固定连接。
[0009]
优选地，支撑升降机构还包括l型板；l型板的安装面沿竖直方向延伸，工装滑轨设置在安装面上，工装导板与安装面平行。
[0010]
优选地，异形余料切割设备还包括：主体框架结构；
[0011]
主体框架结构包括：侧面板、玻璃、支架、后对开门、led灯、钣金件、安全光栅、安全光栅板、前对开门、前单开门、底脚、上面板、底托板、护板；主体框架由若干支架通过螺栓和t型螺帽紧固；主体框架上面布置面板，中间布置底托板，下面布置护板，最底端均匀分布安装底脚；主体框架两侧下端布置侧面板，两侧上端安装玻璃，右侧上框通过螺栓和t型螺帽连接安全光栅板，安全光栅通过螺栓连接固定在安全光栅板上；主体框架前面下方框架中间布置一个前对开门，前对开门两侧各布置一个前单开门，后侧上方框架中间布置两个后对开门；两个led灯通过钣金件固定并对称布置于主体框架后框上方。
[0012]
优选地，x轴导向机构包括：横臂垫块、横臂、x轴驱动器、驱动滑块、横导向板、竖导向板、横臂滑轨、横臂挡块、激光头；横臂两端底部分别布置一个横臂垫块，横臂背面布置x轴驱动器，和驱动滑块，驱动滑块与横导向板螺栓连接，横导向板与竖导向板螺栓连接，竖导向板与激光头螺栓连接；在横臂前面安装横臂滑轨，作为竖导向板的导向机构，并在横臂滑轨两端设置横臂挡块；x轴驱动器驱动驱动滑块带动横导向板和竖导向板同时分别沿横臂和横臂滑轨左右移动，从而实现激光头在左右方向的移动。
[0013]
优选地，y轴导向机构包括：托板、支撑底板、竖直支撑底板、支撑上板、y轴驱动器、y轴伺服电机、y轴驱动器滑台；分别在对称布置的两个托板上布置支撑底板，在支撑底板上对称布置两个竖直支撑底板，在两个竖直支撑底板上布置一个支撑上板并用螺栓紧固，在支撑上板上布置y轴驱动器，在y轴驱动器的上方布置一个y轴驱动器滑台，在y轴驱动器后端连接y轴伺服电机，y轴驱动器滑台与横臂垫块螺栓连接，在y轴伺服电机的驱动下，x轴导向机构可以同y轴导向机构一起沿y轴驱动器方向前后运动。
[0014]
优选地，工作台机构包括：工作台、工件定位板、废料导引盒、定位销定位套组件、把手、工作台垫板、工作台垫块、工件定位块、废料盒；工作台两侧与工件定位板通过定位销定位套组件连接；把手与工件定位板固连；工件定位块与工件定位板通过螺栓紧固；工作台底面对称设置四个工作台垫块；工作台下面布置工作垫板并用螺栓连接；工作台下面两侧布置废料引导盒，引导废料进入下方废料盒中。
[0015]
优选地，两侧的定位销定位套组件不同，右侧定位套为腰型孔设计。
[0016]
优选地，升降机构包括大l型板、滚珠丝杠支座、支座垫块、滚珠丝杠、丝杠连接组件、丝杠垫块、双键槽联轴器、联轴器电机、螺母座、螺母座垫板、工作台机构支撑块；滚珠丝杠上端固定在滚珠丝杠支座中，滚珠丝杠支座通过支座垫块用螺栓固定到大l型板上；滚珠丝杠下端通过双键槽联轴器与联轴器电机连接，滚珠丝杠通过丝杠连接组件及丝杠垫块，并用螺栓与大l型板固定；滚珠丝杠上安装有螺母座，通过螺栓连接螺母座垫板，螺母座垫板连接工作台机构支撑块，工作台机构支撑块与工作台垫板固连，实现联轴器电机推动螺母座沿滚珠丝杠运动并带动工作台机构上下运动。
[0017]
本发明能够取得以下技术效果：
[0018]
1、具有普遍的适用性，可以针对不同异形切割件，以解决塑料件余料存留的问题。
[0019]
2、设备工装单元紧凑、操作方便、稳定性好，使用激光切割，精度高，效率高，效果好，并且能够保证待切割件其他部分不受影响。
附图说明
[0020]
图1是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的激光切割单元、工装单元的示意图。
[0021]
图2是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的切割单元的具体组成部分的示意图。
[0022]
图3是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的支撑升降机构和工作台机构的示意图。
[0023]
图4是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的升降支撑机构组和升降机构示意图。
[0024]
图5是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的主体框架示意图。
[0025]
图6是根据本发明一个实施例的异形余料切割设备的整体示意图。
[0026]
其中的附图标记包括：
[0027]
激光切割单元1，包括：
[0028]
x轴导向机构1-1，包括：横臂垫块1-11、横臂1-12、x轴驱动器1-13、驱动滑块1-14、横导向板1-15、竖导向板1-16、横臂滑轨1-17、横臂挡块1-18、激光头1-19
[0029]
y轴导向机构1-2，包括：托板1-21、支撑底板1-22、竖直支撑底板1-23、支撑上板1-24、y轴驱动器1-25、y伺服电机1-26、y轴驱动器滑台1-27
[0030]
工装单元2，包括：
[0031]
升降支撑机构组2-1、工作台机构2-2、升降机构2-3
[0032]
升降支撑机构组2-1，包括：支撑升降机构2-11、支撑升降机构2-12、支撑升降机构2-13、支撑升降机构2-14
[0033]
支撑升降机构2-11，包括：工装滑轨2-111、工装导板2-112、l型板2-113
[0034]
工作台机构2-2，包括：
[0035]
工作台2-21、工件定位板2-22、废料导引盒2-23、定位套定位销组件2-24、把手2-25、工作台垫板2-26、工作台垫块2-27、工件定位块2-28、废料盒2-29
[0036]
升降机构2-3，包括：
[0037]
大l型板2-31、滚珠丝杠支座2-32、支座垫块2-33、滚珠丝杠2-34、丝杠连接组件2-35、丝杠垫块2-36、双键槽联轴器2-37、联轴器电机2-38、螺母座2-39、螺母座垫板2-310、工作台机构支撑块2-311
[0038]
主体框架3，包括：
[0039]
侧面板3-1、玻璃3-2、支架3-3、后对开门3-4、led灯3-5、钣金件3-6、安全光栅3-7、安全光栅板3-8、前对开门3-9、前单开门3-10、底脚3-11、上面板3-12、底托板3-13、护板3-14
具体实施方式
[0040]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
[0041]
下面将对本发明实施例提供的一种异形余料切割设备进行详细说明。
[0042]
图1、图2示出了本发明异形余料切割设备的激光切割单元1，该结构通过调整两个控制前后移动方向的y轴导向机构1-2、和一个控制左右移动方向的x轴导向机构1-1来调节激光头1-19的切割位置。其中，y轴驱动器1-25的行程满足工作需求，x轴驱动器1-13可使激光头1-19运行平稳，增强激光切割精度并增强切割效果。
[0043]
在本发明的一个实施例中，x轴导向机构1-1包括：横臂垫块1-11、横臂1-12、x轴驱动器1-13、驱动滑块1-14、横导向板1-15、竖导向板1-16、横臂滑轨1-17、横臂挡块1-18、激光头1-19；横臂1-12两端与y驱动器滑台1-27接触处分别布置一个横臂垫块1-11，横臂1-12背面布置x轴驱动器1-13，和驱动滑块1-14，驱动滑块1-14与横导向板1-15螺栓连接，横导向板1-15与竖导向板1-16螺栓连接，竖导向板1-16与激光头1-19螺栓连接；在横臂1-12前
面安装横臂滑轨1-17作为竖导向板的导向机构，并在横臂滑轨1-17两端设置横臂挡块1-18；x轴驱动器1-13驱动驱动滑块1-14带动横导向板1-15和竖导向板1-16同时分别沿横臂1-12和横臂滑轨1-17左右移动，从而实现激光头1-19在左右方向的移动。
[0044]
在本发明的一个实施例中，y轴导向机构1-2包括：托板1-21、支撑底板1-22、竖直支撑底板1-23、支撑上板1-24、y轴驱动器1-25、y轴伺服电机1-26、y轴驱动器滑台1-27；分别在对称布置的两个托板1-21上布置支撑底板1-22，在支撑底板1-22上对称布置两个竖直支撑底板1-23，在两个竖直支撑底板1-23上布置一个支撑上板1-24并用螺栓紧固，在支撑上板1-24上布置y轴驱动器1-25，在y轴驱动器1-25的上方布置一个y轴驱动器滑台1-27，在y轴驱动器1-25后端连接y轴伺服电机1-26，y轴驱动器滑台1-27与横臂垫块1-11螺栓连接，在y轴伺服电机1-26的驱动下，x轴导向机构1-1可以同y轴导向机构1-2一起沿y轴驱动器1-25方向前后运动，从而实现整个激光切割单元1在平面二维空间的移动。同时在两个支撑底板1-22相对的内侧，各开设两个凹槽用以承接工作台2-21。
[0045]
图1同时示出了本发明异形余料切割设备的工装单元2，该工装单元2由升降支撑机构组2-1、工作台机构2-2和升降机构2-3组成，升降支撑机构组2-1同时作为辅助导向机构，可以使工作台机构2-2在升降机构2-3的带动下沿滚珠丝杠2-34平稳升降，从而调节工件与激光头1-19的切割距离，以实现工件在垂直方向的移动，从而实现在三维空间内加工位置的调整。该工装单元2简单，稳定性高，运动平稳，电机驱动可精确控制工作台位置，便于切割更加准确，增强切割效果，同时方便收集废料。
[0046]
在本发明的一个实施例中，如图3所示，工作台机构2-2包括：工作台2-21、工件定位板2-22、废料导引盒2-23、定位销定位套组件2-24、把手2-25、工作台垫板2-26、工作台垫块2-27、工件定位块2-28、废料盒2-29；工作台2-21两侧与工件定位板2-22通过定位销定位套组件2-24连接，两侧的定位销与定位套尺寸不同，且右侧定位套为腰型孔设计，可以起到防反作用，并可进行微调；固定在工件定位板2-22上的工件定位块2-28用来固定进气格栅，在工件定位板2-22两端设置有把手2-25以便于拿取定位工装；在工作台2-21左右两侧与工装导板2-112相对应的位置，各开具一个与工装导板2-112宽度大小相同的凹槽，用以连接工作台机构2-2和升降支撑机构组2-1；在工作台2-21底面对称设置四个工作台垫块2-27，初始位置时四个垫块装配在支撑板1-22上的对应的四个凹槽内用以保证工作台2-21水平；工作台2-21下面布置工作台垫板2-26并用螺栓连接；工作台2-21下面两侧布置废料引导盒2-23，引导废料进入下方废料盒2-29中。
[0047]
图4为图3所示的工装单元2中升降支撑机构组2-1和升降机构2-3的具体示意图，在本发明的一个实施例中，底托板3-13上用螺栓固定升降支撑机构组2-1和升降机构2-3。
[0048]
如图4所示升降支撑机构组2-1包括：支撑升降机构2-11、支撑升降机构2-12、支撑升降机构2-13、支撑升降机构2-14；分别在底托板3-13左右两侧各对称布置一个，后侧并排布置两个；四个支撑升降机构构成相同，均包括工装滑轨2-111、工装导板2-112和l型板2-113(图3所示)；其中l型板2-113与底托板3-13垂直安装，在l型板2-113上设置与底托板垂直的工装滑轨2-111并用螺栓固定，工装导板2-112与l型板2-113的安装平面平行，并与工装滑轨2-111的滑块用螺栓紧固；工装导板2-112垂直方向穿过工作台机构2-2的凹槽，即与工作台机构2-2垂直布置，工装导板2-112上设置螺纹孔，与工作台机构2-2螺栓连接，用以辅助工作台机构2-2上下运动。
[0049]
如图4所示升降机构2-3包括：大l型板2-31、滚珠丝杠支座2-32、支座垫块2-33、滚珠丝杠2-34、丝杠连接组件2-35、丝杠垫块2-36、双键槽联轴器2-37、联轴器电机2-38、螺母座2-39、螺母座垫板2-310、工作台机构支撑块2-311；滚珠丝杠2-34上端固定在滚珠丝杠支座2-32中，滚珠丝杠支座2-32通过支座垫块2-33用螺栓固定到大l型板2-31上；滚珠丝杠2-34下端通过双键槽联轴器2-37与联轴器电机2-38连接，滚珠丝杠2-34通过丝杠连接组件2-35及丝杠垫块2-36用螺栓固定在大l型板2-31上；滚珠丝杠2-34上安装有螺母座2-39，并用螺栓与螺母座垫板2-310连接，螺母座垫板2-310用螺栓与工作台机构支撑块2-311连接，工作台机构支撑块2-311与工作台垫板2-26用螺栓连接，工作台垫板2-26与工作台2-21通过螺栓固定；从而实现联轴器电机2-38推动螺母座2-39沿滚珠丝杠2-34运动时带动工作台机构2-2上下运动。
[0050]
图5示出了本发明异形余料切割设备的主体框架结构3，其特点是结实、厚重、稳定、易保证精度。
[0051]
在本发明的一个实施例中，如图5所示，主体框架3包括：侧面板3-1、玻璃3-2、支架3-3、后对开门3-4、led灯3-5、钣金件3-6、安全光栅3-7、安全光栅板3-8、前对开门3-9、前单开门3-10、底脚3-11、上面板3-12、底托板3-13、护板3-14；主体框架1由若干支架3-3通过螺栓和t型螺帽紧固，为确保切割余料过程的稳定性及准确性，主体框架1采用8080型材；主体框架1上面布置上面板3-12；中间布置底托板3-13用于布置升降支撑机构组3-1和升降机构3-3；下面布置3mm厚的钣金护板3-14，最底端均匀分布安装底脚3-11以分散受力；主体框架1两侧下端布置3mm厚的钣金侧面板3-1，两侧上端安装玻璃3-2以便于从侧面观察工作过程，有助于设备维护，右侧上框通过螺栓和t型螺帽连接安全光栅板3-8，安全光栅3-7通过螺栓连接固定在安全光栅板3-8上；主体框架1前面下方框架中间布置一个前对开门3-9，在其两侧各布置一个前单开门3-10，有利于对给工人腿部的保护；后侧上方框架中间布置两个后对开门3-4，方便设备维护和保养；两个led灯3-5通过钣金件3-6固定并对称布置于主体框架后框上方。
[0052]
在本发明的一个实施例中，如图6所示，为了设备能够正常运行，设有独立的启动控制系统，整个控制系统框架由6060方钢焊接组成，可保证稳定性；电控箱上有显示器、总开关按钮、急停按扭、双手操作启动按扭、复位按钮等，主要作用为参数设定、机器调整等，且数控参数调整和设备启动按钮可同时操作，提高工作效率。
[0053]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0054]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
[0055]
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发
明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。