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CN103785960B - 一种激光切割机的定位工装及其使用方法 - Google Patents

一种激光切割机的定位工装及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种激光切割机的定位工装及其使用方法。激光切割机的工作台上设有若干卡槽和若干卡销，定位工装包括底框、至少三个支撑板、至少三个压紧装置和至少两个活动检测装置；底框上设有若干与所述卡槽适配的卡扣和若干与所述卡销适配的销孔；压紧装置包括直线驱动装置和压板；活动检测装置包括套筒、活动销和压杆。按以下步骤使用：1）、工件放置；2）、判断是否为首件加工；3）、切割机画线；4）、人工校核；5）、调整切割轨迹；6）、校核线擦除；7）、检测孔切割；8）、活动销校核；9）、寻找出错点；10）、解决出错点；11）、工件切割。本案具有加工效率高、废品率低等优点。

Description

一种激光切割机的定位工装及其使用方法
技术领域
本发明涉及激光切割机实际使用领域，尤其涉及其专用的定位工装及配套的使用方法的改进。
背景技术
在汽车的加工生产中，很多薄板冲压零件（具有代表性的如汽车的车门）均不采用全工序模具进行加工，而是将部分工序（主要为切边、打孔等工序）转交由激光切割机加工，从而缩短模具的开发周期和开发成本。然而，激光切割同样存在许多误差因素，包括机床的精度、工装的定位、零件的强度及人为因素等等；这样，也就带来了如何将已经冲压成型的半成品工件快速准确的定位在激光切割机的工作台上的问题。
对此，现有技术中提出了多种定位工装，以实现此类“半成品工件”在激光切割机的工作台上的定位和装夹。其中，具有代表性的如国家局于2012年8月22日公告的一份名为“汽车冲压零件激光切割用定位胎具”、申请号为“201120527068.7”的文献。然而，此类“定位胎具”仍然存在着结构复杂、使用步骤繁琐、加工成本高及可靠性差等问题。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧、使用方便、可靠性好且定位准确度高的激光切割机的定位工装及其使用方法。
本发明的技术方案是：所述激光切割机的工作台上设有若干卡槽和若干卡销，所述定位工装包括底框、至少三个支撑板、至少三个压紧装置和至少两个活动检测装置；
所述底框上设有若干与所述卡槽适配的卡扣和若干与所述卡销适配的销孔；
至少三个所述支撑板的顶面位于同一水平面上、且均固定连接所述底框；
所述压紧装置包括直线驱动装置和压板，所述直线驱动装置竖直设置、且固定连接在所述底框内，所述压板的一端可旋转的连接在所述直线驱动装置的顶端；
所述活动检测装置包括套筒、活动销和压杆，所述套筒竖直设置、且固定连接在所述底框上，所述活动销穿设在所述套筒中，所述压杆连接所述活动销，使得活动销在压杆的带动下进行上下运动。
所述定位工装包括四个压紧装置，所述直线驱动装置包括气缸和推杆，所述压板的一端通过转盘可旋转的连接在所述推杆的顶端。
所述压板远离所述直线驱动装置的一端的底面上设有垫块。
所述套筒的上方设有隔离挡板，所述隔离挡板滑动连接在所述底框上。
所述套筒的截面呈方形，所述活动销包括上部销和下部销，所述上部销呈圆柱形，所述下部销与所述套筒适配、且其下部开设有水平设置的长条形的滑孔，所述压杆的一端通过转销铰接所述滑孔、且另一端伸出至所述底框外，所述压杆的中部铰接在所述底框上。
所述套筒的截面呈方形，所述活动销包括上部销和下部销，所述上部销呈圆柱形，所述下部销与所述套筒适配、且其一侧表面上连接有齿条，所述压杆的一端铰接所述底框、且另一端伸出至所述底框外，所述压杆铰接在所述底框上的一端上设有与所述齿条适配的齿轮。
一种激光切割机的定位工装的使用方法，按以下步骤使用：
1）、工件放置：将半成品工件搁置在至少三个支撑板的顶面上，并通过直线驱动装置驱动压板，使得半成品工件压合在支撑板的顶面和压板的底面之间；
2）、判断是否为首件加工：如果是，则进入步骤3）；如果不是，则进入步骤7）；
3）、切割机画线：将激光切割机调至画线模式，在半成品工件顶面上画出校核线；
4）、人工校核：人工对校核线进行测量、校核，判断是否合格；如果合格，则进入步骤7）；如果不合格，则进入步骤5）；
5）、调整切割轨迹：通过步骤4）中获得的数据对切割机中的切割轨迹进行调整；
6）、校核线擦除：人工擦除校核线；返回步骤3）；
7）、检测孔切割：将激光切割机调至切割模式，在半成品工件上切割与所述活动销大小一致且位置对应的检测孔；
8）、活动销校核：通过压杆带动活动销向上运动，观察活动销是否伸入检测孔中，是为合格，不是为不合格；如果合格，则进入步骤11）；如果不合格，则进入步骤9）；
9）、寻找出错点：通过步骤8）中获得的数据找出出错点，并逐一记录；
10）、解决出错点：解决步骤9）中记录的出错点；返回步骤1）；
11）、工件切割：将激光切割机调至切割模式，对半成品工件进行切割；完毕。
本发明使用时，将工件放在支撑板顶面上后，启动压紧装置，将工件死死的压在工装上；然后调用激光切割程序，人工将激光切割机的状态调整为画线状态；在工件上画线后比对之前的样件，进行尺寸测量，判断有无误差；一切无任何问题后将机床状态调整为切割状态，首先切割工装上两处检测孔，切割完后将活动销伸入检测孔中；此时，无任何偏差则继续切割，有偏差则立即停止，重新排查问题；最后，在上述过程无任何问题后进行切割其他尺寸，直到一个合格的产品制作出来。
本发明在上述步骤中，通过步骤1）以完成初步定位，通过步骤2）至步骤6）完成首件加工的一次校核，通过步骤7）至10）以完成所有工件的最终校核，从而以一次定位两次校核的方式在确保了半成品工件与激光切割机之间的位置精度的前提下，大幅地提高了生产效率（仅首件加工时需进行一次校核）和加工效果。
综上所述，使得本案具有结构精巧、校核精度高、加工效率高、废品率低等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明中半成品工件的结构示意图，
图3是本发明的使用状态示意图，
图4是本发明中压紧装置的结构示意图，
图5是图4的俯视图；
图6是本发明中活动检测装置的第一种实施方式的结构示意图，
图7是图6中的A-A向剖视图，
图8是本发明中活动检测装置的第一种实施方式的使用状态参考图，
图9是本发明中活动检测装置的第一种实施方式中活动销的结构示意图，
图10是图9的俯视图；
图11是本发明中活动检测装置的第二种实施方式的结构示意图，
图12是本发明中活动检测装置的第二种实施方式的使用状态参考图；
图13是本发明的工作流程图；
图中1是底框，11是卡扣，12是销孔，2是支撑板，3是压紧装置，31是直线驱动装置，311是气缸，312是推杆，32是压板，320是垫块，4是活动检测装置，40是隔离挡板，41是套筒，42是活动销，421是上部销，422是下部销，4221是滑孔，4222是齿条，43是压杆，5是半成品工件。
具体实施方式
本发明如图1-13所示，所述激光切割机的工作台上设有若干卡槽和若干卡销，所述定位工装包括底框1、至少三个支撑板2、至少三个压紧装置3和至少两个活动检测装置4；
所述底框1上设有若干与所述卡槽适配的卡扣11和若干与所述卡销适配的销孔12；这样，即可简单、精准的将定位工装安装在激光切割机的工作台上；有效地确保了每次装夹的稳定性和一致性；
至少三个所述支撑板2的顶面位于同一水平面上、且均固定连接所述底框1；在实际加工时，可将支撑板的顶面形状设置为与半成品工件5的底面形状适配的形状，从而使得每次放置工件时，半成品工件的“架设位置”均保持一致、且在水平方向上无窜动；
所述压紧装置3包括直线驱动装置31和压板32，所述直线驱动装置31竖直设置、且固定连接在所述底框1内，所述压板32的一端可旋转的连接（包括铰接等形式，使得压板的可绕直线驱动装置的顶端进行旋转）在所述直线驱动装置31的顶端；将半成品工件架设在支撑板的顶面上之后，可先通过直线驱动装置驱动压板上升至半成品工件的顶面以上，在旋转压板，使得压板运动至半成品工件的上方，最后通过直线驱动装置驱动压板下行，从而使得工件压合在至少三个支撑板的顶面和至少三个压板的底面之间；
所述活动检测装置4包括套筒41、活动销42和压杆43，所述套筒41竖直设置、且固定连接在所述底框1上，所述活动销42穿设在所述套筒41中，所述压杆43连接所述活动销42，使得活动销42在压杆43的带动下进行上下运动。这样，可在检测孔（其孔径与上部销顶端的外径一致）切割完成后，通过压杆驱动活动销上行，此时，若活动销可伸入检测孔中，则可证明该半成品工件的位置符合要求，即该半成品工件在定位工装上的压合位置与激光切割机中的预设的半成品工件的位置信息一致；反之，则可表明该半成品工件的位置不符合要求，从而可进一步根据检测孔与活动销之间的偏差方向及偏差尺寸等信息找出出错点，并最终予以解决。
本案中的直线驱动装置可以液压、气动、丝杆丝母等结构形态存在，下面仅以气动式作代表性说明：所述定位工装包括四个压紧装置3，所述直线驱动装置31包括气缸311和推杆312，所述压板32的一端通过转盘可旋转的连接在所述推杆312的顶端。
所述压板32远离所述直线驱动装置31的一端的底面上设有垫块320（可通过橡胶等柔性材料制成）。从而以降低压板底面对半成品工件的顶面的磨损。
所述套筒41的上方设有隔离挡板40，所述隔离挡板40滑动连接在所述底框1上。这样，在切割检测孔时，可通过隔离挡板盖住套筒，从而有效避免激光对套筒及活动销的误损。
下面针对压杆的驱动方式，以两种实施例作代表性说明：
实施例一：所述套筒41的截面呈方形，所述活动销42包括上部销421和下部销422，所述上部销421呈圆柱形，所述下部销422与所述套筒41适配、且其下部开设有水平设置的长条形的滑孔4221，所述压杆43的一端通过转销铰接所述滑孔4221、且另一端伸出至所述底框1外，所述压杆43的中部铰接在所述底框1上。
实施例二：所述套筒41的截面呈方形，所述活动销42包括上部销421和下部销422，所述上部销421呈圆柱形，所述下部销422与所述套筒适配、且其一侧表面上连接有齿条4222，所述压杆43的一端铰接所述底框1、且另一端伸出至所述底框1外，所述压杆43铰接在所述底框1上的一端上设有与所述齿条4222适配的齿轮。
按以下步骤使用：
1）、工件放置：将半成品工件5搁置在至少三个支撑板2的顶面上，并通过直线驱动装置31驱动压板32，使得半成品工件5压合在支撑板2的顶面和压板32的底面之间；
2）、判断是否为首件加工：如果是，则进入步骤3）；如果不是，则进入步骤7）；
3）、切割机画线：将激光切割机调至画线模式，在半成品工件5顶面上画出校核线；
4）、人工校核：人工对校核线进行测量、校核，判断是否合格；如果合格，则进入步骤7）；如果不合格，则进入步骤5）；即将校核线与之前的样件进行尺寸比对；
5）、调整切割轨迹：通过步骤4）中获得的数据对切割机中的切割轨迹进行调整；
6）、校核线擦除：人工擦除校核线；返回步骤3）；
7）、检测孔切割：将激光切割机调至切割模式，在半成品工件5上切割与所述活动销42大小一致且位置对应的检测孔；
8）、活动销校核：通过压杆43带动活动销42向上运动，观察活动销42是否伸入检测孔中，是为合格，不是为不合格；如果合格，则进入步骤11）；如果不合格，则进入步骤9）；
9）、寻找出错点：通过步骤8）中获得的数据找出出错点，并逐一记录；具体的说：可由人工对半成品工件在定位工装上的相对位置进行检查，观察定位是否准确，半成品工件是否有窜动，检查完毕后再对切割程序进行检查；
10）、解决出错点：解决步骤9）中记录的出错点；返回步骤1）；
11）、工件切割：将激光切割机调至切割模式，对半成品工件5进行切割；完毕。
上述的人工校核为基本的校核，首件加工时必须先人工校核（因为一旦在检测孔切割后才发现错误，则将带来极高的废品率），然后在活动销进行校核，从而以双重校核的方式确保万无一失；同时，由于半成品工件在此前的加工精度较高，首件经人工校核无问题后，后续的半成品工件则可无需人工校核，仅需活动销校核即可，从而大幅地提升了校核效率和校核精度。
在上述步骤中，通过步骤1）以完成初步定位，通过步骤2）至步骤6）完成首件加工的一次校核，通过步骤7）至10）以完成所有工件的最终校核，从而以一次定位两次校核的方式在确保了半成品工件与激光切割机之间的位置精度的前提下，大幅地提高了生产效率（仅首件加工时需进行一次校核）和加工效果。

Claims (6)

1.一种激光切割机的定位工装的使用方法，所述激光切割机的工作台上设有若干卡槽和若干卡销，其特征在于：所述定位工装包括底框、至少三个支撑板、至少三个压紧装置和至少两个活动检测装置；
所述底框上设有若干与所述卡槽适配的卡扣和若干与所述卡销适配的销孔；
至少三个所述支撑板的顶面位于同一水平面上、且均固定连接所述底框；
所述压紧装置包括直线驱动装置和压板，所述直线驱动装置竖直设置、且固定连接在所述底框内，所述压板的一端可旋转的连接在所述直线驱动装置的顶端；
所述活动检测装置包括套筒、活动销和压杆，所述套筒竖直设置、且固定连接在所述底框上，所述活动销穿设在所述套筒中，所述压杆连接所述活动销，使得活动销在压杆的带动下进行上下运动；
所述激光切割机的定位工装的使用方法，按以下步骤使用：
1）、工件放置：将半成品工件搁置在至少三个支撑板的顶面上，并通过直线驱动装置驱动压板，使得半成品工件压合在支撑板的顶面和压板的底面之间；
2）、判断是否为首件加工：如果是，则进入步骤3）；如果不是，则进入步骤7）；
3）、切割机画线：将激光切割机调至画线模式，在半成品工件顶面上画出校核线；
4）、人工校核：人工对校核线进行测量、校核，判断是否合格；如果合格，则进入步骤7）；如果不合格，则进入步骤5）；
5）、调整切割轨迹：通过步骤4）中获得的数据对切割机中的切割轨迹进行调整；
6）、校核线擦除：人工擦除校核线；返回步骤3）；
7）、检测孔切割：将激光切割机调至切割模式，在半成品工件上切割与所述活动销大小一致且位置对应的检测孔；
8）、活动销校核：通过压杆带动活动销向上运动，观察活动销是否伸入检测孔中，是为合格，不是为不合格；如果合格，则进入步骤11）；如果不合格，则进入步骤9）；
9）、寻找出错点：通过步骤8）中获得的数据找出出错点，并逐一记录；
10）、解决出错点：解决步骤9）中记录的出错点；返回步骤1）；
11）、工件切割：将激光切割机调至切割模式，对半成品工件进行切割；完毕。
2.根据权利要求1所述的一种激光切割机的定位工装的使用方法，其特征在于，所述定位工装包括四个压紧装置，所述直线驱动装置包括气缸和推杆，所述压板的一端通过转盘可旋转的连接在所述推杆的顶端。
3.根据权利要求1所述的一种激光切割机的定位工装的使用方法，其特征在于，所述压板远离所述直线驱动装置的一端的底面上设有垫块。
4.根据权利要求1所述的一种激光切割机的定位工装的使用方法，其特征在于，所述套筒的上方设有隔离挡板，所述隔离挡板滑动连接在所述底框上。
5.根据权利要求1所述的一种激光切割机的定位工装的使用方法，其特征在于，所述套筒的截面呈方形，所述活动销包括上部销和下部销，所述上部销呈圆柱形，所述下部销与所述套筒适配、且其下部开设有水平设置的长条形的滑孔，所述压杆的一端通过转销铰接所述滑孔、且另一端伸出至所述底框外，所述压杆的中部铰接在所述底框上。
6.根据权利要求1所述的一种激光切割机的定位工装的使用方法，其特征在于，所述套筒的截面呈方形，所述活动销包括上部销和下部销，所述上部销呈圆柱形，所述下部销与所述套筒适配、且其一侧表面上连接有齿条，所述压杆的一端铰接所述底框、且另一端伸出至所述底框外，所述压杆铰接在所述底框上的一端上设有与所述齿条适配的齿轮。
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