[发明专利]一种激光切割机的工件夹具和下料方法

权利要求书

1.一种激光切割机的工件夹具，其特征在于，所述工件夹具包括吸盘支架、M个吸盘横梁、M组吸盘组和控制装置；

所述吸盘支架的横截面呈圆形，M个吸盘横梁沿周向均匀地水平安装在吸盘支架下表面上；

所述吸盘横梁包括第一转臂、第二转臂、第一转轴、第二转轴和铰链机构；所述第一转轴和第二转轴垂直安装在吸盘支架下表面上，所述第一转臂安装在第一转轴外侧，围绕第一转轴水平转动，所述第二转臂安装在第二转轴外侧，沿第二转轴水平转动，第一转轴和第二转轴通过铰链机构铰接，以使第一转臂和第二转臂合并在一起或展开呈一夹角，并限定夹角最大取值；

所述M个吸盘组一一对应地安装在M个吸盘横梁下方；每个吸盘组包括至少一个电磁吸盘和至少一个真空吸盘，每个真空吸盘通过真空吸盘安装机构安装在第一转臂上，且沿第一转臂水平移动，每个电磁吸盘通过电磁吸盘安装机构安装在第二转臂上，且沿第二转臂向水平和竖直两个方向移动；所述真空吸盘的初始位置低于电磁吸盘的最高空载位置，高于电磁吸盘的最低空载位置；

所述控制装置结合工件的材质特征和表面形貌特征，根据预设的调整策略自适应地调整电磁吸盘和真空吸盘的位置，以所需真空度最小和移动路径最短为约束条件，采用电磁吸盘和/或真空吸盘抓取工件；

所述真空吸盘安装机构包括第一电机、第一滑块、直线轴承、中空浮动杆和第一水平导轨；

所述第一转臂的中部设置有第一长条型竖直通孔，所述第一水平导轨设置在第一转臂上表面上；所述直线轴承位于第一长条型竖直通孔上方，通过第一滑块安装在第一水平导轨上，第一滑块通过第一电机与控制装置连接；所述第一电机根据控制装置发送的控制指令调整输出轴转速以驱动第一滑块携带直线轴承沿第一水平导轨移动；

所述中空浮动杆的一端依次穿过第一长条型竖直通孔和直线轴承竖直延伸至第一转臂上方，与真空发生器连接，另一端连接真空吸盘；

所述电磁吸盘安装机构包括第二电机、滑动支架、第二滑块、第三电机、弹簧组件、导向杆、连接链、第二水平导轨和竖直导轨；

所述第二转臂的中部设置有第二长条型竖直通孔，所述第二水平导轨安装在第二转臂顶部，所述滑动支架安装在第二水平导轨上，通过第二电机与控制装置连接，第二电机根据控制装置发送的控制指令调整输出轴转速以驱动滑动支架沿第二水平导轨移动；所述竖直导轨安装在滑动支架上，所述第二滑块安装在竖直导轨上，通过第三电机与控制装置连接，第三电机根据控制装置发送的控制指令调整输出轴转速以驱动第二滑块沿竖直导轨移动；

所述第二滑块呈正方体状，其内部设置有一圆柱形凹槽，凹槽开口朝下；所述弹簧组件竖直安装在圆柱形凹槽内，依次通过导向杆、连接链与电磁吸盘连接，所述电磁吸盘和连接链位于第二长条型竖直通孔下方，导向杆穿过第二长条型竖直通孔与连接链连接；凹槽开口尺寸、第二长条型竖直通孔尺寸与导向杆尺寸相匹配，小于弹簧组件和连接链的尺寸；

所述控制装置结合工件的材质特征和表面形貌特征，根据预设的调整策略自适应地调整电磁吸盘和真空吸盘的位置是指：

以非磁性下料组为分隔点，获取连续N个待下料工件的加工工序，根据其到达下料台的时间将其分为L个下料组，同一个下料组的工件的下料顺序允许互换；

结合N个待下料工件的材质特征和表面形貌特征，调整电磁吸盘和真空吸盘的位置，使得：

当工件为磁性材质并且重量不大于预设重量阈值时，只采用电磁吸盘抓取工件；当工件为磁性材质且重量大于预设重量阈值时，同时采用电磁吸盘和真空吸盘抓取工件；当工件为非磁性材质时，采用真空吸盘抓取工件。

2.根据权利要求1所述的激光切割机的工件夹具，其特征在于，所述真空吸盘安装机构还包括设置在直线轴承上方的限位块，所述限位块中间设由圆柱形竖直通孔，中空浮动杆穿过限位块；

所述圆柱形竖直通孔内侧设置有活动凹槽和活动卡件，活动卡件具有两种工作形态：(1)固定完全收纳在活动凹槽内，(2)沿位于活动凹槽下方的转点自由旋转，活动卡件向上旋转时移入活动凹槽，向下旋转时移出活动凹槽；

其中，当活动卡件固定收纳在活动凹槽内时，中空浮动杆在直线轴承内上下移动，当活动卡件弹出时，中空浮动杆受限于其外侧面的匹配凹槽，只允许在直线轴承内向上移动。