[发明专利]激光切割机管材旋转自动进给装置及使用方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及激光切割设施技术领域，具体为一种激光切割机管材旋转自动进给装置及使用方法。

(二)背景技术

激光切割机是一种用激光束进行切割加工的设备，主要包括激光发生器、扩束镜、聚焦镜、X-Y十字工作台、平面夹具或旋转夹具及其它相关控制单元。激光束经由扩束镜后入射聚焦镜，平行入射的光束被聚焦在待切割材料的表面、产生超强高温，烧熔、汽化或氧化被切割材料完成切割。旋转夹具装夹待切割管材，旋转夹具的旋转运动带动管材转动，激光切割机对管材进行精确地切割。激光切割管材主要应用于首饰、工艺品等行业，比如：旋转切割戒指等。

一般的激光切割机X-Y十字工作台行程为300mm～500mm，每次只能切割长度小于X-Y十字工作台的行程的管材。因此在使用激光切割机切割管材时，必须事先把较长的管材锯成为适合X-Y十字工作台的行程的较短的料，才能装夹到激光切割机上进行操作。

常用的旋转夹具为三爪卡盘，每次装料要夹紧三爪卡盘固定管材，还要进行对位，才能保证质量。同样，卸料又要松开三爪卡盘。每次装卸作业时间长，劳动强度大，工序繁琐，工作效率低。

另外，每次装卸管材，都会产生余料和料头，随着装料、卸料和对位次数的增加，所产生的废品、边角、余料和料头的数量也大大增加了，造成极大的浪费，从而增加了产品成本。

如果要减少装料、卸料次数，就得增大X-Y十字工作台的行程。但加大其行程，其体积也随之增大；且X-Y十字工作台要求精度高，加大行程、设备成本将成倍增加。而且行程过大时，制作困难，也很难保证其定位精度。因此，增大X-Y十字工作台的行程来解决切割管材的装卸问题是不现实的。

为了便于使用激光切割机切割管材需要设计可装夹长的管材并能旋转加工、自动进给的装置及使用方法。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种激光切割机管材旋转自动进给装置及使用方法，能装夹长的管材、旋转完成激光切割，并能自动进给。

本发明设计的激光切割机管材旋转自动进给装置包括：激光切割机和激光头、能沿着X轴和Y轴做平面移动的X-Y十字工作台、旋转夹具及其相关气动和电动控制单元。激光切割机机架上固定的工作台安装底板上安装有X-Y十字工作台，可调节的激光头安装于所述X-Y十字工作台上方，其旋转夹具为旋转气动夹具，具有其内圈与伺服电机驱动连接的气动卡盘，本装置还包括气动锁紧机构和支撑架。

支撑架位于激光切割机后方，框架式的支撑架上为支撑板，支撑板上有至少一对支撑杆，横杆横向连接二支撑杆，横杆上有连接件，连接件中部有可穿过待切割管材的孔。

气动锁紧机构安装于激光头后方，其固定架与X-Y十字工作台的X轴垂直、其左右两端固定于本装置的外壳。固定架中部有大于待切割管材外径的孔。固定架中孔左右各有一滑块，二滑块相对的面上分别有与待切割管材相配合的凹槽，左右二滑块至少有一个与气缸活塞杆连接，在气缸驱动下二滑块靠近。

旋转气动夹具前方是拖板，拖板后端的下方至少有一支撑轮，支撑轮位于支撑板上。X-Y工作台上固定有工作台连接板，螺栓固定连接工作台连接板和拖板前端。气动卡盘外壳与拖板固定连接。

本发明激光切割机管材旋转自动进给装置的使用方法为：工作时，先调节支撑架使支撑板与X-Y工作台的安装底板处于同一平面。气动锁紧机构的固定架固定于激光切割机外壳。旋转气动夹具拖板的支撑轮置于支撑板上。气动锁紧机构和气动卡盘均放松，待切割管材从后端依次穿过旋转气动夹具的气动卡盘和锁紧机构的中孔。

气动卡盘卡紧管材，伺服电机带动气动卡盘内圈及待切割管材转动，激光头完成切割。

一次切割完成后，启动激光切割机的X-Y工作台的电机，使工作台沿X轴方向前进，位移距离为下一次切割的管材长度。工作台前移时其工作底板拉着与之固定连接的旋转气动夹具的拖板一起前进，气动卡盘卡固的管材同时进给。工作台位移到位后，气动锁紧机构再次锁紧管材，同时气动卡盘放松，工作台沿X轴后退归位，带动旋转气动夹具归位。此时再一次放松气动锁紧机构、同时气动卡盘锁紧待切割管材。伺服电机动作，激光切割机进行下一轮切割。