用于管道激光切割機(jī)的工裝夾具及管道激光切割機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于管道激光切割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于管道激光切割機(jī)的工裝夾具及具有該工裝夾具的管道激光切割機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]管道通常需要切割為相應(yīng)規(guī)格的長度后才能利用。對(duì)于金屬管道的切割，業(yè)內(nèi)使用較多的是激光切割。該技術(shù)采用激光束照射到管壁表面時(shí)釋放的能量來使金屬熔化并蒸發(fā)，通過透鏡和反射鏡，激光束聚集在很小的區(qū)域。能量的高度集中能夠進(jìn)行迅速局部加熱，使金屬材料蒸發(fā)。此外，由于能量非常集中，所以，僅有少量熱傳到鋼材的其它部分，所造成的變形很小或沒有變形。利用激光可以非常準(zhǔn)確地切割復(fù)雜形狀的坯料，所切割的坯料不必再作進(jìn)一步的處理。
[0003]激光切割機(jī)是進(jìn)行管道切割加工的關(guān)鍵設(shè)備。目前，激光切割設(shè)備通常采用計(jì)算機(jī)化數(shù)字控制技術(shù)(CNC)裝置，采用該裝置后，就可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)來接受切割數(shù)據(jù)。目前常見的數(shù)控激光切割機(jī)通常包括激光切割單元、夾持工裝夾具和送料機(jī)構(gòu)，送料機(jī)構(gòu)夾持管道的一端并將位于待切割管道另一端的切割部穿過所述夾具的中空通孔送入切割工位，再利用所述夾持工裝夾具沿中心周向均勻設(shè)置的卡爪將待切割部位附近夾緊，然后激光切割單元發(fā)出激光對(duì)管道進(jìn)行切割，切割落料后送料機(jī)構(gòu)繼續(xù)送入管道，工裝夾具重復(fù)夾持管道進(jìn)而進(jìn)行下一段切割，從而依次完成管道的切斷。
[0004]激光切割機(jī)可以完成管道的精確切割加工，加工速度快，精度高，具有很好的應(yīng)用前景。但是，上述切割機(jī)中也存在比較明顯的缺陷。因?yàn)?，切割中送料機(jī)構(gòu)需夾持出管道相對(duì)切割端的另一端，那么在送入夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊時(shí)，由于切割工位通常位于夾具相對(duì)送料機(jī)構(gòu)的另一側(cè)，那么使得在待切割部位與送料夾持部位之間存在較大距離，這樣導(dǎo)致在長管道最后一次切割后會(huì)剩余至少不少于上述距離長度的管道預(yù)料而無法進(jìn)行切割，從而造成管道材料的大量浪費(fèi)，特別是對(duì)于大批量的管道切割中，這種浪費(fèi)已經(jīng)這已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。另外，由于這種夾持機(jī)構(gòu)為適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，往往還具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的換管機(jī)構(gòu)，一方面使得對(duì)管道的夾持部分更多，從而切割余料浪費(fèi)更加嚴(yán)重，另一方面這種夾具手工換管不方便，無法適應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)中各種工況要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種用于管道激光切割機(jī)的工裝夾具及包括該工裝夾具的管道激光切割機(jī)，其通過對(duì)工裝夾具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而解決目前的切割機(jī)存在的因?yàn)楣艿雷詈笠淮吻懈詈笫Ｓ嚅L度過多帶來的余料浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)管道的夾持牢固可靠，而且可以適應(yīng)人工換管等多種工況的需求。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于管道激光切割機(jī)的工裝夾具，用于夾持待加工的長管道并沿軸向持續(xù)輸送使其在加工工位被切割成多個(gè)短管道，其特征在于，其包括:
[0007]切割裝夾單元，其包括與待加工長管道同軸且具有中心通孔的圓盤，所述圓盤一側(cè)端面沿周向均勻設(shè)置有多個(gè)卡爪，其可相對(duì)圓盤心軸在圓盤側(cè)面呈徑向相對(duì)移動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)同心穿過通孔的不同管徑的長管道的夾緊，一激光切割單元設(shè)置在所述圓盤的該側(cè)面上且其發(fā)出的激光能夠?qū)ι斐鲇谠搨?cè)面并被夾緊的長管道的自由端進(jìn)行切割；
[0008]導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其為與所述圓盤同軸布置的環(huán)形體，其沿軸線設(shè)置在所述圓盤另一側(cè)的端面外，用于對(duì)進(jìn)入所述圓盤中的待切割長管道進(jìn)行導(dǎo)向，使得管道待切割端可保持同軸地伸入所述圓盤中而被夾持；以及
[0009]送料夾緊機(jī)構(gòu)，其沿軸線設(shè)置在所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)后方，用于夾緊待切割長管道的末端，并持續(xù)推送該長管道以進(jìn)行切割送料；其中，該送料夾緊機(jī)構(gòu)具有中空筒體，其一端開口處用于容置并夾緊長管道末端，另一端與可在基座上往復(fù)移動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)連接，該筒體外周直徑小于所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及所述圓盤中心通孔的內(nèi)徑，從而所述送料夾緊機(jī)構(gòu)可直接進(jìn)入并穿過所述圓盤中心通孔而使得所述切割裝夾單元的多個(gè)卡爪可夾緊管道末端管壁，以使得最后一次管道切割中的切割點(diǎn)可以位于其夾緊部位附近，從而僅可能地減少切割余料管體。
[0010]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述送料夾緊機(jī)構(gòu)包括多個(gè)夾爪，其設(shè)置在中空筒體的所述一端開口處，多個(gè)夾爪沿多個(gè)呈環(huán)形布置，各夾爪一端伸入筒體內(nèi)部，另一端伸出筒體外且端部設(shè)置有鉤爪，夾爪內(nèi)表面具有與管壁匹配的弧形面，所述長管道末端通過該多個(gè)夾爪實(shí)現(xiàn)夾緊。
[0011]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述送料夾緊機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在筒體相對(duì)于開口段的另一端的作動(dòng)機(jī)構(gòu)，其具有內(nèi)套于筒體內(nèi)壁的第一作動(dòng)件和設(shè)置在筒體另一端外部的第二作動(dòng)件，該第一作動(dòng)件一端與各夾爪連接，第二作動(dòng)件一端與第一作動(dòng)件連接，另一端與外部的動(dòng)力輸出軸連接，其可在動(dòng)力輸出軸的作用下帶動(dòng)第一作動(dòng)件在筒體內(nèi)同軸往復(fù)移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述多個(gè)夾爪的帶鉤爪的端部打開或閉合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)套接在夾爪之間的管道的夾緊或放松。
[0012]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第一作動(dòng)件為內(nèi)套在筒體內(nèi)壁上并可相對(duì)筒體移動(dòng)的圓筒，其一端通過圓筒端部的多個(gè)連接點(diǎn)分別一一對(duì)應(yīng)與各夾爪連接，另一端與第二作動(dòng)件固定連接。
[0013]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第一作動(dòng)件為沿筒體內(nèi)壁周向布置并與夾爪一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)作動(dòng)桿，各作動(dòng)桿一端分別與對(duì)應(yīng)的夾爪固定連接，另一端均與所述第二作動(dòng)件固定連接。
[0014]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述第二作動(dòng)件包括具有兩臂架且總體呈U型的支架，該支架跨裝在所述筒體末端，其中兩臂架末端分別對(duì)應(yīng)與一端固定的連接桿的另一端通過銷軸鉸接，并同時(shí)與第一作動(dòng)件端部固定連接，兩臂架的公共連接端與動(dòng)力輸出軸連接，該動(dòng)力輸出軸帶動(dòng)支架使其兩臂架通過銷軸相對(duì)連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述第一作動(dòng)桿往復(fù)移動(dòng)。
[0015]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述送料夾緊機(jī)構(gòu)的筒體軸向長度根據(jù)切割下來的短管道的長度而確定。
[0016]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述筒體與所述圓盤以及其夾緊的待切割管道同軸。
[0017]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述筒體可沿中心軸線旋轉(zhuǎn)，從而可帶動(dòng)夾緊的管道同軸旋轉(zhuǎn)。
[0018]按照本發(fā)明的另一方面，提供一種包括上述工裝夾具的管道激光切割機(jī)。
[0019]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0020](I)本發(fā)明裝置通過設(shè)置筒體裝的管道末端送料機(jī)構(gòu)，使得其可以完全伸入切割?yuàn)A緊機(jī)構(gòu)的圓盤中心通孔中，從而可以最大限度地對(duì)管道進(jìn)行切割而不會(huì)有太多的余料浪費(fèi)。
[0021](2)本發(fā)明的筒體狀的管道末端送料機(jī)構(gòu)，其僅通過設(shè)置在筒體端部開口處的多卡爪結(jié)構(gòu)，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的夾持，結(jié)構(gòu)簡單，無需常規(guī)切割機(jī)上結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)雜的大型夾持結(jié)構(gòu)，而且可以實(shí)現(xiàn)人工手動(dòng)換管，從而適應(yīng)不同工況下的需求。
[0022](3)本發(fā)明的夾持機(jī)構(gòu)，其采用圓周設(shè)置并一端伸入筒體內(nèi)的多卡爪結(jié)構(gòu)并徑向可伸縮，管道伸入筒體內(nèi)即可通過其端部卡緊，并通過筒體外一端的同時(shí)壓緊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道末端的可靠夾持固定，并且該夾持裝置結(jié)構(gòu)簡單，尺寸和體積體積較小。
【附圖說明】
[0023]圖1為設(shè)置有按照本發(fā)明實(shí)施例所構(gòu)建的工裝夾具的激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為設(shè)置有按照本發(fā)明實(shí)施例所構(gòu)建的工裝夾具的激光切割機(jī)在第一工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為設(shè)置有按照本發(fā)明實(shí)施例所構(gòu)建的工裝夾具的激光切割機(jī)在第二工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為按照本發(fā)明實(shí)施例的工裝夾具中的送料夾緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4(a)為夾持狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4(13)為打開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5為送料夾緊機(jī)構(gòu)的另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖5(a)圖4(b)的俯視圖，圖5(b)為圖5(a)沿A— A向視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029]按照本發(fā)明實(shí)施例所構(gòu)建的用于管道激光切割機(jī)的工裝夾具如圖1-3所示，包括切割裝夾單元60，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)80和送料夾緊機(jī)構(gòu)70。
[0030]該送料夾緊機(jī)構(gòu)70設(shè)置在機(jī)床基座10上，并可通過設(shè)置在基座10上的滑軌20相對(duì)基座10沿Y軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與管道送料方向一致。送料機(jī)構(gòu)70用于夾緊待切割長管道90的末端，并推送該管道90以進(jìn)行切割送料。其中，該送料夾緊機(jī)構(gòu)70具有中空筒體72，筒體72的一端用于容置待切割的管道90的末端，優(yōu)選地，該端部內(nèi)壁上設(shè)置有沿管壁周向均勻分布的多個(gè)夾爪71，以用于夾緊長管道90末端管壁，當(dāng)然也可以是其他的裝夾固定方式以實(shí)現(xiàn)對(duì)管道90末端的夾緊。筒體72另一端與可在基座10上往復(fù)移動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)30連接。
[0031]導(dǎo)向機(jī)構(gòu)80為中空的環(huán)形體，其沿軸線設(shè)置在所述該送料夾緊機(jī)構(gòu)70的前方，并與送料夾緊機(jī)構(gòu)70的筒體72同軸，用于對(duì)推送的管道90進(jìn)行導(dǎo)向，以使其精確地送入待切割工位。所述筒體72的直徑應(yīng)該小于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)80的內(nèi)孔直徑，以使得該筒體72可穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，同時(shí)夾持管道后的多個(gè)夾爪所圍成的外周直徑小于導(dǎo)向機(jī)構(gòu)80的內(nèi)孔直徑，以使得夾持管道后的夾爪71可穿過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)80。
[0032]切割裝夾單元60包括與待加工長管道90同軸且具有中心通孔的圓盤61，圓盤61遠(yuǎn)離管道末端的一側(cè)端面沿周向均勻設(shè)置有多個(gè)卡爪62，其可相對(duì)圓盤61心軸在圓盤61側(cè)面呈徑向相對(duì)移動(dòng)，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)同心穿過通孔的不同管徑的長管道90的夾緊。
[0033]激光切割單元50設(shè)置在所述圓盤61的該側(cè)側(cè)面上，用于發(fā)出激光對(duì)管道90進(jìn)行切割，該激光切割單元50發(fā)出的激光