激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了激光切割機領(lǐng)域內(nèi)的一種激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，包括平行設(shè)置的兩支撐梁，兩支撐梁間活動連接有可水平運動的橫梁，橫梁上經(jīng)升降傳動機構(gòu)連接有升降立柱，升降立柱下方連接有下料機械手；支撐梁間的下方設(shè)有廢料分離臺和分揀工作臺，廢料分離臺和分揀工作臺與下料機械手相對應；下料機械手包括矩形的邊框，邊框內(nèi)設(shè)有支架，支架下方設(shè)有安裝板，安裝板下側(cè)經(jīng)彈性機構(gòu)安裝有若干吸合面朝下的可升降電永磁鐵；廢料分離臺上設(shè)置有若干吸合面朝上的固定電永磁鐵，每一可升降電永磁鐵及每一固定電永磁鐵均可獨立供電。該裝置使得零件與廢料之間分離更可靠，零件分揀方便，效率高，其適用于碳鋼板材的激光切割自動化。
【專利說明】激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光切割機，特別涉及激光切割機的下料裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割是將激光作為一種加工手段對金屬或非金屬板材進行切割加工，可在平面板材上加工直線和任意形狀的曲線。為了提升激光切割的效率和自動化水平，減輕工人的勞動強度，激光切割柔性生產(chǎn)線(FMS)應運而生，廣泛應用于電氣制造、汽車、儀表開關(guān)、紡織機械、運輸機械、家電制造、電梯設(shè)備制造、食品工業(yè)、裝飾裝潢與廣告以及激光加工站
坐寸ο
[0003]目前國際上的激光切割下料分選方案全部采用真空系統(tǒng)完成，即采用吸盤從上方將零件吸起，再移動到分揀工作臺進行分揀，由于激光切割過程中不可避免需要采用微連接技術(shù)，即零件與廢料之間有微小的連接而未完全割開，僅保留微小的連接，以防止板材翹起影響切割過程，但微連接會增加零件分選的難度，目前還未有合適的解決方案，如果在工件的下方也設(shè)置吸盤，吸住工件的廢料，與上方吸住零件的吸盤共同作用，可將兩件和廢料分離，但該結(jié)構(gòu)會存在如下問題:其一，下方設(shè)置吸盤，吸盤表面容易落入灰塵、雜物等，容易漏氣，降低了可靠性。其二，吸盤工作時，板材表面的不平整容易導致漏氣，漏氣不僅降低了吸合力，也會產(chǎn)生較大的噪聲。其三，吸盤需要有足夠大的吸合面積及負壓壓力才能產(chǎn)生足夠大的吸合力，這不利于吸盤的大量分布。其四，每個吸盤需要進行獨立控制時，其需要數(shù)目眾多的電磁閥和通氣管，其安裝、排布均很困難，吸盤的數(shù)量往往不足，不能進行精細化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，使其能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，使零件與廢料之間分離可靠，零件分揀方便。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，包括平行設(shè)置的兩支撐梁，兩支撐梁間活動連接有可沿支撐梁水平運動的橫梁，所述橫梁上經(jīng)升降傳動機構(gòu)連接有升降立柱，所述升降立柱下方連接有下料機械手；所述兩支撐梁之間的下方設(shè)有廢料分離臺和分揀工作臺，廢料分離臺和分揀工作臺與下料機械手相對應；所述下料機械手包括矩形的邊框，邊框內(nèi)設(shè)置有支架，支架下方水平設(shè)置有安裝板，所述安裝板下側(cè)經(jīng)彈性機構(gòu)安裝有若干吸合面朝下的可升降電永磁鐵；所述廢料分離臺上設(shè)置有若干吸合面朝上的固定電永磁鐵，每一可升降電永磁鐵及每一固定電永磁鐵均可獨立供電。
[0006]本發(fā)明工作時，板材在激光切割機上完成切割，零件和廢料之間在多個位置保持微連接，此時，橫梁帶動下料機械手沿支撐梁運動到板材上方，傳動機構(gòu)驅(qū)動升降立柱下降，使下料機械手上的可升降電永磁鐵貼靠在板材上，可升降電永磁鐵得電，可將切割完的板材抓起，升降立柱上升然后帶動下料機械手沿支撐梁運動到廢料分離臺的上方后再下降，待板材接觸廢料分離臺的表面后，下料分離臺上的固定電永磁鐵部分得電，下料機械手上的可升降電永磁鐵部分失電，對應于工件的可升降電永磁鐵保持有電，對應于廢料的固定電永磁鐵有電，此時，升降立柱再上升，可將零件和廢料分離，廢料留在廢料分離臺上，零件則吸合在下料機械手上，實現(xiàn)零件與廢料的可靠分離；隨后，下料機械手帶著分離后的零件繼續(xù)沿支撐梁運動到分揀工作臺上方后，再下降到適當位置，下料機械手上的可升降電永磁鐵分批釋放不同規(guī)格的零件，零件落在分揀工作臺上，通過人工或其他分揀裝置(如機器人)將相同規(guī)格的零件運送入庫，實現(xiàn)零件的分選。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:其一，零件和廢料分離可靠，一方面電永磁鐵以減小的體積達到較大的吸合力，使得零件和廢料的分離力較大，兩者之間能實現(xiàn)可靠分離。其二，電永磁鐵的體積小，使得下料機械手上的可升降電永磁鐵、下料分離臺上的固定電永磁鐵的排列密度大，可分離的零件尺寸范圍更大，機床的通用性更好。其三，通過電控方式對可升降電永磁鐵、固定電永磁鐵進行控制，其控制線纜布置方便，控制可靠性高，無噪聲。其四，在板材表面不平整時，仍能保持良好的分離效果。其五，易于實現(xiàn)自動控制，尤其是針對不規(guī)格的零件，可以將零件分批分揀，提高了生產(chǎn)效率。該裝置適用于碳鋼材質(zhì)板材的激光切割加工。
[0007]為能進一步克服板材表面不平整帶來的問題，所述彈性機構(gòu)包括導向套、升降桿和升降桿上套裝的復位彈簧，所述導向套與安裝板相固定，導向套套裝在升降桿上，升降桿上端穿過安裝板，可升降電永磁鐵固定在升降桿下端，所述復位彈簧一端與安裝板相對固定，復位彈簧另一端與升降桿上端相對固定。復位彈簧具有位置補償?shù)哪芰?，保證在板材表面細微不平整時，仍能保證下料機械手上的可升降電永磁鐵能與板材良好地吸合在一起，也能保證零件的抓取可靠。
[0008]為便于自動控制，所述廢料分離臺上的固定電永磁鐵、安裝板上的可升降電永磁鐵呈陣列布置，當下料機械手處于下料位置時，固定電永磁鐵和可升降電永磁鐵在正交方向上錯位設(shè)置，這一正交方向上錯位設(shè)置是指固定電永磁鐵和可升降電永磁鐵的縱向軸線相互錯開而不重合。錯位設(shè)置能更好利用固定電永磁鐵及可升降電永磁鐵的吸力，使零件和廢料更好地分離；成陣列分布方便了控制、檢查及更換電永磁鐵。
[0009]為方便廢料的出料，所述廢料分離臺兩側(cè)設(shè)有分別設(shè)有相互平行的推料導軌，推料導軌與支撐梁呈空間垂直設(shè)置，推料導軌上配合設(shè)置有推料架，推料架的端部設(shè)有推料板，推料架另一端設(shè)有開合擋板，推料架可沿推料導軌移動到開合擋板的正上方。廢料被分離后，可通過推料架將廢料沿推料導軌推出到開合擋板上，開合擋板打開后，廢料可實現(xiàn)落料。
[0010]為進一步便于零件分揀，所述分揀工作臺包括繞裝在相平行的兩個輥軸上的輸送帶，輸送帶一端經(jīng)滑板連接有零件緩存箱。零件分批落在輸送帶上，可通過輸送帶輸送到分揀位置進行分揀，分揀不及的零件落入零件緩存箱中，可通過人工進一步分揀處理。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，所述升降傳動機構(gòu)包括伺服電機，伺服電機輸出軸連接減速箱，減速箱兩側(cè)分別伸出傳動軸，傳動軸可轉(zhuǎn)動地連接在滑動支架上，升降立柱上分別設(shè)有齒條和立柱導軌，滑動支架上設(shè)有與立柱導軌滑動連接的立柱滑塊，傳動軸的軸端設(shè)有齒輪與所述齒條相嚙合。該結(jié)構(gòu)提供了本發(fā)明的一種易于實施的技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1中A的局部放大圖。
[0014]圖3為廢料分離臺結(jié)構(gòu)示意圖，此時，廢料及推料架位于下料機械手下方。
[0015]圖4為廢料分離臺另一結(jié)構(gòu)示意圖，此時，推料架位于落料位置，開合擋板處于開啟狀態(tài)。
[0016]圖5為下料機械手的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖6為下料機械手結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖7為圖6中B的局部放大圖。
[0019]圖8為分揀工作臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中，I零件緩存箱，2開合擋板，3廢料分離臺，4升降立柱，5橫梁，6支架，7邊框，8支撐梁，9分揀工作臺，10輸送帶，11滑動支架，12齒條，13立柱導軌，14減速箱，15水平運動機構(gòu)，16安裝板，17板材，18可升降電永磁鐵，19傳動軸，20伺服電機，21滑板，22推料導軌，23推料架，24推料板，25固定電永磁鐵，26輥軸，27開合驅(qū)動裝置，28彈性機構(gòu)，2801升降桿，2802復位彈簧，2803導向套。
【具體實施方式】
[0021]如圖所示，為一種激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置的兩支撐梁8，支撐梁8之間連接有橫梁5，橫梁5兩端設(shè)置有水平運動機構(gòu)15與支撐梁8相連，使橫梁5可沿支撐梁8水平滑動，橫梁5上經(jīng)升降傳動機構(gòu)連接有升降立柱4，該升降傳動機構(gòu)包括伺服電機20，伺服電機20輸出軸連接減速箱14，減速箱14兩側(cè)分別伸出傳動軸19，傳動軸19可轉(zhuǎn)動地連接在滑動支架11上，升降立柱4上分別設(shè)有齒條12和立柱導軌13，滑動支架11上設(shè)有與立柱導軌13滑動連接的立柱滑塊，傳動軸19的軸端設(shè)有齒輪與所述齒條12相嚙合；升降立柱4下方連接有下料機械手；兩支撐梁8之間的下方設(shè)有廢料分離臺3和分揀工作臺9，廢料分離臺3和分揀工作臺9并列設(shè)置并與下料機械手相對應，下料機械手可運動到廢料分離臺3和分揀工作臺9上方；下料機械手包括矩形的邊框7，邊框7內(nèi)設(shè)置有支架6，支架6下方水平設(shè)置有安裝板16，安裝板16下側(cè)經(jīng)彈性機構(gòu)28安裝有若干吸合面朝下的可升降電永磁鐵18 ;廢料分離臺3上設(shè)置有若干吸合面朝上的固定電永磁鐵25,每一可升降電永磁鐵18及每一固定電永磁鐵25均可獨立供電。廢料分離臺3上的固定電永磁鐵25、安裝板16上的可升降電永磁鐵18呈陣列布置，當下料機械手處于下料位置時，固定電永磁鐵25和可升降電永磁鐵18在正交方向上錯位設(shè)置，固定電永磁鐵25和可升降電永磁鐵18的縱向軸線相互錯開而不重合。
[0022]彈性機構(gòu)28包括導向套2803、升降桿2801和升降桿2801上套裝的復位彈簧2802，導向套2803與安裝板16相固定，導向套2803套裝在升降桿2801上，升降桿2801上端穿過安裝板16，可升降電永磁鐵18固定在升降桿2801下端，所述復位彈簧2802 —端與安裝板16相對固定,復位彈簧2802另一端與升降桿2801上端相對固定。
[0023]廢料分離臺3兩側(cè)設(shè)有分別設(shè)有相互平行的推料導軌22，推料導軌22與支撐梁8呈空間垂直設(shè)置，推料導軌22上配合設(shè)置有推料架23，推料架23的端部設(shè)有推料板24，推料架23另一端設(shè)有開合擋板2，開合擋板2與開合驅(qū)動裝置27相連，通過開合驅(qū)動裝置27可驅(qū)動開合擋板2打開或關(guān)閉；推料架23可沿推料導軌22移動到開合擋板2的正上方。[0024]分揀工作臺9包括繞裝在相平行的兩個輥軸26上的輸送帶10，輸送帶10 —端經(jīng)滑板21連接有零件緩存箱I。
[0025]該裝置工作時，板材17在激光切割機上完成切割，零件和廢料之間在多個位置保持微連接，此時，橫梁5帶動下料機械手沿支撐梁8運動到板材17上方，傳動機構(gòu)驅(qū)動升降立柱4下降，使下料機械手上的可升降電永磁鐵18貼靠在板材17上，可升降電永磁鐵18得電，可將切割完的板材17抓起，升降立柱4上升然后帶動下料機械手沿支撐梁8運動到廢料分離臺3的上方后再下降，待板材17接觸廢料分離臺3的表面后，下料分離臺上的固定電永磁鐵25部分得電，下料機械手上的可升降電永磁鐵18部分失電，對應于工件的可升降電永磁鐵18保持有電,對應于廢料的固定電永磁鐵25有電,此時,升降立柱4再上升,可將零件和廢料分離，廢料留在廢料分離臺3上，零件則吸合在下料機械手上，實現(xiàn)零件與廢料的可靠分離；廢料被分離后，可通過推料架23將廢料沿推料導軌22推出到開合擋板2上，開合擋板2打開后，廢料可實現(xiàn)落料。而下料機械手帶著分離后的零件繼續(xù)沿支撐梁8運動到分揀工作臺9上方后，再下降到適當位置，下料機械手上的可升降電永磁鐵18分批釋放不同的不同規(guī)格的零件，零件分批落在輸送帶10上，可通過輸送帶10輸送到分揀位置進行分揀，分揀不及的零件落入零件緩存箱I中，可通過人工進一步分揀處理。
[0026]本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，包括平行設(shè)置的兩支撐梁，兩支撐梁間活動連接有可沿支撐梁水平運動的橫梁，所述橫梁上經(jīng)升降傳動機構(gòu)連接有升降立柱，所述升降立柱下方連接有下料機械手；所述兩支撐梁之間的下方設(shè)有廢料分離臺和分揀工作臺，廢料分離臺和分揀工作臺與下料機械手相對應；其特征在于:所述下料機械手包括矩形的邊框，邊框內(nèi)設(shè)置有支架，支架下方水平設(shè)置有安裝板，所述安裝板下側(cè)經(jīng)彈性機構(gòu)安裝有若干吸合面朝下的可升降電永磁鐵；所述廢料分離臺上設(shè)置有若干吸合面朝上的固定電永磁鐵，每一可升降電永磁鐵及每一固定電永磁鐵均可獨立供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其特征在于:所述彈性機構(gòu)包括導向套、升降桿和升降桿上套裝的復位彈簧，所述導向套與安裝板相固定，導向套套裝在升降桿上，升降桿上端穿過安裝板，可升降電永磁鐵固定在升降桿下端，所述復位彈簧一端與安裝板相對固定，復位彈簧另一端與升降桿上端相對固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其特征在于:所述廢料分離臺上的固定電永磁鐵、安裝板上的可升降電永磁鐵呈陣列布置，當下料機械手處于下料位置時，固定電永磁鐵和可升降電永磁鐵在正交方向上錯位設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其特征在于:所述廢料分離臺兩側(cè)分別設(shè)有相互平行的推料導軌，推料導軌與支撐梁呈空間垂直設(shè)置，推料導軌上配合設(shè)置有推料架，推料架的端部設(shè)有推料板，推料架另一端設(shè)有開合擋板，推料架可沿推料導軌移動到開合擋板的正上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其特征在于:所述分揀工作臺包括繞裝在相平行的兩個輥軸上的輸送帶，輸送帶一端經(jīng)滑板連接有零件緩存箱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光切割板材廢料分離及零件分選系統(tǒng)，其特征在于:所述升降傳動機構(gòu)包括伺服電機，伺服電機輸出軸連接減速箱，減速箱兩側(cè)分別伸出傳動軸，傳動軸可轉(zhuǎn)動地連接在滑動支架上，升降立柱上分別設(shè)有齒條和立柱導軌，滑動支架上設(shè)有與立柱導軌滑動連接的立柱滑塊，傳動軸的軸端設(shè)有齒輪與所述齒條相嚙合。
【文檔編號】B23K26/70GK103962736SQ201410216851
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】周慶, 歐陽斌, 張禮峰, 桑偉峰, 陳樹明, 何承義, 夏建斌 申請人:江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司