一种激光切割机卡盘组合

技术领域

本申请涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种激光切割机卡盘组合。

背景技术

目前两卡盘式的激光切管机的前卡盘，要么固定在设备上不动，要么只能在设备上进行前后直线运动。这样的设计方式减少了设备的灵活性以及空间利用率，导致现在的设备外形尺寸过大(目前的两卡盘激光切管机机床长度大都在7m以上)，安装维护成本高，而且使用时，切割产品剩余的尾料较长，也无形中增加使用成本。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种激光切割机卡盘组合，灵活性以及空间利用率好，能够节约激光切割机安装维护以及使用成本。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种激光切割机卡盘组合，包括：后卡盘装置、前卡盘装置、水平移动装置以及升降装置；

所述后卡盘装置设有贯通的后卡腔；

所述水平移动装置与所述后卡盘装置连接，用于驱动所述后卡盘装置滑动；

所述前卡盘装置设有贯通的前卡腔；

所述前卡腔的中心轴线与所述后卡腔的中心轴线处于同一竖直平面且平行；

所述升降装置与所述前卡盘装置连接，用于驱动所述前卡盘装置升降运动。

进一步地，所述前卡盘装置包括第一支架、第一中空卡盘机构以及第一驱动机构；

第一支架沿竖直方向活动安装于所述安装腔；

所述第一中空卡盘机构转动安装于所述第一支架；

所述第一驱动机构安装于所述第一支架且与所述第一中空卡盘机构连接，用于驱动所述第一中空卡盘机构转动。

进一步地，所述第一支架呈板状结构，包括主板、以及两与所述主板一体连接的连接板；

所述第一中空卡盘机构安装于所述主板；

两所述连接板对称连接于所述主板底部；

两所述连接板朝向所述后卡盘装置的一侧面上均竖直固定有第一导轨滑块。

进一步地，所述第一中空卡盘机构包括第一卡盘本体、第一直线气缸以及滚轴夹爪；

所述第一卡盘本体转动安装于所述第一支架；

所述第一直线气缸安装于所述第一卡盘本体内，用于驱动所述滚轴夹爪夹放；

所述滚轴夹爪安装于所述第一卡盘本体内且与所述第一直线气缸的活动端连接，所述滚轴夹爪中间形成依次贯通所述第一卡盘本体以及所述第一支架的所述前卡腔。

进一步地，所述第一驱动机构包括第一旋转电机、第一主动轮、第一从动轮以及第一皮带；

所述第一旋转电机安装于所述第一支架且位于所述第一卡盘本体下方，所述第一旋转电机的输出轴通过第一减速器连接第一主动轮；

所述第一从动轮套固于所述第一卡盘本体与所述第一支架的转动配合的转轴上，与所述第一卡盘本体同步转动；

所述第一主动轮通过所述第一皮带与所述第一从动轮传动连接。

进一步地，还包括辅助夹固机构；

所述辅助夹固机构包括第二直线气缸、固定夹爪以及活动夹爪；

所述第二直线气缸水平安装于所述第一支架上于与所述第一从动轮同侧位置，且位于所述第一从动轮上方；

所述活动夹爪的连接端与所述第二直线气缸的活动端连接；

所述固定夹爪的连接端与所述第二直线气缸的与自身活动端对立的固定端连接；

所述活动夹爪的夹持端与所述固定夹爪的夹持端之间形成连通所述前卡腔的夹持间隙。

进一步地，所述升降装置具体为升降气缸。

进一步地，所述后卡盘装置包括第二支架、防护罩、第二中空卡盘机构以及第二驱动机构；

所述防护罩罩设于所述第二支架；

所述第二中空卡盘机构转动安装于所述第二支架；

所述第二驱动机构安装于所述第二支架且与所述第二中空卡盘机构连接，用于驱动所述第二中空卡盘机构转动。

进一步地，所述第二支架包括底架以及固定架；

所述固定架安装于所述底架顶部；

所述第二中空卡盘机构安装于所述固定架；

所述底架底部相对于所述第二中空卡盘机构对称设有第二导轨滑块。

进一步地，所述第二中空卡盘机构包括第二卡盘本体、第三直线气缸以及夹齿夹爪；

所述第二卡盘本体转动安装于所述固定架；

所述第三直线气缸安装于所述第二卡盘本体，用于控制所述夹齿夹爪夹放；

所述夹齿夹爪安装于所述第二卡盘本体内且与所述第三直线气缸的活动端连接，所述夹齿夹爪中间形成依次贯通所述第二卡盘本体、所述固定架以及所述防护罩的所述后卡腔。

从以上技术方案可以看出，本申请通过设置中空移动式后卡盘装置，配合中空前卡腔的中空升降式前卡盘装置，可以实现激光切割作业时的灵活使用。应用于激光切割时，在只使用后卡盘装置时，可以通过控制升降装置将前卡盘装置实现下降至机床本体内，需要使用时在伸出机床本体顶部，使用更加灵活，空间利用率好，节约安装维护成本。而且，当切割的产品剩余一定余量时，可以控制后卡盘装置携带产品先退出前卡盘装置，再控制前卡盘装置下降以避让后卡盘装置的移动，进而使得后卡盘装置能够具有更多的行程范围，更好的靠近切割装置，从而能够缩短产品剩余尾料，节约使用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种激光切割机卡盘组合应用于激光切割机的第一轴侧示意图；

图2为本申请中提供的一种激光切割机卡盘组合应用于激光切割机的第二轴侧示意图；

图3为本申请中提供的一种激光切割机卡盘组合的前卡盘装置与升降装置的配合结构示意图；

图4为本申请中提供的一种激光切割机卡盘组合的前卡盘装置结构示意图；

图5为本申请中提供的一种激光切割机用的后卡盘装置结构示意图；

图中：100、后卡盘装置；101、第二支架；1011、固定架；1012、底架；102、防护罩；103、第二卡盘本体；104、夹齿夹爪；105、第二旋转电机；106、限位开关；107、触发件；108、第二导轨滑块；

200、前卡盘装置；201、第一支架；2011、主板；2012、连接板；202、第一卡盘本体；203、第一直线气缸；204、滚轴夹爪；205、第一旋转电机；206、第一主动轮；207、油压缓冲器；208、第一减速器；209、第一导轨滑块；210、第一从动轮；211、活动夹爪；212、固定夹爪；213、光点原点感应器；214、第二直线气缸；

300、升降装置；

400、切割装置；401、激光切割头；402、Z轴驱动机构；403、X轴驱动机构；

500、机床本体；501、安装腔；502、第一导轨座；503、第二导轨座；504、风琴防护罩；

600、水平移动装置；601、直齿条；602、第三旋转电机；603、第二减速器；

700、龙门架；701、限位机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种激光切割机卡盘组合。

请参阅图1以及图2，本申请实施例中提供的一种激光切割机卡盘组合的一个实施例包括：

后卡盘装置100、前卡盘装置200、水平移动装置600以及升降装置300；后卡盘装置100设有贯通的后卡腔且可活动安装于切割机的机床本体500；水平移动装置600与后卡盘装置100连接且可安装于机床本体500，用于驱动后卡盘装置100沿机床本体500长度方向滑动；前卡盘装置200设有贯通的前卡腔且可活动安装于机床本体500前端部位置；前卡腔的中心轴线与后卡腔的中心轴线处于同一竖直平面且平行；升降装置300与前卡盘装置200连接，用于驱动前卡盘装置200升降运动，对应的可安装于机床本体500，以使得前卡盘装置200可活动伸出机床本体500顶部；对应的切割机上的切割装置400可以安装在机床本体500于前卡盘装置200远离后卡盘装置100一侧。

具体来说，机床本体500的结构可以参考常规的激光切管机，具体不做限制。前卡腔的中心轴线与后卡腔的中心轴线处于同一竖直平面且平行，这样前卡腔与后卡腔都应用时，固定的产品能够处于同一轴线上，保证切割精度。

从以上技术方案可以看出，本申请通过设置带有中空的后卡腔且通过水平移动装置600实现移动调节的中空移动式后卡盘装置100，配合通过升降装置300实现升降调节且带有中空前卡腔的中空升降式前卡盘装置200，可以实现激光切割作业时的灵活使用。在只使用后卡盘装置100时，可以通过控制升降装置300将前卡盘装置200实现下降至机床本体500内，需要使用时在伸出机床本体500顶部，使用更加灵活，空间利用率好，节约安装维护成本。而且，当切割的产品剩余一定余量时，可以控制后卡盘装置100携带产品先退出前卡盘装置200，再控制前卡盘装置200下降以避让后卡盘装置100的移动，进而使得后卡盘装置100能够具有更多的行程范围，更好的靠近切割装置400，从而能够缩短产品剩余尾料，节约使用成本。

以上为本申请实施例提供的一种激光切割机卡盘组合的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种激光切割机卡盘组合的实施例二，具体请参阅图1至图5

一种激光切割机卡盘组合，包括：后卡盘装置100、前卡盘装置200、水平移动装置600以及升降装置300；后卡盘装置100设有贯通的后卡腔；水平移动装置600与后卡盘装置100连接，用于驱动后卡盘装置100滑动；前卡盘装置200设有贯通的前卡腔；前卡腔的中心轴线与后卡腔的中心轴线处于同一竖直平面且平行；升降装置300与前卡盘装置200连接，用于驱动前卡盘装置200升降运动。

进一步地，如图1以及图2所示，为了方便安装前卡盘装置，机床本体500的前端部位置可以设有安装腔501；而升降装置300安装于安装腔501内且升降端与前卡盘装置200连接。从而实现前卡盘装置200的伸出与缩回控制。安装腔501的高度满足能够使得前卡盘装置200完全缩回而不影响后卡盘装置100运行即可，具体不做限制。

进一步地，如图1以及图2所示，切割机可以是龙门式切割机，机床本体500前端部位置可以安装有龙门架；龙门架的U形通腔连通安装腔501且用于避让前卡盘装置200，避免对前卡盘装置200的升降运动形成干涉；切割装置400安装于龙门架。切割装置400结构组成可以参考常规的激光切割设备的激光切割装置400设计，具体不做限制。例如可以包括激光切割头401、控制激光切割头401沿龙门架横梁移动的X轴驱动机构403以及控制激光切割头401沿竖直方向移动的Z轴驱动机构402，Z轴驱动机构402可以安装于X轴驱动机构403上，与激光切割头401一同沿龙门架的横梁方向移动，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，如图3以及图4所示，前卡盘装置200结构组成可以包括第一支架201、第一中空卡盘机构以及第一驱动机构；第一支架201沿竖直方向活动安装于安装腔501；第一中空卡盘机构转动安装于第一支架201；第一驱动机构安装于第一支架201且与第一中空卡盘机构连接，用于驱动第一中空卡盘机构转动。通过这一结构设计，实现前卡盘装置200具有夹固产品以及旋转作用，整体可以参考常规的中空卡盘结构进行设计，具体不做限制。

进一步地，以本案附图中给出的具体应用结构为例，第一支架201可以呈板状结构，包括主板2011、以及两与主板2011一体连接的连接板2012；第一中空卡盘机构安装于主板2011；两连接板2012对称连接于主板2011底部；两连接板2012朝向后卡盘装置100的一侧面上均竖直固定有第一导轨滑块209；安装腔501内竖直设有与第一导轨滑块209配合的第一导轨座502。

具体来说，连接板2012与主板2011之间可以是一体加工成型，具体不做限制。连接板2012朝向后卡盘装置100的一侧面上可以设有用于安装第一导轨滑块209的凹槽腔，提高安装的便利性。通过在安装腔501内设置第一导轨座502与设置在连接板2012上的第一导轨滑块209滑动配合，能够进一步提高前卡盘装置200升降运动的稳定性，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，为了使得升降过程中有一定的缓冲保护，可以在连接板2012的外侧壁下端位置分别设有油压缓冲器207；对应的在安装腔501内还设有与油压缓冲器207活动接触的限位机构。而限位机构可以对应安装在龙门架的竖直梁上，具体不做限制，当前卡盘装置200向上移动至到指定高度时，可以利用油压缓冲器207与限位机构的接触起到减缓上升速度，以实现更加平缓稳定的到达指定高度的目的，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，第一中空卡盘机构可以包括第一卡盘本体202、第一直线气缸203以及滚轴夹爪204；第一卡盘本体202转动安装于第一支架201；第一直线气缸203安装于第一卡盘本体202内，用于驱动滚轴夹爪204夹放；滚轴夹爪204安装于第一卡盘本体202内且与第一直线气缸203的活动端连接，滚轴夹爪204中间形成依次贯通第一卡盘本体202以及第一支架201的前卡腔。

具体来说，第一卡盘本体202可以是由两个子盘体等组件构成，使得两个子盘体之间形成一定的安装间隙，方便直线气缸以及滚轴夹爪204的安装固定。利用直线气缸的驱动实现对产品的夹持与释放，例如给直线气缸冲入压缩气体，即可推动各滚轴夹爪沿前卡腔中心线相向靠近，对工件形成夹持；而卸除压缩气压并形成使得直线气缸内负压即可对工件形成释放。当然，本申请中针对滚轴夹爪204也可以采用其它的夹爪机构进行替换，对应可以根据替换的夹爪机构来适配使用不同的驱动源，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。第一卡盘本体202与主板2011之间的转动连接可以通过径向轴承实现连接，也即是使得第一卡盘本体202的转轴通过径向轴承转动安装在第一支架201上，或具体安装在主板2011上。

进一步地，第一驱动机构可以包括第一旋转电机205、第一主动轮206、第一从动轮210以及第一皮带；第一旋转电机205安装于第一支架201且位于第一卡盘本体202下方，第一旋转电机205的输出轴通过第一减速器208连接第一主动轮206；第一从动轮210套固于第一卡盘本体202与第一支架201的转动配合的转轴(图中未示)上，与第一卡盘本体202同步转动；第一主动轮206通过第一皮带(图中未示)与第一从动轮210传动连接。

具体来说，第一旋转电机205可以是常规的伺服电机，具体不做限制。第一从动轮210可以套固于第一卡盘本体202与第一支架201配合的转轴上，且具体位于主板2011朝向后卡盘装置100的一侧位置。第一旋转电机205可以通过相应的电机安装架与第一支架201连接，具体不做限制。通过第一旋转电机205带动第一主动轮206转动，进而通过第一皮带同步带动第一从动轮210转动，实现对第一卡盘本体202的同步转动控制。本实施例中为了提高控制第一卡盘本体202转动的精度，可以光点原点感应器213，用于检测第一从动轮210的回转情况，以更加准确的控制第一从动轮210的回转，当然还可以是其它传感器，具体不做限制。当然，也可以是采用齿轮啮合、链条传动等传动机构进行传动配合，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，为了进一步提高前卡盘装置200对产品的夹持稳固性，还可以包括辅助夹固机构；辅助夹固机构可以包括第二直线气缸214、固定夹爪212以及活动夹爪211；第二直线气缸214水平安装于第一支架201上于与所述第一从动轮210同侧位置，且位于第一从动轮210上方；活动夹爪211的连接端与第二直线气缸214的活动端连接；固定夹爪212的连接端与第二直线气缸214的与自身活动端对立的固定端连接；活动夹爪211的夹持端与固定夹爪212的夹持端之间形成连通前卡腔的夹持间隙。

具体来说，固定夹爪212的连接端连接第二直线气缸214的固定端，其夹持端可以设置在第一卡盘本体202的转轴的中空轴腔朝向后卡盘的端部的一侧，而活动夹爪211连接端则与第二直线气缸214的活动伸缩端连接，而夹持端与固定夹爪212的夹持端相对设置，从而形成对产品的辅助夹持。另外，上述设置的光点原点传感器可以对应安装于第一从动轮210上，具体不做限制。

进一步地，升降装置300具体可以为升降气缸，升降气缸连接气泵动力源，并竖直固定在安装腔501内，且伸缩端连接前卡盘装置200。具体的，该伸缩端可以与第一支架201的底部连接，本领域技术人员可以根据实际的第一支架201结构以及升降气缸的具体结构来做变换。当然，根据实际需要，升降装置300还可以是液压缸、电动缸、直线模组等，具体不做限制。

进一步地，如图5所示，后卡盘装置100包括第二支架101、防护罩102、第二中空卡盘机构以及第二驱动机构；第二支架101通过水平移动装置600滑动安装于机床本体500顶部；防护罩102罩设于第二支架101；第二中空卡盘机构转动安装于第二支架101；第二驱动机构安装于第二支架101且与第二中空卡盘机构连接，用于驱动第二中空卡盘机构转动。同前卡盘装置200功能，后卡盘装置100的这一结构设计，也具有夹固产品以及旋转的功能。

进一步地，以本案附图5中给出的具体应用结构为例，第二支架101可以包括底架1012以及固定架1011；固定架1011安装于底架1012顶部；第二中空卡盘机构安装于固定架1011；底架1012底部相对于第二中空卡盘机构对称设有第二导轨滑块108；机床本体500顶部设有与第二导轨滑块108配合的第二导轨座503。

具体来说，底架1012与固定架1011的形状可以根据实际安装固定需要做适当的调整，具体不做限制。通过底架1012底部的第二导轨滑块108与机床本体500顶部的第二导轨座503的配合实现后卡盘装置100与机床本体500之间的可滑动配合，再利用水平移动装置600的控制实现可后卡盘装置100的可调节滑动配合。为了提高滑动配合的安全性，机床本体500顶部于第二导轨座503的两端位置可以增加设置缓冲用的风琴防护罩504102，具体不做限制。

进一步地，底架1012沿机床本体500方向的一外侧壁还可以设置有限位开关106；机床本体500沿自身长度方向的外侧边缘后端位置设有用于触发限位开关106的触发件107。

具体来说，通过设置限位开关106能够提高后卡盘装置100复位的准确性，在后卡盘装置100复位移动至限位开关106被触发件107所触发时即停止。限位开关106具体可以是常规的接触示开关，例如按压开关；而触发件107则可以是常规的触发块，当后卡盘装置100移动至按压开关被触发块接触触发时，即可停止移动。当然也可以是非接触式开关，例如光电开关等，而触发件107则可以是与之相配合的器件，具体不做限制。

进一步地，第二中空卡盘机构包括第二卡盘本体103、第三直线气缸(图中未示)以及夹齿夹爪104；第二卡盘本体103转动安装于固定架1011；第三直线气缸安装于第二卡盘本体103，用于控制夹齿夹爪104夹放；夹齿夹爪104安装于第二卡盘本体103内且与第三直线气缸的活动端连接，夹齿夹爪104中间形成依次贯通第二卡盘本体103、固定架1011以及防护罩102的后卡腔。

具体来说，第二卡盘结构可以参考常规的中空卡盘结构设计，具体不做赘述。本实施例中的第三直线气缸与夹齿夹爪104的配合与上述的第一直线气缸203与滚轴夹爪204的原理相似，可以参考常规的直线气缸驱动的夹爪机构设计，亦可参考现有中空式前卡盘结构中的夹爪设计，不做过多赘述。

进一步地，第二驱动机构可以包括第二旋转电机105、第二主动轮(图中未示)、第二从动轮(图中未示)以及第二皮带(图中未示)；第二旋转电机105安装于固定架1011且伸出防护罩102，其输出轴通过第三减速器与第二主动轮同步转动连接；第二从动轮套固于第二卡盘本体103与固定架1011转动配合的转轴上，与第二卡盘本体103同步转动；第二主动轮通过第二皮带与第二从动轮传动连接。本实施例中的第二驱动机构与第一驱动机构驱动原理相似，具体不做过多赘述。

进一步地，如图1所示，水平移动装置600可以包括第三旋转电机602、齿轮(图中未示)以及直齿条601；第三旋转电机602倒装于底架1012上于第二中空卡盘机构与一第二导轨滑块108之间，且通过第二减速器603连接齿轮；直齿条601沿机床本体500长度方向安装于机床本体顶部，且与齿轮啮合。

具体来说，第三旋转电机602也可以是采用第一旋转电机205一样的可正反转的伺服电机。第三旋转电机602通过第二减速器603带动齿轮转动，而利用齿轮与直齿条601的啮合传动配合，进而带动底架1012在机床本体500上滑动。当然，也可以采用丝杆传动的方式来驱动底架1012在机床本体500上滑动，例如在机床上设置丝杆以及驱动丝杆转动的电机，对应的在底架1012底部设置与丝杆配合的滑块，进而通过驱动丝杆的转动以带动底架1012运动。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

以上对本申请所提供的一种激光切割机卡盘组合进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。