一种金属卷材自动激光切割焊接设备

技术领域

本发明涉及激光切割焊接技术领域，具体涉及一种金属卷材自动激光切割焊接设备。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对材料的切割。激光焊接是利用高能量密度的激光对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池。

目前现有的激光切割焊接设备在对金属卷材进行切割焊接时，首先按照生产需要将金属卷材按照特定的尺寸切割成一段段的，但是对切割下来的金属板进行焊接时，目前现有的通常是将相邻的两个金属板的首尾段焊接在一起，但是如果需要将金属板焊接成桶状结构时，首先需要专门的卷绕机将金属板弯曲成桶状，然后再进行焊接，这样操作非常浪费时间，而且操作比较麻烦，会严重影响切割下来的金属板焊接效率。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种金属卷材自动激光切割焊接设备，通过两个气缸的驱动可以将圆辊向下移动将切割成小段的卷材压成U型结构，然后通过四个移动的弧形板在两个支撑座内滑动可以将压成U型结构的板材沿着圆辊的外壁进行弯曲，直至板材在四个弧形板的作用下缠绕在圆辊的外壁，可以实现将切割成小段的板材卷绕成圆桶状结构，然后通过焊接机构的移动可以将圆桶状结构的板材的两端焊接起来，不需要工作人员将小段卷材搬至另外的卷绕机上进行卷绕后再焊接，可以节省搬运的时间，从而可以提高小段卷材的焊接效率，且可以避免操作的繁琐。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种金属卷材自动激光切割焊接设备，包括操作台，所述操作台的顶面一端固定有输送机构，所述操作台的顶面且位于输送机构的上方固定有切割机构，所述操作台的顶面且位于切割机构的一侧滑动连接有焊接机构，所述操作台的顶面另一端设置有卷绕机构，所述操作台的顶面且位于卷绕机构的上方固定连接有压模机构，所述压模机构的内侧设置有托举机构，所述托举机构的一端设置有卸料机构；

所述卷绕机构包括两个对称且与操作台顶面滑动的支撑座，两个所述支撑座相对的一侧面均设置有两个对称的弧形板，相对位置处的两个弧形板相背离的两端均固定连接有与对应位置处的支撑座内部滑动的延伸板，位于同一个支撑座处的两个弧形板相远离的两侧且靠近对应位置的处的延伸板处开设有缺口，所述压模机构包括位于两个弧形板正上方的矩形框，所述矩形框的内部两短边侧面之间转动连接有双向螺杆，所述双向螺杆的外壁两端均旋合连接有滑块，所述滑块的底端固定连接有气缸，所述气缸的输出端固定连接有连接环，两个所述连接环之间滑动套接有固定杆，所述固定杆外壁固定连接有圆辊，所述双向螺杆的一端贯穿矩形框，所述矩形框的一侧面固定连接有电机三，所述电机三的输出端与双向螺杆固定连接。

进一步在于：所述延伸板的内壁固定连接有弧形齿条，其中一个所述支撑座的侧面固定连接有封板，所述封板对应支撑座内部的一侧面的两端均转动有两个上下对称的转轴一，所述转轴一的外壁固定连接有与对应位置处的弧形齿条啮合的齿轮一，所述封板的一侧面转动连接有两个对称的转轴二，所述转轴二的外壁固定连接有与对应位置处的两个齿轮一啮合的齿轮二，两个齿轮二相互啮合传动，所述封板的另一侧面固定连接有电机一，所述电机一的输出端贯穿封板并于其中一个转轴二固定连接。

进一步在于：所述支撑座的内壁固定连接有固定环，所述固定环的两侧均开设有弧形卡槽，所述延伸板的外壁开设有与对应位置处的固定环卡接的凹槽，所述凹槽的内部相对的两侧面均环形等角度固定有多个与对应位置处的弧形卡槽滑动卡接的连接件，相对位置处的两个弧形板相邻的一端均等间距开设有有多个圆柱槽，相对位置处的两个弧形板相邻的一端均等间距固定有多个与对应位置处的圆柱槽插接的插杆。

进一步在于：所述操作台的顶面一端固定连接有支撑板，所述托举机构包括四个回形框，且四个所述回形框呈矩形分布，所述回形框的内部转动连接有螺纹杆，相对位置处的两个螺纹杆之间旋合连接有匚型板，两个所述匚型板相对的一侧面两端均嵌入固定有电推杆，位于同一个匚型板处的两个电推杆之间固定连接有托举框，相对位置处的两个螺纹杆之间固定连接有与对应位置处的回形框贯穿转动的连接杆，其中一个所述匚型板处的两个螺纹杆的一端均贯穿对应位置处的回形框的侧面并固定连接有蜗轮一，所述支撑板的两端均转动连接有与对应位置处的蜗轮一啮合的蜗杆一，两个所述蜗杆一之间固定连接有与支撑板贯穿转动的圆杆，所述操作台的顶面固定连接有电机四，所述电机四的输出端与其中一个蜗杆一固定连接。

进一步在于：所述圆辊的外壁对称开设有嵌入槽，所述嵌入槽内部固定连接有直齿条，所述卸料机构包括多组两两对称的夹板，相对位置处的两个夹板相背离的两个外壁均固定连接有连接块，相对位置处的两个连接块相对的一侧面均开设有与对应位置处的夹板内连通的矩形槽，所述矩形槽的内部相对的两侧面之间转动连接有转杆，所述转杆外壁固定连接有与对应位置出的直齿条啮合的齿轮三，所述转杆的底端贯穿对应位置处的连接块的底面并固定连接有双槽带轮二，位于同一个匚型板处的相邻两个双槽带轮二之间通过皮带二传动连接。

进一步在于：两个所述匚型板相对的一侧面的一端均贯穿转动有套管，两个所述套管之间滑动套接有蜗杆二，其中相对位置处的两个转杆的外壁底端均固定连接有与蜗杆二啮合的蜗轮二，其中一个所述匚型板的侧面固定连接有电机五，所述电机五的输出端固与对应位置处的套管固定连接，位于同一个匚型板处的相邻两个连接块之间固定连接有连接板一，所述匚型板与对应位置处的连接块之间固定连接有连接板二。

进一步在于：所述操作台的顶面一端的两侧均固定连接有固定板，两个所述固定板之间转动连接有两个对称的且与两个支撑座贯穿旋合的双向丝杆，所述双向丝杆的一端贯穿对应位置的处的固定板并固定连接有单槽带轮，所述操作台的底面固定连接有电机二，所述电机二的输出端固定连接有与两个单槽带轮之间通过皮带一传动的双槽带轮一。

进一步在于：所述操作台的顶面且位于两个弧形板处贯穿开设有通孔。

进一步在于：所述矩形框的一侧面固定连接有与操作台顶面固定的L型板。

进一步在于：所述固定杆外壁两端均固定连接有限位环。

本发明的有益效果：

1、通过两个气缸的驱动可以将圆辊向下移动将切割成小段的卷材压成U型结构，然后通过四个移动的弧形板在两个支撑座内滑动可以将压成U型结构的板材沿着圆辊的外壁进行弯曲，直至板材在四个弧形板的作用下缠绕在圆辊的外壁，可以实现将切割成小段的板材卷绕成圆桶状结构，然后通过焊接机构的移动可以将圆桶状结构的板材的两端焊接起来，不需要工作人员将小段卷材搬至另外的卷绕机上进行卷绕后再焊接，可以节省搬运的时间，从而可以提高小段卷材的焊接效率，且可以避免操作的繁琐；

2、通过电机一的驱动可以使四个齿轮一转动，且封板两侧的齿轮一转向相反，从而可以使位于封板两侧的弧形板转向相反，从而可以将压成U型结构的板材沿着圆辊的外壁进行弯曲，板材在四个弧形板的作用下缠绕在圆辊的外壁；

3、通过电机四的驱动可以使四个托举框移动并将卷绕成圆桶状结构的板材夹持住，当两个气缸输出端上的连接环与固定杆脱离时，四个托举框可以对圆辊和圆桶状的板材进行托举，可以防止圆辊和圆桶状的板材掉落；

4、通过电机二的驱动可以使两个支撑座相互远离，两个相互远离的支撑座可以将再次掉落在四个弧形板上的圆桶状板材从通孔内掉落。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明中操作台、输送机构、切割机构和焊接机构示意图；

图3是本发明中卷绕机构结构示意图；

图4是本发明中其中一个支撑座示意图；

图5是本发明中弧形板示意图；

图6是本发明中压模机构结构示意图；

图7是本发明中圆辊示意图；

图8是本发明中托举机构结构示意图；

图9是本发明中卸料机构结构示意图；

图10是本发明中多个夹板连接示意图；

图11是本发明中蜗杆二示意图。

图中：1、操作台；11、固定板；12、支撑板；13、通孔；2、输送机构；3、切割机构；4、焊接机构；5、卷绕机构；51、支撑座；511、齿轮一；512、齿轮二；513、固定环；514、弧形卡槽；52、弧形板；521、延伸板；522、弧形齿条；523、缺口；524、凹槽；525、连接件；526、插杆；53、电机一；54、双向丝杆；541、单槽带轮；55、电机二；551、双槽带轮一；6、压模机构；61、矩形框；62、双向螺杆；63、滑块；64、气缸；65、圆辊；66、电机三；67、直齿条；68、L型板；7、托举机构；71、回形框；72、匚型板；73、电推杆；74、托举框；75、连接杆；76、蜗轮一；77、蜗杆一；78、圆杆；79、电机四；8、卸料机构；81、夹板；82、连接块；821、矩形槽；83、齿轮三；831、双槽带轮二；832、蜗轮二；84、套管；85、蜗杆二；86、电机五；87、连接板一；88、连接板二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11所示，一种金属卷材自动激光切割焊接设备，包括操作台1，操作台1的顶面一端固定有输送机构2，操作台1的顶面且位于输送机构2的上方固定有切割机构3，操作台1的顶面且位于切割机构3的一侧滑动连接有焊接机构4，操作台1的顶面另一端设置有卷绕机构5，操作台1的顶面且位于卷绕机构5的上方固定连接有压模机构6，压模机构6的内侧设置有托举机构7，托举机构7的一端设置有卸料机构8；

卷绕机构5包括两个对称且与操作台1顶面滑动的支撑座51，两个支撑座51相对的一侧面均设置有两个对称的弧形板52，相对位置处的两个弧形板52相背离的两端均固定连接有与对应位置处的支撑座51内部滑动的延伸板521，位于同一个支撑座51处的两个弧形板52相远离的两侧且靠近对应位置的处的延伸板521处开设有缺口523，压模机构6包括位于两个弧形板52正上方的矩形框61，矩形框61的内部两短边侧面之间转动连接有双向螺杆62，双向螺杆62的外壁两端均旋合连接有滑块63，滑块63的底端固定连接有气缸64，气缸64的输出端固定连接有连接环，两个连接环之间滑动套接有固定杆，固定杆外壁固定连接有圆辊65，双向螺杆62的一端贯穿矩形框61，矩形框61的一侧面固定连接有电机三66，电机三66的输出端与双向螺杆62固定连接，通过两个气缸64的驱动可以将圆辊65向下移动压入四个弧形板52之间，向下移动的圆辊65可以将切割成小段的卷材压成U型结构，然后通过四个移动的弧形板52在两个支撑座51内滑动可以将压成U型结构的板材沿着圆辊65的外壁进行弯曲，直至其中两个相对位置处的弧形板52与另外两个相对位置处的弧形板52的侧面贴靠，此时板材在四个弧形板52的作用下缠绕在圆辊65的外壁，可以实现将切割成小段的板材卷绕成圆桶状结构，然后通过焊接机构4的移动可以将圆桶状结构的板材的两端焊接起来。

延伸板521的内壁固定连接有弧形齿条522，其中一个支撑座51的侧面固定连接有封板，封板对应支撑座51内部的一侧面的两端均转动有两个上下对称的转轴一，转轴一的外壁固定连接有与对应位置处的弧形齿条522啮合的齿轮一511，封板的一侧面转动连接有两个对称的转轴二，转轴二的外壁固定连接有与对应位置处的两个齿轮一511啮合的齿轮二512，两个齿轮二512相互啮合传动，封板的另一侧面固定连接有电机一53，电机一53的输出端贯穿封板并于其中一个转轴二固定连接，通过电机一53的驱动可以使四个齿轮一511转动，且封板两侧的齿轮一511转向相反，从而可以使位于封板两侧的弧形板52转向相反，从而可以将压成U型结构的板材沿着圆辊65的外壁进行弯曲，板材在四个弧形板52的作用下缠绕在圆辊65的外壁，支撑座51的内壁固定连接有固定环513，固定环513的两侧均开设有弧形卡槽514，延伸板521的外壁开设有与对应位置处的固定环513卡接的凹槽524，凹槽524的内部相对的两侧面均环形等角度固定有多个与对应位置处的弧形卡槽514滑动卡接的连接件525，相对位置处的两个弧形板52相邻的一端均等间距开设有有多个圆柱槽，相对位置处的两个弧形板52相邻的一端均等间距固定有多个与对应位置处的圆柱槽插接的插杆526，通过连接件525与对应位置处的弧形卡槽514滑动卡接，可以使弧形板52在支撑座51内得到限位，通过插杆526与对应位置处的圆柱槽插接，可以使滑动的弧形板52带动相对位置处的另一个弧形板52转动。

操作台1的顶面一端固定连接有支撑板12，托举机构7包括四个回形框71，且四个回形框71呈矩形分布，回形框71的内部转动连接有螺纹杆，相对位置处的两个螺纹杆之间旋合连接有匚型板72，两个匚型板72相对的一侧面两端均嵌入固定有电推杆73，位于同一个匚型板72处的两个电推杆73之间固定连接有托举框74，相对位置处的两个螺纹杆之间固定连接有与对应位置处的回形框71贯穿转动的连接杆75，其中一个匚型板72处的两个螺纹杆的一端均贯穿对应位置处的回形框71的侧面并固定连接有蜗轮一76，支撑板12的两端均转动连接有与对应位置处的蜗轮一76啮合的蜗杆一77，两个蜗杆一77之间固定连接有与支撑板12贯穿转动的圆杆78，操作台1的顶面固定连接有电机四79，电机四79的输出端与其中一个蜗杆一77固定连接，通过电机四79的驱动可以使四个托举框74移动并将卷绕成圆桶状结构的板材夹持住，当两个气缸64输出端上的连接环与固定杆脱离时，四个托举框74可以对圆辊65和圆桶状的板材进行托举，可以防止圆辊65和圆桶状的板材掉落。

圆辊65的外壁对称开设有嵌入槽，嵌入槽内部固定连接有直齿条67，卸料机构8包括多组两两对称的夹板81，相对位置处的两个夹板81相背离的两个外壁均固定连接有连接块82，相对位置处的两个连接块82相对的一侧面均开设有与对应位置处的夹板81内连通的矩形槽821，矩形槽821的内部相对的两侧面之间转动连接有转杆，转杆外壁固定连接有与对应位置出的直齿条67啮合的齿轮三83，转杆的底端贯穿对应位置处的连接块82的底面并固定连接有双槽带轮二831，位于同一个匚型板72处的相邻两个双槽带轮二831之间通过皮带二传动连接，通过多个齿轮三83的转动可以使对应位置处直齿条67带动圆辊65移动，由于圆桶状的板材是缠绕在圆辊65的外壁，所以当圆辊65移动时，圆桶状的板材受到最近位置处的两个夹板81的阻挡下不会向多个夹板81之间移动，所以当圆辊65移动至与圆桶状板材脱离时，圆桶状板材仍然停留在四个托举框74之间，然后通过四个电推杆73的驱动可以使相对位置处的两个托举框74相互远离，从而可以使圆桶状板材再次落入四个弧形板52上，两个匚型板72相对的一侧面的一端均贯穿转动有套管84，两个套管84之间滑动套接有蜗杆二85，其中相对位置处的两个转杆的外壁底端均固定连接有与蜗杆二85啮合的蜗轮二832，其中一个匚型板72的侧面固定连接有电机五86，电机五86的输出端固与对应位置处的套管84固定连接，位于同一个匚型板72处的相邻两个连接块82之间固定连接有连接板一87，匚型板72与对应位置处的连接块82之间固定连接有连接板二88，通过电机五86的驱动可以使蜗杆二85同时带动多个齿轮三83转动，从而使圆辊65移动并与圆桶状板材脱离。

操作台1的顶面一端的两侧均固定连接有固定板11，两个固定板11之间转动连接有两个对称的且与两个支撑座51贯穿旋合的双向丝杆54，双向丝杆54的一端贯穿对应位置的处的固定板11并固定连接有单槽带轮541，操作台1的底面固定连接有电机二55，电机二55的输出端固定连接有与两个单槽带轮541之间通过皮带一传动的双槽带轮一551，通过电机二55的驱动可以使两个支撑座51相互远离，两个相互远离的支撑座51可以将再次掉落在四个弧形板52上的圆桶状板材从该装置上落下，操作台1的顶面且位于两个弧形板52处贯穿开设有通孔13，通过通孔13便于将焊接后的圆桶状板材下落，矩形框61的一侧面固定连接有与操作台1顶面固定的L型板68，通过L型板68可以对矩形框61进行限位支撑，固定杆外壁两端均固定连接有限位环，通过限位环可以防止气缸64与圆辊65发生碰撞。

工作原理：使用时，首先将金属卷材放在开卷机上，通过矫平机和输送机构2对金属卷材进行释放输送，然后通过切割机构3对释放的卷材按照规格进行切割(开卷机、矫平机、切割机构3均为现有技术)，当切割后的卷材输送至四个弧形板52上时，通过启动两个气缸64，直至圆辊65向下移动至四个弧形板52内，此时切割后的板材被圆辊65压成U型结构，然后启动电机一53可以使两个齿轮二512转动，转动的齿轮二512可以使对应位置处的两个齿轮一511转动，由于两个齿轮二512相互啮合，所以封板其中一侧的两个齿轮一511的转向与另外两个齿轮一511的转向相反，转动的齿轮一511可以使对应位置处的弧形齿条522移动，从而可以使对应位置处的弧形板52移动，由于相对位置处的弧形板52上的插杆526与对应位置处圆柱槽插接，所以移动的弧形板52可以使相对位置处的另一个弧形板52移动，由于圆辊65位于四个弧形板52内，所以四个移动的弧形板52可以将压成U型结构的板材沿着圆辊65的外壁进行弯曲，直至其中两个相对位置处的弧形板52与另外两个相对位置处的弧形板52的侧面贴靠，此时板材在四个弧形板52的作用下缠绕在圆辊65的外壁，然后通过电机一53的反向转动，使四个弧形板52回到原位，由于焊接机构4是可以在操作台1上移动(此为现有技术)，通过移动焊接机构4，使得焊接机构4的焊接头移动至板材处，然后通过焊接机构4的作用下将弯曲成桶状的板材两端焊接在一起，当焊接完成后，将焊接机构4恢复原位，且通过启动两个气缸64使圆辊65带动起外壁缠绕的桶状板材从四个弧形板52内移出，当圆辊65移动至四个托举框74之间时，通过启动电机四79可以使蜗杆一77带动对应位置处的蜗轮一76转动，转动的蜗轮一76可以使对应位置处的两个螺纹杆转动，转动的螺纹杆可以使对应位置处的匚型板72移动，直至两个匚型板72带动四个托举框74相互靠近，且四个托举框74将桶状板材夹住，由于匚型板72的移动会带动对应位置处多个夹板81移动，直至多个齿轮三83与对应位置处的直齿条67啮合，然后通过启动电机三66可以使双向螺杆62带动两个气缸64相互远离，直至气缸64输出端上的连接环与固定杆脱离，然后使两个气缸64的输出端移动至圆桶状板材的上方，由于多个齿轮三83与对应位置处的直齿条67啮合的同时可以对圆辊65进行限位防止圆辊65转动，然后通过启动电机五86使蜗杆二85带动两个蜗轮二832转动，转动的蜗轮二832可以使多个双槽带轮二831转动，从而可以使多个齿轮三83带动圆辊65移动，直至圆辊65移动至与圆桶状板材完全脱离，由于圆桶状的板材是缠绕在圆辊65的外壁，所以当圆辊65移动时，圆桶状的板材受到最近位置处的两个夹板81的阻挡下不会向多个夹板81之间移动，然后启动四个电推杆73使对应位置处的托举框74移动，且相对位置处的两个托举框74相互远离，直至四个托举框74内的圆桶状板材，直至再次落入四个弧形板52上，然后启动电机二55可以使两个双向丝杆54转动，两个转动的双向丝杆54可以使两个支撑座51相互远离，两个相互远离的支撑座51可以使相对位置处的两个弧形板52相互远离，直至圆桶状的板材从通孔13中落下，然后通过电机二55的反向转动使两个支撑座51恢复原位，同时启动电机五86使多个齿轮三83将圆辊65恢复原位，并通过电机三66和两个气缸64的作用使得连接环再次套接在固定杆上，该装置可以将切割成小段的卷材焊接成圆桶状结构，不需要工作人员将小段卷材搬至另外的卷绕机上进行卷绕后再焊接，可以节省搬运的时间，从而可以提高小段卷材的焊接效率，且可以避免操作的繁琐。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。