一种激光加工装置的制作方法

本实用新型涉及金属管加工装置领域，尤其是指一种激光加工装置。

背景技术：

随着制造业的发展，对异型金属管材的需求量日益增大，特别是在电子，汽车和航天等领域，而传统的加工方式，如冲孔、钻孔、绞孔和镗孔等，因加工精度低，操作繁琐，生产效率低下，已经无法满足现有的市场需求，目前，业内亟需一种操作简单、加工精度高、生产速度快的异型金属管材加工设备，同时要求该异型金属管材加工设备能兼容生产各种不同规格的异型金属管材。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种加工精度高，加工速度快的激光加工装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种激光加工装置，包括机架、加工机构和至少两个工作平台，所述加工机构通过第一运动机构可移动的设置在所述机架上，所述工作平台通过第二运动机构可移动的设置在所述机架上，所述工作平台可拆卸设置有定位机构，所述工作平台通过所述定位机构固定待切割工件；所述加工机构与所述机架围合形成切割区，所述两个工作平台可依次或同时进入所述切割区，所述工作平台的激光切割头可依次对所述工作平台上的工件进行切割。

与现有技术相比，本实用新型的一种激光加工装置，具有以下优点：

(1)本激光加工装置设置有两个可运动的工作平台，当加工机构对其中一个工作平台上的工件完成加工后，即可移动至另一个工作平台上方，继续对另一个工作平台上的工件进行加工，避免因更换工件导致加工机构处于闲置，从而提高了加工机构的利用率，提高加工效率。

(2)本激光加工装置能通过更换工作平台上定位机构，使本激光加工装置兼容加工不同规格的工件，从而使激光加工装置的功能得到扩展，进而提高激光加工装置的适用性，降低生产成本。

(3)本激光加工装置的工作平台可进入或退出所述切割区，使生产人员拿取或放置工件时更加安全，从而避免生产事故的发生，提高激光加工装置的安全性。

优选的，所述第二运动机构包括导向结构和平台驱动装置，所述导向结构设置在所述机架上并延伸至所述切割区内；所述工作平台与所述导向结构滑动连接，所述平台驱动装置用于驱动所述工作平台沿导向结构的长度方向进行往复运动，这种设置方式结构简单，成本低廉，方便组装。

优选的，还包括至少一个限位块，所述限位块设置在所述导向结构的上部和/或侧部；所述工作平台沿所述导向结构的长度方向运动并顶抵所述限位块。通过设置限位块，确保所述工作平台运动到指定位置上，确保加工的精确度。

优选的，所述定位机构为工装夹具，所述工装夹具包括安装支架和工装模板，所述工装模板上设置有至少一个容纳腔，所述容纳腔上设置有工件定位机构，工件定位机构用于将工件定位至指定工位上；所述容纳腔底部沿工件形状的轨迹设置有若干避空槽，所述工装模板两端通过翻转机构与安装支架可旋转连接，以使所述容纳腔和避空槽交替上翻。

优选的，所述翻转机构包括旋转连接结构和旋转驱动结构；

所述旋转连接结构包括转轴，以及设置在所述安装支架上并且与所述转轴相互对应的转轴安装座，所述转轴贯穿所述工装模板，所述工装模板的两端设有转轴连接端，所述转轴连接端与所述转轴安装座可旋转连接；所述旋转驱动结构与任一转轴连接端连接，并且驱动该转轴自轴心方向旋转，使工装模板实现翻转。

工装模板可通过翻转机构实现180°翻转，以使所述容纳腔和避空槽交替上翻，从而确保工件的正、反面的孔位相对位置保持不变化，便于直接对工件进行正、反两面的加工，而不需要重新对工件进行定位，从而减少加工操作、缩短生产时间、降低生产成本。

优选的，还包括滑动连接块，所述滑动连接块包括滑动部和设置在所述滑动部上侧的连接部，所述工作平台上设置有若干安装槽，所述滑动连接块的滑动部设置在所述安装槽内并且可沿所述安装槽的延伸方向滑动；所述安装支架底部设置有连接板，所述连接板上设有连接卡槽，所述滑动连接块的连接部卡设置在所述连接卡槽内，使所述工装夹具设置在所述工作平台上；上述所述工作平台与所述工装夹具的连接方式，结构简单，稳固可靠，便于生产人员对工作平台上的工装夹具进行更换和维修。

优选的，所述第一运动机构包括包括X轴运动结构、Y轴运动结构；所述X轴运动结构与工作平台的运动方向相互平行，所述Y轴运动结构横向置于切割区上方，并设置在X轴运动结构上；所述加工机构设置在所述Y轴运动结构上；所述X轴运动结构用于驱动所述加工机构沿平行工作平台的运动方向的方向运动；所述Y轴运动结构用于驱动所述加工机构在切割区上方横向移动。

优选的，所述X轴运动结构包括安装底座，以及设置在所述安装底座上的至少两个X 轴导向结构；所述安装底座为“凵”字型，所述两个X轴导向结构分别设置在所述安装底座相对两侧；所述Y轴运动结构包括安装块，以及设置在所述安装块上的至少一个Y轴导向结构，所述安装块横向置于切割区上方；所述安装块分别与所述两个X轴导向结构滑动连接；所述X轴运动结构与Y轴运动结构之间设置有第一单元驱动装置，所述第一单元驱动装置驱动所述安装块沿X轴导向结构的长度方向作往复运动；所述加工机构与所述Y轴导向结构滑动连接；所述Y轴运动结构与所述加工机构之间设置有第二单元驱动装置，所述第二单元驱动装置驱动所述加工机构沿Y轴导向结构的长度方向作往复运动。

优选的，还包括Z轴运动结构，所述加工机构通过所述Z轴运动结构设置在所述Y轴运动结构上，所述Z轴运动结构用于驱动所述加工机构沿竖直方向运动；所述Z轴运动结构包括安装盒，以及设置在安装盒上至少一个Z轴导向结构和第三单元驱动装置，所述加工机构与所述Z轴导向结构滑动连接，所述第三单元驱动装置用于驱动所述加工机构沿所述导向结构的长度方向作往复运动。

优选的，所述加工机构与所述切割区底部的距离为300-1000mm，使切割区内部有足够的空间供高度尺寸不同的定位机构进入或退出，确保更换不同规格的定位机构后，本激光加工装置能正常运作。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图2是加工机构与第一运动机构的组装示意图；

图3是图2的A区域的局部放大图；

图4是图2的B区域的局部放大图；

图5是图2的C区域的局部放大图；

图6是工作平台与第二运动机构的组装示意图；

图7是工作平台与工装夹具的组装示意图；

图8是图7的D区域的局部放大图；

图9是图7的E区域的局部放大图；

图10是工装夹具的剖视图；

图11是工件的示意图。

标号说明：

1机架，10切割区，11保护外壳，12调平脚，2加工机构，21连接滑块，3工作平台， 30安装槽，31滑块，32滑动连接块，321调紧螺母，322连接柱，4第二运动机构，41导向结构，411导轨，42平台驱动装置，421丝杆，422驱动电机，43限位块，5第一运动机构，51X轴运动结构，511安装底座，512X轴导向结构，513齿条，52Y轴运动结构，521 安装块，522Y轴导向结构，523齿条，53Z轴运动结构，531安装盒，533丝杆，6工装夹具，61安装支架，610安装腔，611驱动电机，612转轴安装座，613锁紧件，614连接板，6140连接卡槽，62工装模板，620容纳腔，6200第一定位腔，621避空槽，622凸壁， 623第一推顶件，624第一限位块，6241限位块本体，6242折弯部，625第二推顶件，626 第二限位块，627定位压块，628压臂，629转轴连接端，630定位孔，7工件。

具体实施方式

以下结合附图说明本实用新型的实施方式：

参见图1至图11,本实施例的一种激光加工装置，包括机架1、加工机构2和两个工作平台3，所述加工机构2通过第一运动机构5可移动的设置在所述机架1上，所述工作平台3通过第二运动机构可移动的设置在所述机架上，所述工作平台3可拆卸设置有定位机构，所述工作平台3通过所述定位机构固定待切割工件；所述加工机构2与所述机架1围合形成切割区10，所述两个工作平台3可依次或同时进入所述切割区10，所述工作平台3 的激光切割头可依次对所述工作平台3上的工件进行切割。

为了避免加工过程中用产生的飞溅物进入第一运动机构5内，影响第一运动机构5的正常运作，所述第一运动机构5上设置有若干防尘罩(图中未示出)。

所述第二运动机4包括导向结构41和平台驱动装置42，所述导向结构41设置在所述机架1上并延伸至所述切割区10内；所述工作平台3与所述导向结构41滑动连接，所述平台驱动装置42用于驱动所述工作平台3沿导向结构41的长度方向进行往复运动，这种设置方式结构简单，成本低廉，方便组装。

所述平台驱动装置42包括丝杆421和驱动电机422，所述丝杆421与所述导向结构41 平行设置，并伸入所述切割区10内，所述工作平台3底部与所述丝杆421滑动连接，所述驱动电机422的输出端与所述丝杆421连接，所述驱动电机422驱动所述丝杆421转动，使所述工作平台3沿丝杆421的长度方向往复移动。

所述导向结构41为导轨411，所述工作平台3下端设置有滑块31，所述工作平台3通过所述滑块31与所述导轨411滑动连接。

作为一种导向结构41的改进方案，所述导向结构41为滑槽，所述工作平台3下端设置有滑轮，所述工作平台3通过所述滑轮与所述滑槽滑动连接。

作为另一种导向结构41的改进方案，所述导向结构41为导杆，所述工作平台3下端设置有滑块，所述工作平台3通过所述滑块与所述导杆滑动连接。

上述两种改进方案虽未在本说明书的附图中示出，但上述方案仍属于本实用新型的权利要求的保护范围内。

还包括限位块43，所述限位块43设置在所述导向结构41的侧部；所述工作平台3沿所述导向结构41的长度方向运动并顶抵所述限位块43。通过设置限位块43，确保所述工作平台3运动到指定位置上，确保加工的精确度。

所述定位机构为工装夹具6，所述工装夹具6包括安装支架61和工装模板62，所述安装支架61上设置有安装腔610，所述工装模板62设置在所述安装腔610内；所述工装模板 62上设置有一个容纳腔620，所述容纳腔620内可容纳4个工件7；所述容纳腔620上设置有工件定位机构，工件定位机构用于将工件7定位至指定工位上；所述容纳腔620底部沿工件7形状的轨迹设置有若干避空槽621，所述工装模板62两端通过翻转机构与安装支架61可旋转连接，以使所述容纳腔620和避空槽621交替上翻。

所述翻转机构包括旋转连接结构和旋转驱动结构；所述旋转连接结构包括转轴(图中未示出)，以及设置在所述安装支架61上并且与所述转轴相互对应的转轴安装612座，所述转轴贯穿所述工装模板62，所述工装模板62的两端设有转轴连接端629，所述转轴连接端629与所述转轴安装座612可旋转连接；所述旋转驱动结构与任一转轴连接端629连接，并且驱动该转轴自轴心方向旋转，使工装模板62实现翻转。

工装模板62可通过翻转机构实现180°翻转，以使所述容纳腔620和避空槽621交替上翻，从而确保工件7的正、反面的孔位相对位置保持不变化，便于直接对工件7进行正、反两面的加工，而不需要重新对工件7进行定位，从而减少加工操作、缩短生产时间、降低生产成本。

所述工件定位机构包括第一定位组件和第二定位组件，第一定位组件用于对工件7前端进行定位，第二定位组件用于对工件7后端进行定位。

所述工装模板62上周沿设有凸壁622，所述凸壁622围绕形成所述容纳腔620，所述凸壁622沿工件7形状的轨迹设置有两个第一推顶件623，所述容纳腔620上对应所述第一推顶件623设置有第一限位块624，所述两个推顶件623与所述第一限位块624组成所述第一定位组件；所述第一推顶件623伸展并推顶工件7，使工件7前端抵靠在第一限位块624 上。

所述第一限位块624包括限位块本体6241，所述限位块本体6241端部向凸壁622一侧延伸形成折弯部6242，所述限位块本体6241与所述折弯部6242围合形成第一定位腔6200；所述两个第一推顶件623伸展，使工件7前端卡入第一定位腔6200内。

所述第二定位组件包括第二推顶件625和第二限位块626，所述第二推顶件625和第二限位块626设置在所述容纳腔620内，所述第二推顶件625和第二限位块626相对设置在工件7形状轨迹的端部；所述第二推顶件625伸展并推顶工件7，使工件7后端抵靠在第二限位块626上。

通过设置第一定位组件和第二定位组件，并利用第一定位组件与第二定位组件共同配合将工件7稳固置于指定工位上，能避免加工过程中，工件7出现偏移导致加工精度下降，甚至造成工件7损坏的情况。

所述第一限位块624和所述第二限位块626上设有定位压块627，所述定位压块627可旋转设置在所述第一限位块624和所述第二限位块626上；所述定位压块627上设有至少一个压臂628，所述定位压块627通过所述压臂628压紧工件7；通过在所述第一限位块624 和所述第二限位块626上设置定位压块627压紧工件7上端，使工件7稳固置于容纳腔620 内，确保加工质量。

还包括所述锁定机构；所述锁定机构包括设置在所述工装模板62端部中心两侧的两个定位孔630，以及设置在所述转轴安装座612侧部的一个锁紧件613；所述锁紧件613可分别插入所述两个定位孔630内，对处于所述容纳腔或避空槽上翻状态下的所述工装模板62 进行定位；这设置方式结构简单，响应速度快，定位精度高，能确保工装模板62准确翻转到位，从而提高加工精度。

还包括滑动连接块32，所述滑动连接块32包括滑动部(图中未示出)和设置在所述滑动部上侧的连接部，所述工作平台3上设置有若干安装槽30，所述滑动连接块32的滑动部设置在所述安装槽30内并且可沿所述安装槽30的延伸方向滑动；所述安装支架61底部设置有连接板614，所述连接板614上设有连接卡槽6140，所述滑动连接块32的连接部卡设置在所述连接卡槽6140内，使所述工装夹具6设置在所述工作平台3上；上述所述工作平台3与所述工装夹具6的连接方式，结构简单，稳固可靠，便于生产人员对工作平台3上的工装夹具6进行更换和维修。

优选的，所述连接部包括调紧螺母321和连接柱322，所述调紧螺母321设置在所述连接柱322的上端，所述连接柱322的下端与所述滑动部连接；相对两个连接卡槽6140的开口相向或反向设置，确保工装夹具6稳固设置在所述工作平台3上。

所述第一运动机构5包括包括X轴运动结构51、Y轴运动结构52；所述X轴运动结构 51与工作平台3的运动方向相互平行，所述Y轴运动结构52横向置于切割区10上方，并设置在X轴运动结构51上；所述加工机构2设置在所述Y轴运动结构52上；所述X轴运动结构51用于驱动所述加工机构2沿平行工作平台3的运动方向的方向运动；所述Y轴运动结构52用于驱动所述加工机构2在切割区10上方横向移动。

所述X轴运动结构51包括安装底座511，以及设置在所述安装底座511上的两个X轴导向结构512；所述安装底座511为“凵”字型，所述两个X轴导向结构512分别设置在所述安装底座511相对两侧；所述Y轴运动结构52包括安装块521，以及设置在所述安装块 521上的两个Y轴导向结构522，所述安装块521横向置于切割区10上方；所述安装块521 分别与所述两个X轴导向结构512滑动连接；所述X轴运动结构51与Y轴运动结构52之间设置有第一单元驱动装置，所述第一单元驱动装置驱动所述安装块521沿X轴导向结构 512的长度方向作往复运动；所述加工机构2与所述Y轴导向结构522滑动连接；所述Y轴运动结构52与所述加工机构2之间设置有第二单元驱动装置，所述第二单元驱动装置驱动所述加工机构2沿Y轴导向结构522的长度方向作往复运动。

还包括Z轴运动结构53，所述加工机构2通过所述Z轴运动结构53设置在所述Y轴运动结构52上，所述Z轴运动结构53用于驱动所述加工机构2沿竖直方向运动；所述Z轴运动结构53包括安装盒531，以及设置在安装盒531上的Z轴导向结构532和第三单元驱动装置，所述加工机构2与所述Z轴导向结构滑动连接，所述第三单元驱动装置用于驱动所述加工机构2沿所述导向结构的长度方向作往复运动。

优选的，X轴运动结构51上的所述X轴导向结构512具有以下三种设置方式：

第一种X轴导向结构512的设置方式，所述X轴导向结构512为导轨，所述安装块521 下端设置有滑块(图中未示出)，所述安装块521通过所述滑块与所述导轨滑动连接。

第二种X轴导向结构512的设置方案，所述X轴导向结构512为滑槽，所述安装块521 下端设置有滑轮，所述安装块521通过所述滑轮与所述滑槽滑动连接。

第三种X轴导向结构512的设置方案，所述X轴导向结构512为导杆，所述安装块521 下端设置有滑块，所述安装块521通过所述滑块与所述导杆滑动连接。

上述第二种和第三种导向结构的设置方案虽未在本说明书的附图中示出，但上述方案仍属于本实用新型的权利要求的保护范围内。

优选的，所述第一单元驱动装置具有以下四种设置方式：

第一种第一单元驱动装置的设置方式，所述第一单元驱动装置包括驱动电机(图中未示出)、啮合件(图中未示出)和齿条513；所述驱动电机设置在所述安装块521上；所述齿条平行所述X轴导向结构512设置在所述安装底座511上；所述啮合件与所述驱动电机的输出端连接，所述啮合件与所述齿条啮合，所述驱动电机驱动所述啮合件旋转，使所述安装块521沿X轴导向结构512的长度方向往复移动。

第二种第一单元驱动装置的设置方式，所述第一单元驱动装置包括无杆气缸和连接推块，所述连接推块设置在所述安装块521上；所述无杆气缸平行所述X轴导向结构512设置在所述安装底座511上；所述连接推块与所述无杆气缸的滑块固定连接，所述安装块521 在所述无杆气缸的驱动下，沿所述X轴导向结构512的长度方向往复移动。

第三种第一单元驱动装置的设置方式，所述第一单元驱动装置包括驱动电机、丝杆和连接滑块；所述连接滑块设置在所述安装块521上；所述丝杆平行所述X轴导向结构512 设置在所述安装底座511上，所述驱动电机设置在所述安装底座511上，其输出端连接所述丝杆；所述连接滑块与所述丝杆滑动连接，所述驱动电机驱动所述丝杆旋转，从而使所述安装块521沿所述X轴导向结构512的长度方向往复移动。

上述第二种和第三种第一单元驱动装置的设置方式虽未在本说明书的附图中示出，但上述方案仍属于本实用新型的权利要求的保护范围内。

所述Y轴导向结构522为导轨，所述安装盒531下端设置有滑块(图中未示出)，所述安装盒531通过所述滑块与所述导轨滑动连接。

所述第二单元驱动装置包括驱动电机(图中未示出)、啮合件(图中未示出)和齿条523；所述驱动电机设置在所述安装盒531上；所述齿条523平行所述Y轴导向结构522设置在所述安装块521上；所述啮合件与所述驱动电机的输出端连接，所述啮合件与所述齿条523 啮合，所述驱动电机驱动所述啮合件旋转，使所述安装盒531沿Y轴导向结构522的长度方向往复移动。

所述Z轴导向结构532为导轨，设置在所述安装盒531侧部，所述加工机构2侧部对应所述Z轴导向结构532设置有滑块，所述加工机构2通过所述滑块与所述导轨滑动连接。

所述第三单元驱动装置包括驱动电机(图中未示出)、丝杆533和连接滑块21；所述连接滑块21设置在所述加工机构2上；所述丝杆533平行所述Z轴导向结构532设置在所述安装盒531上，所述驱动电机设置在所述安装盒531上，其输出端连接所述丝杆533；所述连接滑块21与所述丝杆533滑动连接，所述驱动电机驱动所述丝杆533旋转，从而使所述加工机构2沿所述Z轴导向结构532的长度方向往复移动。

所述加工机构2与所述切割区10底部的距离为300-1000mm，最佳范围值为500-700mm；使切割区10内部有足够的空间供高度尺寸不同的工装夹具6进出，确保更换不同规格的工装夹具6后，本激光加工装置能正常运作。

所述机架1上设置有保护外壳11，所述保护外壳11绕所述机架1外周设置，通过设置所述保护外壳11，一方面避免加工过程中用产生的飞溅物飘散至装置外，另一方面避免激光加工装置运作时，因生产人员操作错误导致生产事故的发生；所述机架1底部设置有调平脚12，通过设置所述调平脚12，确保机架1处于水平面，确保加工精度，提升加工质量。

所述加工机构2为激光加工器。

与现有技术相比，本实用新型的一种激光加工装置，具有以下优点：

(1)本激光加工装置设置有两个可运动的工作平台3，当加工机构2对其中一个工作平台3上的工件7完成加工后，即可移动至另一个工作平台3上方，继续对另一个工作平台3上的工件7进行加工，避免因更换工件7导致加工机构2处于闲置，从而提高了加工机构2的利用率，提高加工效率。

(2)本激光加工装置能通过更换工作平台3上定位机构6，使本激光加工装置兼容加工不同规格的工件7，从而使激光加工装置的功能得到扩展，进而提高激光加工装置的适用性，降低生产成本。

(3)本激光加工装置的工作平台3可进入或退出所述切割区10，使生产人员拿取或放置工件7时更加安全，从而避免生产事故的发生，提高本激光加工装置的安全性。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。