本實用新型涉及一種激光切割機上下料裝置。

背景技術：

當今大多數的激光切割機在使用的過程中，需要工人將待加工的工件放置到激光切割機工作平臺指定的位置，然后利用激光切割機對切割件進行加工，切割件加工完成以后，成品和廢料其一已經掉入機架下方的抽屜里，但另一還留在工作平臺上，需要工人把留在工作平臺上的料拿下來放到指定的位置。以上的操作需要一個或者幾個工人才能完成，既浪費了人力物力，還影響到切割機的生產效率。

在一些實現(xiàn)中，采用氣動裝置實現(xiàn)工件的拾取和搬運，一般而言，實現(xiàn)拾取的部分為具有一定行程的氣缸，以及設置在氣缸推桿端部的真空吸盤，于此類結構中容易出現(xiàn)以下問題，首先是真空吸盤，其對工件表面質量要求較高，否則無法吸牢工件，而氣缸屬于具有特定工作行程的氣動元件，即其工作行程不可調，因而在面對不同厚度的工件時，只能通過調整缸體的安裝位置以獲得對不同厚度工件的適應。

為了減少工件搬運的麻煩，例如中國專利文獻CN201632769U采用了一種工件豎直放置的結構，然而豎直放置也仍然會涉及到工件上下料的搬運，并且，豎直放置時，由于工件受自身重力的影響，其定位和夾緊是需要特別考慮的因素。實際上，對于臥式的激光切割機，板型的工件普遍不需要夾緊。

而如中國專利文獻CN105414766A則給出了使用送料輥送料的方案，并依靠擋料輥擋料從而實現(xiàn)送料和大致定位的問題。使用送料輥送料仍然會涉及到料如何放置到送料輥上的問題，且一旦使用了送料輥，送料輥本身會對工件起到基礎的支撐作用，對板材進行切割時需要避開送料輥，從而影響板材的切割區(qū)域，進而會影響工件切割的適用范圍。對于激光切割機配備獨立的工作平臺有其現(xiàn)實的意義，在于可以根據工件的不同調整可用于激光切割的區(qū)域。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種利于上下料的激光切割機上下料裝置。

本實用新型采用以下技術方案：

依據本實用新型一種激光切割機上下料裝置，包括：

機架，為臥式結構，且該機架上設有工作平臺，以及架身導軌，并在工作平臺下設有接料裝置；且在架身導軌布設方向上，工作平臺所在側為加工側，相對側為裝卸料側；

第一龍門架，配置在工作平臺處的架身導軌上；

激光切割機，裝設在所述第一龍門架上；

第二龍門架，配置在架身導軌上，而在加工側與裝卸料側間移動；

裝卸料裝置，裝設在所述第二龍門架上；以及

兩料倉，設置在裝卸料側，其一用于盛裝原料，另一用于盛裝所述裝卸料裝置所卸料；

其中，裝卸料裝置包括一卷揚機，以及該卷揚機所卷的鋼絲繩出繩端連接的用于取放料的電磁鐵，以及該電磁鐵的電源電路。

上述激光切割機上下料裝置，可選地，所述卷揚機布設在一箱體內，并通過預設在箱體的出繩孔出繩；

在箱體上設有卷揚機上卷到位的檢測裝置。

可選地，驅動所述卷揚機的電機為伺服電機。

可選地，所述工作平臺包括：

鋼管定位單元，沿所述架身導軌方向陣列；

多支鋼管，裝設在選定的鋼管定位單元上，用于支撐工件，并留出落料空間。

可選地，所述鋼管定位單位為相應于鋼管的兩端部陣列的各一行鋼管定位槽或者鋼管定位孔。

可選地，所述第一龍門架與第二龍門架裝設在同一拖板上，該拖板通過運行在所述架身導軌上的滑塊而裝設在架身導軌上。

可選地，驅動所述拖板移動的機構為齒輪齒條機構，該齒輪齒條機構的齒條為雙齒條，而在拖板兩側各設有一條；

相應地，齒輪齒條機構與兩齒條嚙合的各一個齒輪裝設在所述拖板上，至少一個齒輪為動力輸出齒輪；若兩個齒輪均是動力輸出齒輪時，則一個為正轉，另一個為反轉。

可選地，所述兩料倉均為料車結構，該料車結構采用輪式底盤，且輪式底盤的為球滾輪底盤。

依據本實用新型，采用出繩端連接有電磁鐵的卷揚機進行工件的裝卸料（成品屬于泛化的工件形式），控制簡單，并且其裝卸料行程不受剛性構件的約束，而只需要調整卷揚機電機的轉數。進而通過第二龍門架的移動可進行工件在加工側與裝卸料側件的搬運，行程為直線行程，實現(xiàn)非常容易。

附圖說明

圖1為依據本實用新型的一種激光切割機上下料裝置的俯視結構示意圖。

圖2為一種板料吸放裝置結構原理圖。

圖3為一種機架俯視結構示意圖（含有齒條的部分）。

圖4為機架部分左視結構示意圖。

圖5為一種激光切割機工作平臺俯視結構示意圖。

圖中：1.機架，2.第一龍門架，3.激光切割機，4.第二龍門梁，5.板料取放裝置，6.原料車，7.盛料車，8.箱體，9.卷揚機，10.伺服電機，11.鋼絲繩，12.電磁鐵，13.齒條，14.抽屜，15.滑塊，16.底座，17.電機艙，18.鋼管，19.鋼管定位槽。

具體實施方式

公知的，對于臥式結構的機床等機械設備，若存在主移動方向，例如存在床身導軌的結構，床身導軌的方向為第一維度，一般可以定義為X軸，或者機床的長度方向，在水平面內與其垂直的方向一般為前后方向，一般是第二維度，在數控機床中定義為Y軸，前方一般是操作人員所在側。相應地，若存在與水平面垂直的第三維度，則一般定義為Z軸。

參見如說明書附圖1-5所示的一種激光切割機上下料裝置，圖中以概略圖的形式反映其基礎架構，主要釋明其基本結構和原理，在其定義的技術問題范圍內是可實現(xiàn)的。

上述上下料裝置，其基本結構包括：

機架1，為臥式結構，通常情況下，機架1一般需要穩(wěn)定可靠，而相對固定，對于一些振動比較劇烈的機床，機架1通常需要通過例如地腳螺栓等安裝在車間地面上。對于自身振動不影響加工精度時，機架1依靠其較大的自重和較低的重心而放置在車間預定位置。

激光切割加工一般不會產生太大的振動，從而可參見說明書附圖4，機架配置四個底座16或者腳座，可以直接放置在車間的預定位置，并調平工作平臺。

機架是基礎架體，如前所述，工作平臺通常需要調平，以滿足板型工件的切割加工，對于工件在進行切割加工時，廢料可能留在工作臺上，產品落下，也有可能廢料落下，產品留在工作平臺上。本實用新型主要涉及留在工作平臺的工件部分的取下問題。

相對而言，在機架設計中一般認為機械設備的基座部分和與基座部分構建為一體的部分例如發(fā)動機的主殼體等稱為機架，而在機構分析中，相對固定部分的稱為機架，對此，機械領域的技術人員應有清楚地理解。

相對地，如圖1中所示的機架1為機架設計中的機架，在機架上設有工作平臺，工作平臺可以通過可拆連接件裝配在機架1上，也可以采用運動副設置在機架1，以適應不同的應用。

在機架上設置架身導軌，類同于機床上的床身導軌，提供主基準。

常規(guī)地，在工作平臺下設有接料裝置，如圖3中所示的抽屜14，可以抽出，以運走落下的料。

同時，如前所述，類同于機床導軌，架身導軌所表示的方向為主基準，從而在架身導軌布設方向上，工作平臺所在側為加工側，相對側為裝卸料側。

對主要部件的載置采用如圖1中所示的第一龍門架2和第二龍門架4，兩龍門架配置在工作平臺處的架身導軌上；龍門架更多的被應用于吊車技術領域，稱為龍門吊，相應的架體稱為起吊龍門架，其基礎結構是運行在兩條軌道上的各一個立柱，跨在兩立柱頂部的橫梁，在橫梁上布設吊具。

實際上，龍門架并不在立柱與橫梁的比例關系，盡管在激光切割技術領域中很少用到龍門架的概念，但目前在激光切割技術領域也普遍設有兩條導軌，并在兩條導軌上設置兩立柱，以及兩立柱上支撐的橫梁，橫梁上設置激光切割機，本質上也屬于龍門架結構。

相對而言，應用在激光切割技術領域的龍門架的立柱比較低矮，實質構成架身軌道上的滑塊，即通過架身軌道與龍門架的配合實現(xiàn)龍門架的移動導向。

因此，如前所述第一龍門架2配置在架身導軌上用于切割加工的工藝控制，而第二龍門架4配置在架身導軌上用于裝卸料的行程控制。

進而，激光切割機3裝設在所述第一龍門架2上。

裝卸料裝置5裝設在所述第二龍門架4上。

不同于常規(guī)的激光切割上下料裝置，配置兩個料倉，設置在裝卸料側，如圖1中所示的原料車6和盛料車7，其中原料車6用于盛裝原料，而盛料車則用于盛裝所述裝卸料裝置5所卸料，即工件加工完畢后留在工作平臺上的工件部分。

進而關于所述裝卸料裝置5采用卷揚機9提供拾取工件的取放行程，卷揚機9的出繩，如圖2中所示的鋼絲繩11，受圖中伺服電機10轉數的控制，而不像例如氣缸拾取部件，其工作行程受其本體的工作行程的限制，自身工作行程不可調，而工件厚度不一致，限制具有固定工作行程的拾取部件的限制。

相對而言，如圖2所示，由于鋼絲繩11需要吊掛例如圖中所示的電磁鐵12，在運行過程中，如果不收起鋼絲繩11，則會產生擺動，從而在下放時，無法相對準確的將工件放置在工作平臺預定的位置。因此，在搬運過程中，需要收起鋼絲繩11。實際上，其他的搬運裝置也需要有一個向上的行程，以避開如原料車6的車斗壁。因此，使用卷揚機9并不會增加較多的動作，而影響效率。

為了進一步的減少搬運過程中的擺動，還可以使用雙出繩卷揚機（雙出繩需要在架身導軌方向前后各一），例如圖2中，電磁鐵12含有兩個吊點，可以有效的減少擺動和工件轉動。

激光切割的工件主要是鐵磁性板件，因此，使用電磁鐵12用于工件的取放，對于其他類型的工件不予涉及。

顯而易見的是，需要為電磁鐵12配置電源電路，通過控制電源電路的通斷控制電磁鐵12的拾取狀態(tài)和釋放狀態(tài)。

于一些實施例中，電源電路的主電路部分設置開關電路，通過控制開關電路的通斷控制主電路的通斷。

此外，關于工件的定位并不需要特別精確，尤其是板料下料，一個大致的定位即可滿足切割的技術要求。

關于所述卷揚機9于一些實施例中可以直接吊掛在第二龍門架4下側或者導軌方向的前后側，也方便維護，相對而言，美觀性不好。

在一些實施例中，則將卷揚機9布設在一箱體8內，如圖2所示，圖中箱體8底部開有出繩孔，以使卷揚機9的鋼絲繩11從箱體內穿出。

同時卷揚機9整體上被納入到所述箱體8，包括其驅動電機，對于設置驅動電機的部分可以開散熱格柵或者其他類別的散熱孔。

如前所述，鋼絲繩11需要在搬運行程中收起，在一些實施例中，可以直接通過卷揚機9進行收繩控制。

在一些實施例中可以采用摩擦聯(lián)軸器用于卷揚機9的卷筒與伺服電機10的傳動連接，收繩到位后，電磁鐵12會受到箱體8的阻擋，使摩擦聯(lián)軸器產生滑動摩擦，卷筒不再轉動收繩。

在一些實施例中，在箱體8上設有卷揚機9上卷到位的檢測裝置，例如霍爾傳感器，用于檢測電磁鐵12是否提升到位。

也可以選擇例如行程開關，用于檢測電磁鐵12是否到位。

在前文中提及，卷揚機9的驅動電機為伺服電機10，有利于相對精確的控制鋼絲繩11的收放。

目前常見的激光切割機的工作平臺是矩陣排列的棱錐體，不具有調整性，并且切割時直接掉落在工作平臺下面的部分受矩陣排列密度的影響，盡管其對工件大小的具有比較廣泛的適應性，但也存在著切割下的部分和留置在工作平臺上的部分不容易卸料的問題。

有鑒于此，在一些實施例中，參見說明書附圖5，所述工作平臺包括：

鋼管定位單元，沿所述架身導軌方向陣列，圖中為對位設置的一對鋼管定位槽19，陣列排列，滿足鋼管18的排列和間距調整。

進而需要配置多支鋼管18，以滿足例如鋼板坯料的支撐，同時選擇合適的鋼管間距，以使落下的部分與留置的部分在切割過程中分離。

鋼管18直接裝設在選定的鋼管定位單元上，如圖5中所示有六支鋼管18，至少具有兩個支撐的部分一般能夠被留置，而只具有單個支撐或者沒有支撐的部分會從鋼管間的空間掉落到工作平臺下面的抽屜14。

基于前述的結構，可以根據坯料的形狀已經切割完成后預留置在工作平臺上的部分和從工作平臺上落下的部分，布置鋼管18的數量及相鄰鋼管18的間距，在滿足對工件切割部分的分類外，也能夠滿足不同規(guī)格的工件的切割加工。

為滿足鋼管18的快速調整，所述鋼管定位單位為相應于鋼管18的兩端部陣列的各一行鋼管定位槽19或者鋼管定位孔。如圖5中所示，鋼管18的上下兩端各適配有一組鋼管定位槽19。

在圖3所示的結構中，第一龍門架2與第二龍門架4裝設在同一拖板上，其控制為第一龍門架2和第二龍門架4的共同驅動，減少驅動機構數量，但也會增加整體的能耗。

于一些實施例中，第一龍門架2和第二龍門架4的拖板相互分離，增加一套驅動機構，降低整體的能耗。

關于所述拖板，則通過運行在所述架身導軌上的滑塊15而裝設在架身導軌上。

關于所使用的架身導軌，可以采用矩形導軌或者燕尾槽導軌，在一些實施例還可以使用光桿進行導向。

參見說明書附圖3，驅動所述拖板移動的機構為齒輪齒條機構，該齒輪齒條機構的齒條13為雙齒條，而在拖板兩側各設有一條；

相應地，齒輪齒條機構與兩齒條13嚙合的各一個齒輪裝設在所述拖板上，至少一個齒輪為動力輸出齒輪；若兩個齒輪均是動力輸出齒輪時，則一個為正轉，另一個為反轉。

使用雙齒條可以保證整體驅動的平穩(wěn)性。

此外，在一些實施例中，可以采用絲母絲杠機構驅動所述拖板。

關于料倉，參見說明書附圖1，圖中的原料車6和盛料車7采用滾輪的輪式底盤結構。當采用滾輪結構時，需要有一對行走輪和一對轉向輪。

在一些實施例中，為了方便推拉，所述輪式底盤的為球滾輪底盤。

一種激光切割機上下料裝置的上下料方法，包括以下步驟：

1）上電初始化；

2）位于第二初始位置的驅動第二龍門架4到裝卸料側，第二龍門架所載的裝卸料裝置5下放電磁鐵12，拾取工件，并上升到預定高度；

3）驅動第二龍門架4移動到工作平臺，下放電磁鐵12，釋放工件，第二龍門架回第一初始位置；

4）位于第一初始位置的第一龍門架2移動到工作平臺處的加工位置，調用加工程序對工件進行加工，產生去除部分和產品，該去除部分或者產品落入工作平臺下方的接料裝置內；

5）第一龍門架2回到第一初始位置，第二龍門架4從第二初始位置移動到工作平臺預設位置，下放電磁鐵12拾取留在工作平臺上的去除部分或者產品，并上升到預定高度；

6）第一龍門架2移動到裝卸料側，下放電磁鐵12，釋放所吸取的去除部分或者產品，然后拾取新的工件進行新的加工循環(huán)，或者加工完畢回到第二初始位置。

進一步地，對第一龍門架2和第二龍門架4的移動控制為基于數控系統(tǒng)的移動控制。