精密平面激光切割机工作台的制作方法

技术领域

本实用新型涉及激光切割设备，尤其涉及一种精密平面激光切割机工作台。

背景技术：

平面激光切割机使用越来越广，其基本工作原理为：机头射出高功率密度的激光束照射在工件材料表面，释放的热量被材料吸收，使得温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。

现有平面激光切割机存在一定的不足，例如：(1)机头的移动采用伺服电机+滚动丝杆结构来驱动，齿之间会存在一定的间隙，运动精度不够理想；(2)钢板焊接的横梁过重，机头动态响应差，且需要配置大功率电机才能驱动；(3)工件夹板之间简单地通过螺栓锁紧，夹紧不够可靠，且操作较为麻烦；(4)工件与工件承台之间的接触面较大，切割时激光束会对承台造成一定损伤，严重时需更换整个承台，由此增加了成本；等等。

上述问题的存在影响了平面激光切割机的性能，本实用新型旨在至少改进其一个方面，以达到优化设备的目的。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型实施例提供一种精密平面激光切割机工作台，以减小工件承台损坏时的更换成本。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供的技术方案是：一种精密平面激光切割机工作台，包括机架，其中机架上设置有工件承台及工件夹具来承载并固定工件，以便机头在工作台上平移时实现对工件的切割作业，所述的工件承台包括多个工件支撑板，其中每个工件支撑板的板面分别垂直于工件承台的工作面，且工件支撑板的顶部设置有若干支撑齿来形成对工件的多点支撑。

与现有技术相比，本实用新型中工件支撑板的板面垂直于工件承台的工作面，且工件支撑板的顶部设置有支撑齿来形成对工件的多点支撑，其中工件支撑板被切割头损伤的可能性较小，即使损坏，更换起来的成本也比更换整个承台要低，也更为方便。

附图说明

图1是本实用新型精密平面激光切割机的示意图；

图2是图1所示精密平面激光切割机拆除机头罩后的示意图；

图3是图1所示精密平面激光切割机的工作台示意图；

图4是图3的A部分放大图；

图5是图3所示工作台的X轴方向视图；

图6是图5的B部分放大图；

图7是图3所示工作台中工件夹具的示意图；

图8是图7所示工件夹具的俯视图；

图9是图7所示工件夹具的仰视图；

图10是图7所示工件夹具的主视图；

图11是图10的C部分放大图；

图12是图1所示精密平面激光切割机的驱动装置的第一视角示意图；

图13是图1所示精密平面激光切割机的驱动装置的第二视角示意图；

图14是图13的D部分放大图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型实施例的技术原理及工作过程，以下结合附图及具体实施例来进一步对本实用新型进行详细描述。

同时参见图1-图14，示出本实用新型精密平面激光切割机及其主要部件的结构。该精密平面激光切割机(以下简称切割机)从驱动装置、横梁、工作台、工件夹具等方面进行了改进，由此有效地提升了设备的整机性能。以下结合附图进行详细说明。

如图1、图2所示，切割机配置有工作台及机头(图中仅示出机头罩701)，机头可沿X轴、Y轴方向平移及沿Z轴方向升降，以实现对工作台上的工件(如钢板等)进行切割。

本实用新型工作台包括机架101，其配置有可调支脚102及吊钩103，其中可调支脚102用来调整设备水平状态，吊钩103可用来起吊及移动设备。机架101上设置有工件承台及工件夹具来承载并固定工件(图未示出)，同时机架101上固定安装X轴纵梁401，X轴纵梁401上安装可沿X轴平移的Y轴横梁501，Y轴横梁501上安装可沿Y轴平移的机头，其中机头可沿Z轴方向升降，当机头在工作台上平移时实现对工件的切割。

如图3～图6所示，并同时参考图1及图2，工件承台主要包括工件承台横梁201及工件支撑板202，工件承台横梁201固定于机架101上，工件支撑板202两端嵌入在工件承台横梁201上支撑板安装槽2011中并定位，这样便于更换工件支撑板202。此处，工件支撑板202的板面垂直于工件承台的工作面，且工件支撑板202的顶部设置有支撑齿2021，可形成对工件的多点支撑。这种结构的优点是，工件支撑板202被切割头损伤的可能性较小，即使损坏，更换单个支撑板比更换整个承台的成本要低，也更为方便。

可以理解的是，工件置于工件承台上时需要工件夹具进行固定。如图1～图6所示，工件夹具为一对，其中：一侧为定夹具，其两端分别通过夹具固定座301固定于机架101上，具体可以固定在机架101的夹具座板104上；另一侧为动夹具，其两端分别固定连接于夹具滑块307上，夹具滑块307套装于机架101上的夹具滑杆308上，其中夹具滑杆308横向固定安装于机架101的梁架，也可以通过支座装于夹具座板104上。较优地，夹具滑块307上连接夹具锁紧气缸309，在夹具滑块307移动到位时，锁紧气缸309的活塞杆压下以锁紧。这样，夹具滑块307可在夹具滑杆308上滑动，由此可以实现对不同规格工件进行夹装。可以理解的是，上述两个工件夹具也可以同时为动夹具，不再赘述。

如图7～图11所示，并同时参考图1～图6，示出一种较优的工件夹具结构。所述的工件夹具包括夹板302及夹板座303及夹紧件，夹紧件具体为夹紧气缸304，夹紧气缸304的缸座连接夹板座303，夹紧气缸304的活塞杆连接夹板302。夹紧气缸304收缩时可将工件夹紧于夹板302及夹板座303之间的间隙，伸出时可释放夹板302及夹板座303之间的工件，其中夹紧气缸304的行程可由夹紧气缸304的行程调节螺母3041进行调节。这种工件夹具，夹板302和夹板座303之间的工件通过夹紧气缸304锁紧，由于气缸夹紧力大、动作可靠，可保证工件可靠夹紧，操作起来也较为便捷。

本实施例中的工件夹具一个为定夹具，另一个为动夹具。对应地，定夹具的夹板座303与夹具固定座301连接，其中动夹具的夹板座303与夹具滑块307连接，具体可在夹板座安装孔3032装入螺钉来固定在夹具固定座301或固定在夹具滑块307上。此处，每个夹具的夹板座303为一个，夹板302为多个，当然两者也可采用其它数量组合。

如图7～图11所示，夹板302及夹板座303分别具有夹板凸台3021及夹板座凸台3031，两者外形相配，可使两者之间的工件夹得更紧。此外，为了防止夹板302转动，夹板座303上装有圆柱直线轴承305，夹板302上配置有若干夹板导向柱306，夹板导向柱306装到夹板座303上的圆柱直线轴承305中，可起到定位作用。

如图12～图14所示，并同时参考图1～图6，示出一种较优的机头驱动装置结构。该机头驱动装置包括X轴驱动机构、Y轴驱动机构和Z轴驱动机构，其中X轴驱动机构、Y轴驱动机构驱动机头在工件承台的工作面上平移，Z轴驱动机构驱动机头进行升降。此处，为提高机头的移动精度，X轴和Y轴采用了直线电机进行驱动，其中直线电机无需经过中间转换机构而直接产生直线运动，使结构大大简化，运动惯量减少，动态响应性能和定位精度大大提高，且更易于调节和控制，并有助于节约成本。Z轴则可以沿用现有旋转电机+丝杠结构，以节省成本，进一步描述如下。

X轴驱动机构包括安装于机架101的X轴纵梁401，X轴纵梁401上设置有X轴滑轨402，X轴滑轨402上承载X轴滑鞍408，其中X轴滑鞍408的底部装有X轴直线电机动子409，与X轴直线电机动子409匹配的X轴直线电机定子403装于X轴纵梁401上，以驱动X轴滑鞍408在X轴滑轨402上平移。此处，X轴滑鞍408可直接承载于X轴滑轨402上，也可在X轴滑轨402上装X轴滑块407，之后再将X轴滑鞍408装于X轴滑块407上。

Y轴驱动机构与X轴驱动机构类似，其包括安装于X轴滑鞍408的Y轴横梁501，Y轴横梁501上设置有Y轴滑轨502，Y轴滑轨502上承载Y轴滑鞍507，其中Y轴滑鞍507的底部装有Y轴直线电机动子508，与Y轴直线电机动子509匹配的Y轴直线电机定子503装于Y轴横梁501上，以驱动Y轴滑鞍507在Y轴滑轨502上平移。此处，Y轴滑鞍507可直接承载于Y轴滑轨502上，也可通过Y轴滑轨502上的Y轴滑块(图未示出)间接装于Y轴滑轨502上。本实施例中的Y轴横梁501为轻质铝质型材构成，其便于成型出相应滑轨，具有重量轻的特点，动态响应更快，提高了工作效率，因无需配置大功率电机就可以进行有效驱动，有助于降低成本。

Z轴驱动机构可采用习知的现有技术，其一般采用旋转电机驱动，具体包括旋转电机601、联轴器602、丝杆604、Z轴导轨605、Z轴滑块606、Z轴滑鞍607等部件，其中Z轴滑鞍607中间设置机头装配位6071，可以方便地嵌入激光切割头，之后用螺钉或其它部件锁紧。各部件连接结构如下：Z轴导轨605装于Y轴滑鞍507，Z轴滑块606套装于Z轴导轨605，Z轴滑鞍607固定连接Z轴滑块606，丝杆604支撑于Z轴滑鞍607的轴承608上，且丝杆604通过联轴器602连接到旋转电机601的输出轴上。当旋转电机601转动时，可通过丝杆604驱动Z轴滑鞍607在Z轴导轨605上进行升降。此处，轴承608的端面外配置轴承座盖603，Y轴滑鞍的配置机头罩座609来安装机头罩701等，这样便于保持良好的密封性。

上述的X轴驱动机构、Y轴驱动机构类似，区别之一在于X轴纵梁401、Y轴横梁501的导轨位置不同，前者在X轴纵梁401顶面，后者在Y轴横梁501的侧面。它们还可以进一步进行优化，举例说明如下。

X轴滑鞍408成U形，以防止从X轴滑轨402上脱离。该X轴滑鞍408上设置电线过孔4081，可以穿过有关电气接线。此外，X轴滑鞍408头尾端分别设置X轴尘封连接部4082，由此可以安装X轴尘封(图未示出)。进一步地，X轴纵梁401的顶部还设置有光栅安装条404，其上面贴有光栅405，可以通过X轴滑鞍408上的光栅读数头410来检测X轴上的位移，以便通过反馈当前位置来提高控制精度。更进一步地，X轴纵梁401的顶部还设置有X轴限位柱(可带缓冲件，如弹簧)406，其与X轴滑鞍408底部的X轴限位块411配合，来对X轴滑鞍408进行限位。

类似地，Y轴滑鞍507也设置为U形来防止从Y轴滑轨502上脱离，Y轴滑鞍507头尾端分别设置Y轴尘封连接部510来安装Y轴尘封(伸缩形防尘罩)509进行防尘。此外，Y轴纵梁501的顶部还设置有Y轴光栅安装条504，其上面同样贴有Y轴光栅505，由此可以通过Y轴滑鞍507的光栅检测头来对光栅读数，以便检测Y轴滑鞍507在Y轴上的位移。Y轴纵梁501顶部还设置带缓冲件(可为弹簧)的Y轴限位柱506，其与Y轴滑鞍507底部的Y轴限位块(图未示出)配合来对Y轴滑鞍507进行限位，防止Y轴滑鞍507脱出。

以上对切割机多方面组成机构进行了详细描述，通过这些改进大大提高了设备整机性能，其具有较好的市场应用前景。

本实施例虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。