一种激光切割机的制作方法

文档序号:10200497阅读:854来源:国知局
一种激光切割机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及激光切割技术,尤其设及=维多轴数控激光切割技术,更具体来 说是一种激光切割机。
【背景技术】
[0002] 激光切割技术具有切割尺寸精度高、切口无毛刺、切缝不变形、切割速度快且不受 加工形状限制等特点,目前已越来越多地应用于机械加工领域。立维激光切割更是W其先 进、灵活、快速的特点,在航空航天、汽车工业等领域中得到了广泛的应用。使用=维激光切 割技术,不仅可W节省样板及工装设备,还可W大大缩短生产准备周期。
[0003] 为了保证切割质量,=维激光切割机应满足W下要求:其一,是激光束始终和被切 割工件的切割曲线保持垂直;其二,是激光束焦点和工件表面的相对位置保持不变,即割嘴 和工件表面的距离始终保持一致;其=,是简单快捷地反映=维曲线的特征并将其转换为 激光切割数据。运不仅是=维激光切割设计必须解决的重要问题,也是=维激光切割技术 在实际应用中最复杂的一步。
[0004] S维激光切割机一般采用飞行光路设计,即加工过程中工件不动,靠激光切割头 运动来完成。典型的激光切割头是=维五轴联动的,各轴之间的关系如图1所示:激光切割 头除相对于工件坐标系X、Y、Z轴快速相对运动外,还有C轴摆臂的旋转、B轴摆头的摆动及激 光切割头的法向(A轴)随动。当旋转C轴或B轴时,割嘴中屯、点在工件坐标系的坐标应保持不 变,即:剖嘴中屯、不动,激光切剖头围绕剖嘴中屯、担动;移动剖嘴中屯、时,激光切剖头才可W 相应进行运动。由于激光切割头设及多种运动,其运动控制较为复杂,需要采用十分复杂的 算法才可W满足要求。
[0005] 参见图2,为一种现有激光切割机的结构示意图。该激光切割机具有安装于双摆头 上的激光切割头,其包括C轴电机OUC轴镜座02、配重体03、B轴电机04、B轴镜座05、防碰撞 装置06和切割头07等部件:C轴电机Ol和B轴电机04均为DD电机(Direct Driver,直接驱动 电机),其中C轴电机Ol用于驱动C轴旋转,B轴电机04用于驱动B轴摆动;配重体03用于平衡 切割头07在B轴的偏转力矩。通过C轴的旋转及B轴的摆动,切割头07可W加工0-45度范围的 各种单边V型和I型坡口。该激光切割头装置存在明显的缺陷:例如,旋转C轴时,B轴会联动, 使得切割头07的割嘴方位发生移动,重新找准十分困难,由此影响切割效率与切割质量;再 如,调整切割头07割嘴与工件之间的距离时需要整体移动C轴与B轴,因质量大,导致切割头 07随动响应慢、效率低;又如,C轴电机Ol和B轴电机04需要采用中空电机,其价格较高。
[0006] 目前,已有产品对此进行了改进,其采用了没有禪合运动的双摆头结构来调整激 光切割头的位置,使得C轴旋转与B轴摆头可W独立地进行控制。但运种无禪合运动的双摆 头存在一定的问题;一方面,整个激光切割机的运动控制及刀具路径规划实现起来较为困 难;另一方面,要求使用中空电机、中空减速机及编码器,否则难W实现中空轴结构,由于定 制运些中空部件的价格很高,不利于降低生产成本。
[0007] 有鉴于此,有必要研发一种新型的激光切割机,W更好地满足=维激光切割市场 快速发展的需求。 【实用新型内容】
[0008] 针对现有技术存在的缺陷,本实用新型实施例的目的在于提供一种价格低、适应 性强,并且便于实现运动控制及刀具规划的激光切割机,W满足=维激光切割市场快速发 展的需求。
[0009] 为解决W上技术问题,本实用新型实施例提供一种激光切割机,包括设置中空轴 结构来传输激光束的双摆头,该双摆头C轴摆臂和B轴摆头,其中C轴摆臂装于机架W绕第一 方向的C轴旋转,B轴摆头装于C轴摆臂W绕第二方向的B轴摆动,切割头随动调高装置装于B 轴摆头W使得激光切割头沿工件加工表面法线方向的A轴运动。
[0010] 较优地,C轴摆臂的旋转轴包括直线形的C轴输入轴,B轴摆头的旋转轴包括折线形 的B轴输入轴和多级B轴传动轴,C轴输入轴由C轴驱动电机驱动,B轴输入轴由B轴驱动电机 驱动,末级B轴传动轴与B轴摆头连接座固连。
[0011] 较优地,B轴输入轴与首级B轴传动轴之间、相邻的各级B轴传动轴之间通过螺旋锥 齿轮副晒合。
[0012] 较优地,C轴输入轴、B轴输入轴及各级B轴传动轴均设有轴向空腔,B轴输入轴套装 于C轴输入轴内,各级B轴传动轴装于C轴摆臂的中空腔体内。
[0013] 较优地,B轴输入轴与首级B轴传动轴之间、相邻的各级B轴传动轴之间、末级B轴传 动轴与B轴摆头之间的交会位置分别设置有激光反射镜,所述激光反光镜按预设角度配置 W使得激光束连续地反射到激光切割头的割嘴。
[0014] 较优地,B轴摆头的旋转轴包括=级:B轴输入轴部分容纳C轴摆臂的空腔内;首级B 轴传动轴和末级B轴传动轴均全部容纳于C轴摆臂的空腔内;激光切割机的光路设置有四级 激光反射镜片:第一级激光反射镜片安装于C轴摆臂上B轴输入轴和首级B轴传动轴的交会 位置,且它的反射面垂直于B轴输入轴和首级B轴传动轴的轴线夹角平分线;第二级激光反 射镜片安装于C轴摆臂上首级B轴传动轴的末级B轴传动轴的交会位置,且它的反射面垂直 于首级B轴传动轴的末级轴传动轴的轴线夹角平分线;第=级激光反射镜片安装于B轴摆头 底壁上接近末级B轴传动轴的出口位置;第四级激光反射镜片安装于B轴摆头顶壁上第=级 激光反射镜片反射激光束的到达位置,且第四级激光反射镜片可反射激光束至激光切割头 的割嘴。
[0015] 较优地,C轴摆臂和B轴摆头均由主体及封板组装,且C轴摆臂和B轴摆头的主体均 具有空腔,W便安装中空的各级B轴旋转轴及各级激光反射镜组件。
[0016] 较优地,C轴摆臂的主体在相应位置设置可拆卸的镜座安装盖,W便安装各级B轴 旋转轴及调整激光反射镜组件的安装参数。
[0017] 较优地,C轴输入轴固定安装C轴输入齿轮来与C轴驱动齿轮晒合,B轴输入轴上固 定安装B轴输入齿轮来与B轴驱动齿轮晒合,C轴输入齿轮、与C轴驱动齿轮、B轴输入齿轮及B 轴驱动齿轮均容纳于齿轮箱内。
[0018] 较优地,齿轮箱的顶盖上通过激光传导管安装座安装激光传导管,B轴输入轴与激 光传导管连通来接收进入的激光束,W使得激光束进入到激光传导管空腔后沿着激光切割 机的光路传输至激光切割头的割嘴。
[0019] 与现有技术相比,本实用新型的激光切割机采用设置中空轴结构来传输激光束的 双摆头,至少可W取得W下方面的有益技术效果:
[0020] 1、易于实现运动控制和刀具路径规划。激光切割机采用点对点的结构,通过两个 旋转轴的运动可W灵活地调节刀具空间的法向矢量,而不会影响切割点的=维坐标,一方 面易于实现运动控制,另一方面也更易于规划刀具路径。
[0021] 2、适应性强。双摆头上的激光切割头运动方式比较灵活,可W快捷、精准地到达预 定位置,之后可W按照设定的方位、角度、距离来对工件表面进行切割,适应于多种工件形 式的加工。
[0022] 3、易于实现中空旋转轴多通道集成的结构。激光切割头所需要的电缆、气流、光等 均可W从中空结构通过,有助于优化部件布局,使得产品结构更为紧凑。
[0023] 4、价格低。采用普通电机即可驱动双摆头的两个旋转轴运动,并较好地消除了两 个旋转轴之间的禪合效应,因不需要采用特殊定制的电机、减速机及编码器等部件,器件价 格相抵较低,运有利于降低成本。
【附图说明】
[0024] 图1为=维五轴激光切割机的坐标轴示意图;
[0025] 图2为一种现有激光切割机的示意图;
[0026] 图3为本实用新型实施例激光切割机的结构示意图,其中示出具有中空轴结构的 双摆头及激光切割头跟随调高装置;
[0027] 图4为图3所示双摆头的S维图;
[0028] 图5为图3所示双摆头拆去巧由摆臂封板后的示意图;
[0029] 图6为图5所示双摆头一个视角的S维图;
[0030] 图7为图5所示双摆头另一个视角的S维图;
[0031 ]图8为图3所示双摆头拆去齿轮箱体后的示意图;
[0032] 图9为图8所示双摆头的S维图;
[0033] 图10为图8所示双摆头拆去巧由摆臂封板后的示意图;
[0034] 图11为图10所示双摆头一个视角的S维图;
[0035] 图12为图10所示双摆头另一个视角的S维图;
[0036] 图13为图3中的A-A视图;
[0037] 图14为图3中的B-B视图;
[003引图15为图3中的C-C视图;
[0039] 图16为图15中
当前第1页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1