适用于头盔加工的五轴激光切割装置的制作方法

本实用新型涉及激光切割设备，具体地，涉及适用于头盔加工的五轴激光切割装置。

背景技术：

在现今头盔加工领域，传统的头盔表面切割、雕刻方式采用数控加工中心进行加工、雕刻，该种加工方式加工成本高、效率低，随着企业生产成本的日益高涨，该种加工方式已经严重制约企业经济的发展，为此迫切需要一款新型装备，来帮助传统企业突破技术瓶颈，实现智能转型。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种适用于头盔加工的五轴激光切割装置。

根据本实用新型提供的一种适用于头盔加工的五轴激光切割装置，包括激光发射系统和机械传送系统；

所述激光发射系统包括激光发生器、光学镜组件、激光切割头；激光发生器的出射激光经光学镜组件调整光路后到达激光切割头；

机械传送系统包括物料移动装置、光学镜组件移动装置；

所述物料移动装置包括基平面内平动装置；

光学镜组件移动装置包括基平面垂直方向平动装置、基平面内旋转装置、基平面垂直面内旋转装置。

优选地，基平面垂直方向平动装置、基平面内旋转装置、基平面垂直面内旋转装置分别驱动光学镜组件中的不同光学镜。

优选地，激光切割头由光学镜组件带动进行移动。

优选地，所述基平面内平动装置包括物料台、X轴导轨、X轴电机、Y轴导轨、Y轴电机；

物料台安装在X轴导轨上，X轴导轨安装在Y轴导轨上；

X轴电机能够驱动物料台沿X轴导轨滑动；

Y轴电机能够驱动X轴导轨沿Y轴导轨滑动。

优选地，所述光学镜组件包括第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、聚焦镜；

所述激光发生器的出射光线依次经第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、聚焦镜到达激光切割头；

所述基平面垂直方向平动装置包括Z轴导轨、Z轴电机，其中，第二反射镜安装在Z轴导轨上，Z轴电机能够驱动第二反射镜沿Z轴导轨滑动；

所述基平面内旋转装置包括U轴电机，其中，所述U轴电机能够驱动第二反射镜在基平面内旋转；

所述基平面垂直面内旋转装置包括I轴电机，其中，所述I轴电机能够驱动第三反射镜在垂直于基平面的平面内旋转。

优选地，所述U轴电机能够驱动第二反射镜在基平面内360度旋转；所述I轴电机能够驱动第三反射镜在垂直于基平面的平面内180度旋转。

优选地，第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜均将光线折射90度。

优选地，所述I轴电机能够驱动第三反射镜在垂直于基平面的平面内进行±90°摆角范围内的旋转，其中，所述第三反射镜的出射光线向下垂直于基平面时对应的摆角为0°。

优选地，第三反射镜、聚焦镜、激光切割头依次紧固连接。

优选地，在X轴方向上，所述激光切割头的自由端与Y轴导轨之间的最小间距大于物料台在X轴方向上的长度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型采用非接触式的激光加工方式，结合五轴联动，可满足头盔等各种类型产品的高精度切割要求，且光学线路布置合理，有助于装置整体的装配与维修。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的局部结构示意图。

图3为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的局部结构示意图。

图4为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的局部结构示意图。

图5为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的局部结构示意图。

图6为本实用新型提供的适用于头盔加工的五轴激光切割装置的局部结构示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供一种适用于头盔加工的五轴激光切割设备，包括激光发射系统和机械传动系统。

所述激光发射系统包括激光发生器1、第一反射镜2、第二反射镜3、第三反射镜4以及激光切割头5。

所述机械传动系统包括X轴导轨6、X轴电机7、Y轴导轨8、Y轴电机9、Z轴导轨10、Z轴电机11、U轴电机12以及I轴电机13。

所述Y轴导轨8和Y轴电机9架设于机架上，Y轴电机9驱动Y轴导轨8上的X轴导轨6前后运动。X轴导轨6架设于左右两根Y轴导轨8之上，物料台安装在X轴导轨6上，其中X轴电机7安装在X轴导轨6侧边，驱动X轴导轨6上的物料台左右移动，X轴电机7和Y轴电机9配合驱动物料台上的头盔在二维平面内运动。所述Z轴导轨10和Z轴电机11安装在机架上，所述第二反射镜3安装在Z轴导轨10上，所述第三反射镜4安装在第二反射镜3上，Z轴电机11驱动安装在Z轴导轨10上的第二反射镜3上下运动，进而带动与第三反射镜4相连的激光切割头5进行升降运动，所述第二反射镜3具有独立的U轴电机12通过同步带带动能够在所述二维平面内做360°旋转运动，所述第三反射镜4具有独立的I轴电机13通过同步带带动能够在垂直于所述二维平面的平面内进行±90°摆角范围内做运动，其中，所述第三反射镜4的出射光线竖直向下时对应的摆角为0°，满足头盔切割要求。所述激光切割头5内安装有聚焦镜片。

所述激光发生器1发射激光经过第一反射镜2进行90°折射到达第二反射镜3，经过第二反射镜3进行90°折射到第三反射镜4，经过第三反射镜4进行90°折射到激光切割头5内的聚焦镜片进行聚焦，形成可切割光束，完成物料切割。所述X、Y、Z、U、I轴电机受控制系统控制在三维空间轨迹内做五轴联动，响应速度快，同时由于激光加工属于非接触式加工，可满足各种类型头盔的高精度切割要求。

所述电机可以为步进电机、伺服电机、同步电机，所述电机的传动方式可以为带传动、链传动、丝杆传动、齿轮传动。当X、Y、Z、U、I轴电机接收到控制系统的轨迹运行信号时，X轴电机7与Y轴电机9驱动物料台上的头盔在二维平面内运动，同时Z、U、I轴完成轨迹插补运动，实现五轴联动，完成头盔的加工。

在优选例中，所述物料台在电机的驱动下能够在基平面内旋转。

本实用新型的操作方法包括如下步骤：

首先，将头盔放置在物料台面上进行定位，其次，对头盔的三维空间形状上曲线的点进行采集，通过关键特征点的采集，形成云点，云点通过上位机软件把其拟合成曲线段，控制系统接收曲线段轨迹的反馈，采集点数愈多，曲线段轨迹愈趋于真实。最后，启动加工程序，五轴联动完成对头盔的切割。以此往复操作。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。