一种六轴零尾料激光切管机的制作方法

1.本发明涉及激光切割机技术领域，具体是涉及一种六轴零尾料激光切管机。


背景技术：

2.近几年来，厚大管件的切割需求逐步增加，切管领域也在不断延伸，槽钢、工字钢等异形件要求按管切模式进行切割。厚大管件切割装备的需求可望快速增长，整个激光装备行业将迎来一个重大的发展机遇。
3.激光切割机无尾料切割普遍采用加长后卡夹持物料穿过中心卡盘切割实现。这种方法实现的前提条件是中心卡盘具有全行程的能力，中心卡盘能够容纳后卡穿过。而大管径(通常指管径大于350mm)中心卡盘因考虑结构尺寸及成本因素，基本采用半行程方式。夹持大管时，中心卡盘中空没有相应的空间容纳后卡的穿过，无法实现后卡夹持切割，因此现有的5轴结构达不到零尾料切割，即管件被夹持固定的部分无法通过中心卡盘，因而不能被切割。另外，5轴切管机切割大管径厚壁管件后，其焊接坡囗通常需要增加专门增设人工或专用设备实现，工序复杂、周期长，工效差。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，提供一种六轴零尾料激光切管机，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有的5轴结构达不到零尾料切割，且其焊接坡囗通常需要增加专门增设人工或专用设备实现，工序复杂、周期长，工效差的问题。
5.为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种六轴零尾料激光切管机，包括：
7.y轴床身组件，所述y轴床身组件包括切管机架和避让机架，避让机架设置在切管机架右后侧，切管机架顶部前后侧均固定连接有y轴导向轨，y轴导向轨内侧固定连接有y轴齿条；
8.一体式后卡组件，设置在切管机架顶部左侧，所述一体式后卡组件用于对管件自动夹持、自动对中及推拉，一体式后卡组件包括活动支座，活动支座滑动连接在y轴导向轨上，活动支座上表面左侧固定连接有移动电机，移动电机的输出端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与y轴齿条相啮合，活动支座顶部固定连接有交叉滚柱轴承二，交叉滚柱轴承二安装有加长悬臂，加长悬臂的端部固定连接有对中夹紧组件；
9.一体式中心卡盘，设置在切管机架顶部右侧，所述一体式中心卡盘用于对管件自动夹持及自动对中，一体式中心卡盘包括旋转支座，旋转支座安装在切管机架上，旋转支座顶部固定连接有交叉滚柱轴承一，交叉滚柱轴承一正面固定连接有至少一个限位轨，限位轨滑动连接有双排夹紧爪，双排夹紧爪端部转动连接有夹紧滚轮，交叉滚柱轴承一右上侧固定连接有两个气缸组件，气缸组件的输出端固定连接有于对应所述双排夹紧爪上；
10.切割头避让组件，设置在避让机架顶部，所述切割头避让组件用于切割管件时避让一体式中心卡盘；
11.切割头组件，设置在切割头避让组件顶部，所述切割头组件用于切割管件。
12.优选的，所述切割头避让组件包括辅助机架，避让机架上表面前后侧均固定连接有避让导向轨，避让导向轨内侧固定连接有避让齿条，辅助机架滑动连接在避让导向轨上部，辅助机架后侧固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与对应所述避让齿条相啮合，辅助机架顶部固定连接有承重横梁，承重横梁顶部后侧和正面下部均固定连接有导向滑条，上侧所述导向滑条正面固定连接有辅助齿条，导向滑条滑动连接有光具座，光具座顶部贯穿开设有预设孔。
13.优选的，所述切割头组件包括安装架，安装架固定连接在光具座顶部，安装架内部固定连接有避让电机，所述避让电机的输出端固定连接有避让齿轮，避让齿轮通过预设孔穿过光具座与辅助齿条相啮合，安装架右侧固定连接有电缸组件，电缸组件顶部固定连接有伺服电机，电缸组件滑动连接有滑台，滑台正面固定连接有旋转组件，旋转组件内置旋转气缸，旋转组件底部固定连接有切割刀头组件。
14.优选的，所述对中夹紧组件包括安装座，安装座固定连接在加长悬臂端部，安装座表面开设有至少一个t形凹槽，t形凹槽内滑动连接有夹爪，安装座中部固定连接有导向轴，安装座中部固定连接有两个升降气缸，升降气缸对称分布在导向轴的两侧，导向轴滑动连接有升降环板，升降气缸的输出端固定连接在升降环板底部，升降环板侧面转动连接有至少一个悬推杆，悬推杆远离升降环板的一端转动连接在夹爪内侧。
15.优选的，所述安装座中部固定连接有至少一个固定板，固定板外侧面固定连接有至少一个辅助弹簧，辅助弹簧远离固定板的一端固定连接在夹爪内侧。
16.优选的，多个所述固定板、夹爪和t形凹槽按安装座的圆周均匀分布。
17.优选的，所述固定板、t形凹槽和夹爪的位置相适配。
18.优选的，所述交叉滚柱轴承一中部贯穿开设有预留孔。
19.优选的，多个所述双排夹紧爪按交叉滚柱轴承一的圆周均匀分布。
20.优选的，所述交叉滚柱轴承一与加长悬臂同轴设置。
21.与现有技术相比，本发明提供了一种六轴零尾料激光切管机，具备以下有益效果：
22.通过设置一体式后卡组件、一体式中心卡盘、切割头组件和切割头避让组件，利用切割头避让组件，通过切割刀头组件在承重横梁上的x轴移动及切割头避让组件在y轴上移动实现切割刀头组件避让一体式中心卡盘的技术效果，实现切割刀头组件在一体式中心卡盘背面切割，实现大管径无尾料切割技术，此外，还采用带有旋转结构的切割头组件，通过伺服驱动调整切割头角度，达到带坡囗切割，能一次性完成无尾料带坡囗切割，一体式中心卡盘中设置预留孔，留有相应的空间容纳加长悬臂穿过，可以实现一体式后卡组件穿过一体式中心卡盘夹持切割，进而实现零尾料切割，同时，该装置无需增加专门增设人工或专用设备实现，工序简单、周期短，工效较好。
附图说明
23.图1为本发明的立体结构示意图；
24.图2为本发明的y轴床身组件结构示意图；
25.图3为本发明的切割头避让组件结构示意图；
26.图4为本发明的切割头组件结构示意图；
27.图5为本发明的一体式中心卡盘结构示意图；
28.图6为本发明的一体式后卡组件内部结构示意图；
29.图7为本发明的对中夹紧组件结构示意图；
30.图中标号为：
31.100、y轴床身组件；101、y轴导向轨；102、y轴齿条；103、切管机架；104、避让机架；105、避让导向轨；106、避让齿条；
32.200、切割头避让组件；201、预设孔；202、光具座；203、导向滑条；204、辅助齿条；205、承重横梁；206、辅助机架；207、驱动电机；
33.300、一体式中心卡盘；301、限位轨；302、旋转支座；303、气缸组件；304、双排夹紧爪；305、夹紧滚轮；306、交叉滚柱轴承一；307、预留孔；
34.400、一体式后卡组件；401、移动电机；402、交叉滚柱轴承二；403、活动支座；404、对中夹紧组件；405、导向轴；406、升降环板；407、升降气缸；408、安装座；409、固定板；410、悬推杆；411、辅助弹簧；412、夹爪；413、t形凹槽；414、加长悬臂；
35.500、切割头组件；501、安装架；502、避让齿轮；503、滑台；504、旋转组件；505、切割刀头组件；506、伺服电机；507、电缸组件。
具体实施方式
36.以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
37.参照图1-7所示，一种六轴零尾料激光切管机，包括：
38.y轴床身组件100，所述y轴床身组件100包括切管机架103和避让机架104，避让机架104设置在切管机架103右后侧，切管机架103顶部前后侧均固定连接有y轴导向轨101，y轴导向轨101内侧固定连接有y轴齿条102；
39.参照图1、图2、图5和图6，一体式后卡组件400，设置在切管机架103顶部左侧，所述一体式后卡组件400用于对管件自动夹持、自动对中及推拉，一体式后卡组件400包括活动支座403，活动支座403滑动连接在y轴导向轨101上，活动支座403上表面左侧固定连接有移动电机401，移动电机401的输出端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与y轴齿条102相啮合，活动支座403顶部固定连接有交叉滚柱轴承二402，交叉滚柱轴承二402安装有加长悬臂414，加长悬臂414的端部固定连接有对中夹紧组件404；
40.一体式中心卡盘300，设置在切管机架103顶部右侧，所述一体式中心卡盘300用于对管件自动夹持及自动对中，一体式中心卡盘300包括旋转支座302，旋转支座302安装在切管机架103上，旋转支座302顶部固定连接有交叉滚柱轴承一306，交叉滚柱轴承一306正面固定连接有至少一个限位轨301，限位轨301滑动连接有双排夹紧爪304，双排夹紧爪304端部转动连接有夹紧滚轮305，交叉滚柱轴承一306右上侧固定连接有两个气缸组件303，气缸组件303的输出端固定连接有于对应所述双排夹紧爪304上；
41.对中夹紧组件404进入管件内部，对中夹紧组件404向外扩张，从管件内部对管件夹持，否则从外部夹持，对中夹紧组件404无法通过一体式中心卡盘300，会导致与其夹持邻近的部分管件无法被切割，采用本方案进行夹持，对中夹紧组件404对管件从内部夹持，而夹紧滚轮305在气缸组件303的作用下对管件的另一端进行辅助限位，管件可以在一体式后
卡组件400的推动下，不断的从夹紧滚轮305处推进，从而切割头组件500可以不断对推进的管件进行切割，一体式后卡组件400的推进依靠移动电机401带动其上的传动齿轮转动，进而与y轴齿条102配合，使得一体式后卡组件400沿y轴导向轨101移动；
42.当管件仅剩被对中夹紧组件404夹持的邻近部分未被切割，管件长度很短，无需一体式中心卡盘300的辅助支撑，对中夹紧组件404带动夹持部分穿过一体式中心卡盘300，仅在对中夹紧组件404的夹持下，完成剩余管件尾料的切割作业；
43.交叉滚柱轴承一306内安装有自动对中组件，使得交叉滚柱轴承一306在夹持管件后，对管件的轴心进行微调。
44.切割头避让组件200，设置在避让机架104顶部，所述切割头避让组件200用于切割管件时避让一体式中心卡盘300；
45.切割头组件500，设置在切割头避让组件200顶部，所述切割头组件500用于切割管件。
46.参照图1、图2和图3具体的，切割头避让组件200包括辅助机架206，避让机架104上表面前后侧均固定连接有避让导向轨105，避让导向轨105内侧固定连接有避让齿条106，辅助机架206滑动连接在避让导向轨105上部，辅助机架206后侧固定连接有驱动电机207，驱动电机207的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与对应所述避让齿条106相啮合，辅助机架206顶部固定连接有承重横梁205，承重横梁205顶部后侧和正面下部均固定连接有导向滑条203，上侧所述导向滑条203正面固定连接有辅助齿条204，导向滑条203滑动连接有光具座202，光具座202顶部贯穿开设有预设孔201；
47.驱动电机207运作，带动其上的驱动齿轮转动，从而与避让齿条106配合，使得辅助机架206沿避让导向轨105滑动，进而使得切割头组件500在y轴移动。
48.参照图1、图3和图4，切割头组件500包括安装架501，安装架501固定连接在光具座202顶部，安装架501内部固定连接有避让电机，所述避让电机的输出端固定连接有避让齿轮502，避让齿轮502通过预设孔201穿过光具座202与辅助齿条204相啮合，安装架501右侧固定连接有电缸组件507，电缸组件507顶部固定连接有伺服电机506，电缸组件507滑动连接有滑台503，滑台503正面固定连接有旋转组件504，旋转组件504内置旋转气缸，旋转组件504底部固定连接有切割刀头组件505；
49.安装架501内部的避让电机带动其上的避让齿轮502转动，配合辅助齿条204，使得切割头组件500沿导向滑条203移动，伺服电机506配合电缸组件507控制切割刀头组件505升降，旋转组件504使得切割刀头组件505改变自身角度，进行带坡囗切割。
50.参照图6和图7，对中夹紧组件404包括安装座408，安装座408固定连接在加长悬臂414端部，安装座408表面开设有至少一个t形凹槽413，t形凹槽413内滑动连接有夹爪412，安装座408中部固定连接有导向轴405，安装座408中部固定连接有两个升降气缸407，升降气缸407对称分布在导向轴405的两侧，导向轴405滑动连接有升降环板406，升降气缸407的输出端固定连接在升降环板406底部，升降环板406侧面转动连接有至少一个悬推杆410，悬推杆410远离升降环板406的一端转动连接在夹爪412内侧；
51.安装座408中部固定连接有至少一个固定板409，固定板409外侧面固定连接有至少一个辅助弹簧411，辅助弹簧411远离固定板409的一端固定连接在夹爪412内侧，多个固定板409、夹爪412和t形凹槽413按安装座408的圆周均匀分布，固定板409、t形凹槽413和夹
爪412的位置相适配，交叉滚柱轴承一306中部贯穿开设有预留孔307；
52.将管件套接在夹爪412外部，升降气缸407运作，使得升降环板406下降，使得夹爪412向外运动，从而夹爪412从管件内部对其进行夹持固定。
53.多个双排夹紧爪304按交叉滚柱轴承一306的圆周均匀分布。
54.交叉滚柱轴承一306与加长悬臂414同轴设置。
55.本发明的工作原理及使用流程：通过设置一体式后卡组件400、一体式中心卡盘300、切割头组件500和切割头避让组件200，利用切割头避让组件200，通过切割刀头组件505在承重横梁205上的x轴移动及切割头避让组件200在y轴上移动实现切割刀头组件505避让一体式中心卡盘300的技术效果，实现切割刀头组件505在一体式中心卡盘300背面切割，实现大管径无尾料切割技术，此外，还采用带有旋转结构的切割头组件500，通过伺服驱动调整切割头角度，达到带坡囗切割，能一次性完成无尾料带坡囗切割，一体式中心卡盘300中设置预留孔307，留有相应的空间容纳加长悬臂414穿过，可以实现一体式后卡组件400穿过一体式中心卡盘300夹持切割，进而实现零尾料切割，同时，该装置无需增加专门增设人工或专用设备实现，工序简单、周期短，工效较好。
56.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：
1.一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于，包括：y轴床身组件(100)，所述y轴床身组件(100)包括切管机架(103)和避让机架(104)，避让机架(104)设置在切管机架(103)右后侧，切管机架(103)顶部前后侧均固定连接有y轴导向轨(101)，y轴导向轨(101)内侧固定连接有y轴齿条(102)；一体式后卡组件(400)，设置在切管机架(103)顶部左侧，所述一体式后卡组件(400)用于对管件自动夹持、自动对中及推拉，一体式后卡组件(400)包括活动支座(403)，活动支座(403)滑动连接在y轴导向轨(101)上，活动支座(403)上表面左侧固定连接有移动电机(401)，移动电机(401)的输出端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与y轴齿条(102)相啮合，活动支座(403)顶部固定连接有交叉滚柱轴承二(402)，交叉滚柱轴承二(402)安装有加长悬臂(414)，加长悬臂(414)的端部固定连接有对中夹紧组件(404)；一体式中心卡盘(300)，设置在切管机架(103)顶部右侧，所述一体式中心卡盘(300)用于对管件自动夹持及自动对中，一体式中心卡盘(300)包括旋转支座(302)，旋转支座(302)安装在切管机架(103)上，旋转支座(302)顶部固定连接有交叉滚柱轴承一(306)，交叉滚柱轴承一(306)正面固定连接有至少一个限位轨(301)，限位轨(301)滑动连接有双排夹紧爪(304)，双排夹紧爪(304)端部转动连接有夹紧滚轮(305)，交叉滚柱轴承一(306)右上侧固定连接有两个气缸组件(303)，气缸组件(303)的输出端固定连接有于对应所述双排夹紧爪(304)上；切割头避让组件(200)，设置在避让机架(104)顶部，所述切割头避让组件(200)用于切割管件时避让一体式中心卡盘(300)；切割头组件(500)，设置在切割头避让组件(200)顶部，所述切割头组件(500)用于切割管件。2.根据权利要求1所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述切割头避让组件(200)包括辅助机架(206)，避让机架(104)上表面前后侧均固定连接有避让导向轨(105)，避让导向轨(105)内侧固定连接有避让齿条(106)，辅助机架(206)滑动连接在避让导向轨(105)上部，辅助机架(206)后侧固定连接有驱动电机(207)，驱动电机(207)的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与对应所述避让齿条(106)相啮合，辅助机架(206)顶部固定连接有承重横梁(205)，承重横梁(205)顶部后侧和正面下部均固定连接有导向滑条(203)，上侧所述导向滑条(203)正面固定连接有辅助齿条(204)，导向滑条(203)滑动连接有光具座(202)，光具座(202)顶部贯穿开设有预设孔(201)。3.根据权利要求2所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述切割头组件(500)包括安装架(501)，安装架(501)固定连接在光具座(202)顶部，安装架(501)内部固定连接有避让电机，所述避让电机的输出端固定连接有避让齿轮(502)，避让齿轮(502)通过预设孔(201)穿过光具座(202)与辅助齿条(204)相啮合，安装架(501)右侧固定连接有电缸组件(507)，电缸组件(507)顶部固定连接有伺服电机(506)，电缸组件(507)滑动连接有滑台(503)，滑台(503)正面固定连接有旋转组件(504)，旋转组件(504)内置旋转气缸，旋转组件(504)底部固定连接有切割刀头组件(505)。4.根据权利要求1所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述对中夹紧组件(404)包括安装座(408)，安装座(408)固定连接在加长悬臂(414)端部，安装座(408)表面开设有至少一个t形凹槽(413)，t形凹槽(413)内滑动连接有夹爪(412)，安装座(408)中部固
定连接有导向轴(405)，安装座(408)中部固定连接有两个升降气缸(407)，升降气缸(407)对称分布在导向轴(405)的两侧，导向轴(405)滑动连接有升降环板(406)，升降气缸(407)的输出端固定连接在升降环板(406)底部，升降环板(406)侧面转动连接有至少一个悬推杆(410)，悬推杆(410)远离升降环板(406)的一端转动连接在夹爪(412)内侧。5.根据权利要求4所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述安装座(408)中部固定连接有至少一个固定板(409)，固定板(409)外侧面固定连接有至少一个辅助弹簧(411)，辅助弹簧(411)远离固定板(409)的一端固定连接在夹爪(412)内侧。6.根据权利要求5所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：多个所述固定板(409)、夹爪(412)和t形凹槽(413)按安装座(408)的圆周均匀分布。7.根据权利要求6所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述固定板(409)、t形凹槽(413)和夹爪(412)的位置相适配。8.根据权利要求1所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述交叉滚柱轴承一(306)中部贯穿开设有预留孔(307)。9.根据权利要求1所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：多个所述双排夹紧爪(304)按交叉滚柱轴承一(306)的圆周均匀分布。10.根据权利要求1所述的一种六轴零尾料激光切管机，其特征在于：所述交叉滚柱轴承一(306)与加长悬臂(414)同轴设置。

技术总结
本发明公开了一种六轴零尾料激光切管机，涉及激光切割机技术领域，包括：Y轴床身组件，所述Y轴床身组件包括切管机架和避让机架；一体式后卡组件，设置在切管机架顶部左侧，所述一体式后卡组件用于对管件自动夹持、自动对中及推拉；一体式中心卡盘，设置在切管机架顶部右侧，所述一体式中心卡盘用于对管件自动夹持及自动对中；切割头避让组件，设置在避让机架顶部，所述切割头避让组件用于切割管件时避让一体式中心卡盘；切割头组件，设置在切割头避让组件顶部，所述切割头组件用于切割管件。本发明通过设置一体式后卡组件、一体式中心卡盘、切割头组件和切割头避让组件，实现切割头组件绕过一体式中心卡盘，由一体式后卡组件夹持切割，进而实现零尾料切割。进而实现零尾料切割。进而实现零尾料切割。


技术研发人员：胡中元 王恒 刘国庆
受保护的技术使用者：武汉天琪激光设备制造有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/7/22