技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种管材切割加工的技术领域，尤其是一种管材激光切割设备。
背景技术
[0002] 金属管材是一种常用的金属
型材，被广泛应用于生产生活的各个领域。金属管材生产企业生产的金属管材长度较长(2-5米，甚至更长)，这主要是为了便于生产和运输，而在应用环节多需要根据使用需求将其切割为所需长度，因此需要使用管材切割设备。常用切割设备分为锯式切割和激光切割，锯式切割即使用
电锯对金属管材进行切剖，这种方式切割
精度低，而且往往伴随噪音和粉尘污染，而激光切割具有精度高，污染小等优势，因此在工厂等需要大批量切割金属管材时多使用激光切割机，激光切割机(如图1所示)进行切割时，金属管材向前输送预设长度后通过管材夹具夹紧，触碰到
定位器15后停止，定位器15向后(与金属管材前进方向相反)退离少量距离，使得定位器15松开，管材夹具16夹紧并带动管材旋转，同时激光
切割器14启动，对管材进行切割，切割完成后下料；其上述的激光切割机在管材进给输送时采用人工推动管材输送至夹具中，在每一次切割完成后进行人工进给输送，从而导致切割效率低下，在大批量生产时影响生产进度；同时切割过程中，在静电等外
力作用下，所产生金属碎屑和碎渣(处于高温状态)很容易与切割管体内
侧壁粘连，这些金属碎屑会对后续使用造成不利影响，尤其是作为
水管接头时很容易造成管材内壁生锈，影响水质。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提高生产效率，并且激光切割管材时防止碎渣粘附管材内侧壁的管材激光切割设备。
[0004] 本实用新型所设计的管材激光切割设备，包括
机架，以及分别位于机架左右两侧的上料装置和防止管材激光切割时产生的碎屑粘连在管材内壁上的防碎屑粘连装置，机架的平台上固定有对管材进行夹持并旋转的夹持机构，夹持机构的上方安装有纵向
平移机构，纵向平移机构的滑
块上安装有对管材进行切割的激光切割头；上料装置包括架体和进给机构，架体上具有通槽和位于通槽一侧的管材预存台，通槽的一端口与夹持机构的夹持部位对应；通槽
位置处的管材预存台一侧固定有升降机构，升降机构升起将管材预存台的管材推进通槽；进给机构安装在通槽内，以将进入至通槽内的管材推移进给。
[0005] 进一步优选，架体上设底座及多个隔板，隔板顶面为向通槽一侧向下倾斜的倾斜面，多个隔板的倾斜面构成管材预存台，位于通槽位置处的隔板顶部侧面固定有推动机构，推动机构包括
气缸或电缸、滑块、滑轨，滑块与气缸或电缸的
活塞杆连接，且顺滑轨移动，滑块上固定升降机构。
[0006] 进一步优选，进给机构包括
电机、主动
链轮、从动链轮和链条，主动链轮与电机的
转轴连接，主动链轮和从动链轮通过转动轴旋转是安装在通道的两端口下方，链条环套于主动链轮和从动链轮上，通槽底面具有长形通槽，通槽内设置有推动头，推动头包括本体、
滑轮，本体底部贯穿长形通槽后固定在链条上，本体两侧安装滑轮，沿通槽移动。
[0007] 进一步优选，通槽包括两侧的槽板及底部
支架，槽板底部间隙固定在底部支架上，链条位于通槽底部，推动头本体自槽板底部间隙贯穿与链条固定。
[0008] 进一步优选，防碎屑粘连装置包括机架体、管体、抽液
泵和充气泵，机架上固定有
横向位移机构一，横向位移机构一的位移滑块上固定有横向位移板，横向位移板的前侧面安装有长形板，横向位移机构一驱动横向位移板横向往复位移，长形板的左端部固定有导向定位块，长形板的前侧面固定有横向位移机构二，管体的右端固定在横向位移机构二的位移滑块上；管体的左端贯穿导向定位块的导向孔，其上侧面具有开口；导向定位块上具有与导向孔连通的喷液孔，喷液孔的位置分别激光切割头和管体上的开口位置对应，喷液孔通过管道与抽液泵的出油口相连；管体的右端通过管道与充气泵的充气口相连；开口的左端为开口端，并与管体的左端口连通；开口的右端延伸至管体的四分之一位置处或四分之二位置处或者四分之三位置处；管体直径小于管材直径。
[0009] 进一步优选，横向位移板通过纵向位移机构与长形板连接。
[0010] 进一步优选，防碎屑粘连装置包括机架体、管体和抽气泵，机架上固定有横向位移机构一，横向位移机构一的位移滑块上固定有横向位移板，横向位移板的前侧面安装有纵向位移机构，纵向位移机构的滑块上固定有长形板，横向位移机构一驱动横向位移板横向往复位移，长形板的左端部固定有导向定位块，长形板的前侧面固定有横向位移机构二，管体的右端固定在横向位移机构二的位移滑块上；管体的左端贯穿导向定位块的导向孔，其上侧面具有与激光切割头对应位置的开口；管体的右端通过管道与抽气泵的抽气口相连；开口的左端为开口端，并与管体的左端口连通；，管体直径小于管材直径。
[0011] 进一步优选，纵向位移机构包括滚珠
丝杠二、两纵向设置的直线
导轨和两个
轴承座；滚珠丝杠二位于两直线滑轨之间，并固定在横向位移板的前侧面，滚珠丝杠二和两直线滑轨相互平行设置；两个轴承座分别固定在横向位移板的上端和下端，上端轴承座的轴承套接固定在滚珠丝杠二的上端，下端轴承座的轴承套接固定在滚珠丝杠二的下端，滚珠丝杠二的滚珠滑块和
直线导轨上的滑块均与长形板的后侧面固定；滚珠丝杠二的上端套接固定手轮或
伺服电机或减速电机。
[0012] 进一步优选，横向位移机构一包括伺服电机、两横向设置的长距离直线位移滑轨和一根滚珠丝杠一，两直线位移滑轨和伺服电机固定在机架上；滚珠丝杠一位于两直线位移滑轨之间，并相互平行设置；滚珠丝杠一的一端与伺服电机的转轴固定，其另一端与机架固定；滚珠丝杠一的滚珠滑块和直线位移滑轨的滑块均与横向位移板的后侧面固定，横向位移板的上下两侧均具有固定有定位板，定位板的内侧面与长距离直线位移滑轨的旁侧面贴合；横向位移机构二为横向位移伺服滑台。
[0013] 进一步优选，还包括托料气缸、托料辊、以及位于托料气缸下方7字型
连杆一和连杆二，托料气缸纵向固定在横向位移板的左侧端；7字型连杆一的横向杆端部与托料气缸的
活塞杆端部销轴铰接，其纵向杆端部与连杆二的一端销轴铰接；托料辊位于导向定位块的左侧下方位置处；连杆二的中部与横向位移板销轴铰接，其另一端位于导向定位块的左侧下方位置处；托料辊的一端与连杆二的另一端旋转连接，其中部具有V型环槽。
[0014] 本实用新型所设计的管材激光切割设备，其结构采用机械式自动进给管材，使得生产效率提升，提升生产进度；同时切割时利用防碎屑粘连装置，使得切割下来的管材使用性能较佳，尤其是作为水管或水管接头使用时。
附图说明
[0015] 图1是
实施例1的
现有技术结构示意图；
[0016] 图2是实施例1的整体设备结构示意图；
[0017] 图3是实施例1的上料装置结构示意图；
[0018] 图4是实施例1的上料装置的局部视图(一)；
[0019] 图5是实施例1的上料装置的局部视图(二)；
[0020] 图6是实施例1的上料装置的局部视图(三)；
[0021] 图7是实施例1的上料装置的局部视图(四)；
[0022] 图8是实施例1的防碎屑粘连装置的结构示意图(一)；
[0023] 图9是实施例1的防碎屑粘连装置的结构示意图(二)；
[0024] 图10是实施例1的防碎屑粘连装置的结构示意图(三)；
[0025] 图11是实施例2的防碎屑粘连装置的结构示意图(四)；
[0026] 图12是实施例3的防碎屑粘连装置的结构示意图(五)。
具体实施方式
[0027] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028] 实施例1：
[0029] 如图2-图10所示，本实施例所描述的管材激光切割设备，包括机架110，以及分别位于机架110左右两侧的上料装置120和防止管材激光切割时产生的碎屑粘连在管材内壁上的防碎屑粘连装置190，机架110的平台上固定有对管材进行夹持并旋转的夹持机构170，夹持机构170的上方安装有纵向平移机构180，纵向平移机构180的滑块上安装有对管材进行切割的激光切割头188；上料装置120包括架体121和进给机构130，架体121上具有通槽1211和位于通槽1211一侧的管材预存台，通槽121的一端口与夹持机构170的夹持部位对应；通槽1211位置处的管材预存台一侧固定有升降机构150，升降机构150升起将管材预存台的管材推进通槽1211；进给机构130安装在通槽1211内，以将进入至通槽1211内的管材推移进给。夹持机构可150采用三爪卡盘以及安装在三爪卡盘上的带传动机构，带传动机构(电机、主动带轮、从动带动和传动带组成，电机带动主动带轮、从动带动和传动带工作促使三爪卡盘旋转)促使三爪卡盘旋转。其中纵向平移机构采用纵向平移伺服滑台。机架的平台下方具有下料仓，下料仓的开口与平台开口对应，使切割完成的管材直接掉入下料仓内。
[0030] 本实施例中，防碎屑粘连装置190包括机架体1、管体6、抽液泵11和充气泵12，机架1上固定有横向位移机构一2，横向位移机构一2的位移滑块上固定有横向位移板3，横向位移板3的前侧面安装有长形板4，横向位移机构一2驱动横向位移板3横向往复位移，长形板4的左端部固定有导向定位块7，长形板4的前侧面固定有横向位移机构二5，管体6的右端固定在横向位移机构二5的位移滑块上；管体6的左端贯穿导向定位块7的导向孔71，其上侧面具有开口61；导向定位块7上具有与导向孔71连通的喷液孔72，喷液孔72的位置与管体6上的开口61位置对应，喷液孔72通过管道与抽液泵11的出油口相连；管体6的右端通过管道与充气泵12的充气口相连。管体6为
铜管。抽液泵和充气泵可以外置，也可固定在机架的底部或中部。喷液孔经抽液泵通入带粘性的
切削液(
铝合金切削液)。该装置尤其使用小管径的管材切割。
[0031] 开口61的左端为开口端，并与管体6的左端口连通，其结构的切削液粘附在管内壁上的效果更佳；开口61的右端延伸至管体的四分之一位置处或四分之二位置处或者四分之三位置处，其由于小直径管的直径较小，与管体外壁较为接近，如果管体长时间在同一位置切割，很容易造成管体损伤，从而将开口的长度设计较长，可更换开口上不同位置进行切割操作，避免管体损伤的情况发生。
[0032] 其防碎屑粘连装置结构利用一边将管体上带开口的一端插入被激光切割机夹紧且待切割段的管材内，一边喷抽液泵启动通
过喷液孔和开口向管体内喷液，在喷液的过程中充气泵也同时启动，对管体内充入高压气体将喷入的切削液吹散(可呈
油雾状)，直接
接触并粘附在管材内壁和管体内壁上，从而切削液作用下防止激光切割时产生的碎渣和碎屑与管材内壁和管体内壁接触后也不会发生粘附粘连，从而切割好的管材仅通过高压冲洗管材内壁即可将管材内壁上的碎屑和碎渣冲洗干净；进一步切割下来的管材作为水管接头时的使用性能较佳。
[0033] 为了便于控制位移距离，而且位移时平稳可靠而设计的横向位移机构一2包括伺服电机21、两横向设置的长距离直线位移滑轨23和一根滚珠丝杠一22，两直线位移滑轨和伺服电机固定在机架上；滚珠丝杠一位于两直线位移滑轨之间，并相互平行设置；滚珠丝杠一的一端与伺服电机的转轴固定，其另一端与机架固定；滚珠丝杠一的滚珠滑块和直线位移滑轨的滑块均与横向位移板的后侧面固定，横向位移板3的上下两侧均具有固定有定位板13，定位板13的内侧面与长距离直线位移滑轨23的旁侧面贴合。横向位移机构二5为横向位移伺服滑台(由伺服电机、滚珠丝杠和滑块组成)。
[0034] 上述结构的工作原理：利用叉车或人工手抬式将长型金属管材逐一放置在管材预存台上，预存台上位于升降机构处的金属管材通过升降机构顶起将管材推进通槽内，然后进给机构启动将进入至通槽内的管材推移进给以贯穿三爪卡盘的中心夹持定位孔，待进给输送至一定长度后停止，三爪卡盘进行夹持定位管材，此时利用伺服电机通电启动促使滚珠丝杠一旋转，滚珠丝杠一旋转促使滚珠滑块朝待切割管材方向位移，滚珠滑块的位移带动横向位移
滑板、长形板、横向位移伺服滑台和朝待切割管材方向位移，待导向定位块的侧面与待切割管材的端口贴合，以定位管材伸出的长度，然后导向定位块再向后退一段距离，导向定位块的侧面与待切割管材的端口之间存有较小间距的情况下，横向位移伺服滑台通电启动，将管体上带开口的一端朝切割管材内插入位移，从而在一边插入的过程中(其中管体插入管材内后，管体外壁不与管材内壁接触)，喷抽液泵启动对油管内输送切削液，切削液经喷液孔和开口向管体内喷液，在喷液的过程中充气泵也同时启动，对管体内充入高压气体将喷入的切削液吹散(可呈油雾状)，从而吹散的切削液从管体上具有开口的一端口喷出，在吹散喷出的过程中切削液直接接触并粘附在管材内壁和管体内壁(管体内壁粘附切削液一般喷液孔在开口的中部位置时效果最佳)上，管体上的开口位移至管材上待切割位置停住，然后激光切割头向下位移使其接近金属管道外表面(其中激光切割头与管体上的开口对应)，激光切割头启动进行切割操作，切割时产生的碎屑和碎渣在切削液的作用下浮在或附在切削液上(由于碎屑和碎渣在接触到切削液前已然通过冲进起来的空气进行冷却，并且接触到切削液切削液后彻底冷却，从而在冷却后即使接触到管内壁后也不会发生粘连)，不会发生碎屑和碎渣粘连在管体内壁和管材内壁上，进一步达到仅采用高压冲洗就可将碎屑和碎渣完全清理干净。不工作时通过横向位移机构一和横向位移机构二的工作促使横向位移板和管体复位。其中导向定位块可作为切割管材伸出的长度进行定位的定位器，待切割后导向定位块后退一端距离。
[0035] 本实施例中，架体121上设底座142及多个隔板140，隔板140顶面为向通槽一侧向下倾斜的倾斜面141，多个隔板140的倾斜面构成管材预存台，位于通槽1211位置处的隔板顶部侧面固定有推动机构210，推动机构210包括气缸或电缸211、滑块213、滑轨212，滑块与气缸或电缸的活塞杆连接，且顺滑轨移动，滑块上固定升降机构。推动机构用于根据管材直径来调节升降机构的位置，以确保在顶升管材时仅顶升一
根管材。升降机构为升降气缸，且升降气缸的活塞杆端部固定有顶升块。
[0036] 本实施例中，进给机构130包括电机134、主动链轮135、从动链轮和链条132，主动链轮与电机的转轴连接，主动链轮和从动链轮通过转动轴旋转是安装在通道的两端口下方，链条环套于主动链轮和从动链轮上，通槽1211底面具有长形通槽12111，通槽内设置有推动头131，推动头131包括本体1311、滑轮1312，本体底部贯穿长形通槽12111后固定在链条132上，本体两侧安装滑轮1312，沿通槽移动。其结构利用链条带动推动头进行位移，从而推动金属管材进行自动切割进给。
[0037] 本实施例中，通槽1211包括两侧的槽板136及底部支架133，槽板136底部间隙固定在底部支架133上，链条132位于通槽1211底部，推动头本体1311自槽板136底部间隙贯穿与链条132固定。本体每侧安装上、下两排滑轮，槽板位于两排滑轮之间，提高运行
稳定性。
[0038] 本实施例中，横向位移板通过纵向位移机构与长形板连接；纵向位移机构8包括滚珠丝杠二81、两纵向设置的直线导轨83和两个轴承座82；滚珠丝杠二位于两直线滑轨之间，并固定在横向位移板的前侧面，滚珠丝杠二和两直线滑轨相互平行设置；两个轴承座分别固定在横向位移板的上端和下端，上端轴承座82的轴承套接固定在滚珠丝杠二的上端，下端轴承座82的轴承套接固定在滚珠丝杠二的下端，滚珠丝杠二81的滚珠滑块和直线导轨上的滑块均与长形板4的后侧面固定；滚珠丝杠二81的上端套接固定手轮10或伺服电机10或减速电机10。其结构为了根据小直径管材中的不同直径管材来
调节管体的位置(此时有可能管体已经根据待切割管材的直径而更换)，从而为了管体的外壁不与管材内壁接触而进行管体的上下位移调节。并实现手动或电动调节纵向位移，而且位移机构使得位移时平稳可靠。
[0039] 本实施例中，还包括托料气缸17、托料辊18、以及位于托料气缸17下方7字型连杆一19和连杆二20，托料气缸17纵向固定在横向位移板的左侧端；7字型连杆一的横向杆端部与托料气缸的活塞杆端部销轴铰接，其纵向杆端部与连杆二的一端销轴铰接；托料辊位于导向定位块的左侧下方位置处；连杆二的中部与横向位移板销轴铰接，其另一端位于导向定位块的左侧下方位置处；托料辊18的一端与连杆二的另一端旋转连接，其中部具有V型环槽181。其结构使得对需切割下料的管材部位进行托住，防止激光切割时发生需切割下料的管材部位下垂弯曲，使得激光切割效果更佳。而且通过托料气缸的上升下降来促使托料辊进行上升下降，以该方式根据管材直径来进行调节，使得管材被托料辊的V型环槽托住。
[0040] 实施例2：
[0041] 如图11和图12所示，本实施例所描述的管材激光切割设备，其大致结构与实施例1一致，但与实施例1不同的是：防碎屑粘连装置190包括机架体100、管体600、抽气泵101，机架100上固定有横向位移机构一200，横向位移机构一200的位移滑块上固定有横向位移板300，横向位移板300的前侧面安装有纵向位移机构800，纵向位移机构800的滑块上固定有长形板400，横向位移机构一200驱动横向位移板300横向往复位移，长形板400的左端部固定有导向定位块700，长形板400的前侧面固定有横向位移机构二200，管体600的右端固定在横向位移机构二500的位移滑块上；管体600的左端贯穿导向定位块700的导向孔701，其上侧面具有与激光切割头188对应位置的开口601；管体600的右端通过管道与抽气泵101的抽气口相连；开口601的左端为开口端，并与管体600的左端口连通。尤其适用粗管的切割。
[0042] 上述结构中，激光切割时，利用伺服电机通电启动促使滚珠丝杠一旋转，滚珠丝杠一旋转促使滚珠滑块朝待切割管材方向位移，滚珠滑块的位移带动横向位移滑板、长形板、横向位移伺服滑台和朝待切割管材方向位移，待导向定位块的侧面与待切割管材的端口贴合，以定位管材伸出的长度，然后导向定位块再向后退一段距离，导向定位块的侧面与待切割管材的端口之间存有较小间距的情况下，横向位移伺服滑台通电启动，将管体上带开口的一端朝切割管材内插入位移，待管体上的开口端位移至管材上待切割位置停住，然后在纵向位移机构的作用下促使开口的口沿与管材内壁紧密贴合，此时激光切割头向下位移使其接近金属管道外表面(其中激光切割头与管体上的开口对应)，激光切割头启动进行切割操作，切割时产生的碎屑和碎渣在直接经开口掉落至管体内，然后管体内的抽气泵同时启动，对管体内进行抽气，从而在
负压的作用下将掉落至管体内碎屑和碎渣抽离去除。
[0043] (1)设计管体接入到被切割管材内，能够及时将切割时产生于切口的金属碎屑接至管体中，通过升降机构调整除屑管与被切割管材内壁接近，能防止碎屑落入管材内腔；
[0044] (2)在管体尾端连接抽气装置，能够及时清除碎屑，并通过形成的负压，提高碎屑吸入效率。
[0045] 本实施例中，纵向位移机构800包括滚珠丝杠二801、两纵向设置的直线导轨803和两个轴承座802；滚珠丝杠二位于两直线滑轨之间，并固定在横向位移板的前侧面，滚珠丝杠二和两直线滑轨相互平行设置；两个轴承座分别固定在横向位移板的上端和下端，上端轴承座802的轴承套接固定在滚珠丝杠二的上端，下端轴承座802的轴承套接固定在滚珠丝杠二的下端，滚珠丝杠二801的滚珠滑块和直线导轨上的滑块均与长形板400的后侧面固定；滚珠丝杠二801的上端套接固定手轮10或伺服电机10或减速电机10。其结构为了管体上的开口口沿与管材的内侧壁贴合位移更加精准，使用更加可靠，并实现手动或电动调节纵向位移，而且位移机构使得位移时平稳可靠。
[0046] 本实用新型的伺服滑台均由底座，以及安装在底座上伺服电机、滚珠丝杠、滑块和位移导轨相互结合组成，并且不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本
申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
