大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割的制造方法
【专利摘要】一种大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，包括切割工作台，切割工作台两端分别固定安装第一Y轴导轨和第二Y轴导轨，第一横梁安装板和第二横梁安装板分别滑动固定于第一Y轴导轨和第二Y轴导轨上，第一横梁安装板和第二横梁安装板通过横梁固定连接，横梁上固定安装第一X轴导轨、第二X轴导轨，A轴旋转DDR电机滑动固定于第一X轴导轨、第二X轴导轨上，A轴旋转DDR电机旋转输出轴上安装有L型旋转托板，A轴旋转DDR电机可驱动L型旋转托板绕Z轴旋转，L型旋转托板安装有可上下垂直运动的Z轴运动组件，Z轴运动组件上安装有激光切割部件。本发明可以实现在横梁两侧和机床侧面都可进行加工，还可同时实现加工和上下料。
【专利说明】 大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机
【技术领域】
[0001]本发明涉及光机电领域，具体是一种大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机。【背景技术】
[0002]激光切割机经过多年发展已经在现代加工领域得到广泛运用，特别是光纤激光器的技术成熟，其高效方便的光纤传导优势使其在很短的时间内就在切割行业得到认可和迅速推广，在金属平面板材和管材切割加工领域呈现出高速发展态势，目前市场的龙门大幅面光纤激光切割机大部分是在之前的固体YAG激光切割机和气体C02激光切割机的基础上发展起来的，其都有许多共同点。
[0003]1、激光切割加工只能在横梁一侧完成，因为这个问题使此类激光切割机的加工幅面远小于机床的长度，能达到切割3000mm的机床长度一般在4200?4500mm之间，如国内武汉华俄激光工程有限公司的HECF30151-500等，设备的制造使用材料有很大浪费。
[0004]2、管材切割方面，一直使用国外专用管材激光切割机，价格昂贵，一台价格数百万的激光设备只能进行管材切割，不能切割大量使用的平面材料，难以得到推广，目前在龙门平板激光切割机上配备切管功能的激光切割设备也出现在市场上，方法为将切割机龙门上的横梁在机床一侧加长，横梁上的导轨和齿条需要加长，这样才能使激光切割头移动到机床侧面，配合管材旋转装置进行管材切割加工，这样横梁延长后机床的宽度需要增加，如1500mm的平面切割机需要切管功能时，横梁由2200?2400_需要加长到2600?2800_，设备制造和运输成本高，使用也多有不便。
[0005]3、由于激光切割的高效率，切割一张板材的时间很短，上下料的时间使加工效率很难提高，因为这个原因目前的功率大于1000W的激光切割机大都配有交换切割工作台，这样虽然提高了加工效率，但3000mm幅面的切割机，配上交换切割工作台，长度达到了8000mm以上，占地面积很大。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机,可以实现在横梁两侧和机床侧面都可进行加工，使得加工幅面大于机床的长度，而且无需加长横梁及相关横梁上的导轨和齿条，同时可实现在横梁的一侧加工，另一侧上下料，大大提高了切割加工效率。
[0007]一种大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，包括切割工作台，切割工作台两端分别固定安装第一 Y轴导轨和第二 Y轴导轨，第一横梁安装板和第二横梁安装板分别滑动固定于第一 Y轴导轨和第二 Y轴导轨上，第一横梁安装板和第二横梁安装板通过横梁固定连接，横梁上固定安装第一 X轴导轨、第二 X轴导轨，A轴旋转DDR电机滑动固定于第一X轴导轨、第二 X轴导轨上，A轴旋转DDR电机旋转输出轴上安装有L型旋转托板，A轴旋转DDR电机可驱动L型旋转托板绕Z轴旋转，L型旋转托板安装有可上下垂直运动的Z轴运动组件，Z轴运动组件上安装有激光切割部件。[0008]如上所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，第一 Y轴导轨和第二 Y轴导轨上的第一 Y轴滑块和第二 Y轴滑块分别固定安装第一横梁安装板和第二横梁安装板，第一横梁安装板和第二横梁安装板上分别安装有第一 Y轴伺服电机和第二 Y轴伺服电机，第一 Y轴滑块和第二 Y轴滑块分别通过第一 Y轴传动齿条和第二 Y轴传动齿条与第一 Y轴伺服电机和第二 Y轴伺服电机连接。
[0009]如上所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，横梁上还固定安装X轴传动齿条，第一 X轴导轨、第二 X轴导轨的第一 X轴滑块和第二 X轴滑块上固定安装A轴旋转DDR电机托板，A轴旋转DDR电机托板上安装有A轴旋转DDR电机、定位气缸、X轴伺服电机，X轴伺服电机输出轴上固定传动齿轮与X轴传动齿条咬合，X轴传动齿条与第一 X轴滑块和第二 X轴滑块连接。
[0010]如上所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，所述Z轴运动组件安装在L型旋转托板立面上，所述Z轴运动组件包括Z轴导轨、Z轴传动滚珠丝杆、Z轴伺服电机，Z轴导轨上设有Z轴导轨滑块，Z轴传动滚珠丝杆上安装有轴传动滚珠螺母，Z轴导轨滑块和Z轴传动滚珠螺母上固定切割头安装板；所述激光切割部件安装在切割头安装板上，所述激光切割部件包括光纤激光器QBH接头、光学准直镜、激光切割头。
[0011]本发明通过在X轴导轨上设置可绕轴旋转的Z轴运动组件，这样带有激光切割部件的Z轴运动组件可在A轴旋转DDR电机的驱动下由横梁的一侧旋转到横梁另一侧进行完全一样的切割加工，增加了加工幅面；另外，激光切割部件还可旋转到与横梁平行的方向并使得激光切割头悬在切割工作台外，无需加长横梁及相关横梁上的导轨和齿条的即可实现在横梁的外侧加工；同时可实现在横梁的一侧加工，另一侧上下料，大大提高了切割加工效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的侧面示意图；
[0013]图2是本发明X轴驱动部件的结构示意图；
[0014]图3是本发明Z轴运动组件与激光切割部件的结构示意图；
[0015]图4是本发明的俯视图。
[0016]图中:I一激光切割头，2—切割头安装板，3—光学准直镜，4一光纤激光器QBH接头，5—Z轴导轨滑块，6—Z轴传动滚珠螺母，7—Z轴传动滚珠丝杆，8— Z轴伺服电机，9—横梁，10—第一 X轴导轨，11一第一 X轴滑块，12—A轴旋转DDR电机托板，13—X轴传动齿条，14一X轴传动齿轮，15—A轴旋转DDR电机，16—A轴旋转DDR电机输出轴，17—L型旋转托板，18—第二 X轴滑块，19一第二 X轴导轨，20—第一横梁安装板，21—第一 Y轴滑块，22—Z轴导轨，23—第二 Y轴滑块，24—X轴伺服电机，25—定位气缸，26—第二 Y轴伺服电机，27—第一 Y轴伺服电机，28—第一 Y轴传动齿条，29—第一 Y轴导轨，30—切割工作台，31—第二 Y轴导轨，32—第二 Y轴传动齿条，33—第二横梁安装板。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0018]请参考图1-4，本发明大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机包括切割工作台30，切割工作台30两端分别固定安装第一 Y轴导轨29和第二 Y轴导轨31，第一 Y轴导轨29和第二 Y轴导轨3上的第一 Y轴滑块21和第二 Y轴滑块23分别固定安装第一横梁安装板20和第二横梁安装板33，第一横梁安装板20和第二横梁安装板33上分别安装有第一 Y轴伺服电机27和第二 Y轴伺服电机26。第一 Y轴滑块21和第二 Y轴滑块23分别通过第一 Y轴传动齿条28和第二 Y轴传动齿条32与第一 Y轴伺服电机27和第二 Y轴伺服电机26连接。其中，第一 Y轴伺服电机27和第二 Y轴伺服电机26输出轴上固定传动齿轮与第一 Y轴传动齿条28和第二 Y轴传动齿条32咬合。第一 Y轴伺服电机27和第二 Y轴伺服电机26旋转驱动第一横梁安装板20和第二横梁安装板33在切割工作台30的第一 Y轴导轨29和第二 Y轴导轨31上运动。
[0019]第一横梁安装板20和第二横梁安装板33通过横梁9固定连接，横梁9上固定安装第一 X轴导轨10、第二 X轴导轨19和X轴传动齿条13。在第一 X轴导轨10、第二 X轴导轨19的第一 X轴滑块10和第二 X轴滑块18上固定安装A轴旋转DDR电机托板12，A轴旋转DDR电机托板12上安装有A轴旋转DDR电机15、定位气缸25、X轴伺服电机24。X轴伺服电机24输出轴上的X轴传动齿轮14与X轴传动齿条13咬合，X轴传动齿条13与第一 X轴滑块10和第二 X轴滑块18连接。
[0020]X轴伺服电机24可驱动A轴旋转DDR电机15在横梁9上运动，在A轴旋转DDR电机15旋转输出轴上安装有L型旋转托板17，在有L型旋转托板17立面上固定安装有Z轴导轨22、Z轴传动滚珠丝杆7、Z轴伺服电机8, Z轴导轨22上设有Z轴导轨滑块5, Z轴传动滚珠丝杆7上安装有轴传动滚珠螺母6，Z轴导轨滑块5和Z轴传动滚珠螺母6上固定切割头安装板2，切割头安装板2固定安装有光纤激光器QBH接头4、光学准直镜3、激光切割头1，通过固定在光学准直镜3下方的切割头内聚焦镜，可将激光聚焦到工件上进行切割加工。
[0021]L型旋转托板17在A轴旋转DDR电机I驱动下可旋转180度，激光切割头I由横梁9的一侧旋转到横梁9另一侧进行完全一样的切割加工，使切割幅面等于最大Y轴运动行程加上激光切割头I分别在横梁9两侧的距离，而机床长度等于实际切割的长度，而不是以前的机床长度最大Y轴运动行程加上横梁宽度加切割头与横梁距离，这样机床长度相比现有技术可大大减小。
[0022]如果需要切割圆管，可将L型旋转托板17旋转使激光切割头I旋转到与横梁9平行的方向，此时激光切割头I悬在切割工作台外(如图4下部所示)，在不加长横梁增加机床整体宽度的情况下，配合圆管旋转装置可以进行圆管切割。
[0023]在上面三个切割工位切割加工时，L型旋转托板17为保证切割精度，固定安装在A轴旋转DDR电机托板12上的定位气缸定位销分别插入L型旋转托板17的三定位孔中，使
切割稳定可靠。
[0024]在L型旋转托板17旋转30度?150度范围内，配合四爪旋转夹具可以实现方管及对称异性管的切割。
[0025]任意长度的机床可以实现两张长度小于机床长度一半的板材，一张板材在1#切割区切割时，另一张长度小于机床长度一半的板材可在2#切割区上下料，同样一张板材在2#切割区切割时，另一张长度小于机床长度一半的板材可在1#切割区上下料，在不配备交换切割工作台的情况下，这样在1#和2#切割区交替切割，就可以实现切割和上下料同时进行，这样就大大提高切割加工效率，使设备制造成本得到降低。
[0026]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，包括切割工作台(30)，其特征在于:切割工作台(30)两端分别固定安装第一 Y轴导轨(29)和第二 Y轴导轨(31 )，第一横梁安装板(20)和第二横梁安装板(33)分别滑动固定于第一 Y轴导轨(29)和第二 Y轴导轨(31)上，第一横梁安装板(20 )和第二横梁安装板(33 )通过横梁(9 )固定连接，横梁(9 )上固定安装第一 X轴导轨(10)、第二 X轴导轨(19), A轴旋转DDR电机(15)滑动固定于第一X轴导轨(10)、第二 X轴导轨(19)上，A轴旋转DDR电机(15)旋转输出轴上安装有L型旋转托板(17)，A轴旋转DDR电机(15)可驱动L型旋转托板(17)绕Z轴旋转，L型旋转托板(17)安装有可上下垂直运动的Z轴运动组件，Z轴运动组件上安装有激光切割部件。
2.如权利要求1所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，其特征在于:第一Y轴导轨(29 )和第二 Y轴导轨(3 )上的第一 Y轴滑块(21)和第二 Y轴滑块(23 )分别固定安装第一横梁安装板(20)和第二横梁安装板(33)，第一横梁安装板(20)和第二横梁安装板(33)上分别安装有第一 Y轴伺服电机(27)和第二 Y轴伺服电机(26)，第一 Y轴滑块(21)和第二 Y轴滑块(23)分别通过第一 Y轴传动齿条(28)和第二 Y轴传动齿条(32)与第一 Y轴伺服电机(27)和第二 Y轴伺服电机(26)连接。
3.如权利要求1所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，其特征在于:横梁(9)上还固定安装X轴传动齿条(13)，第一 X轴导轨(10)、第二 X轴导轨(19)的第一 X轴滑块(10)和第二 X轴滑块(18)上固定安装A轴旋转DDR电机托板(12)，A轴旋转DDR电机托板(12)上安装有A轴旋转DDR电机(15)、定位气缸(25)、X轴伺服电机(24)，X轴伺服电机(24)输出轴上固定传动齿轮与X轴传动齿条(13)咬合，X轴传动齿条(13)与第一 X轴滑块(10)和第二 X轴滑块(18)连接。
4.如权利要求1所述的大幅面龙门光纤传导管板一体激光切割机，其特征在于:所述Z轴运动组件安装在L型旋转托板(17)立面上，所述Z轴运动组件包括Z轴导轨(22)、Z轴传动滚珠丝杆(7)、Z轴伺服电机(8)，Z轴导轨(22)上设有Z轴导轨滑块(5)，Z轴传动滚珠丝杆(7 )上安装有轴传动滚珠螺母(6 )，Z轴导轨滑块(5 )和Z轴传动滚珠螺母(6 )上固定切割头安装板(2);所述激光切割部件安装在切割头安装板(2)上，所述激光切割部件包括光纤激光器QBH接头(4)、光学准直镜(3 )、激光切割头(I)。
【文档编号】B23K26/36GK103692088SQ201310654624
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】付俊, 田承新 申请人:武汉华俄激光工程有限公司