一种龙门式三维五轴激光切割机的制作方法

本发明涉及激光切割领域，尤其涉及一种龙门式三维五轴激光切割机。

背景技术：

如今激光切割技术已广泛应用于各行各业，除了对标准化的板材和管材进行切割之外，也需要考虑对具有复杂曲面结构的三维零件进行切割，如汽车行业的热成型件，航空航天行业的包覆件等。

在三维零件的切割加工领域，激光切割机的周边防护措施往往做得不够全面，还是时常发生工伤事故，另外，有些输送待切割工件的旋转工作台的送件效率不高，影响了激光切割机整体效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种效率和安全性都较优的龙门式三维五轴激光切割机。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种龙门式三维五轴激光切割机，包括激光器和机床机架，还包括激光防护房、三维激光切割头、驱动三维激光切割头的xyz三轴平台和安设待切割工件的旋转工作台，所述三维激光切割头包括安设在xyz三轴平台上且控制出光构件的旋转轴c轴和安设在xyz三轴平台上且控制出光构件的摆动轴a轴，所述xyz三轴平台架设于机床机架上，所述旋转工作台安设于机床机架的一侧，所述机床机架位于激光防护房内侧，所述旋转工作台至少部分位于激光防护房外侧，所述激光防护房的外侧还设有安装装置。

作为优选，所述安全装置包括两个防护围栏和两个安全光幕组件，两所述防护围栏与激光防护房围和成开口正对旋转工作台的矩形区域，两所述安全光幕组件形成的光幕位于矩形区域内。

作为优选，所述安全装置还包括感应区域跟光幕重叠的安全雷达，所述安全雷达安设于激光防护房上且正对所述开口。

作为优选，所述激光防护房为全钣金落地结构。

作为优选，所述激光防护房垂直于旋转工作台的两侧各设有一个双开门，所述双开门上设有观察窗口，两所述双开门内侧均安装有接触式感应开关。

作为优选，所述机床机架包括两个桥梁式拱形箱体结构，两所述桥梁式拱形箱体结构相对间隔设置，两所述桥梁式拱形箱体结构的两端均通过两根高强度矩形管相连，其中一根矩形管采用焊接，另外一根矩形管采用直销连接。

作为优选，所述机床机架内侧预留若干个起吊吊耳安装位。

作为优选，所述旋转工作台包括大底座，所述大底座上安设有凸轮式转台，所述凸轮式转台上安设有旋转平台，所述旋转平台两侧各安装两根夹具支架，所述夹具支架上设有用来安装夹具的定位销和安装孔，所述旋转工作台内设有电磁阀。

作为优选，所述龙门式三维五轴激光切割机还包括电气柜，所述电气柜安设于机床机架背离旋转工作台的一侧。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的龙门式三维五轴激光切割机，外侧设有激光防护房，旋转工作台至少部分位于激光防护房外侧，旋转工作台水平旋转180°即可将待切割工件迅速送往激光切割处，外露的旋转工作台部分通过安全光幕组件和安全雷达起到双重保护作用，有效避免了安全事故的发生，另外，激光防护房开设的两个侧门也都设有接触式感应开关，开门触发开关则旋转工作台停止运行，本发明全方位地保护了工作人员的人身安全，有效避免了安全事故的发生，本发明结构简单，工作效率高，具有较大的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的龙门式三维五轴激光切割机的前视图；

图2为本发明实施例提供的龙门式三维五轴激光切割机的后视图；

图3为本发明实施例提供的龙门式三维五轴激光切割机的整体布局图；

图4为本发明实施例提供的龙门式三维五轴激光切割机的内部结构示意图；

图5为本发明实施例提供的龙门式三维五轴激光切割机的内部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的旋转工作台示意图；

图7为本发明实施例提供的三维激光切割头示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7，本发明实施例提供一种龙门式三维五轴激光切割机，包括激光器1和机床机架10，还包括激光防护房5、三维激光切割头14、驱动三维激光切割头的xyz三轴平台和安设待切割工件的旋转工作台15，所述三维激光切割头14包括旋转轴c轴17和摆动轴a轴18，旋转轴c轴17可无限回转，摆动轴a轴18摆动范围±135°，如图7，在本实施例中，旋转轴c轴17和摆动轴a轴18一体成型，所述xyz三轴平台架设于机床机架10上，所述旋转工作台15安设于机床机架10的一侧，所述机床机架10位于激光防护房5内侧，所述旋转工作台15至少部分位于激光防护房5外侧，所述激光防护房5的外侧还设有安装装置。

作为优选，所述安全装置包括两个防护围栏6和两个安全光幕组件7，两所述防护围栏6与激光防护房5围和成开口正对旋转工作台15的矩形区域，两所述安全光幕组件7形成的光幕位于矩形区域内。

作为优选，所述安全装置还包括感应区域跟光幕重叠的安全雷达8，所述安全雷达8安设于激光防护房5上且正对所述开口。

在本实施例中，安全装置包括防护围栏6、安全光幕组件7及安全雷达8，安全光幕组件7按矩形区域放置，两侧用防护围栏6围起来，将整个旋转工作台区域保护起来，人一旦进入该区域则旋转工作台15停止旋转。安全雷达感应区域跟光幕重叠，人一旦进入该区域则旋转工作台15停止旋转，起双重保护功能。

作为优选，所述激光防护房5为全钣金落地结构，外形美观、安装简单，有效避免的激光辐射带来的危害。

作为优选，所述激光防护房5采用全钣金落地结构形式，左右各有一个双开门可以供人进出，门上留有观察窗口，每块门内侧安装接触式感应开关，开门触发开关则旋转工作台停止运行。防护房正向开口与旋转工作台屏风无缝对接。

作为优选，所述机床机架10包括两个桥梁式拱形箱体结构，两所述桥梁式拱形箱体结构相对间隔设置，两所述桥梁式拱形箱体结构的两端均通过两根高强度矩形管相连，其中一根矩形管采用焊接，另外一根矩形管采用直销连接。在本实施例中，机床机架10采用整体式焊接成型，四立柱龙门式框架结构，床身本体前后根大梁采用桥梁式拱形箱体结构，左右两侧各用两根高强度矩形管相连，其中一根焊接，一根用直销连接，待床身整体落位后，机床地脚与地基预埋件焊牢固，取下用销连接那根矩形管，方便人员进出。另为保证强度，后侧大梁中间开口处也用矩形管焊接相连，前侧不焊留出旋转工作台15的安装位置。

作为优选，所述机床机架10内侧预留4个起吊吊耳安装位，用于整体吊装。

作为优选，如图6，所述旋转工作台15采用双工位结构形式，在大底座19上安装有凸轮式转台20，凸轮式转台20上安装有矩形结构旋转平台21，旋转平台21相对的两端各安装两根夹具支架22，当一端的两根夹具支架22位于待切割处时，另一端的两根夹具支架22可以继续上料，加快了焊接的效率，夹具支架22上加工有定位销、安装孔及夹具安装板23，用来安装夹具，旋转平台21上方安装焊接而成的4米长屏风，内部留有电磁阀安装位24。

作为优选，所述龙门式三维五轴激光切割机还包括电气柜16，所述电气柜安设于机床机架10背离旋转工作台15的一侧，电气柜16用螺丝安装在机床机架后侧大梁上，底下用调整垫脚卸力及调整水平，外观上与钣金防护房融为一体。

本发明提供的龙门式三维五轴激光切割机，包括机床机架10、x轴组件11、y轴组件12、z轴组件13、电气柜16、旋转工作台15、三维激光切割头14、激光防护房5、安全装置、以及外围配置。

x轴组件11包括移动横梁和x轴驱动组件，横梁主要加工件采用大横截面面积的双支架式框架结构。横梁本体主要采用高强度3mm厚q345钢进行焊接。x轴驱动组件包括两根平铺在机床机架上的x轴导轨，连接移动横梁的滑块，高转速高扭矩伺服电机，以及齿轮齿条传动机构。x轴传动方式为双边齿轮齿条同步驱动形式，最大直线速度达到100m/min，最大加速度1g。

y轴组件12包括l型铸铝件和y轴驱动组件，l型铸铝件采用zl101a通过t6固溶处理铸造而成。y轴驱动组件包括横梁上端面的主导轨和侧端的副导轨，连接l型铸铝件的滑块，高转速高扭矩伺服电机，以及齿轮齿条传动机构。y轴传动方式为齿轮齿条单边驱动形式，最大直线速度达到100m/min，最大加速度1g。

z轴组件13包括用于安装三维激光切割头的圆筒形铸铝件和z轴驱动组件，圆筒形铸铝件采用zl101a通过t6固溶处理铸造而成。z轴驱动组件包括圆筒形铸铝件上的两根导轨，安装在l型铸铝件的滑块，高转速高扭矩伺服电机，以及齿轮齿条传动机构。z轴传动方式为齿轮齿条单边驱动形式，最大直线速度达到100m/min，最大加速度1g。

外围配置包括光纤激光器1，冷水机2，稳压电源3，除尘器4，操作台9。

机床机架10采用整体式焊接成型，通过充分的热处理以后具有很好的刚性及稳定性。安装方便快捷，可整机整体式吊装。移动横梁采用大横截面面积的双支架式框架结构，采用3mm厚高强度钢板进行焊接，有重量轻、强度高的特点。x轴、y轴、z轴均可达到100m/min的直线速度，1g的加速度。机床运行稳定，切割质量好。

工作时，操作人员将待切割工件放在旋转工作台在防护房外侧的夹具上，操作人员离开工作台旋转区域后按下恢复按钮，夹具上夹紧装置通过气缸及连杆机构将工件夹紧，旋转工作台15水平旋转180°将工件送入机床切割区域。机床五轴联动对工件进行切割，整个切割在防护房中进行。切割过程中，对旋转工作台15转出的工位进行下料、上料。完毕后按下恢复按钮，依此往复。旋转工作台每次变位时间约3s，一件汽车b柱零件切割时间约50s。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。