一种激光切割生产系统的制作方法

文档序号:32055540发布日期:2022-11-04 21:11阅读:33来源:国知局
一种激光切割生产系统的制作方法

1.本发明涉及激光切割技术领域,特别涉及一种激光切割生产系统。


背景技术:

2.近年来,激光切割作为一门高新技术,随着智能制造理念的普及,激光切割也得到了快速发展。激光切割作为一种高效精密的精细切割,其采用高温熔化板材的特点,由于板材会受到热影响,使得板材会产生一定变形量,尤其在薄板切割方面影响更加显著。
3.目前,激光在金属切割领域基本上已经广泛应用普及,在重工行业,目前还是以等离子切割为主,等离子切割精度低,工业发展逐步不能满足需求,而激光切割工艺逐年越加成熟,切割精度高,在重工行业,未来激光切割将会逐渐代替等离子切割。现有的一些板材生产线上,常使用常规切割机对板材进行切割,常规切割机成本高,不适用于大幅面板的生产制造,且主要以单平台为主,生产效率低,不能满足目前的板材生产切割需求。


技术实现要素:

4.本发明提供一种激光切割生产系统,利用激光切割机对板材进行切割,切割精度高,床身结构简单,成本低,且在上下料点与切割点之间通过交换台快速切换板材,可有效提高板材的切割效率,能够满足大幅面板的生产切割需求。
5.本发明的技术方案如下:
6.一种激光切割生产系统,包括激光切割主机、生产地轨、工作台传动机构、第一工作台、第二工作台、上下料机构和控制台;
7.所述第一工作台、第二工作台滑动连接在所述生产地轨上,可沿所述生产地轨直线移动,且所述第二工作台能够从所述第一工作台的第一中间空腔穿出,所述工作台传动机构驱动所述第一工作台、第二工作台在所述生产地轨上进行往复式交换直线运动;
8.所述激光切割主机安装在所述生产地轨的上方用于对放置在工作台上的板材进行激光切割;
9.所述上下料机构包括机械臂、料台地轨、料台传动机构、上料台、下料台;
10.所述料台地轨与所述生产地轨平行设置,且置于所述生产地轨的一端;
11.所述上料台、下料台滑动连接在所述料台地轨上,可沿所述料台地轨直线移动,且所述上料台能够从所述下料台的第二中间空腔穿出,所述料台传动机构驱动所述上料台、下料台在所述料台地轨上进行往复式交换直线运动;
12.所述机械臂设置在所述料台地轨的一端,用于将所述上料台上未切割的板材抓取放置在工作台上,或将工作台上切割好的板材抓取放置在所述下料台上;
13.所述激光切割主机、机械臂、工作台传动机构、料台传动机构均与所述控制台电性连接。
14.本发明的工作过程如下:
15.将待切割的板材放置在上料台上,由机械臂抓取板材将其放置在第二工作台上,
完成上料,待第一工作台上的板材被切割完毕后,同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,使第二工作台与第一工作台沿生产地轨移动进行切换位置、上料台与下料台沿料台地轨移动进行切换位置,此时第二工作台移动到激光切割主机处,激光切割主机对第二工作台上的板材进行激光切割,而第一工作台则移动到机械臂处,由机械臂抓取第一工作台上切割好的板材并将其放置在下料台上,完成下料,之后再驱动料台传动机构,使上料台与下料台切换位置,由机械臂抓取上料台上待切割的板材并将其放置在第一工作台上,完成上料,待第二工作台上的板材被切割完成后,再同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,使第二工作台与第一工作台、上料台与下料台反向移动继续切换位置,此时第一工作台移动回到激光切割主机处,激光切割主机对第一工作台上的板材进行激光切割,而第二工作台则移动回到机械臂处,由机械臂抓取第二工作台上切割好的板材并将其放置在下料台上,完成下料,之后再驱动料台传动机构,使上料台与下料台切换位置,由机械臂抓取上料台上待切割的板材并将其放置在第二工作台上,完成上料,重复上述循环过程,即可实现板材的自动化批量生产切割。
16.本发明通过第一工作台、第二工作台往复式切换位置,以不断同步对工作台进行上下料和对板材进行激光切割,同时通过上料台和下料台往复式切换位置,不断地进行成品与原料的运输切换,通过上述的多台协作的方式,可有效提高板材的切割生产效率,且能不间断地进行自动化批量生产。同时本发明采用地轨和交换台组成的床身,且通过激光切割主机进行激光切割,以及使用机械臂进行上下料,有效简化切割系统,结构简单,可降低生产成本。
17.进一步,设有至少两个所述第一工作台和至少两个所述第二工作台,所述第一工作台的数量与所述第二工作台的数量相等,至少两个所述第一工作台排列设置在所述生产地轨的一端,至少两个所述第二工作台排列设置在所述生产地轨的另一端。
18.可根据不同的生产需要进行延伸拓展上述的切割生产系统,如需提高切割板材的效率时,可通过设置第一工作台的第二工作台的同等数量进而实现,例如需在一次往复切换实现2个板材切割时,可设置2个第一工作台和2个第二工作台,以此类推,需要在一次往复切割多个板材则设置多个同等数量的第一工作台和第二工作台即可,并根据工作台的数量适当延长生产地轨和工作台传动机构的传动距离,可有效对切割生产系统进行拓展,以提高生产效率。
19.上述多个板材的切割生产过程跟1个板材切割生产的工作过程同理,只是在对工作台进行板材上料或下料或切割时,工作台在工作台传动机构的驱动下进给一个位置,以使机械臂依次完成所有工作台的板材上料或下料、激光切割主机完成所有工作台的板材切割。
20.同时,本发明还可在每一个工作台上放置不同种类的板材进行切割生产,以使1个第一工作台、1个第二工作台和1个上下料机构组成一个单元对应1种板材,相应地,即需要进行多种类板材的生产切割,即在生产地轨上设置相应数量的第一工作台、第二工作台和上下料机构即可。多种板材的切割生产过程与上述针对多个板材进行切割生产过程的原理相同,所不同之处只是板材的种类不同,及有不同的上下料机构进行上下料,此处不再叙述。
21.本发明能够很好地进行延伸拓展,可用于同一种板材的自动化批量生产,亦可通
过增加工作台、上下料机构等,实现多种类板材的同步切割生产;若有需要,延长生产地轨,配更多的工作台,实现更多的需求生产,如配4个第一、第二工作台、4个上下料机构,即可实现4种规格板材选择生产,如配8个第一、第二工作台、8个上下料机构,即可实现8种规格板材选择生产,以此类推,可根据实际的生产需要对本发明的切割生产系统进行拓展升级。本发明在提升生产效率的同时,还可节省生产成本,本发明的切割生产系统具有很好的推广性。
22.进一步,所述生产地轨包括生产内轨和生产外轨,所述第一工作台的底部两侧设有第一竖板,第一竖板的底部设有第一滑轮,第一滑轮与所述生产外轨滑动连接,所述第二工作台的底部两侧设有第二滑轮,第二滑轮与所述生产内轨滑动连接;
23.所述第一工作台的底部与两个所述第一竖板之间围设形成第一中间空腔,所述第二工作台的高度和宽度低于第一中间空腔的高度和宽度,以使所述第二工作台可沿所述生产内轨从所述第一工作台底部的第一中间空腔中自由穿出。
24.本发明在第一工作台的中间中空形成有第一中间空腔,用于容纳第二工作台可自由穿过,同时生产地轨上分内外轨,生产地轨一般布置车间地基平面,第二工作台滑动在内侧的轨道,而第一工作台滑动在外侧的轨道,在工作台传动机构的驱动下,第二工作台可从沿着内轨自由穿过第一工作台底部的第一中间空腔,与第一工作台往相反的方向前进,以此实现第一工作台与第二工作台的位置切换,通过此种方式,不断往复式地进行切换,完成板材的上下料和激光切割,高效快捷。
25.工作台传动机构布置于生产地轨的尽头端,该传动机构主要采用链条传动,实现第一、第二工作台的往复式交换运动。
26.进一步,所述工作台传动机构包括第一蜗轮蜗杆减速机、第一主动链轮座、第一从动链轮座及设于两个链轮座之间的第一传动链条,所述第一蜗轮蜗杆减速机通过两个转轴分别与两个所述第一主动链轮座连接,所述第一传动链条设于所述生产内轨与所述生产外轨之间,包括上层链条和下层链条,两个所述第一竖板的底部一侧设有第一连接块,两个所述第一连接块分别与两个所述第一传动链条的上层链条连接,所述第二工作台的底部两侧均设有第二连接块,两个所述第二连接块分别与两个所述第一传动链条的下层链条连接;
27.所述第一连接块设于所述第一传动链条的一端,所述第二连接块设于所述第一传动链条的另一端;
28.所述第一蜗轮蜗杆减速机驱动两个所述第一主动链轮座进行同步转动,以使所述第一传动链条在所述第一主动链轮座、第一从动链轮座之间进行传动,进而带动所述第一工作台、第二工作台在所述生产地轨上进行往复式交换直线运动。
29.在进行往复式切换位置时,具体的工作原理如下:
30.启动第一蜗轮蜗杆减速机,其通过转轴驱动两个第一主动链轮座同步转动,以使两个第一传动链条分别同步在两侧的第一主动链轮座、第一从动链轮座之间进行传动,此时由于第一传动链条的上层链条与下层链条的运动方向是相反的,所以通过第一连接块带动第一工作台沿着生产外轨进行前进或后退,而第二连接块则带动第二工作台沿着生产内轨进行与第一工作台相反的方向运动,实现位置的切换。
31.其中由于第一连接块与第二连接块分别与第一传动链条的上层链条和下层链条连接,所以在第二工作台穿过第一工作台底部的第一中间空腔时,第二工作台的移动与第
一工作台的移动相互之间不会产生干涉,第二工作台能够自由穿出第一中间空腔而实现往复式交换直线运动。
32.进一步,所述生产内轨、生产外轨的两端均设有第一限位开关。
33.设置的第一限位开关用于对第一工作台和第二工作台的移动进行限位,当工作台移动到限位开关处时,停止驱动第一蜗轮蜗杆减速机。
34.进一步,所述激光切割主机包括左基座、右基座、横梁部件、激光机;
35.所述左基座、右基座分别设于所述生产地轨的两侧,且两个基座上均设有第一直线模组,所述横梁部件横设在所述生产地轨的上方,且两端分别固定在两个第一直线模组的滑块上,在两个第一直线模组的同步带动下,沿所述生产地轨的长度方向进行x向移动;
36.所述横梁部件上设有第二直线模组,所述激光机安装在第二直线模组的滑块上,在第二直线模组带动下,沿所述生产地轨的宽度方向进行y向运动;
37.所述激光机上设有第三直线模组,所述激光机的激光头设在第三直线模组的滑块上,在第三直线模组的带动下进行z向运动。
38.激光切割主机主要用来对板材进行切割,将左、右基座固定于地面上,其上均布置有第一直线模组,用于做横梁部件的支撑及移动单元,使得横梁可以朝生产地轨的流向进行x向移动,而横梁部件上布置有第二直线模组,用于激光机在横梁的长度方向进行y向移动,同时激光机上设有第三模组,以使激光头在激光机上进行上下移动,以实现其垂直于x/y方向的z向移动。通过上述的设置,激光切割主机中的激光头可实现在x/y/z的三维方向进行移动,从而便于激光头可调整对板材的激光加工位置,在加工幅面内实现对板材的切割。
39.料台地轨布置在生产地轨的一侧地面上,一般与生产地轨的一侧平行设置,而上料台主要用于放在待切割板材,下料台则用于放置已经完成切割的板材;料台传动机构可以实现上、下料台的往复式交换运动。
40.进一步,所述料台地轨包括料台内轨和料台外轨,所述下料台的底部两侧设有第二竖板,第二竖板的底部设有第三滑轮,第三滑轮与所述料台外轨滑动连接,所述上料台的底部两侧设有第四滑轮,第四滑轮与所述料台内轨滑动连接;
41.所述下料台的底部与两个所述第二竖板之间围设形成第二中间空腔,所述上料台的高度和宽度低于第二中间空腔的高度和宽度,以使所述上料台可沿所述料台内轨从所述下料台底部的第二中间空腔中自由穿出。
42.上、下料台的切换原理与第一、第二工作台的切换原理相同。本发明在下料台的中间中空形成有第二中间空腔,用于容纳上料台可自由穿过,同时料台地轨上分内外轨,上料台滑动在内侧的轨道,而下料台滑动在外侧的轨道,在料台传动机构的驱动下,上料台可从沿着内轨自由穿过下料台底部的第二中间空腔,与下料台往相反的方向前进,以此实现上料台与下料台的位置切换,通过此种方式,不断往复式地进行切换,完成板材的上下料,高效快捷。
43.进一步,所述料台传动机构包括第二蜗轮蜗杆减速机、第二主动链轮座、第二从动链轮座及设于两个链轮座之间的第二传动链条,所述第二蜗轮蜗杆减速机通过两个转轴分别与两个所述第二主动链轮座连接,所述第二传动链条设于所述料台内轨与所述料台外轨之间,包括上层链条和下层链条,两个所述第二竖板的底部一侧设有第三连接块,两个所述第三连接块分别与两个所述第二传动链条的上层链条连接,所述上料台的底部两侧均设有
第四连接块,两个所述第四连接块分别与两个所述第二传动链条的下层链条连接;
44.所述第三连接块设于所述第二传动链条的一端,所述第四连接块设于所述第二传动链条的另一端;
45.所述第二蜗轮蜗杆减速机驱动两个所述第二主动链轮座进行同步转动,以使所述第二传动链条在所述第二主动链轮座、第二从动链轮座之间进行传动,进而带动所述上料台、下料台在所述料台地轨上进行往复式交换直线运动。
46.在进行往复式切换位置时,具体的工作原理如下:
47.启动第二蜗轮蜗杆减速机,其通过转轴驱动两个第二主动链轮座同步转动,以使两个第二传动链条分别同步在两侧的第二主动链轮座、第二从动链轮座之间进行传动,此时由于第二传动链条的上层链条与下层链条的运动方向是相反是,所以通过第三连接块带动下料台沿着料台外轨进行前进或后退,而第四连接块则带动上料台沿着料台内轨进行与下料台相反的方向运动,实现位置的切换。
48.其中由于第三连接块与第四连接块分别与第二传动链条的上层链条和下层链条连接,所以在上料台穿过下料台底部的第二中间空腔时,上料台的移动与下料台的移动相互之间不会产生干涉,上料台能够自由穿出第二中间空腔而实现往复式交换直线运动。
49.进一步,所述料台内轨、料台外轨的两端均设有第二限位开关。
50.设置的第二限位开关用于对上料台和下料台的移动进行限位,当料台移动到限位开关处时,停止驱动第二蜗轮蜗杆减速机。
51.进一步,所述机械臂采用6轴机器人,机器人的执行末端设有板材抓取机构,所述板材抓取机构包括气架和真空吸盘,所述气架固定在执行末端,且与外部气源连通,若干个所述真空吸盘与所述气架连通,且均匀分布在所述气架上用于吸附板材。
52.机械臂主要用于板材在工作台和料台之间对板材进行搬运,实现板材的自动上下料功能,替代人工提高生产效率。
53.相比现有技术,本发明的有益效果如下:
54.本发明通过两个工作台和两个料台的相互往复式切换位置,以不断进行上下料和激光切割,通过多台协作的方式,可有效提高板材的切割效率,且能不间断地进行自动化批量生产,提高生产效率。同时本发明采用地轨和交换台组成的床身,且通过激光切割主机进行激光切割,以及使用机械臂进行上下料,有效简化切割系统,结构简单,可降低生产成本。
附图说明
55.图1为本发明的激光切割生产系统的示意图;
56.图2为图1的另一视角示意图;
57.图3为第一工作台、第二工作台滑动连接在生产地轨上的示意图;
58.图4为图3中a部分的放大示意图;
59.图5为图3中b部分的放大示意图;
60.图6为图3中c部分的放大示意图;
61.图7为第一工作台、第二工作台进行往复式交换位置的示意图;
62.图8为图7中的d-d剖视图;
63.图9为上料台、下料台滑动连接在料台地轨上的示意图;
64.图10为上料台、下料台进行往复式交换位置的示意图;
65.图11为图10中e部分的放大示意图;
66.图12为图10的另一视角示意图;
67.图13为图12的f-f剖视图;
68.图14为激光切割主机的结构示意图;
69.图15为机械臂对板材进行吸附的示意图;
70.图16为实施例3中激光切割生产系统的示意图。
71.图中:激光切割主机1、左基座101、右基座102、横梁部件103、激光机104、激光头105、生产地轨2、生产内轨201、生产外轨202、第一工作台3、第一竖板301、第一滑轮302、第一中间空腔303、第一连接块304、第二工作台4、第二滑轮401、第二连接块402、控制台5、机械臂6、料台地轨7、料台内轨701、料台外轨702、上料台8、第四滑轮801、第四连接块802、下料台9、第二竖板901、第三滑轮902、第二中间空腔903、第三连接块904、第一蜗轮蜗杆减速机10、第一主动链轮座11、第一从动链轮座12、第一传动链条13、第二蜗轮蜗杆减速机14、第二主动链轮座15、第二从动链轮座16、第二传动链条17、气架18、真空吸盘19。
具体实施方式
72.附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制。
73.实施例1:
74.如图1-图15所示,一种激光切割生产系统,包括激光切割主机1、生产地轨2、工作台传动机构、第一工作台3、第二工作台4、上下料机构和控制台5;
75.第一工作台3、第二工作台4滑动连接在生产地轨2上,可沿生产地轨2直线移动,且第二工作台3能够从第一工作台4的第一中间空腔303穿出,工作台传动机构驱动第一工作台3、第二工作台4在生产地轨2上进行往复式交换直线运动;
76.激光切割主机1安装在生产地轨2的上方用于对放置在工作台上的板材进行激光切割;
77.上下料机构包括机械臂6、料台地轨7、料台传动机构、上料台8、下料台9;
78.料台地轨7与生产地轨2平行设置,且置于生产地轨2的一端;
79.上料台8、下料台9滑动连接在料台地轨7上,可沿料台地轨7直线移动,且上料台8能够从下料台9的第二中间空腔903穿出,料台传动机构驱动上料台8、下料台9在料台地轨7上进行往复式交换直线运动;
80.机械臂6设置在料台地轨7的一端,用于将上料台8上未切割的板材抓取放置在工作台上,或将工作台上切割好的板材抓取放置在下料台9上;
81.激光切割主机1、机械臂6、工作台传动机构、料台传动机构均与控制台5电性连接。
82.本发明的工作过程如下(该处假设的场景是第一工作台3上的板材已完成激光切割,第二工作台4刚完成下料):
83.将待切割的板材放置在上料台8上,由机械臂6抓取板材将其放置在第二工作台4
上,完成上料,待第一工作台3上的板材被切割完毕后,同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,使第二工作台4与第一工作台3沿生产地轨2移动进行切换位置、上料台8与下料台9沿料台地轨7移动进行切换位置,此时第二工作台4移动到激光切割主机1处,激光切割主机1对第二工作台4上的板材进行激光切割,而第一工作台3则移动到机械臂6处,由机械臂6抓取第一工作台3上切割好的板材并将其放置在下料台9上,完成下料,之后再驱动料台传动机构,使上料台8与下料台9切换位置,由机械臂6抓取上料台8上待切割的板材并将其放置在第一工作台3上,完成上料,待第二工作台4上的板材被切割完成后,再同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,使第二工作台4与第一工作台3、上料台8与下料台9反向移动继续切换位置,此时第一工作台3移动回到激光切割主机1处,激光切割主机1对第一工作台3上的板材进行激光切割,而第二工作台4则移动回到机械臂6处,由机械臂6抓取第二工作台4上切割好的板材并将其放置在下料台9上,完成下料,之后再驱动料台传动机构,使上料台8与下料台9切换位置,由机械臂6抓取上料台8上待切割的板材并将其放置在第二工作台4上,完成上料,重复上述循环过程,即可实现板材的自动化批量生产切割。
84.本发明通过第一工作台3、第二工作台4往复式切换位置,以不断同步对工作台进行上下料和对板材进行激光切割,同时通过上料台8和下料台9往复式切换位置,不断地进行成品与原料的运输切换,通过上述的多台协作的方式,可有效提高板材的切割生产效率,且能不间断地进行自动化批量生产。同时本发明采用地轨和交换台组成的床身,且通过激光切割主机1进行激光切割,以及使用机械臂6进行上下料,有效简化切割系统,结构简单,可降低生产成本。
85.在本实施例中,控制台5上设有显示屏,控制台5通过导线对激光切割主机1、机械臂6、工作台传动机构、料台传动机构进行控制,并且可将板材的加工数和各个部件的工作状态进行显示,以使操作人员清楚地知道生产情况。
86.在本实施例中,生产地轨2包括生产内轨201和生产外轨202,第一工作台3的底部两侧设有第一竖板301,第一竖板301的底部设有第一滑轮302,第一滑轮301与生产外轨202滑动连接,第二工作台4的底部两侧设有第二滑轮401,第二滑轮401与生产内轨201滑动连接;
87.第一工作台3的底部与两个第一竖板301之间围设形成第一中间空腔303,第二工作台4的高度和宽度低于第一中间空腔303的高度和宽度,以使第二工作台4可沿生产内轨2从第一工作台3底部的第一中间空腔303中自由穿出。
88.本发明在第一工作台3的中间中空形成有第一中间空腔303,用于容纳第二工作台4可自由穿过,同时生产地轨2上分内外轨,生产地轨2一般布置车间地基平面,第二工作台4滑动在内侧的轨道,而第一工作台3滑动在外侧的轨道,在工作台传动机构的驱动下,第二工作台4可从沿着内轨自由穿过第一工作台3底部的第一中间空腔303,与第一工作台3往相反的方向前进,以此实现第一工作台3与第二工作台4的位置切换,通过此种方式,不断往复式地进行切换,完成板材的上下料和激光切割,高效快捷。
89.工作台传动机构布置于生产地轨2的尽头端,该传动机构主要采用链条传动,实现第一、第二工作台的往复式交换运动。
90.在本实施例中,工作台传动机构包括第一蜗轮蜗杆减速机10、第一主动链轮座11、第一从动链轮座12及设于两个链轮座之间的第一传动链条13,第一蜗轮蜗杆减速机10通过
两个转轴分别与两个第一主动链轮座11连接,第一传动链条13设于生产内轨201与生产外轨202之间,包括上层链条和下层链条,两个第一竖板301的底部一侧设有第一连接块304,两个第一连接块304分别与两个第一传动链条13的上层链条连接,第二工作台4的底部两侧均设有第二连接块402,两个第二连接块402分别与两个第一传动链条13的下层链条连接;
91.第一连接块304设于第一传动链条13的一端,第二连接块402设于第一传动链条13的另一端;
92.第一蜗轮蜗杆减速机10驱动两个第一主动链轮座11进行同步转动,以使第一传动链条13在第一主动链轮座11、第一从动链轮座12之间进行传动,进而带动第一工作台3、第二工作台4在生产地轨2上进行往复式交换直线运动。
93.在进行往复式切换位置时,具体的工作原理如下:
94.启动第一蜗轮蜗杆减速机10,其通过转轴驱动两个第一主动链轮座11同步转动,以使两个第一传动链条13分别同步在两侧的第一主动链轮座11、第一从动链轮座12之间进行传动,此时由于第一传动链条12的上层链条与下层链条的运动方向是相反的,所以通过第一连接块304带动第一工作台3沿着生产外轨202进行前进或后退,而第二连接块402则带动第二工作台4沿着生产内轨201进行与第一工作台3相反的方向运动,实现位置的切换。
95.其中由于第一连接块304与第二连接块402分别与第一传动链条13的上层链条和下层链条连接,所以在第二工作台4穿过第一工作台3底部的第一中间空腔303时,第二工作台4的移动与第一工作台3的移动相互之间不会产生干涉,第二工作台4能够自由穿出第一中间空腔303而实现往复式交换直线运动。
96.在本实施例中,生产内轨201、生产外轨202的两端均设有第一限位开关。设置的第一限位开关用于对第一工作台3和第二工作台4的移动进行限位,当工作台移动到限位开关处时,停止驱动第一蜗轮蜗杆减速机10。
97.在本实施例中,激光切割主机1包括左基座101、右基座102、横梁部件103、激光机104;
98.左基座101、右基座102分别设于生产地轨2的两侧,且两个基座上均设有第一直线模组,横梁部件103横设在生产地轨2的上方,且两端分别固定在两个第一直线模组的滑块上,在两个第一直线模组的同步带动下,沿生产地轨2的长度方向进行x向移动;
99.横梁部件103上设有第二直线模组,激光机104安装在第二直线模组的滑块上,在第二直线模组带动下,沿生产地轨2的宽度方向进行y向运动;
100.激光机104上设有第三直线模组,激光机104的激光头105设在第三直线模组的滑块上,在第三直线模组的带动下进行z向运动。
101.激光切割主机1主要用来对板材进行切割,将左、右基座固定于地面上,其上均布置有第一直线模组,用于做横梁部件103的支撑及移动单元,使得横梁部件103可以朝生产地轨2的流向进行x向移动,而横梁部件103上布置有第二直线模组,用于激光机104在横梁的长度方向进行y向移动,同时激光机104上设有第三模组,以使激光头105在激光机104上进行上下移动,以实现其垂直于x/y方向的z向移动。通过上述的设置,激光切割主机1中的激光头105可实现在x/y/z的三维方向进行移动,从而便于激光头105可调整对板材的激光加工位置,在加工幅面内实现对板材的切割。
102.料台地轨7布置在生产地轨2的一侧地面上,一般与生产地轨2的一侧平行设置,而
上料台8主要用于放在待切割板材,下料台9则用于放置已经完成切割的板材;料台传动机构可以实现上、下料台的往复式交换运动。
103.在本实施例中,料台地轨7包括料台内轨701和料台外轨702,下料台9的底部两侧设有第二竖板901,第二竖板901的底部设有第三滑轮902,第三滑轮902与料台外轨702滑动连接,上料台8的底部两侧设有第四滑轮801,第四滑轮801与料台内轨701滑动连接;
104.下料台9的底部与两个第二竖板901之间围设形成第二中间空腔903,上料台8的高度和宽度低于第二中间空腔903的高度和宽度,以使上料台8可沿料台内轨701从下料台9底部的第二中间空腔903中自由穿出。
105.本发明在下料台9的中间中空形成有第二中间空腔903,用于容纳上料台8可自由穿过,同时料台地轨7上分内外轨,上料台8滑动在内侧的轨道,而下料台9滑动在外侧的轨道,在料台传动机构的驱动下,上料台8可从沿着内轨自由穿过下料台9底部的第二中间空腔903,与下料台9往相反的方向前进,以此实现上料台8与下料台9的位置切换,通过此种方式,不断往复式地进行切换,完成板材的上下料,高效快捷。
106.在本实施例中,料台传动机构包括第二蜗轮蜗杆减速机14、第二主动链轮座15、第二从动链轮座16及设于两个链轮座之间的第二传动链条17,第二蜗轮蜗杆减速机14通过两个转轴分别与两个第二主动链轮座15连接,第二传动链条17设于料台内轨701与料台外轨702之间,包括上层链条和下层链条,两个第二竖板901的底部一侧设有第三连接块904,两个第三连接块904分别与两个第二传动链条17的上层链条连接,上料台8的底部两侧均设有第四连接块802,两个第四连接块802分别与两个第二传动链条17的下层链条连接;
107.第三连接块904设于第二传动链条17的一端,第四连接块802设于第二传动链条17的另一端;
108.第二蜗轮蜗杆减速机14驱动两个第二主动链轮座15进行同步转动,以使第二传动链条17在第二主动链轮座15、第二从动链轮座16之间进行传动,进而带动上料台8、下料台9在料台地轨7上进行往复式交换直线运动。
109.在进行往复式切换位置时,具体的工作原理如下:
110.启动第二蜗轮蜗杆减速机14,其通过转轴驱动两个第二主动链轮座15同步转动,以使两个第二传动链条17分别同步在两侧的第二主动链轮座15、第二从动链轮座16之间进行传动,此时由于第二传动链条17的上层链条与下层链条的运动方向是相反的,所以通过第三连接块904带动下料台9沿着料台外轨702进行前进或后退,而第四连接块802则带动上料台8沿着料台内轨701进行与下料台9相反的方向运动,实现位置的切换。
111.其中由于第三连接块904与第四连接块802分别与第二传动链条17的上层链条和下层链条连接,所以在上料台8穿过下料台9底部的第二中间空腔903时,上料台8的移动与下料台9的移动相互之间不会产生干涉,上料台8能够自由穿出第二中间空腔903而实现往复式交换直线运动。
112.在本实施例中,料台内轨701、料台外轨702的两端均设有第二限位开关。设置的第二限位开关用于对上料台8和下料台9的移动进行限位,当料台移动到限位开关处时,停止驱动第二蜗轮蜗杆减速机14。
113.需要说明的是,在本实施例中,上、下料台的切换原理与第一、第二工作台的切换原理及结构基本相同。
114.在本实施例中,机械臂6采用6轴机器人,机器人的执行末端设有板材抓取机构,板材抓取机构包括气架18和真空吸盘19,气架18固定在执行末端,且与外部气源连通,若干个真空吸盘19与气架18连通,且均匀分布在气架18上用于吸附板材。机械臂6主要用于板材在工作台和料台之间对板材进行搬运,实现板材的自动上下料功能,替代人工提高生产效率。
115.实施例2:
116.在本实施例中,设有至少两个第一工作台3和至少两个第二工作台4,第一工作台3的数量与第二工作台4的数量相等,至少两个第一工作台3排列设置在生产地轨2的一端,至少两个第二工作台4排列设置在生产地轨2的另一端。
117.以同一次生产4个同类型板材为例,即放置4个第一工作台3和4个第二工作台4及一个上下料机构,从生产地轨2的两端向中间的顺序依次对4个第一工作台3和4个第二工作台4进行编号,从图1中的左至右分别为1号第一工作台3、2号第一工作台3、3号第一工作台3、4号第一工作台3、4号第二工作台4、3号第二工作台4、2号第二工作台4、1号第二工作台4;
118.生产过程如下(该处假设的场景是两个工作台上均不存在板材):
119.1)待切割板材放置于上料台8上,通过机械臂6对板材进行抓取并将板材搬运至4号第二工作台4,4号第二工作台4完成板材上料,机械臂6再次进行取料;
120.2)通过工作台传动机构,将3号第二工作台4移动至待上料位,机械臂6将上料台8上的板材搬运至3号第二工作台4,3号第二工作台4完成板材上料,以此类推,依次完成2/1号第二工作台4的上料;
121.3)通过工作台传动机构将1/2/3/4第二工作台4的板材运动至激光切割主机1处,4号第二工作台4先到达激光切割主机1处(图1中4号第一工作台3的原位置),激光切割主机1对4号第二工作台4上的板材进行切割,此时4号第一工作台3则抵达机械臂6处(图1中4号第二工作台4的原位置),然后通过机械臂6抓取板材后,将板材搬运至4号第一工作台3,4号第一工作台3完成板材上料;
122.4)待4号第二工作台4上的板材切割完毕后,通过工作台传动机构,将3号第二工作台4移动至激光切割主机1处,激光切割主机1对3号第二工作台4上的板材进行切割,此时3号第一工作台3则抵达机械臂6处(图1中3号第二工作台4的原位置),然后机械臂6将板材搬运至3号第一工作台3,3号第一工作台3完成板材上料,以此类推,完成2/1号第二工作台4上板材的切割、及完成2/1号第一工作台3的上料;
123.5)待4/3/2/1号第二工作台4上的板材切割完毕后,此时4/3/2/1号第一工作台3也同步完成上料,然后同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,将1号第二工作台4运动至机械臂6处(图1中4号第二工作台4的原位置)、1号第一工作台3运动至达激光切割主机1处(图1中4号第一工作台3的原位置)、及将上料台8与下料台9的位置互换,此时激光切割主机1对1号第一工作台3上的板材进行切割,而机械臂6则将1号第二工作台4上切割完后的板材搬运至下料台9上,完成下料,然后再驱动料台传动机构,将上料台8与下料台9的位置再互换,机械臂6将上料台8上的板材搬运至1号第二工作台4上,完成上料;
124.6)待1号第一工作台3上的板材切割完毕后,同时驱动工作台传动机构和料台传动机构,将2号第一工作台3运动至激光切割主机1处、2号第二工作台4运动至机械臂6处、及将上料台8与下料台9的位置互换,此时激光切割主机1对2号第一工作台3上的板材进行切割,而机械臂6则将2号第二工作台4上切割完后的板材搬运至下料台9上,完成下料,然后再驱
动料台传动机构,将上料台8与下料台9的位置再互换,机械臂6将上料台8上的板材搬运至2号第二工作台4上,完成上料,以此类推,完成3/4号第一工作台3上板材的切割、及完成3/4号第二工作台4的板材下料及上料;
125.7)往复上述循环,不断实现板材的自动化批量生产切割。
126.本发明可根据不同的生产需要进行延伸拓展上述的切割生产系统,如需提高切割板材的效率时,可通过设置第一工作台3的第二工作台4的同等数量进而实现,例如本实施例设置的在一次往复切换实现4个同类型的板材切割和上料,可有效提高生产效率。以此类推,需要在一次往复切割多个同类型的板材则设置多个同等数量的第一工作台3和第二工作台4即可,并根据工作台的数量适当延长生产地轨2和工作台传动机构的传动距离,可有效对切割生产系统进行拓展,以提高生产效率。
127.上述多个板材的切割生产过程跟1个板材切割生产的工作过程同理,只是在对工作台进行板材上料或下料或切割时,工作台在工作台传动机构的驱动下进给一个位置,以使机械臂6依次完成所有工作台的板材上料或下料、激光切割主机1完成所有工作台的板材切割。
128.实施例3:
129.如图16所示,本实施例还可在每一个工作台上放置不同种类的板材进行切割生产,以使1个第一工作台3、1个第二工作台4和1个上下料机构组成一个单元对应1种板材,相应地,即需要进行多种类板材的生产切割,即在生产地轨2上设置相应数量的第一工作台3、第二工作台4和上下料机构即可。
130.例如本实施例中采用与实施例2相同数量的第一工作台3和第二工作台4,但与实施例2不同的是,设置有4个上下料机构,其中两个上下料机构可共用一个机械臂6,可针对4种不同的板材进行切割生产。
131.上述的4种不同板材的切割生产过程与上述实施例2中针对4个同一板材进行切割生产过程的原理及步骤均相同,所不同之处在于,本实施例中只是在进行上料时,机械臂6根据对应的工作台,选择对应的上、下料台进行上下料即可,此处不再叙述。
132.本发明能够很好地进行延伸拓展,可用于同一种板材的自动化批量生产,亦可通过增加工作台、上下料机构等,实现多种类板材的同步切割生产;若有需要,延长生产地轨2,配更多的工作台,实现更多的需求生产,如本实施例中配4个第一、第二工作台、4个上下料机构,即可实现4种规格板材选择生产;当配8个第一、第二工作台、8个上下料机构时,即可实现8种规格板材选择生产;以此类推,可根据实际的生产需要对本发明的切割生产系统进行拓展升级。本发明在提升生产效率的同时,还可节省生产成本,本发明的切割生产系统具有很好的推广性。
133.显然,本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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