一种激光切割机及其横梁的制作方法

本实用新型属于激光切割机技术领域，更具体地说，涉及一种激光切割机及其横梁。

背景技术：

激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，因此已经成为金属板材主要的加工方式之一，得到了广泛的应用。

随着激光设备在切割加工领域的普及，对于激光切割机的速度及切割精度要求也越来越高。其中，激光切割机的横梁是其关键部件，为了达到较高的切割速度与精度，这就对横梁自身的质量提出了较高的要求。目前，现有技术中激光切割机的横梁通常都是采用铝合金一体式铸造而成，一体式铸铝横梁具有自重轻、惯性小、强度高等优点，能够满足高速激光切割机具备运动惯量小，运行速度高和加工精度高等特点的要求。

如，中国专利申请号为201520491201.6的申请案公开了一种激光切割机横梁，该申请案的激光切割机横梁，包括横梁本体以及固定于台面上的立柱，所述的立柱与所述的横梁本体一体铸造成型，所述的立柱上设置有与所述的台面垂直的立面，所述的横梁本体垂直设置于所述的立面上，所述的横梁本体上设置有矩形槽，所述的矩形槽沿横梁本体的延伸方向设置且所述矩形槽的槽口方向面向台面设置，所述的矩形槽内部设置有若干肋板，所述的肋板沿所述的横梁本体的长度方向均匀分布成锯齿状。

又如，中国专利申请号为201710990798.2的申请案公开了一种可升降式龙门激光切割机横梁，包括升降气缸、控制横梁升降器、直线导向轴、零点限位块、油压缓冲器、固定横梁支撑板、缓冲橡胶圈和横梁，所述升降气缸、控制横梁升降器、直线导向轴、零点限位块、油压缓冲器、固定横梁支撑板和缓冲橡胶圈均分左右两侧设置，横梁位于中间位置，横梁的左右两端分别与固定横梁支撑板通过螺栓固定连接，控制横梁升降器中的升降气杆可驱动固定横梁支撑板和横梁进行升降运动。

上述两申请案中的激光切割机横梁均是采用铝合金一体式铸造而成，从而在一定程度上能够有效降低横梁的重量，有利于提高激光切割机的切割速度及加工精度，但铸造铝横梁的生产周期相对较长，成本高，且在使用过程中易发生变形。因此，研究设计一种成本低、强度和刚度高、稳定性好且重量相对较轻的激光切割机横梁具有重要的意义。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有铸铝激光切割机横梁存在的以上不足，提供了一种激光切割机及其横梁。本实用新型的激光切割机横梁采用钢结构件，通过对其结构进行优化设计，从而可以有效保证横梁的强度、刚度和稳定性等使用性能，其生产成本相对于铸铝横梁得到显著降低，且其重量相对于传统钢质横梁也得到了降低。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种激光切割机的横梁，包括平行设置的四根支撑方管，支撑方管之间通过连接板焊接相连形成整体方形框架结构，上述连接板包括顶板、底板、前连接板、后连接板及支撑方管两端的侧封板，所述方形框架内部焊接有均匀间隔分布的加强机构，该加强机构包括与侧封板平行的筋板及连接方管。

更进一步的，所述顶板的两侧分别与上方两个支撑方管的顶面焊接相连，底板的两侧分别与下方两个支撑方管的底面焊接相连，后连接板的两侧分别与后侧两个支撑方管的外侧面焊接相连，前连接板的两侧分别与前侧两个支撑方管的相对侧面中部焊接相连。

更进一步的，所述的连接方管包括对应焊接连接于上方两个支撑方管之间的上排连接方管以及焊接连接于下方两个支撑方管之间的下排连接方管，所述筋板的外侧分别与后连接板、前连接板、四根支撑方管及连接方管焊接相连。

更进一步的，所述横梁端部的连接方管的尺寸大于内侧连接方管的尺寸。

更进一步的，所述侧封板及筋板的中心均加工有方形开孔，所述底板上设有间隔分布的连接耳部，下排连接方管对应焊接固定于连接耳部上，且相邻连接耳部之间加工有矩形开槽。

更进一步的，所述横梁的两端位于底板的下方均焊接固定有支撑管，该支撑管包括第二支撑管、第三支撑管及两个第一支撑管，四个支撑管共同围绕形成矩形结构；所述支撑管的下方还对应焊接固定有底座，该底座包括与支撑管的结构、位置相对应的第二底板、第三底板及两个第一底板。

更进一步的，所述第二支撑管及第三支撑管分别对应位于横梁端部的两个下排连接方管下方，两个第一支撑管分别对应位于下方两个支撑方管的下方。

本实用新型的一种激光切割机，包括床身和横梁，床身的两侧对应设有导轨，横梁滑动连接于床身上方，所述的横梁采用上述钢结构横梁结构。

更进一步的，所述床身上方设有工作台，工作台上方设有针板；所述横梁的两端通过滑座滑动连接于导轨上，所述顶板上设有相互平行且沿顶板长度方向分布的第一导轨座和齿条座，所述前连接板上设有与第一导轨座平行的第二导轨座。

更进一步的，所述横梁上设有滑架，滑架上设有Z轴移动机构，且滑架滑动连接于第一导轨座和第二导轨座上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种激光切割机的横梁，包括平行设置的四根支撑方管，支撑方管之间通过连接板焊接相连形成整体方形框架结构，且方形框架内部焊接有均匀间隔分布的加强机构，本实用新型的横梁采用钢结构焊接件，通过对其结构进行优化设计，从而可以克服现有整体式铸铝横梁存在的不足，在有效保证横梁工作所需的强度、刚度和稳定性等使用性能的基础上，显著降低横梁生产成本；同时，采用本实用新型的横梁结构相对于传统钢或铁质横梁也有效降低了横梁整体重量。

(2)本实用新型的一种激光切割机的横梁，横梁框架内部的加强机构包括与侧封板平行的筋板及连接方管，通过加强机构的设置并对其结构进行优化设计，筋板与连接方管、后连接板、前连接板及四根支撑方管共同配合，从而有利于进一步提高横梁的结构强度和稳定性，能够有效防止工作过程中横梁发生弯曲变形。

(3)本实用新型的一种激光切割机的横梁，所述横梁端部的连接方管的尺寸大于内侧连接方管的尺寸，有利于进一步保证横梁的结构强度及稳固性，同时，本实用新型中侧封板及筋板的中心均加工有方形开孔，所述底板上设有间隔分布的连接耳部，下排连接方管对应焊接固定于连接耳部上，且相邻连接耳部之间加工有矩形开槽，从而可以在保证横梁强度、刚度和稳定性的基础上进一步降低其整体重量。

(4)本实用新型的一种激光切割机的横梁，所述横梁的两端位于底板的下方均焊接固定有支撑管，同时对支撑管的结构进行优化设计，横梁两端的支撑管分别围绕形成矩形结构，通过支撑管与支撑方管及横梁端部连接方管的共同作用进一步提高了横梁的结构强度。同时，支撑管的下方焊接固定有底座，底座与支撑管的位置及结构相对应，从而一方面便于横梁的固定安装，另一方面也有利于进一步提高横梁的稳固性。

(5)本实用新型的一种激光切割机，包括床身和横梁，通过对横梁的结构进行优化设计，从而可以在有效保证横梁的强度、刚度、稳定性等使用性能的基础上，降低横梁的重量，有利于提高激光切割机的切割速度、切割精度和灵活性，且其生产成本相对于现有一体式铸铝横梁也得到了明显降低。

附图说明

图1为本实用新型的一种激光切割机的结构示意图；

图2为本实用新型的横梁的整体结构示意图；

图3为本实用新型的横梁的横向剖视图；

图4为本实用新型的横梁的纵向剖视图；

示意图中的标号说明：

1、床身；101、墙板；1011、第一方管；1012、第二方管；1013、第三方管；1014、连接板；1015、连接管；102、导轨座；1031、第一落料板；1032、第二落料板；104、吸尘机构；1041、吸尘管；1042、保护罩；105、加强机构；1051、第一上横管；1052、第二上横管； 1053、第一纵管；1054、下横管；1055、第二纵管；106、支撑板；107、抽风管；108、支撑管；109、滑道；2、滑座；3、横梁；301、侧封板；302、顶板；303、前连接板；304、后连接板；305、底板；3051、连接耳部；306、支撑方管；307、筋板；308、连接方管；4、滑架； 5、Z轴移动机构；6、工作台；7、针板；8、导轨；901、第一导轨座；902、第二导轨座； 903、齿条座；10、底座；1001、第一底板；1002、第一支撑管；1003、第二支撑管；1004、第二底板；1005、第三底板；1006、第三支撑管。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，现结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图2-图4，本实施例的一种激光切割机的横梁，包括平行设置的四根支撑方管306，支撑方管306之间通过连接板焊接相连形成整体方形框架结构，上述连接板包括顶板302、底板305、前连接板303、后连接板304及支撑方管306两端的侧封板301(此处前连接板303 和后连接板304仅是为了便于表达和区分进行的命名，其中以加工有导轨座的一侧作为前连接板，而本实施例中具体指图1中远离工作台面的一侧)，其中顶板302的两侧分别与上方两个支撑方管306的顶面焊接相连，底板305的两侧分别与下方两个支撑方管306的底面焊接相连，后连接板304的两侧分别与后侧两个支撑方管306的外侧面焊接相连，前连接板303 的两侧分别与前侧两个支撑方管306的相对侧面中部焊接相连。

所述方形框架内部焊接有均匀间隔分布的加强机构，该加强机构包括与侧封板301平行的筋板307及连接方管308，所述的连接方管308包括对应焊接连接于上方两个支撑方管306 之间的上排连接方管以及焊接连接于下方两个支撑方管306之间的下排连接方管，所述筋板 307的外侧分别与后连接板304、前连接板303、四根支撑方管306及连接方管308焊接相连。

目前，为了提高激光切割机的剪切速度和灵活性，现有技术中通常都是采用一体式铸铝结构横梁(厚方管结构)，因此其生产成本相对较高，且易发生弯曲变形。针对上述现状，本实施例的横梁直接采用钢结构件，同时发明人通过大量实验对横梁的结构进行优化设计，从而可以有效降低横梁的生产成本，同时保证横梁的强度、刚度及稳定性，进而有利于保证激光切割机工作的稳定性，并提高其切割速度与切割精度；同时该横梁重量相对于传统钢质横梁也得到了降低。

实施例2

本实施例的一种激光切割机的横梁，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：本实施例中横梁端部的连接方管308的尺寸大于内侧连接方管308的尺寸，从而有利于进一步保证横梁的结构强度及稳固性。本实施例中侧封板301及筋板307的中心均加工有方形开孔，所述底板305上设有间隔分布的连接耳部3051，下排连接方管对应焊接固定于连接耳部3051 上，且相邻连接耳部3051之间加工有矩形开槽，从而可以在保证横梁强度、刚度和稳定性的基础上进一步降低其整体重量。

实施例3

本实施例的一种激光切割机的横梁，其结构基本同实施例2，其区别主要在于：所述横梁的两端位于底板305的下方均焊接固定有支撑管，该支撑管包括第二支撑管1003、第三支撑管1006及两个第一支撑管1002，四个支撑管共同围绕形成矩形结构，其中第二支撑管1003 及第三支撑管1006分别对应位于横梁端部的两个下排连接方管308下方，两个第一支撑管 1002分别对应位于下方两个支撑方管306的下方。所述支撑管的下方还对应焊接固定有底座 10，该底座10包括与支撑管的结构、位置相对应的第二底板1004、第三底板1005及两个第一底板1001。通过支撑管与底座的设置，并对其结构进行优化设计，从而一方面便于横梁的固定安装，另一方面有利于进一步保证横梁的结构强度及刚度。

实施例4

本实施例的一种激光切割机，包括床身1和横梁3，床身1的两侧对应设有导轨8，横梁 3滑动连接于床身1上方，所述横梁3结构同实施例3。本实施例中床身1上方设有工作台6，工作台6上方设有针板7；所述横梁3的两端通过滑座2滑动连接于导轨8上，且横梁3上设有滑架4，滑架4上设有Z轴移动机构5，并可沿横梁3长度方向进行滑动。具体的，本实施例中顶板302上设有相互平行且沿顶板302长度方向分布的第一导轨座901和齿条座903，所述前连接板303上设有与第一导轨座901平行的第二导轨座902，滑架4即滑动连接于第一导轨座901和第二导轨座902上。

实施例5

本实施例的一种激光切割机，其结构基本同实施例4，更进一步的，本实施例的床身包括左右两墙板101及焊接固定于两墙板101之间的连接机构105，其中，所述的墙板101包括第一方管1011、位于第一方管1011上方平行并列设置的第二方管1012和第三方管1013，第二方管1012与第三方管1013焊接相连，且第一方管1011与第二方管1012通过连接板1014 焊接相连，所述第一方管1011的两端与第二方管1012、第三方管1013之间通过连接管1015 焊接相连。采用连接板1014、连接管1015及连接机构105将三个方管焊接连接形成主体钢结构框架，从而既可以有效提高床身所需的强度、刚度和稳定性，同时又可以减少材料使用及床身整体重量。

本实施例的连接机构105包括下横管1054，及位于下横管1054上方上下堆叠焊接固定在一起的第一上横管1051和第二上横管1052，且下横管1054与第二上横管1052之间焊接固定有间隔分布的第一纵管1053。通过对连接机构105的结构进行优化设计，连接机构105 与左右墙板焊接形成整体框架，从而可以进一步提高整体床身的强度及结构稳固性。

具体的，所述下横管1054的两端分别与两个第一方管1011焊接相连，所述第一上横管 1051的两端分别与第三方管1013焊接相连，且第一方管1011与第二方管1012、第三方管 1013之间还焊接有间隔分布的第二纵管1055，第二纵管1055的位置与连接机构105的位置相对应，第二总管与连接机构共同作用进一步提高墙板结构及床身整体的结构强度及稳定性。本实施例中床身两端的两根第一上横管1051均为方形管结构，中间的第一上横管1051均为三角管结构。

实施例6

本实施例的一种激光切割机，其结构基本同实施例5，其区别主要在于：所述相邻连接机构105之间设有倾斜的第一落料板1031和第二落料板1032，第一落料板1031和第二落料板1032共同围绕形成倒锥形灰仓。通过落料板的设置可以对剪切废料进行导向和缓冲，便于废料掉落，并减少落料对床身的冲击作用。

本实施例中左右两墙板101之间还设有吸尘机构104，该吸尘机构104包括方形吸尘管 1041及位于吸尘管1041上方的落料罩1042，其中吸尘管1041穿过第二落料板1032且焊接支撑于下横管1054上，所述吸尘管1041的一端还通过抽风管107与抽风机相连。本实用新型将吸尘机构104设置于左右墙板中间，其吸尘管穿过第二落料板1032且焊接支撑于下横管上，从而一方面有利于提高抽风效果，另一方面吸尘机构104与连接机构105形成一个整体，起到结构稳固作用，有利于进一步提高整体结构的强度。此外，吸尘管1041上方落料罩1042 的顶部设计为三角形结构，从而还可以对落料起缓冲作用，降低落料对吸尘管的冲击。

实施例7

本实施例的一种激光切割机，其结构基本同实施例6，其区别主要在于：本实施例中床身的一端还设有用于安装电器柜、空调、电器控制系统的容纳空间，该容纳空间的底部设有间隔分布且与第一方管1011焊接相连的支撑管108。本实施例将电器柜、空调、电器控制系统等元器件直接安装于床身内，从而可以优化激光切割机的整体结构，美观环境，减少占地面积，避免客户进行第二次安装。需要说明的是，本实施例通过对床身结构进行优化设计，相对于现有床身结构可以在加长床身长度以容纳电器柜、空调、电器控制系统等元器件，以及保证床身的强度、刚度、稳定性等性能的基础上，保证床身重量不增加。本实施例中左右墙板的内壁还焊接有支撑板106，通过支撑板106对工作台进行安装支撑，所述床身的下方还设有滑道109，从而便于对拉料小车进行导向。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。