用于激光开孔机的运动系统的制作方法

本实用新型涉及激光开孔机，更具体地说，它涉及一种用于激光开孔机的运动系统。

背景技术：

拉丝模具在加工生产时，需要通过激光开孔机进行孔槽的加工成型以及拉丝孔的开设。

公告号为CN106001941B的中国专利公告的一种激光拉丝模打孔机及其线性变频控制方法，其技术要点是：包括计算机控制系统、编码及驱动单元、运动系统、激光器、旋转系统、聚焦成像系统、光束传输系统、模具，还包括支撑平台；其中，引证文件于权利要求1中公开：“运动系统包括X轴平移台、Y轴平移台、Z轴平移台，旋转系统包括旋转台、定心卡具、驱动电机”，“旋转台安装在运动系统的X轴平移台上”，“聚焦镜头安装在Z轴平移台上”。

上述方案中，X轴平移台和Y轴平移台带动定心卡具实现待加工拉丝模与聚焦镜头水平方向的相对运动，通过Z轴平移台带动聚焦镜头实现待加工拉丝模与聚焦镜头竖直方向的相对运动，从而实现待加工拉丝模的激光开槽或者激光开孔。

但是，当加工不同型号的拉丝模时，需要调整定心卡具与聚焦镜头的初始相对位置，而上述方案在调整时，需要同时对定心卡具和聚焦镜头进行调整，存在一定的不便性；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于激光开孔机的运动系统，一方面仅需对装夹机构进行位置调整，另一方面具有一个不同的聚焦镜头作为参照物，从而实现调整装夹机构与聚焦镜头的初始相对位置更加便利的技术效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于激光开孔机的运动系统，包括固定于激光开孔机的X轴位移机构、固定于X轴位移机构的Y轴位移机构，以及固定于Y轴位移机构的Z轴位移机构，所述Z轴位移机构驱动有水平台，所述水平台固定有连接筒，所述连接筒顶端转动连接有装夹机构，所述连接筒内固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴与装夹机构下端面中心固定。

通过采用上述技术方案，本实用新型在正常工作时，由装夹机构装夹固定待加工拉丝模，由驱动电机带动装夹机构旋转，从而带动待加工拉丝模旋转，由X轴位移机构和Y轴位移机构实现待加工拉丝模水平面内的位移，由Z轴位移机构实现待加工拉丝模竖直方向的位移，结合以上待加工拉丝模的旋转、水平面内的位移以及竖直方向的位移，实现待加工拉丝模在激光加工过程中需要的所有与聚焦镜头的相对运动需求；当需要根据不同的待加工拉丝模，校准装夹机构与聚焦镜头的初始相对位置时，由于本实用新型具备带动待加工拉丝模所有运动需求的能力，因此可以采用固定式的聚焦镜头，从而以此作为参照物，通过X轴位移机构、Y轴位移机构以及Z轴位移机构对装夹机构进行调整，从而实现装夹机构与聚焦镜头的初始相对位置的调整，相较于引证文件，一方面仅需对装夹机构进行位置调整，另一方面具有一个不同的聚焦镜头作为参照物，从而实现调整装夹机构与聚焦镜头的初始相对位置更加便利的技术效果。

本实用新型进一步设置为：所述X轴位移机构包括与激光开孔机固定的第一固定座、与第一固定座滑移连接的第一滑移座，以及用于驱动第一滑移座的第一步进电机，所述第一滑移座设置有第一螺纹套，所述第一步进电机固定于第一固定座一端，且输出轴固定有第一螺杆，所述第一螺杆与第一螺纹套螺纹配合。

通过采用上述技术方案，本实用新型通过第一固定座实现与激光开孔机的固定安装，当需要带动装夹机构沿X轴方向移动时，第一步进电机驱动第一螺杆同步顺时针旋转，第一螺杆在顺时针旋转的过程中与第一螺纹套配合，产生朝向X轴方向一端的螺纹推进力，从而推动装夹机构朝向X轴方向一端移动，第一步进电机驱动第一螺杆同步逆时针旋转，第一螺杆在逆时针旋转的过程中与第一螺纹套配合，产生朝向X轴方向另一端的螺纹推进力，从而推动装夹机构朝向X轴方向另一端移动，综上所述，仅需通过控制第一步进电机的转动方向，即可控制装夹机构朝向X轴方向两端移动，仅需控制第一步进电机的转动速率，即可控制装夹机构于X轴方向的移动速度，达到控制装夹机构沿X轴方向移动更加便利的技术效果。

本实用新型进一步设置为：所述第一螺杆两端均设置有轴承，所述轴承的外圆与第一固定座固定。

通过采用上述技术方案，通过轴承连接第一螺杆与第一固定座，从而在不影响第一螺杆转动能力的前提下，对第一螺杆两端进行限制，有效防止第一螺杆发生折弯。

本实用新型进一步设置为：所述Y轴位移机构包括与第一滑移座固定的第二固定座，与第二固定座滑移连接的第二滑移座，以及用于驱动第二滑移座的第二步进电机，所述第二滑移座设置有第二螺纹套，所述第二步进电机固定于第二固定座一端，且输出轴固定有第二螺杆，所述第二螺杆与第二螺纹套螺纹配合。

通过采用上述技术方案，仅需控制第二步进电机的转动方向，即可控制装夹机构朝向Y轴方向两端移动，仅需控制第二步进电机的输出功率，即可控制装夹机构于Y轴方向的移动速度，集合以上两点，达到控制装夹机构沿Y轴方向移动更加便利的技术效果。

本实用新型进一步设置为：所述Z轴位移机构包括与第二滑移座固定的竖直导板、与竖直导板滑移套接的升降套，以及固定于竖直导板的滑台气缸，所述滑台气缸的滑台与升降套固定连接。

通过采用上述技术方案，由滑台气缸直接控制升降套的上升或者下移，从而仅需将水平台固定于升降套之上，即可控制装夹机构于竖直方向的移动，同时，利用滑台气缸占用空间小的技术特点，有效解放本实用新型的上方空间。

本实用新型进一步设置为：所述装夹机构包括与连接筒顶端同轴转动连接的下圆盘、与下圆盘轴固定的上圆盘、至少三个与上圆盘滑移连接的夹爪，以及用于控制夹爪滑动的控制盘，所述控制盘转动连接于下圆盘和上圆盘之间，且其上端面开设有螺旋槽，所述夹爪下端面设置有嵌入于螺旋槽的受力块。

通过采用上述技术方案，当需要装夹待加工拉丝模时，将待加工拉丝模放置于上圆盘的上表面中心，并顺时针转动控制盘，三个夹爪的受力块同时受到螺旋槽的推力，同步朝向上圆盘中心靠拢，实现待加工拉丝模的夹紧固定；当需要松开待加工拉丝模时，逆时针转动控制盘，从而三个夹爪的受力块受到反方向的推力作用，同步朝向上圆盘边缘移动，实现待加工拉丝模的松开；综上所述，仅需以不同方向转动控制盘，即可实现待加工拉丝模的夹紧或者松开，达到装夹和拆卸待加工拉丝模更加便利的技术效果。

本实用新型进一步设置为：所述上圆盘开设有截面呈工字形的滑槽，所述夹爪设置有与滑槽滑移配合的工形滑块。

通过采用上述技术方案，夹爪通过工形滑块与滑槽之间的配合，实现与上圆盘的滑移连接，有效确保两者的连接稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述控制盘的圆周面设置有防滑楞。

通过采用上述技术方案，增大控制盘圆周面的表面粗糙度，从而避免工人在转动控制盘时发生打滑，进而为转动控制盘提供便利。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：一方面仅需对装夹机构进行位置调整，另一方面具有一个不同的聚焦镜头作为参照物，从而实现调整装夹机构与聚焦镜头的初始相对位置更加便利的技术效果；仅需通过控制第一步进电机的转动方向，即可控制装夹机构朝向X轴方向两端移动；仅需控制第一步进电机的转动速率，即可控制装夹机构于X轴方向的移动速度；通过轴承连接第一螺杆与第一固定座，从而在不影响第一螺杆转动能力的前提下，对第一螺杆两端进行限制，有效防止第一螺杆发生折弯；利用滑台气缸占用空间小的技术特点，有效解放本实用新型的上方空间；仅需以不同方向转动控制盘，即可实现待加工拉丝模的夹紧或者松开，达到装夹和拆卸待加工拉丝模更加便利的技术效果；夹爪通过工形滑块与滑槽之间的配合，实现与上圆盘的滑移连接，有效确保两者的连接稳定性；通过防滑楞增大控制盘圆周面的表面粗糙度，从而避免工人在转动控制盘时发生打滑。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型连接筒的局部剖视图，主要表示驱动电机；

图3为本实用新型Z轴位移机构的结构示意图；

图4为本实用新型装夹机构的爆炸图。

附图说明：11、X轴位移机构；111、第一固定座；112、第一滑移座；113、第一步进电机；114、第一螺纹套；115、第一螺杆；116、轴承；12、Y轴位移机构；121、第二固定座；122、第二滑移座；123、第二步进电机；124、第二螺纹套；125、第二螺杆；13、Z轴位移机构；131、竖直导板；132、升降套；133、滑台气缸；14、水平台；15、连接筒；16、装夹机构；161、下圆盘；162、上圆盘；163、夹爪；164、控制盘；165、螺旋槽；166、受力块；167、滑槽；168、工形滑块；169、防滑楞；17、驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

用于激光开孔机的运动系统，如图1、图2所示，包括固定于激光开孔机的X轴位移机构11、固定于X轴位移机构11的Y轴位移机构12，以及固定于Y轴位移机构12的Z轴位移机构13，Z轴位移机构13驱动有水平台14，水平台14焊接固定有连接筒15，连接筒15顶端同轴转动连接有装夹机构16，连接筒15内固定安装有驱动电机17，驱动电机17的输出轴与装夹机构16下端面中心固定。

本实用新型在正常工作时，由装夹机构16装夹固定待加工拉丝模，由驱动电机17带动装夹机构16旋转，从而带动待加工拉丝模旋转，由X轴位移机构11和Y轴位移机构12实现待加工拉丝模水平面内的位移，由Z轴位移机构13实现待加工拉丝模竖直方向的位移，结合以上待加工拉丝模的旋转、水平面内的位移以及竖直方向的位移，实现待加工拉丝模在激光加工过程中需要的所有与聚焦镜头的相对运动需求。

当需要根据不同的待加工拉丝模，校准装夹机构16与聚焦镜头的初始相对位置时，由于本实用新型具备带动待加工拉丝模所有相对运动需求的能力，因此可以采用固定式的聚焦镜头，从而以此作为参照物，通过X轴位移机构11、Y轴位移机构12以及Z轴位移机构13对装夹机构16进行调整，从而实现装夹机构16与聚焦镜头的初始相对位置的调整，相较于引证文件，一方面仅需对装夹机构16进行位置调整，另一方面具有一个不同的聚焦镜头作为参照物，从而实现调整装夹机构16与聚焦镜头的初始相对位置更加便利的技术效果。

X轴位移机构11通过如下方式控制装夹机构16于X轴方向的位移，如图1所示，X轴位移机构11包括与激光开孔机固定的第一固定座111、与第一固定座111滑移连接的第一滑移座112，以及用于驱动第一滑移座112的第一步进电机113，第一滑移座112一体成型有第一螺纹套114，第一步进电机113螺栓固定于第一固定座111一端，且输出轴固定有第一螺杆115，第一螺杆115与第一螺纹套114螺纹配合；当需要带动装夹机构16沿X轴方向移动时，第一步进电机113驱动第一螺杆115同步顺时针旋转，第一螺杆115在顺时针旋转的过程中与第一螺纹套114配合，产生朝向X轴方向一端的螺纹推进力，从而推动装夹机构16朝向X轴方向一端移动，第一步进电机113驱动第一螺杆115同步逆时针旋转，第一螺杆115在逆时针旋转的过程中与第一螺纹套114配合，产生朝向X轴方向另一端的螺纹推进力，从而推动装夹机构16朝向X轴方向另一端移动；综上所述，仅需通过控制第一步进电机113的转动方向，即可控制装夹机构16朝向X轴方向两端移动，仅需控制第一步进电机113的转动速率，即可控制装夹机构16于X轴方向的移动速度，达到控制装夹机构16沿X轴方向移动更加便利的技术效果。

需要说明的是，如图1所示，第一螺杆115两端均套接固定有轴承116，轴承116的外圆与第一固定座111固定，从而在不影响第一螺杆115转动能力的前提下，对第一螺杆115两端进行限制，有效防止第一螺杆115发生折弯。

Y轴位移机构12通过如下方式控制装夹机构16于Y轴方向的位移，如图1所示，Y轴位移机构12包括与第一滑移座112螺栓固定的第二固定座121，与第二固定座121滑移连接的第二滑移座122，以及用于驱动第二滑移座122的第二步进电机123，第二滑移座122一体成型有第二螺纹套124，第二步进电机123螺栓固定于第二固定座121一端，且输出轴固定有第二螺杆125，第二螺杆125与第二螺纹套124螺纹配合，从而仅需控制第二步进电机123的转动方向，即可控制装夹机构16朝向Y轴方向两端移动，仅需控制第二步进电机123的输出功率，即可控制装夹机构16于Y轴方向的移动速度，集合以上两点，达到控制装夹机构16沿Y轴方向移动更加便利的技术效果。

Z轴位移机构13通过如下方式控制装夹机构16于竖直方向的位移，如图1、图3所示，Z轴位移机构13包括与第二滑移座122螺栓固定的竖直导板131、与竖直导板131滑移套接的升降套132，以及固定于竖直导板131的滑台气缸133，滑台气缸133的滑台与升降套132固定连接；由滑台气缸133直接控制升降套132的上升或者下移，从而仅需将水平台14固定于升降套132之上，即可控制装夹机构16于竖直方向的移动，同时，利用滑台气缸133占用空间小的技术特点，有效解放本实用新型的上方空间。

装夹机构16通过如下方式装夹固定待加工拉丝模，如图2、图4所示，装夹机构16包括与连接筒15顶端同轴转动连接的下圆盘161、与下圆盘161轴固定的上圆盘162、至少三个与上圆盘162滑移连接的夹爪163，以及用于控制夹爪163滑动的控制盘164，控制盘164转动连接于下圆盘161和上圆盘162之间，且其上端面开设有螺旋槽165，夹爪163下端面一体成型有嵌入于螺旋槽165的受力块166；当需要装夹待加工拉丝模时，将待加工拉丝模放置于上圆盘162的上表面中心，并顺时针转动控制盘164，三个夹爪163的受力块166同时受到螺旋槽165的推力，同步朝向上圆盘162的中心靠拢，实现待加工拉丝模的夹紧固定；当需要松开待加工拉丝模时，逆时针转动控制盘164，从而三个夹爪163的受力块166受到反方向的推力作用，同步朝向上圆盘162的边缘移动，实现待加工拉丝模的松开；综上所述，仅需以不同方向转动控制盘164，即可实现待加工拉丝模的夹紧或者松开，达到装夹和拆卸待加工拉丝模更加便利的技术效果。

为提高夹爪163与上圆盘162的连接稳定性，如图2、图4所示，上圆盘162开设有截面呈工字形的滑槽167，夹爪163一体成型有与滑槽167滑移配合的工形滑块168，从而夹爪163通过工形滑块168与滑槽167之间的配合，实现与上圆盘162的滑移连接，有效确保两者的连接稳定性。

为便于工人转动控制盘164，如图4所示，控制盘164的圆周面一体成型有防滑楞169，从而通过防滑楞169增大控制盘164圆周面的表面粗糙度，从而避免工人在转动控制盘164时发生打滑，进而为转动控制盘164提供便利。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。