专利名称：圆管形态跟踪式激光切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆管激光切割机，特别涉及一种圆管形态跟踪式激光切割机。
背景技术：
切割圆管时，要求切割头处于圆管的上方，且其中心的延长线通过圆管的中心。切割过程中，切割头沿管材轴线方向移动、圆管则绕其轴线转动。圆管的旋转驱动机构位于圆管的一端。由于管材自身的不规则和加工过程中的受热变形，管材在旋转时远端发生摆动，不能保证切割头中心线与圆管中心重合。传统的圆管激光切割机的切割头不能跟随管材的变形和摆动，导致切割位置偏移、错乱，甚至产品报废。
发明内容
为了 克服上述缺陷，本发明提供了一种圆管形态跟踪式激光切割机，该圆管形态跟踪式激光切割机能够时刻保证切割头与待加工管件随动，确保加工精度。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:一种圆管形态跟踪式激光切割机，包括至少两个管件支撑体、底座、横梁、第一托板、第二托板、切割头、支撑板、控制器和第一、二、三驱动装置，设相互垂直的三个方向分别为X方向、Y方向和Z方向，且Z方向为竖直方向，所述两个用于支撑待加工管件的管件支撑体固定定位于底座沿X方向的两侧，底座上设有能够沿X方向直线往复滑动的横梁，第一驱动装置固定于底座上，第一驱动装置驱动横梁沿X方向运动，第一托板能够沿Y方向自由直线往复滑动定位于横梁上，第二托板能够沿Y方向直线往复滑动定位于第一托板上，第二驱动装置固定于第一托板上，且第二驱动装置驱动第二托板在第一托板上沿Y方向运动，切割头能够沿Z方向直线往复滑动定位于第二托板上，第三驱动装置固定于第二托板上，且第三驱动装置驱动切割头在第二托板上沿Z方向运动，支撑板能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板上，所述支撑板上设有沿X方向的供待加工管件穿设定位的定位孔，所述切割头位于支撑板正上方，所述切割头上设有一感应装置，该感应装置能够感应切割头的喷嘴与待加工管件之间距离并传信于控制器，所述控制器控制第一、二、三驱动装置动作。作为本发明的进一步改进，支撑板上设有伸入到定位孔内的沿Z方向的支撑推杆和沿Y方向的第一、二定位推杆，所述第一、二定位推杆分别能够沿其轴向弹性伸缩，支撑推杆伸入到定位孔内长度能够调节，且支撑推杆和第一、二定位推杆的轴线分别与支撑板上定位孔轴线垂直相交，第一、二定位推杆沿Y方向对称分布于定位孔两侧。作为本发明的进一步改进，所述第一、二定位推杆和支撑推杆位于定位孔内的端部分别设有万向球。作为本发明的进一步改进，所述第一、二定位推杆分别能够沿其轴向弹性伸缩的结构为:第一、二定位杆分别螺接于支撑板上，其朝向定位孔内的端部分别设有弹性件;支撑推杆伸入到定位孔内长度能够调节的结构为:支撑推杆与支撑板螺纹活动链接。作为本发明的进一步改进，所述支撑板能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板上的结构为:第一托板上位于支撑板正下方设有用于止挡支撑板的挡块。作为本发明的进一步改进，所述管件支撑板上方设有沿X方向滚动的滚子。作为本发明的进一步改进，所述横梁通过第三导轨副沿X方向滑动定位于底座上，第一托板通过第四导轨副沿Y方向滑动定位于横梁上，第二托板通过第五导轨副沿Y方向滑动定位于第一托板上，切割头通过第二导轨副沿Z轴方向滑动定位于第二托板上，支撑板通过第一导轨副沿Z轴方向滑动定位于第一托板上。作为本发明的进一步改进，所述第一驱动装置包括第一电机和齿轮齿条传动副，所述第一电机固定于横梁上，第一电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条哨合，齿条沿X方向固定于底座上；第二驱动装置包括第二电机、第一丝杆螺和第一丝母，所述第二电机固定于第一托板上，第一丝杆能够转动定位于第一托板上，第一丝杆与第一丝母螺接，第一丝母与第二托板固连；第三驱动装置包括第三电机、第二丝杆和第二丝母，所述第三电机固定于第二托板上，第二丝杆能够转动定位于第二托板上，第二丝杆与第二丝母螺接，第二丝母与切割头固连。
作为本发明的进一步改进，所述第一托板上设有一定位机构，该定位机构能够使支撑板与第一托板止动连接。作为本发明的进一步改进，所述定位机构为气缸，所述气缸的缸体与第一托板固连，气缸的活塞杆能够紧抵支撑板下端。本发明的有益效果是:本发明通过切割头和支承板与管件随动，保证了切割头始终与管件在垂直其轴线方向的平面内保持静止状态，切割头加工不受管件变形和摆动影响，保证加工准确，提高了加工精度和生产下效率，降低了报废率。
图1为本发明的主视图；图2为本发明的右视图；图3为本发明的立体图。
具体实施例方式实施例:一种圆管形态跟踪式激光切割机，包括至少两个管件支撑体15、底座1、横梁2、第一托板3、第二托板17、切割头9、支撑板6、控制器和第一、二、三驱动装置,设相互垂直的三个方向分别为X方向、Y方向和Z方向，且Z方向为竖直方向,所述两个用于支撑待加工管件16的管件支撑体15固定定位于底座I沿X方向的两侧，底座I上设有能够沿X方向直线往复滑动的横梁2，第一驱动装置固定于底座I上，第一驱动装置驱动横梁2沿X方向运动，第一托板3能够沿Y方向自由直线往复滑动定位于横梁2上，第二托板17能够沿Y方向直线往复滑动定位于第一托板3上，第二驱动装置固定于第一托板3上，且第二驱动装置驱动第二托板17在第一托板3上沿Y方向运动，切割头9能够沿Z方向直线往复滑动定位于第二托板17上，第三驱动装置固定于第二托板17上，且第三驱动装置驱动切割头9在第二托板17上沿Z方向运动，支撑板6能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板3上，所述支撑板6上设有沿X方向的供待加工管件16穿设定位的定位孔，所述切割头9位于支撑板6正上方，所述切割头9上设有一感应装置，该感应装置能够感应切割头9的喷嘴与待加工管件16之间距离并传信于控制器，所述控制器控制第一、二、三驱动装置动作，通过第一托板3沿Y轴方向的自由滑动，实现了支撑板6和切割头9时刻跟随管子沿Y方向运动，确保切割头9与管子轴线沿Y方向始终保持对应状态，同时由于他们跟随管子运动，支撑板6沿Z方向的自由滑动实现了定位管子的支撑板6时刻跟随管子运动，在切割头9上设置感应装置感应其与管子间距离，可以通过调整切割头9Z方向位置补偿管子Z方向位移，这样就实现了切割头9时刻跟随管子动作，在Y、Z方向保持相对静止状态，确保了加工精确。支撑板6上设有伸入到定位孔内的沿Z方向的支撑推杆8和沿Y方向的第一、二定位推杆71、72，所述第一、二定位推杆71、72分别能够沿其轴向弹性伸缩，支撑推杆8伸入到定位孔内长度能够调节，且支撑推杆8和第一、二定位推杆71、72的轴线分别与支撑板6上定位孔轴线垂直相交，第一、二定位推杆71、72沿Y方向对称分布于定位孔两侧，所述第一、二定位推杆71、72和支撑推杆8端部支撑于待加工管件16外圆面,切割头9轴线与第一、二定位推杆71、72的轴线在同一平面内，调整第一、二定位推杆71、72的位置使切割头9轴线经过待加工管件16的轴线，调整支撑推杆8可调整待加工管件16相对支撑板6的位置，这样当待加工管件16发生变形摆动时，支撑板6沿第一导轨自由移动和第一托板3沿第四导轨的自由移动分别补偿待加工管件16沿Z方向和Y方向的变形摆动量，使切割头9轴线始终与待加工管件16中心轴线保持相对静止；当待加工管件16在水平面内倾斜穿过支撑板6定位孔时，第一、二定位推杆71、72弹性变形补偿他们之间的距离变化量，避免第一、二推杆受到巨大应力损坏。所述第一、二定位推杆71、72和支撑推杆8位于定位孔内的端部分别设有万向球14，通过万向球14与管子接触，摩擦力小，确保管子运动顺畅，避免损伤管子表面。所述第一、二定位推杆71、72分别能够沿其轴向弹性伸缩的结构为:第一、二定位杆分别螺接于支撑板6上，其朝向定位孔内的端部分别设有弹性件13 ;支撑推杆8伸入到定位孔内长度能够调节的结构为:支撑推杆8与支撑板6螺纹活动链接，第一、二定位推杆71、72和支撑推杆8也可以是液·压缸或者气缸，同样实现轴向伸缩定位和伸入定位孔内长度调节的功能。所述支撑板6能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板3上的结构为:第一托板3上位于支撑板6正下方设有用于止挡支撑板6的挡块5，通过挡块5止挡限制支撑板6沿Z轴运动距离，防止其掉落下来，第一托板3上位于支撑板6正上方也可以设有用于止挡支撑板6的挡块5，确保上、下方均被限位，除了挡块5还可以是通过柔性连接结构，如钢索等拉住。所述管件支撑板6上方设有沿X方向滚动的滚子，其与待加工管件16通过滚动支撑，减小摩擦。所述横梁2通过第三导轨副101沿X方向滑动定位于底座I上，第一托板3通过第四导轨副201沿Y方向滑动定位于横梁2上，第二托板17通过第五导轨副20沿Y方向滑动定位于第一托板3上，切割头9通过第二导轨副10沿Z轴方向滑动定位于第二托板17上，支撑板6通过第一导轨副4沿Z轴方向滑动定位于第一托板3上，通过导轨实现直线往复滑动，确保滑动方向准确。所述第一驱动装置包括第一电机和齿轮齿条传动副，所述第一电机固定于横梁2上，第一电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，齿条沿X方向固定于底座I上；第二驱动装置包括第二电机18、第一丝杆19和第一丝母，所述第二电机18固定于第一托板3上，第一丝杆19能够转动定位于第一托板3上,第一丝杆19与第一丝母螺接,第一丝母与第二托板17固连；第三驱动装置包括第三电机12、第二丝杆11和第二丝母，所述第三电机12固定于第二托板17上，第二丝杆11能够转动定位于第二托板17上，第二丝杆11与第二丝母螺接，第二丝母与切割头9固连，此处第一、二、三驱动装置都是通过电机驱动，除此之外还可以是其它结构，如油缸驱动等，都为本领域技术人员熟知的技术方案。所述第一托板3上设有一定位机构，该定位机构能够使支撑板6与第一托板3止动连接，在安装管材时其可使支撑板6定位在所需位置，支撑板6工作时自由运动。所述定位机构为气缸，所述气缸的缸体与第一托板3固连,气缸的活塞杆能够紧抵支撑板6下端，当然还可以是丝杆螺母副，通过丝杆带动螺母沿Z方向运动紧抵支撑板6下端，亦或 是其它顶紧装置都可以实现该功能。
权利要求
1.一种圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:包括至少两个管件支撑体(15)、底座(I)、横梁(2)、第一托板(3)、第二托板(17)、切割头(9)、支撑板(6)、控制器和第一、二、三驱动装置，设相互垂直的三个方向分别为X方向、Y方向和Z方向，且Z方向为竖直方向，所述两个用于支撑待加工管件(16 )的管件支撑体(15 )固定定位于底座(I)沿X方向的两侦牝底座(I)上设有能够沿X方向直线往复滑动的横梁(2)，第一驱动装置固定于底座(I)上，第一驱动装置驱动横梁(2)沿X方向运动，第一托板(3)能够沿Y方向自由直线往复滑动定位于横梁(2 )上,第二托板(17 )能够沿Y方向直线往复滑动定位于第一托板(3 )上,第二驱动装置固定于第一托板(3)上，且第二驱动装置驱动第二托板(17)在第一托板(3)上沿Y方向运动，切割头(9)能够沿Z方向直线往复滑动定位于第二托板(17)上，第三驱动装置固定于第二托板(17)上，且第三驱动装置驱动切割头(9)在第二托板(17)上沿Z方向运动，支撑板(6)能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板(3)上，所述支撑板(6)上设有沿X方向的供待加工管件(16)穿设定位的定位孔，所述切割头(9)位于支撑板(6)正上方，所述切割头(9)上设有一感应装置，该感应装置能够感应切割头(9)的喷嘴与待加工管件(16)之间距离并传信于控制器，所述控制器控制第一、二、三驱动装置动作。
2.根据权利要求1所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:支撑板(6)上设有伸入到定位孔内的沿Z方向的支撑推杆(8)和沿Y方向的第一、二定位推杆(71、72)，所述第一、二定位推杆(71、72)分别能够沿其轴向弹性伸缩，支撑推杆(8)伸入到定位孔内长度能够调节，且支撑推杆(8)和第一、二定位推杆(71、72)的轴线分别与支撑板(6)上定位孔轴线垂直相交，第一、二定位推杆(71、72)沿Y方向对称分布于定位孔两侧。
3.根据权利要求2所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述第一、二定位推杆(71、72)和支撑推杆(8)位于定位孔内的端部分别设有万向球(14)。
4.根据权利要求2或3所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述第一、二定位推杆(71、72)分别能够沿其轴向弹性伸缩的结构为:第一、二定位杆分别螺接于支撑板(6)上，其朝向定位孔内的端部分别设有弹性件(13);支撑推杆(8)伸入到定位孔内长度能够调节的结构为:支撑推杆(8)与支撑板(6)螺纹活动链接。
5.根据权利要求1所述的圆管形态跟踪式激光切`割机，其特征在于:所述支撑板(6)能够沿Z方向自由滑动设定距离定位于第一托板(3)上的结构为:第一托板(3)上位于支撑板(6)正下方设有用于止挡支撑板(6)的挡块(5)。
6.根据权利要求1所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述管件支撑板(6 )上方设有沿X方向滚动的滚子。
7.根据权利要求1所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述横梁(2)通过第三导轨副(101)沿X方向滑动定位于底座(I)上，第一托板(3)通过第四导轨副(201)沿Y方向滑动定位于横梁(2)上，第二托板(17)通过第五导轨副(20)沿Y方向滑动定位于第一托板(3)上，切割头(9)通过第二导轨副(10)沿Z轴方向滑动定位于第二托板(17)上，支撑板(6)通过第一导轨副(4)沿Z轴方向滑动定位于第一托板(3)上。
8.根据权利要求1或7所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述第一驱动装置包括第一电机和齿轮齿条传动副，所述第一电机固定于横梁(2)上,第一电机驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，齿条沿X方向固定于底座(I)上；第二驱动装置包括第二电机(18)、第一丝杆(19)和第一丝母，所述第二电机(18)固定于第一托板(3)上，第一丝杆(19)能够转动定位于第一托板(3)上，第一丝杆(19)与第一丝母螺接，第一丝母与第二托板(17)固连；第三驱动装置包括第三电机(12)、第二丝杆(11)和第二丝母，所述第三电机(12)固定于第二托板(17)上，第二丝杆(11)能够转动定位于第二托板(17)上，第二丝杆(11)与第二丝母螺接，第二丝母与切割头(9)固连。
9.根据权利要求1所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述第一托板(3)上设有一定位机构，该定位机构能够使支撑板(6)与第一托板(3)止动连接。
10.根据权利要求9所述的圆管形态跟踪式激光切割机，其特征在于:所述定位机构为气缸，所述气缸的缸体 与第一托板(3)固连,气缸的活塞杆能够紧抵支撑板(6)下端。
全文摘要
本发明公开了一种圆管形态跟踪式激光切割机，两管件支撑体位于底座X方向的两侧，第一驱动装置驱动底座上能沿X方向直线滑动的横梁，第一托板能沿Y方向自由直线滑动定位于横梁上，第二托板能沿Y方向直线滑动定位于第一托板上，第二驱动装置驱动第二托板运动，切割头能够沿Z方向直线滑动定位于第二托板上，第三驱动装置驱动切割头运动，支撑板能沿Z方向自由滑动设定距离于第一托板上，支撑板上有X方向的定位孔，切割头上的感应装置能感应切割头的喷嘴与待加工管件之间距离并传信于控制器，控制器控制第一、二、三驱动装置动作，本发明的切割头加工不受管件变形和摆动影响，保证加工准确，提高了加工精度和生产下效率，降低了报废率。
文档编号B23K26/08GK103231174SQ20121057940
公开日2013年8月7日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者王瑞延, 许广军 申请人:苏州领创激光科技有限公司