一种激光锯铣智能工作站

技术领域

本发明属于铝型材加工技术领域，具体涉及一种激光锯铣智能工作站。

背景技术

在门窗铝型材加工过程中，铝型材锯切、打孔、划线、钻铣是独立的加工部分，大部分都通过人工在单机设备上进行，每一道工序都需人工参与，人工劳动强度大，加工精度无法保证，增加了人工以及设备成本，占地面积大，工作效率低。

市面上现有的锯铣加工中心大部分都是通过送料气爪、电主轴的相互配合实现型材的加工；具体的，送料气爪实现型材X轴方向上的运动，电主轴带动锯切装置在Y轴和Z轴方向上运动；由于送料气爪夹持的精度无法保证，加工的型材精度也无法保证，故而产生浪费。并且锯切部分大多采用单锯片旋转角度来进行切断，切割角度误差大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种激光锯铣智能工作站。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种激光锯铣智能工作站，包括送料部分、锯铣部分以及出料部分；

所述的锯铣部分，包括锯铣机架，所述锯铣机架上沿着型材的运动方向依次设置有激光钻铣压紧装置、激光钻铣装置、锯切装置和抽料装置；所述的激光钻铣压紧装置用于在激光钻铣加工过程中对型材压紧；所述的激光钻铣装置包括激光钻铣底架，激光钻铣底架侧立面上设置能沿着Y轴移动的Y轴激光钻铣托板，在Y轴激光钻铣托板上设置能沿着Z轴移动的Z轴激光钻铣托板，Z轴激光钻铣托板的中间有可供型材通过的进料口；在进料口的上、下、前、后方向上各设置钻铣机构；所述的锯切装置包括Z轴锯切装置、90°锯切装置、锯切压紧装置；所述的Z轴锯切装置沿Z轴上下运动来实现对型材的切断；90°锯切装置实现90°切断功能；锯切压紧装置实现对型材的压紧。

作为进一步的技术方案，所述的Z轴锯切装置包括45°锯切装置和135°锯切装置，所述的45°锯切装置和135°锯切装置通过丝杠沿Z轴上下运动来实现对型材的切断。

作为进一步的技术方案，所述的45°锯切装置上还设置有锯片让位机构。

作为进一步的技术方案，所述的Z轴锯切装置还包括有辅助提升气缸。

作为进一步的技术方案，所述的90°锯切装置包括90°锯切底架，所述的90°锯切底架固定与锯铣机架上，90°锯切底架上还设置有两条平行的导轨，导轨上设置有滑块，滑块上设置有90°锯切电机安装板，通过气缸阻尼缸相互配合实现90°切断功能。

作为进一步的技术方案，抽料装置包括能够沿第一方向移动的抽料气爪装置；送料气爪装置用于夹持型材并将其输送至锯铣部分，锯铣部分用于锯切和/或铣削型材；抽料气爪装置用于将加工完成的型材抽出并输出至出料部分。具体的，所述的抽料装置包括抽料横梁，所述的抽料横梁上一端固定有135°压紧装置，抽料横梁侧面平行设置有两条导轨，导轨上设置有滑块，滑块上连接有抽料气爪机构，抽料气爪机构通过齿轮齿条沿抽料横梁运动。所述的抽料气爪包括抽料滑板，抽料滑板上固定有抽料水平压紧托板，抽料滑板内侧还固定有抽料后靠板，抽料水平压紧托板底部设置有滑块，滑块与固定于抽料气爪夹紧板上的导轨通过气缸滑动连接来进行水平压紧型材，所述的抽料气爪夹紧板侧面固定有抽料气爪夹紧块。

作为进一步的技术方案，前钻铣机构和后钻铣机构还可替代为前激光钻铣机构和后激光钻铣机构；所述激光钻铣机构既能够对型材进行激光钻铣加工，还可对型材进行激光划线。

作为进一步的技术方案，上钻铣机构包括主轴安装板，主轴安装板上固定有电主轴/激光主轴，主轴安装板由气缸推动通过导轨滑块与Z轴激光钻铣托板滑动连接。

作为进一步的技术方案，所述的激光钻铣压紧装置包括激光钻铣压紧固定架，所述的激光钻铣压紧固定架上固定有激光钻铣工作台板，同时激光钻铣压紧固定架上设置有激光钻铣上压紧、激光钻铣内边压紧和激光钻铣水平压紧，用于在激光钻铣加工过程中对型材压紧。

作为进一步的技术方案，激光钻铣压紧固定架上还设置有第一型材托起装置，第一型材托起装置防止送料气爪送料过程中型材端面与激光钻铣压紧装置产生碰撞。

作为进一步的技术方案，激光钻铣压紧固定架上还设置有激光钻铣导料装置，用于对送料气爪送过来的型材导向。

作为进一步的技术方案，所述的激光钻铣装置可以设置两个。

作为进一步的技术方案，所述的激光钻铣底架上还固定有随动压紧装置；

所述的随动压紧装置包括随动底板，所述的随动底板上固定有随动工作台，随动工作台为两个托料辊，随动工作台后侧固定有两个随动后靠轮，所述的随动底板上在两个随动后靠轮中间设置有导轨，导轨上设置有滑块，滑块上固定有随动水平压紧轮，随动水平压紧依靠固定于随动底板上的随动水平压紧气缸前后运动。

作为进一步的技术方案，所述的送料部分包括送料机架，送料机架上设置有能够沿第一方向移动的送料气爪装置，送料机架上还设置有送料型材后靠轮、型材传输装置、进料型材托起装置、送料上压紧装置、送料水平压紧装置以及型材夹紧到位装置。

作为进一步的技术方案，所述的锯切压紧装置包括45°压紧装置、90°压紧装置和135°压紧装置。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1.本发明可以满足大部分铝型材的加工，一次完成打孔、划线、切割工序，结构比较紧凑，占地面积小；只需一人操作，就可完成整个的加工，可以节省大量的人力和物力。本发明的钻铣加工通过送料气爪送料，在激光钻铣加工过程中只需要激光钻铣装置在X轴、Y轴和Z轴方向的运动通过电主轴/激光主轴完成加工，无需通过送料气爪实现X轴方向上型材的移动，加工效率更高，保证了加工精度。型材切断采用45°、90°和135°三锯片结构进行切断，加工精度更高。

2.本发明全部由伺服电机驱动，具有加工精度高，加工速°快，加工尺寸准确，加工位置光滑等优势。

3.本发明可以为加工好的型材自动贴码，方便人工后续分拣。

4.本发明的激光钻铣加工装置可根据客户不同的加工工艺配置电主轴/激光主轴，亦可根据客户加工工艺配置主轴的数量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1中公开的一种激光锯铣智能工作站的结构示意图；

图2为图1所示一种激光锯铣智能工作站中的送料部分的结构示意图；

图3为图1所示一种激光锯铣智能工作站中的锯铣部分的结构示意图；

图4为图1所示一种激光锯铣智能工作站中的出料部分的结构示意图；

图5为图3所示一种激光锯铣智能工作站中的激光钻铣压紧装置的结构示意图；

图6(a)、图6(b)为图3所示一种激光锯铣智能工作站中的激光钻铣装置的结构示意图；

图7是图6中的随动压紧装置的结构示意图；

图8为图3所示一种激光锯铣智能工作站中的锯切装置的结构示意图；

图9、图10为图3所示一种激光锯铣智能工作站中的抽料装置的结构示意图。

图11是本发明实施例2中公开的激光锯铣智能工作站中的锯铣部分的结构示意图；

图中：1-送料部分；

11-送料机架、12-送料型材后靠轮、13-送料气爪机构、14-型材传输装置、15-同步带机构、16-送料定位板、17-送料上压紧装置、18-进料型材托起装置、19-送料水平压紧装置、20-型材夹紧到位装置；

2-锯铣部分；

21-锯铣机架；

22-激光钻铣压紧装置、221-激光钻铣压紧固定架、222-激光钻铣上压紧和内边压紧装置、223-激光钻铣后靠板、224-激光钻铣水平压紧装置、225-第一型材托起装置、226-激光钻铣进料导向板；

23-激光钻铣装置、231-激光钻铣底架、232-激光钻铣Y轴托板、233-激光钻铣Z轴托板、234-上钻铣机构、235-下钻铣机构、236-后钻铣机构、237-前钻铣机构、238-随动压紧装置；

2381-随动底板、2382-随动工作台、2383-随动后靠轮、2384-导轨、2385-水平压轮、2386-水平压紧气缸、2387-随动上压紧支架、2388-随动上压紧气缸、2389-随动上压紧轮；

24-锯切装置；

241-Z轴锯切装置、2411-45°锯切装置、2412-135°锯切装置、2413-锯片让位机构、2414-提升气缸；

242-90°锯切装置、2421-90°锯切底架、2422-导轨、2423-90°锯切电机安装板；

243-锯切压紧装置、2431-45°压紧装置、2432-90°压紧装置、2433-135°压紧装置；

244-锯切工作台、2441-45°锯切工作台、2442-90°锯切工作台、2443-135°工作台、2444-抽料工作台；

25-抽料装置；

251-抽料横梁；

252-抽料气爪、2521-抽料滑板、2522-抽料水平压紧托板、2523-抽料后靠板、2524-抽料气爪夹紧板、2525-抽料气爪夹紧块；

26-激光钻铣装置；

3-出料部分；

4-CNC系统控制台。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种激光锯铣智能工作站。

图1～图8示意性的显示了本发明一种实施方式的一种激光锯铣智能工作站的结构。

如图1所示，在本实施例中公开的激光锯铣智能工作站，包括送料部分1、锯铣部分2和出料部分3；

如图2所示，送料部分1包括送料机架11，送料机架11内侧固定有送料型材后靠轮12，送料气爪机构13与送料机架11滑动连接；其中送料气爪机构的具体结构参见申请号为CN 202220658368.7的专利文献，在该专利文献中对型材送料气爪装置进行了详细描述，此处不再赘述。

送料机架11内侧安装型材传输装置14，型材传输装置14包括若干沿机架长°方向间隔设置的同步带机构15和设置在其一端的送料定位板16，型材传输装置14内侧安装送料上压紧装置17；送料机架11内壁安装进料型材托起装置18，进料型材托起装置18上还固定有送料水平压紧装置19，型材传输装置14能够将型材运输至进料型材托起装置18上方，进料型材托起装置18能够托起型材并通过送料上压紧装置17压紧型材上侧，安装于进料型材托起装置18上的水平压紧装置19压紧型材前侧。送料机架11内侧还固定有型材夹紧到位装置20，用于将型材送入送料气爪夹钳中。

如图3所示，锯铣部分2包括锯铣机架21，所述锯铣机架21上依次设置有激光钻铣压紧装置22、激光钻铣装置23、锯切装置24和抽料装置25。

如图5所示，所述的激光钻铣压紧装置22包括激光钻铣压紧固定架221，所述的激光钻铣压紧固定架221上固定有激光钻铣工作台板，同时激光钻铣压紧固定架221上设置有激光钻铣上压紧和内边压紧装置222和激光钻铣水平压紧装置224，用于在激光钻铣加工过程中对型材压紧；激光钻铣上压紧和内边压紧装置222为气缸驱动式压紧装置，其竖直设置；激光钻铣水平压紧装置224为气缸驱动式压紧装置，其水平设置；同时激光钻铣压紧固定架上还设置有第一型材托起装置225，第一型材托起装置225防止送料气爪送料过程中型材端面与激光钻铣压紧装置产生碰撞；第一型材托起装置225设置在激光钻铣水平压紧装置224的一侧，另外激光钻铣压紧固定架221上还设置有激光钻铣导料板226，用于对送料气爪送过来的型材导向。

在激光钻铣压紧固定架上还固定有激光钻铣后靠板223，激光钻铣后靠板223设置在激光钻铣上压紧和内边压紧装置222的下方，作用主要是为了对型材进行限位。

如图6所示，所述的激光钻铣装置23通过齿轮齿条与锯铣机架通过导轨滑块滑动连接；实现其在X轴方向上的移动；具体的，所述的激光钻铣装置23包括激光钻铣底架231，激光钻铣底架231侧立面上平行设置有两条Y轴导轨，Y轴导轨上设置有滑块，滑块上连接有Y轴激光钻铣托板232，Y轴钻光钻铣托板232通过丝杠与激光钻铣底架231相连，Y轴钻光钻铣托板232能沿Y轴运动。所述的Y轴激光钻铣托板232上固定有滑块，Z轴激光钻铣托板233上设置有导轨，Z轴激光钻铣托板233与Y轴激光钻铣托板232通过丝杠相连，Z轴激光钻铣托板233可以沿Z轴运动，所述的激光钻铣Z轴运动还设置有辅助提升气缸，用于辅助Z轴激光钻铣托板233的运动；

所述的Z轴激光钻铣托板233中间有可供型材通过的进料口，在Z轴激光钻铣托板233进料口四周设置有上钻铣机构234、下钻铣机构235、前钻铣机构237和后钻铣机构236，所述的前钻铣机构237和后钻铣机构236还可替代为前激光钻铣机构和后激光钻铣机构。激光钻铣机构既能够对型材进行激光钻铣加工，还可对型材进行激光划线。

进一步的，所述的上钻铣机构234包括主轴安装板，主轴安装板上固定有电主轴/激光主轴，主轴安装板由气缸推动通过导轨滑块与Z轴激光钻铣托板滑动连接，即主轴安装板可以相对于Z轴激光钻铣托板上下移动；

其余钻铣机构(下钻铣机构235、前钻铣机构237和后钻铣机构236)与上钻铣机构234结构一致，只是电主轴/激光主轴的安装方向不一致；具体的，下钻铣机构235可以相对于Z轴激光钻铣托板上下移动；前钻铣机构237、后钻铣机构236可以相对于Z轴激光钻铣托板前后移动。

进一步的，所述的激光钻铣底架231上还固定有随动压紧装置238，所述的随动压紧装置238包括随动底板2381，所述的随动底板2381上固定有随动工作台2382，随动工作台2382为两个托料辊，随动工作台2382后侧固定有两个随动后靠轮2383，所述的随动底板2381上在两个随动后靠轮中间设置有导轨2384，导轨2384上设置有滑块，滑块上固定有随动水平压紧轮2385，随动水平压轮2385紧依靠固定于随动底板2381上的随动水平压紧气缸2386前后运动。

所述的随动底板2381后侧还设置有随动上压紧支架2387，随动上压紧支架2387上固定有随动上压紧气缸2388，随动上压紧气缸2388的输出端固定有随动上压紧轮2389。随动工作台2382、随动上压紧、随动水平压紧与随动后靠轮均可随着激光钻铣底架的移动而转动。

如图7所示，所述的锯切装置24固定于锯铣机架上，所述的锯切装置24包括Z轴锯切装置241、90°锯切装置242、锯切压紧装置243和锯切工作台244。

所述的Z轴锯切装置241包括45°锯切装置2411和135°锯切装置2412，其中45°锯切装置2411还设置有锯片让位机构2413；所述的45°锯切装置2411和135°锯切装置2412置通过丝杠沿Z轴上下运动来实现对型材的切断，所述的Z轴锯切装置241还包括有辅助提升气缸2414，辅助提升气缸2414用于辅助两个锯切装置运动；

所述的90°锯切装置242包括90°锯切底架2421，所述的90°锯切底架2421固定与锯铣机架上，所述的90°锯切底架上还设置有两条平行的导轨2422，导轨上设置有滑块，滑块上设置有90°锯切电机安装板2423，通过气缸阻尼缸相互配合实现90°切断功能。

所述的锯切压紧装置243包括45°压紧装置2431、90°压紧装置2432和135°压紧装置2433，其中45°压紧装置和135°压紧装置在专利申请号为CN202123433939.1的专利和专利申请号为CN202221497675.8的专利中已详细描述，此处不再赘述。

进一步的，上述的90°压紧装置2432包括90°压紧底架，所述的90°压紧底架上固定有上压紧气缸用于对型材的内边压紧。90°压紧底架上还固定有第三型材托起装置和中间导料板。

进一步的，所述的锯切工作台244包括45°锯切工作台2441、90°锯切工作台2442、135°工作台2443和抽料工作台2444，其中45°锯切工作台、135°锯切工作台和抽料工作台直接固定于锯铣机架上，90°工作台直接固定于90°压紧底架上，45°锯切工作台、90°锯切工作台和135°锯切工作台处于同一平面上，抽料工作台要低于其它工作台一定距离。所述的45°锯切工作台送料侧还设置有固定于锯铣机架上的第二型材托起装置。

如图8所示，所述的抽料装置25包括抽料横梁251，所述的抽料横梁251一端上侧固定有135°压紧装置253，实现对型材压紧，抽料横梁251侧面平行设置有两条导轨，导轨上设置有滑块，滑块上连接有抽料气爪机构252，抽料气爪机构252通过齿轮齿条沿抽料横梁251运动。

所述的抽料气爪机构252包括抽料滑板2521，抽料滑板2521上固定有抽料水平压紧托板2522，抽料滑板2521内侧还固定有抽料后靠板2523，抽料水平压紧托板2522底部设置有滑块，滑块与固定于抽料气爪夹紧板2524上的导轨通过气缸滑动连接来进行水平压紧型材，所述的抽料气爪夹紧板2524侧面固定有抽料气爪夹紧块2525。

进一步的，所述的出料部分3包括出料机架，出料机架上设置有出料型材传输装置，出料机架后侧设置有出料型材托起装置，出料机器左侧还固定有自动打码装置。

本发明的工作过程如下：

将需加工的型材放在送料同步带上，型材一端与送料定位板相贴合，通过同步带传输至进料型材托起装置，进料型材托起装置和型材夹紧到位装置托起型材，此时送料压紧装置压紧型材上侧，送料水平压紧装置压紧型材前侧，使型材后侧与型材后靠轮相贴合。此时送料气爪运动至相应位置，型材夹紧到位装置将型材拖入送料气爪夹钳中，送料气爪夹紧型材后根据控制系统发出的指令沿X轴方向运动，当送料气爪开始送料时，第一、第二、第三型材托起装置升起，使型材底面与型材托起辊上端相贴合，此时型材托起辊上缘需高于加工工作台面一定间隙，送料气爪送至一定位置后，第一、第二、第三型材托起装置落下，使激光钻铣压紧工作台与型材底部相贴合，激光钻铣随动压紧装置压紧型材，激光钻铣上压紧和内边压紧装置222和激光钻铣水平压紧装置224压紧型材后开始进行加工，根据加工工艺，上下左右钻铣装置可设置多种刀具进行加工，多种刀具对应多种加工工艺，当需要加工对应的工艺时，需对应的钻铣装置由气缸伸出进行加工，加工过程中送料气爪等待，加工完成后，激光钻铣装置、激光钻铣压紧装置和激光钻铣随动压紧装置回至初始状态，同时第一、第二、第三型材托起装置升起，送料气爪继续沿X轴送料至45°切断位置后，第一、第二、第三型材托起装置落下，45°压紧装置落下，45°水平压紧压紧型材使其与后靠板相贴合，45°锯片开始进行切断型材，切断完成后，45°锯切装置上的让位装置进行让位，保证45°锯片与型材切割端面无接触，45°锯片回至初始位置，45°锯片回至初始位置后，第一、第二、第三型材托起装置托起，送料气爪继续送料至相应位置进行加工，有加工位置的时先由激光钻铣加工装置23进行加工，有切断位置时由锯切装置24进行切断，送料过程中第一、第二、第三型材托起装置处于托起状态，加工过程中，第一、第二、第三型材托起装置处于回落状态，135°切断完成后如不需切割护角，直接由抽料气爪将型材抽出至出料部分3，如需切割护角，需由抽料气爪回撤至切护角位置进行切护角，切完护角后由抽料气爪抽出至出料部分3，型材由抽料气爪放置在出料部分3的出料型材托起装置上，然后出料型材托起装置落下，型材落在出料型材传输装置，出料型材传输装置将型材传送至打码位置，打印机自动打印条码并贴码，贴完条码后传出至人工分拣位置进行人工分拣。

本发明可以满足大部分铝型材的加工，一次完成打孔、划线、切割工序，结构比较紧凑，占地面积小。本发明全部由伺服电机驱动，具有加工精度高，加工速°快，加工尺寸准确，加工位置光滑等优势。本发明只需一人操作，就可完成整个的加工，可以节省大量的人力和物力。本发明可以为加工好的型材自动贴码，方便人工后续分拣。本发明的钻铣加工通过送料气爪送料，在激光钻铣加工过程中只需要激光钻铣装置在X轴、Y轴和Z轴方向的运动通过电主轴/激光主轴完成加工，无需通过送料气爪实现X轴方向上型材的移动，加工效率更高，保证了加工精度。型材切断采用45°、90°和135°三锯片结构进行切断，加工精度更高。两个激光钻铣加工装置可同时进行加工，加工效率更高。本发明的激光钻铣加工装置可根据客户不同的加工工艺配置电主轴/激光主轴，亦可根据客户加工工艺配置主轴的数量。

实施例2

本实施例与实施例1的区别点在于，激光钻铣装置设置两个，分别是激光钻铣装置23和激光钻铣装置26；构成双机头激光锯铣装置；两个激光钻铣装置均通过传动装置与锯铣机架通过导轨滑块滑动连接；且两个激光钻铣装置的结构完全相同，在此不进行赘述了；本实施例提出的设置两个激光钻铣装置的目的主要是为了提高钻铣效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。