一种坡口激光切割头及切割机的制作方法

本发明属于激光加工设备，具体涉及一种坡口激光切割头及切割机。

背景技术：

1、金属结构的构件通常由多块板材焊接而成，且每一块板材在切割下料后，都需要根据结构计算的要求将其中一些用来与其他零件配合的周边制成坡口，以便于提高焊接后所得结构件的承受能力。

2、目前，对于平板坡口切割来说，一般都是先采用数控切割机把零件切割下来，再使用刨边机、坡口切割机器人、小车切割机，或是手工打磨方式，进行二次甚至三次加工，才能加工完成所需的焊接坡口。因此，现有焊接坡口加工工艺存在工序复杂、工人的劳动强度大、材料浪费严重等问题。

3、为此，市面开始出现各种能够直接进行坡口切割的设备，以提高焊接坡口的加工效率和加工质量。且其中坡口激光切割机凭借激光切割技术所具备的切割精度高、切割速度快、热影响区小、灵活度高，以及切割过程中零接触等优良性能收到了广大好评。不过，在实际使用过程中发现，现有坡口激光切割机虽然能够实现多角度切割，但其仍存在一定的加工盲区，即现有的激光头一般除了能够在水平面内旋转调整外，仅能够在板材的长度方向上进行摆动或在板材的宽度方向上摆动，其无法同时在板材的长度方向上和板材的宽度方向上对激光头的切割角度进行调整。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种能够同时在板材的长度方向上和板材的宽度方向上对激光头的切割角度进行调整的坡口激光切割头及切割机，以拓宽坡口激光切割头的加工范围和适用对象。

2、为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种坡口激光切割头，其包括连接滑板，连接滑板的一侧设置有第一旋转驱动机构，第一旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第一竖直旋转平面，第一旋转驱动机构的输出端安装有第二旋转驱动机构，第二旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第二竖直旋转平面，第二竖直旋转平面与第一竖直旋转平面垂直；第二旋转驱动机构的输出端安装有激光头固定座，激光头固定座的一侧安装有激光头连接板，激光头连接板上安装激光头。此时本发明所提供的激光头既可单独在板材的长度方向上进行摆动，以及单独在板材的宽度方向上摆动，也可在第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构的联合作用下同时在板材的长度方向上和板材的宽度方向上对激光头的切割角度进行调整，以满足多种类型坡口的加工需求。

3、进一步地，第一旋转驱动机构包括b轴旋转轴座，b轴旋转轴座的端部通过紧固件安装在连接滑板的一侧，b轴旋转轴座的内腔安装有b轴旋转电机，b轴旋转电机的输出端伸出b轴旋转轴座后连接第二旋转驱动机构，并带动第二旋转驱动机构及激光头在对应的竖直平面内进行旋转。

4、进一步地，第二旋转驱动机构包括a轴旋转轴座，a轴旋转轴座的端部与b轴旋转电机的输出端连接，a轴旋转轴座的内腔安装有a轴旋转电机，a轴旋转电机的输出端与激光头固定座连接，并带动激光头固定座及激光头在对应的竖直平面内进行旋转。

5、进一步地，a轴旋转电机为单输出轴电机，激光头固定座包括底面平板，底面平板的外侧通过紧固件与激光头连接板连接，底板平板的两端分别设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板的中部与a轴旋转电机的输出端连接，第二侧板的中部与a轴旋转轴座上远离a轴旋转电机的输出端的一端转动连接，且可直接通过轴承结构、间隙配合结构等可旋转的连接结构实现。这时由于本发明中的激光头固定座采用套设在a轴旋转轴座上的u形结构，相较于传统的单侧安装结构，本发明能够进一步地保证激光头运动的平稳性和精度。

6、进一步地，a轴旋转电机为双输出轴电机，激光头固定座包括底面平板，底面平板的外侧通过紧固件与激光头连接板连接，底板平板的两端分别设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板的中部与a轴旋转电机的其中一个输出端连接，第二侧板的中部与a轴旋转电机的另一个输出端连接。这时由于本发明中的激光头固定座采用套设在a轴旋转轴座上的u形结构，相较于传统的单侧安装结构，本发明能够进一步地保证激光头运动的平稳性和精度。

7、进一步地，a轴旋转轴座的两端均设置有两个第二限位块，第一侧板的上下两端均设置有第一抵接部，第二侧板的上下两端均设置有第二抵接部，当激光头固定座在a轴旋转电机的作用下旋转时，第一抵接部和第二抵接部能够与对应的第二限位块抵接，并对激光头固定座的最大旋转角度进行限制。

8、进一步地，b轴旋转轴座的外壁设置有两个第一限位块，a轴旋转轴座的后侧设置有限位撞块，当a轴旋转轴座在b轴旋转电机的作用下旋转时，限位撞块能够与对应的第一限位块抵接，并对a轴旋转轴座的最大旋转角度进行限制。

9、进一步地，b轴旋转电机和a轴旋转电机均为dd马达电机，且其具备低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等优点，可以直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。

10、进一步地，所述坡口激光切割头还包括z轴固定座，z轴固定座的一侧设置有丝杠传动机构和z轴导轨，丝杠传动机构的螺母座与连接滑板的中部连接，z轴导轨上竖直滑动连接有z轴滑块，z轴滑块与连接滑板连接，并带动连接滑板进行竖直移动。

11、另一方面，本发明还提供了一种坡口激光切割机，其包括切割机床，切割机床上滑动安装有横梁，横梁上滑动安装有上述坡口激光切割头。

12、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：首先，本发明所提供的激光头既可在单独板材的长度方向上进行摆动，以及单独在板材的宽度方向上摆动，也可在第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构的联合作用下同时在板材的长度方向上和板材的宽度方向上对激光头的切割角度进行调整，以满足多种类型坡口的加工需求；其次，本发明中的驱动电机采用dd马达电机，且其具备低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好、力矩波动小等优点，可以直接驱动负载省去减速传动齿轮，从而提高了系统的运行精度。

技术特征：

1.一种坡口激光切割头，包括连接滑板，连接滑板的一侧设置有第一旋转驱动机构；其特征在于，第一旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第一竖直旋转平面，第一旋转驱动机构的输出端安装有第二旋转驱动机构，第二旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第二竖直旋转平面，第二竖直旋转平面与第一竖直旋转平面垂直；第二旋转驱动机构的输出端安装有激光头固定座，激光头固定座的一侧安装有激光头连接板，激光头连接板上安装激光头。

2.根据权利要求1所述的坡口激光切割头，其特征在于，第一旋转驱动机构包括b轴旋转轴座，b轴旋转轴座的端部通过紧固件安装在连接滑板的一侧，b轴旋转轴座的内腔安装有b轴旋转电机，b轴旋转电机的输出端伸出b轴旋转轴座后连接第二旋转驱动机构。

3.根据权利要求2所述的坡口激光切割头，其特征在于，第二旋转驱动机构包括a轴旋转轴座，a轴旋转轴座的端部与b轴旋转电机的输出端连接，a轴旋转轴座的内腔安装有a轴旋转电机，a轴旋转电机的输出端与激光头固定座连接。

4.根据权利要求3所述的坡口激光切割头，其特征在于，a轴旋转电机为单输出轴电机，激光头固定座包括底面平板，底面平板的外侧通过紧固件与激光头连接板连接，底板平板的两端分别设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板的中部与a轴旋转电机的输出端连接，第二侧板的中部与a轴旋转轴座上远离a轴旋转电机的输出端的一端转动连接。

5.根据权利要求3所述的坡口激光切割头，其特征在于，a轴旋转电机为双输出轴电机，激光头固定座包括底面平板，底面平板的外侧通过紧固件与激光头连接板连接，底板平板的两端分别设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板的中部与a轴旋转电机的其中一个输出端连接，第二侧板的中部与a轴旋转电机的另一个输出端连接。

6.根据权利要求4或5所述的坡口激光切割头，其特征在于，a轴旋转轴座的两端均设置有两个第二限位块，第一侧板的上下两端均设置有第一抵接部，第二侧板的上下两端均设置有第二抵接部，当激光头固定座在a轴旋转电机的作用下旋转时，第一抵接部和第二抵接部能够与对应的第二限位块抵接。

7.根据权利要求3或4或5所述的坡口激光切割头，其特征在于，b轴旋转轴座的外壁设置有两个第一限位块，a轴旋转轴座的后侧设置有限位撞块，当a轴旋转轴座在b轴旋转电机的作用下旋转时，限位撞块能够与对应的第一限位块抵接。

8.根据权利要求3或4或5所述的坡口激光切割头，其特征在于，b轴旋转电机和a轴旋转电机均为dd马达电机。

9.根据权利要求1至5任一所述的坡口激光切割头，其特征在于，所述坡口激光切割头还包括z轴固定座，z轴固定座的一侧设置有丝杠传动机构和z轴导轨，丝杠传动机构的螺母座与连接滑板的中部连接，z轴导轨上竖直滑动连接有z轴滑块，z轴滑块与连接滑板连接。

10.一种坡口激光切割机，包括切割机床，切割机床上滑动安装有横梁；其特征在于，横梁上滑动安装有根据权利要求1至9任一所述的坡口激光切割头。

技术总结
本发明提供一种坡口激光切割头及切割机，属于激光加工设备技术领域，所述坡口激光切割头包括连接滑板，连接滑板的一侧设置有第一旋转驱动机构，第一旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第一竖直旋转平面，第一旋转驱动机构的输出端安装有第二旋转驱动机构，第二旋转驱动机构的输出端的旋转平面为第二竖直旋转平面，第二竖直旋转平面与第一竖直旋转平面垂直；第二旋转驱动机构的输出端通过激光头固定座、激光头连接板安装有激光头。本发明所提供的激光头既可在单独板材的长度方向上进行摆动，以及单独在板材的宽度方向上摆动，也可同时在板材的长度方向上和板材的宽度方向上对激光头的切割角度进行调整，以满足多种类型坡口的加工需求。

技术研发人员：周昌合
受保护的技术使用者：山东欧锐激光科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15