一种激光切割pcd/pcbn刀具定位锥孔装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于超硬材料复合片的激光切割领域，尤其涉及一种激光切割PCD/ PCBN刀具定位锥孔装置。
【背景技术】
[0002] 超硬材料复合片（P⑶和PCBN)主要用于制造高性能的超硬材料刀具和钻进工具， 超硬材料复合片合成后需要根据要求切割成不同形状的刀具毛坯，部分用于可自动换刀设 备的刀具毛坯还需要再次切割定位锥孔。目前，激光切割设备生产商生产的切割设备，如用 于切割锥孔，需要手动调节激光头与工件的夹角来实现定位锥孔锥度，且下部行走机构由 X、Y两个方向的步进电机带动工件夹具运动，进行拟圆，调整复杂、操作繁琐，切割的锥度精 度差，产品质量难以保障，参差不齐，且切割效率低下。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的旨在克服上述现有技术不足，提供一种激光切割P⑶/PCBN刀 具定位锥孔装置，通过与现代控制技术相结合，有效使刀具定位锥孔的锥度调整精准度和 切割效率得以极大提高，而且操作简单、便捷。
[0004] 为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：一种激光切割PCD/PCBN刀具定 位锥孔装置，包括设置在激光发射筒上的定位锥孔锥度调整机构，以及设置在激光发射筒 下方的刀具夹持与旋转机构，所述定位锥孔锥度调整机构和刀具夹持与旋转机构均与控 制系统连接。
[0005] 所述定位锥孔锥度调整机构包括丝杠和丝母座，丝杠与设置在固定座上的旋转驱 动机构连接，丝母座包括与丝杠螺纹连接丝母结构和与丝母结构连接的球头结构，球头结 构通过设置在激光发射筒上的导轨和压条与激光发射筒连接，导轨方向与激光发射筒的轴 线方向一致。
[0006] 所述刀具夹持与旋转机构包括固定底座和设置于固定底座内的旋转驱动电机，旋 转驱动电机的旋转轴穿出固定底座与刀具夹持机构连接。
[0007] 所述刀具夹持机构包括与旋转轴连接的连接夹座，连接夹座上依次设置有调整 套、定位块和定位模板。
[0008] 所述控制系统包括PLC控制器和驱动器，驱动器包括步进驱动器及伺服驱动器。
[0009] 所述PLC控制器设有触摸式人机交互界面。
[0010] 所述旋转驱动机构为伺服电机。
[0011] 所述旋转驱动电机为步进电机。
[0012] 本实用新型的有益效果是：通过丝杠转动带动丝母座移动，来调整激光发射筒和 刀具间的夹角，即定位锥孔的锥度，并通过自动控制系统的配置，有效地提高了所切刀具定 位锥孔锥度的准确性和工作效率，而且操作简便，减轻了劳动强度；刀具旋转部分采用用步 进电机，可以调整刀具转速；锥度调整采用伺服电机定位精度更高，更准确。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0014] 图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 如图1所示：本实用新型的激光切割PCD/PCBN刀具定位锥孔装置，包括设置在 激光发射筒上的定位锥孔锥度调整机构，以及设置在激光发射筒下方的刀具夹持与旋转机 构，所述定位锥孔锥度调整机构和刀具夹持与旋转机构均与控制系统15连接。所述定位 锥孔锥度调整机构包括丝杠9和丝母座10,丝杠9为滚珠丝杠，丝杠9与设置在固定座14 上的旋转驱动机构13连接，旋转驱动机构13为伺服电机，丝母座10包括与丝杠9螺纹连 接丝母结构和与丝母结构连接的球头结构，球头结构通过设置在激光发射筒8上的导轨12 和压条11与激光发射筒8连接，导轨12方向与激光发射筒8的轴线方向一致。采用带有 球头结构的丝母座10,可有效实现丝母座10与激光发射筒8的相对转动和滑动，通过旋转 驱动机构13驱动丝杠9转动，带动与之螺纹连接的丝母座10位移，激光发射筒8的顶部通 过转轴设置在激光切割机上，丝母座10位移时，丝母座10的球头在导轨12内滑动并转动 一定角度，带动激光发射筒8倾斜一定角度，实现对待切割PCD/PCBN。
[0016] 所述刀具夹持与旋转机构包括固定底座1和设置于固定底座1内的旋转驱动电机 2,旋转驱动电机2为步进电机，旋转驱动电机2的旋转轴穿出固定底座1与其上方的刀具 夹持机构连接。所述刀具夹持机构包括与旋转轴连接的连接夹座3,连接夹座3上依次设置 有调整套4、定位块5和定位模板6, P⑶/PCBN刀具通过定位模板6、定位块5和调整套4安 装固定于连接夹座3上。通过旋转驱动电机2控制PCD/PCBN刀具7的旋转，并实现对PCD/ PCBN刀具7的旋转速度的调节。优先地，固定底座1可固定于原设备X、Y轴行走机构上， 实现对被切割刀具位置的调整、定位，实现在指定位置进行设定锥度的定位锥孔切割。
[0017] 所述控制系统15包括PLC控制器和驱动器，驱动器包括步进驱动器及伺服驱动 器，PLC控制器通过步进驱动器与用于驱动刀具旋转的步进电机连接、通过伺服驱动器与用 于调节刀具定位锥孔锥度的伺服电机连接，所述PLC控制器设有触摸式人机交互界面，通 过人机交互界面设定需要切割的锥孔锥度。
[0018] 本实用新型工作时，首先在控制系统15的人机交互界面上设定需要切割的锥 孔锥度α，激光发射筒8的转轴和丝杠9间的垂直距离为L，需要切割的定位锥孔锥 度为α，假设固定于激光发射筒8上的丝母座10需要在丝杠方向移动距离为S，则有 =公/ ￡，L是固定值，α是设定的锥度，PLC控制器刚可自动计算出丝母座10需要 在丝杠9上的移动距离L，点击启动，PLC控制器通过伺服驱动器控制伺服电机带动丝杆9 旋转，丝母座10在丝杠9上移动计算距离S，从而推动激光发射筒8转动并在丝杠9的轴 线方向行走偏移距离S，实现激光发射筒8的倾角为α，从而实现对定位锥孔锥度的自动调 整。调整完锥度后，可在人机交互界面设定P⑶/PCBN刀具7的旋转速度，PLC控制器通过 步进驱动器控制步进电机旋转，使PCD/PCBN刀具7按时调定的速度旋转；同时，可根据需要 切孔位置调整设备自带的X、Y轴行走机构，实现在指定位置对PCD/PCBN刀具7进行设定锥 度的定位锥孔切割。本实用新型操作简单，锥度调整准确，大大提高了生产效率，减轻了劳 动强度，保证了定位锥孔的锥度精确性。
[0019] 本实用新型的技术方案并不限于上述实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的 技术内容均为公知技术。
【主权项】
1. 一种激光切割PCD/PCBN刀具定位锥孔装置，其特征在于：它包括设置在激光发射筒 上的定位锥孔锥度调整机构，以及设置在激光发射筒下方的刀具夹持与旋转机构，所述定 位锥孔锥度调整机构和刀具夹持与旋转机构均与控制系统连接。2. 如权利要求1所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述定位锥孔锥度调整机构 包括丝杠和丝母座，丝杠与设置在固定座上的旋转驱动机构连接，丝母座包括与丝杠螺纹 连接丝母结构和与丝母结构连接的球头结构，球头结构通过设置在激光发射筒上的导轨和 压条与激光发射筒连接，导轨方向与激光发射筒的轴线方向一致。3. 如权利要求1或2所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述刀具夹持与旋转机 构包括固定底座和设置于固定底座内的旋转驱动电机，旋转驱动电机的旋转轴穿出固定底 座与刀具夹持机构连接。4. 如权利要求3所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述刀具夹持机构包括与旋 转轴连接的连接夹座，连接夹座上依次设置有调整套、定位块和定位模板。5. 如权利要求1所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述控制系统包括PLC控制 器和驱动器，驱动器包括步进驱动器及伺服驱动器。6. 如权利要求5所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述PLC控制器设有触摸式 人机交互界面。7. 如权利要求2所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述旋转驱动机构为伺服电 机。8. 如权利要求3所述的刀具定位锥孔装置，其特征在于：所述旋转驱动电机为步进电 机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光切割PCD/PCBN刀具定位锥孔装置，包括设置在激光发射筒上的定位锥孔锥度调整机构，以及设置在激光发射筒下方的刀具夹持与旋转机构，所述定位锥孔锥度调整机构和刀具夹持与旋转机构均与控制系统连接。通过定位锥孔锥度调整机构来调整激光发射筒和刀具间的夹角，即定位锥孔的锥度，并通过自动控制系统的配置，有效地提高了所切刀具定位锥孔锥度的准确性和工作效率，而且操作简便，减轻了劳动强度。
【IPC分类】B23K26/70, B23K26/38, B23K26/08
【公开号】CN204673155
【申请号】CN201520379855
【发明人】包玉合, 张玉岗, 郭建国, 郭鋆, 张猛
【申请人】中南钻石有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月5日