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自21世紀(jì)以來，在鈑金加工領(lǐng)域，CO2激光切割機逐漸被光纖激光切割機所取代。高質(zhì)量、高精度、高效率、大面積、低成本已成為光纖激光切割機的發(fā)展趨勢。同時，隨著勞動力成本的增加和勞動力效率低的不斷突出，機械加工的自動化應(yīng)運而生。

本文介紹了光纖激光切割機自動上下料設(shè)備，該設(shè)備主要包括可移動式原料(成品)臺車、機架部件、吸料裝置、叉料裝置等，具有自動上下料、扳角分層、自動進出料等功能，有效降低了生產(chǎn)過程對人的依賴程度。

設(shè)計原理及參數(shù)

對于雙工作臺式光纖激光切割機，配套自動裝卸設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，采用控制系統(tǒng)控制，可實現(xiàn)手動或自動裝卸的整個過程操作，實現(xiàn)不同長度、寬度、厚度板的準(zhǔn)確定位。

激光上下料工藝流程

自動裝卸設(shè)備具有智能控制系統(tǒng)、激光主機和裝卸系統(tǒng)，可手動實現(xiàn)原材料車輛、成品車輛、叉材料收集、吸盤分區(qū)開關(guān)、X軸點移動，Z移動軸點等操作。

自動運行時，原料臺車預(yù)料-原料臺車開進，成品臺車開出—Z軸向下行、吸盤吸入-吸盤進料-交換工作臺-邊緣搜索、切割-交換工作臺-成品臺車進料-進料到成品臺車臺面，前提是切割機需要發(fā)送進料或進料信號，配合主機。

主要部件和功能

橫梁傳動

梁在機架上的傳動方式有兩種，一種是進口高精度直線導(dǎo)軌，精密齒輪齒條作為傳動裝置（圖3），確保機床的定位精度和重復(fù)定位精度，給料方向（X軸方向)可平行或垂直于激光切割機垂直，由伺服電機控制，可準(zhǔn)確保叉齒間距與激光工作臺齒距匹配。

另一種是鏈輪傳動，以滾輪或直線導(dǎo)軌為導(dǎo)向，鏈輪驅(qū)動短節(jié)距精密滾子鏈實現(xiàn)傳動，給料方向（X軸方向)只能垂直于激光切割機機身的方向，用于傳動精度要求低的場合，也分為兩種情況:⑴鏈條和橫梁固定，鏈輪和電機放置在機架上，驅(qū)動橫梁沿X如圖4所示，軸向移動；⑵鏈條與框架固定，鏈輪和電機放置在梁上，驅(qū)動梁沿X如圖5所示，軸向移動。

吸料裝置

吸入裝置的組成如圖6所示。板位于原料臺車上，原料臺車上的強磁鐵分層；吸入裝置由電機驅(qū)動，水平移動到原料臺車上方；Z軸由電機驅(qū)動，垂直向下移動，平衡氣缸下腔壓力排氣，吸盤架落在原材料臺車上，叉齒張開吸盤由真空發(fā)生器抽真空（吸板）；角缸移動，板翻轉(zhuǎn)，便于分層；吸裝置上升到一定高度，叉齒收縮X軸電機驅(qū)動并運動至激光切割機交換工作臺正上方；Z軸向下移動，叉齒張開，吸力解除，上料工作完成。

叉料裝置

叉裝置主要由料叉伸展驅(qū)動機構(gòu)、擋料架、料叉組成，如圖7所示，激光切割機完成板材切割加工后，X軸電機驅(qū)動叉料裝置移動到交換(升降)工作臺上方，Z軸向下移動，材料叉張開，然后在工作臺齒距間隙中收縮，并支撐板；叉裝置向上移動，通過X軸電機驅(qū)動到成品臺車上方；Z軸向下移動，材料叉張開，將加工板放在成品臺車上；材料叉收緊，叉裝置向上移動，完成下料操作。

移動式臺車

移動平臺車由原材料平臺車和成品平臺車組成。如圖8所示，原材料平臺車負(fù)責(zé)放置未加工板，成品平臺車用于放置加工板，兩輛車分類放置。在放置大面板時，考慮到車上重量較重，兩輛移動平臺車均采用鏈輪鏈傳動，避免摩擦傳動容易打滑。如果板的振幅較小，則為3萬mm×1500mm，重量輕，減速電機可通過鏈條驅(qū)動驅(qū)動鏈輪旋轉(zhuǎn)，使移動臺車實現(xiàn)滾輪滾動運行。

圖7 叉料裝置

激光切割機

本設(shè)計中使用的光纖激光切割機采用龍門結(jié)構(gòu)、鑄鋁梁、日本高精度直線導(dǎo)軌、進口精密斜齒輪齒條和絲杠傳動，保證了定位精度和重復(fù)定位精度?？刂葡到y(tǒng)可自由選擇IPG光纖激光發(fā)生器，隨動系統(tǒng)采用非接觸式電容傳感器，具有反應(yīng)快、精度高的特點。

當(dāng)自動給料設(shè)備將待加工板放入激光切割機交換工作臺時，數(shù)控系統(tǒng)接收材料信號，將板工作臺移動到激光切割頭下，加工板。加工完成后，驅(qū)動電機和叉裝置完成給料操作。

自動裝卸設(shè)備的優(yōu)勢及發(fā)展前景

⑴吸盤自動上料。傳統(tǒng)人工上料時，如3m×1.5m薄板至少需要三名工人提升板材，過重的板材需要電葫蘆輔助裝載。一個板材至少需要三分鐘，安全風(fēng)險很大。使用吸盤自動裝載后，只需手動按鈕即可完成裝載，需要10秒。由于設(shè)備的人機工程和安全防護措施到位，人身傷害和安全事故為零，避免了開放生產(chǎn)容易造成人身傷害的缺點，提高了工作效率，降低了人工成本。

⑵它可以滿足用戶的多樣化需求。生產(chǎn)場地狹長時，設(shè)備可從機身工作臺后面進料；場地寬敞時，可從機身側(cè)面進料；根據(jù)用戶的不同需求，滿足多樣化的生產(chǎn)條件，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，保證結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

⑶系統(tǒng)整體自動化程度高。激光切割機自動給料設(shè)備可實現(xiàn)板材給料-切割-給料整個過程的循環(huán)操作，也可手動操作，逐步進行材料庫配套，不同厚度的材料智能分層管理，控制方便。

⑷功能可以隨時擴展，實現(xiàn)多臺機器的共線生產(chǎn)。一臺自動裝卸設(shè)備可以給多臺激光切割機裝卸。如果后期擴大生產(chǎn)，可以增加切割機數(shù)量，提高生產(chǎn)能力，而不改變固有結(jié)構(gòu)。

⑸設(shè)備自動化程度高，提升公司品牌形象，有助于增強企業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。

結(jié)束語

激光切割機自動給料設(shè)備在自動化生產(chǎn)線中占有重要地位，本設(shè)計只提供了一個簡單的給料方案，作為參考，可衍生出多個激光切割機并聯(lián)，并配備自動裝卸方案，相信激光自動裝卸設(shè)備在自動化發(fā)展中會越來越好。