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1、(10)申请公布号 CN 102825391 A(43)申请公布日 2012.12.19CN102825391A*CN102825391A*(21)申请号 201210326688.3(22)申请日 2012.09.06B23K 26/38(2006.01)B23K 26/08(2006.01)B23K 26/42(2006.01)(71)申请人苏州迅镭激光切割设备有限公司地址 215123 江苏省苏州市工业园区东富路58号(72)发明人颜章健(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司 32103代理人范晴(54) 发明名称半自动激光切管机(57) 摘要本发明公开了一种半自动激光切管机。
2、，包括机架，其特征在于所述机架上设有激光自动切割装置和管材固定装置，其中：所述激光自动切割装置包括设置X轴行进驱动装置的龙门架和藉由Y轴横移驱动装置设于龙门架上的激光切割装置，所述X轴和Y轴构成水平直角坐标系；所述管材固定装置包括位于激光切割装置下方并于龙门架的X轴行进方向上相对设置的顶紧装置和旋转气动卡盘。本发明只需由人工完成管材的装夹便能够自动开始切割作业，因而有效提高了生产效率，降低了工人劳动强度，提升了产品质量。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页1/1页21.。
3、一种半自动激光切管机，包括机架（1），其特征在于所述机架（1）上设有激光自动切割装置和管材固定装置，其中：所述激光自动切割装置包括设置X轴行进驱动装置（2）的龙门架（3）和藉由Y轴横移驱动装置（4）设于龙门架（3）上的激光切割装置（5），所述X轴和Y轴构成水平直角坐标系；所述管材固定装置包括位于激光切割装置（5）下方并于龙门架（3）的X轴行进方向上相对设置的顶紧装置和旋转气动卡盘（6）。2.根据权利要求1所述的半自动激光切管机，其特征在于所述顶紧装置包括藉由X轴向丝杠传动副装配于机架（1）上的活动座（7）和枢转安装于活动座（7）上并与旋转气动卡盘（6）相对的锥形头（8）。3.根据权利要求2所述。
4、的半自动激光切管机，其特征在于所述机架（1）上设有引导活动座（7）沿X轴行进的活动座直线导轨（9）。4.根据权利要求1所述的半自动激光切管机，其特征在于所述X轴行进驱动装置（2）为固定在机架（1）上并与龙门架（3）相连的拖链装置。5.根据权利要求1或4所述的半自动激光切管机，其特征在于所述机架（1）上设有引导龙门架（3）沿X轴行进的龙门架直线导轨（10）。6.根据权利要求1所述的半自动激光切管机，其特征在于所述Y轴横移驱动装置（4）为固定在龙门架（3）顶部并与激光切割装置（5）相连的拖链装置。7.根据权利要求1或6所述的半自动激光切管机，其特征在于所述龙门架（3）顶部设有引导激光切割装置（5）。
5、沿Y轴横移的切割装置直线导轨（11）。8.根据权利要求1所述的半自动激光切管机，其特征在于所述管材固定装置还包括设于顶紧装置和旋转气动卡盘（6）之间的管材支撑装置，该管材支撑装置包括X形叉架（12）、藉由X轴向丝杠传动副装配于机架（1）上的底座（13）和设于底座（13）上连接并驱动X形叉架（12）开合的叉架开合驱动装置。9.根据权利要求8所述的半自动激光切管机，其特征在于所述X形叉架（12）包括交叉枢接的两个撑臂（12a），所述叉架开合驱动装置包括设于底座（13）上的丝杠和分别固定于两个撑臂（12a）底部的螺母，所述丝杠上对称设有反向的螺纹段，而两个撑臂（12a）底部的螺母分别与所述两个螺纹段。
6、螺接配合；并且所述两个撑臂（12a）的顶部均枢接有滚轮（12b）。10.根据权利要求8或9所述的半自动激光切管机，其特征在于所述机架（1）上设有引导底座（13）沿X轴行进的底座直线导轨。权 利 要 求 书CN 102825391 A1/4页3半自动激光切管机技术领域0001 本发明涉及一种半自动激光切管机。背景技术0002 传统的管材切割都是人工完成，包括管材的装夹定位和运用机械切割机进行切割，切割精度差，切口碎屑多，效果和质量不高，而且工作效率低，工人劳动强度大。当然，目前有采用激光切割设备来对管材进行切割，精度高、切口质量好。但仍然存在的问题是：实际切割作业时，针对不同长度、不同管径的圆管。
7、、方管，需要人工实时调节管材夹具和激光切割设备的位姿以应对各异的切割图案，当产量高时，劳动效率仍然较低，且工人劳动强度就越大，越容易在作业时出错，导致产品质量下降。发明内容0003 本发明目的是：提供一种半自动激光切管机，其只需由人工完成管材的装夹便能够自动开始切割作业，以此提高生产效率，降低工人劳动强度，提升产品质量。0004 本发明的技术方案是：一种半自动激光切管机，包括机架，其特征在于所述机架上设有激光自动切割装置和管材固定装置，其中：所述激光自动切割装置包括设置X轴行进驱动装置的龙门架和藉由Y轴横移驱动装置设于龙门架上的激光切割装置，所述X轴和Y轴构成水平直角坐标系；所述管材固定装置包。
8、括位于激光切割装置下方并于龙门架的X轴行进方向上相对设置的顶紧装置和旋转气动卡盘。0005 进一步的，本发明中所述顶紧装置包括藉由X轴向丝杠传动副装配于机架上的活动座和枢转安装于活动座上并与旋转气动卡盘相对的锥形头。所述的X轴向丝杠传动副是指引导活动座沿X轴行进的丝杠传动副，具体实施时，丝杠传动副的结构参见常规技术，主要包括设于机架上的丝杠和设于活动座上并与丝杠配合的螺母，并且丝杠的一端设有摇把，方便工人操作。0006 更进一步的，本发明中所述机架上优选设有引导活动座沿X轴行进的活动座直线导轨。具体实施时，所述的活动座直线导轨采用常规的滚珠直线导轨或者滚轮直线导轨，其结构参见常规技术，包括设于。
9、机架上的导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在活动座的底部。0007 进一步的，本发明中所述X轴行进驱动装置为固定在机架上并与龙门架相连的拖链装置，所述拖链装置的构成参见常规技术，本发明不再详述。0008 更进一步的，本发明中所述机架上优选设有引导龙门架沿X轴行进的龙门架直线导轨。具体实施时，所述的龙门架直线导轨采用常规的滚珠直线导轨或者滚轮直线导轨，其结构参见常规技术，包括设于机架上的导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在龙门架的底部。0009 进一步的，本发明中所述Y轴横移驱动装置为固定在龙门架顶部并与激光切割装置相连的拖链装置，所述拖链装置的构成参见常。
10、规技术，本发明不再详述。说 明 书CN 102825391 A2/4页40010 更进一步的，本发明中所述龙门架顶部优选设有引导激光切割装置沿Y轴横移的切割装置直线导轨。具体实施时，所述的切割装置直线导轨采用常规的滚珠直线导轨或者滚轮直线导轨，其结构参见常规技术，包括设于龙门架顶部的导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在激光切割装置的底部。0011 进一步的，本发明中所述管材固定装置还包括设于顶紧装置和旋转气动卡盘之间的管材支撑装置，该管材支撑装置包括X形叉架、藉由X轴向丝杠传动副装配于机架上的底座和设于底座上连接并驱动X形叉架开合的叉架开合驱动装置。具体实施时，装配底座的X。
11、轴向丝杠传动副可与前述装配活动座的X轴向丝杠传动副共用丝杠，以此节省零部件，精简结构，降低生产成本。0012 更进一步的，本发明中所述X形叉架包括交叉枢接的两个撑臂，所述叉架开合驱动装置包括设于底座上的丝杠和分别固定于两个撑臂底部的螺母，所述丝杠上对称设有反向的螺纹段，而两个撑臂底部的螺母分别与所述两个螺纹段螺接配合；并且所述两个撑臂的顶部均枢接有滚轮。0013 优选的，本发明中所述机架上设有引导底座沿X轴行进的底座直线导轨。具体实施时，所述的底座直线导轨采用常规的滚珠直线导轨或者滚轮直线导轨，其结构参见常规技术，包括设于机架上的导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在底座的底。
12、部。当然本着节省零部件，精简结构和降低生产成本的目的，实际制造时，所述底座直线导轨和活动座直线导轨可共用导轨本体。0014 本发明中所述的旋转气动卡盘为现有技术，其由三爪或四爪气动卡盘（根据实际需求而定）和连接并驱动所述气动卡盘旋转的旋转电机或者旋转气缸构成。0015 本发明中所述激光切割装置由激光器和与激光器相连的激光切割头组成，当然其具体构成参见现有技术，本发明不作详述。0016 本发明的具体使用方式和原理如下：初始时由人工将待切割的管材一端通过旋转气动卡盘夹紧，另一端则通过顶紧装置顶紧，由于所述顶紧装置内的X轴向丝杠传动副可由人工操作，故能够自由调节顶紧力大小。与此同时，通过调节管材支撑。
13、装置来夹紧并支撑管材中心位置，确保管材沿X轴向的定位更为准确和稳固。管材固定完毕后，便能够启动激光切割装置对管材进行切割，切割时，通过X轴行进驱动装置控制龙门架移动，同时通过Y轴横移驱动装置控制激光切割装置横移，从而确保激光切割装置上的激光切割头能够按照预定轨迹活动对管材进行切割，同时管材可借助旋转气动卡盘和锥形头进行旋转，完成多角度切割。当然具体实施时，所述X轴行进驱动装置和Y轴横移驱动装置均可与PLC控制器相连，由其统一协调控制。0017 本发明的优点是：1本发明提供的这种半自动激光切管机，其只需由人工完成管材的装夹便能够自动开始切割作业，因而有效提高了生产效率，降低了工人劳动强度，提升了。
14、产品质量。0018 2本发明提供的这种半自动激光切管机，其整体的设计能够轻松应对不同长度、不同管径的圆管、方管的装夹定位和精密切割，因而具有很广泛的适用性和实用性。附图说明0019 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：说 明 书CN 102825391 A3/4页5图1为本发明一种具体实施例的主视图；图2为图1实施例的俯视图；图3为图1实施例的轴测视图；图4为图1实施例另一角度的轴测视图；图5为图1实施例的立体结构示意图。0020 其中：1、机架；2、X轴行进驱动装置；3、龙门架；4、Y轴横移驱动装置；5、激光切割装置；5a、激光切割头；6、旋转气动卡盘；6a、四爪气动卡盘；6b、旋转气。
15、缸；7、活动座；8、锥形头；9、活动座直线导轨；9a、导轨本体；10、龙门架直线导轨；11、切割装置直线导轨；12、X形叉架；12a、撑臂；12b、滚轮；13、底座；14、丝杠；15、摇把；A、管材。具体实施方式0021 实施例：结合图1图5所示，本发明提供的这种半自动激光切管机，其具有机架1，所述机架1上设有激光自动切割装置和管材固定装置，其中：所述激光自动切割装置具有设置X轴行进驱动装置2的龙门架3和藉由Y轴横移驱动装置4设于龙门架3上的激光切割装置5，所述X轴和Y轴构成水平直角坐标系；所述管材固定装置由位于激光切割装置5下方并于龙门架3的X轴行进方向上相对设置的顶紧装置和旋转气动卡盘6，。
16、以及设于顶紧装置和旋转气动卡盘6之间的管材支撑装置共同构成。0022 本实施例中所述的旋转气动卡盘6为现有技术，其由四爪气动卡盘6a和连接并驱动所述四爪气动卡盘6a旋转的旋转气缸6b构成。而所述顶紧装置的构成如下：其具有藉由X轴向丝杠传动副装配于机架1上的活动座7和枢转安装于活动座7上并与旋转气动卡盘6相对的锥形头8。所述的X轴向丝杠传动副的结构同常规技术，具有设于机架1上的丝杠14和设于活动座7上并与丝杠14配合的螺母，并且丝杠14的一端设有摇把15，方便工人操作，具体如图2、图3和图4所示。同时，所述机架1上设有引导活动座7沿X轴行进的活动座直线导轨9，本实施例中该活动座直线导轨9采用常规。
17、的滚珠直线导轨，具有设于机架1上且平行布置的两根导轨本体9a和滑设于导轨本体9a上的滑动元件，所述滑动元件固定在活动座7的底部，具体见图2至图5所示。0023 本实施例中所述X轴行进驱动装置2为固定在机架1上并与龙门架3相连的拖链装置。同时，所述机架1上设有引导龙门架3沿X轴行进的龙门架直线导轨10，该龙门架直线导轨10采用常规的滚珠直线导轨，具有设于机架1上且平行布置的两根导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在龙门架3的底部，具体见图2和图5所示。0024 本实施例中所述激光切割装置5由激光器（未标出）和与激光器相连的激光切割头5a组成，所述激光切割头5a垂直朝下，具体见图。
18、1、图3和图5所示。0025 本实施例中所述Y轴横移驱动装置4为固定在龙门架3顶部并与激光切割装置5相连的拖链装置。同时，所述龙门架3顶部设有引导激光切割装置5沿Y轴横移的切割装置直线导轨11，本实施例中该切割装置直线导轨11采用常规的滚珠直线导轨，具有设于龙门架3顶部且平行布置的两根导轨本体和滑设于导轨本体上的滑动元件，所述滑动元件固定在激光切割装置5中的激光器底部，具体见图2、图3和图5所示。0026 本实施例中所述管材支撑装置的构成如下：其具有X形叉架12、藉由X轴向丝杠传动副装配于机架1上的底座13和设于底座13上连接并驱动X形叉架12开合的叉架开合说 明 书CN 102825391 。
19、A4/4页6驱动装置。本实施例中所述装配底座13的X轴向丝杠传动副与前述装配活动座7的X轴向丝杠传动副共用丝杠14，相应的底座13上设置与丝杠14配合的螺母，以此节省零部件，精简结构，降低生产成本，具体见图1、图2、图3和图5所示。0027 本实施例中所述X形叉架12具有交叉枢接的两个撑臂12a，所述叉架开合驱动装置由设于底座13上的丝杠（未标出）和分别固定于两个撑臂12a底部的螺母组成，所述丝杠上对称设有反向的螺纹段，而两个撑臂12a底部的螺母分别与所述两个螺纹段螺接配合。并且本实施例中所述两个撑臂12a的顶部均枢接有滚轮12b，而上述设于底座13上的丝杠端部也设有便于人工操作的摇把（未标出。
20、），具体见图3所示。0028 本实施例中所述机架1上设有引导底座13沿X轴行进的底座直线导轨。本着节省零部件，精简结构和降低生产成本的目的，本实施例中所述底座直线导轨和前述活动座直线导轨9共用两根导轨本体9a，相应的所述底座13的底部固定滑动元件滑设于所述导轨本体9a上，具体结合图2至图5所示。0029 结合图1图5所示，本实施例的具体使用方式和原理如下：初始时由人工将待切割的管材A一端通过旋转气动卡盘6夹紧，另一端则通过顶紧装置顶紧，由于所述顶紧装置内的X轴向丝杠传动副可由人工操作，故能够自由调节顶紧力大小。与此同时，通过调节管材支撑装置来夹紧并支撑管材A中心位置，确保管材A沿X轴向的定位更。
21、为准确和稳固。管材A固定完毕后，便能够启动激光切割装置5对管材A进行切割，切割时，通过X轴行进驱动装置2控制龙门架3移动，同时通过Y轴横移驱动装置4控制激光切割装置5横移，从而确保激光切割装置5上的激光切割头5a能够按照预定轨迹活动对管材A进行切割，同时管材A可借助旋转气动卡盘6和锥形头8进行旋转，完成多角度切割。当然具体实施时，所述X轴行进驱动装置2和Y轴横移驱动装置4均与PLC控制器相连，由其统一协调控制。0030 当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。说 明 书CN 102825391 A1/5页7图1说 明 书 附 图CN 102825391 A2/5页8图2说 明 书 附 图CN 102825391 A3/5页9图3说 明 书 附 图CN 102825391 A4/5页10图4说 明 书 附 图CN 102825391 A10。