CN102179624B - 一种复合驱动技术的数控激光切割机 - Google Patents

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Abstract

一种复合驱动技术的数控激光切割机。涉及对数控板料激光切割机激光头小范围运动驱动结构的改进。结构更为轻便,更便于控制,进而使得运行精度更好。包括对称设置在悬臂梁两侧的激光头座驱动装置一和激光头座驱动装置二;激光头座驱动装置一包括带有驱动电机的驱动座一和驱动杆一;驱动座一与Y导轨活动连接,并位于悬臂梁根部的一侧;驱动杆一的一端通过铰销一A与驱动座一相连接,驱动杆一的另一端通过铰销一B连接在激光头座的侧面;激光头座驱动装置二亦然。本发明改变了背景技术中直接在悬臂梁上设置驱动装置的模式,改进为将一对驱动装置设置在Y导轨上,大大降低了悬臂梁的载荷。适合在高精度数控激光切割机上应用。

Description

一种复合驱动技术的数控激光切割机
技术领域
[0001] 本发明涉及数控板料激光切割机,尤其涉及对数控板料激光切割机激光头小范围运动驱动结构的改进。
背景技术
[0002] 宽、大幅面激光切割机有很大市场应用前景,由于其切割幅面大,所以通常运动部件的重量大,比如:主横梁单体重量达2-3吨,加上激光发生器、水冷机等,约有4-5吨的重量。主横梁重量大的主要弊病是:1、重量大、惯性大,使得主横梁运动的动态响应速度差,对加工精度与质量有很大的影响。2、使得主横梁结构的刚度差,会造成传动系统定位误差大。上述两问题使得现有设备在加工小孔槽或局部复杂形状时,精度低、质量低、加工效率低。运动部件质量大时,工作过程中驱动系统消耗功率大,不符合当今低碳减排的产业要求。
[0003] 为此,申请人于2010.6.10.向国家知识产权局同时提出了名称为“一种激光切割机及其工作方法,201010196705.7”以及“激光切割机,201020221418.2”两项专利申请,前者与2011.1.26.公开,公开号:CN101862909A。该项创新技术为克服前述问题,它采用在横梁上的激光头座上增设X向短导轨,与激光头座相对于横梁的Y向运动复合,完成小范围区域内激光头的运动,进而在小范围运动时无需横梁进行X向进给运动,大大降低设备的使用能耗。它能够像小幅面激光切割机一样,具有高的切割质量、高效率,高精度,且切割过程中驱动系统消耗的功率较小的效果。
[0004] 但是,前述创新手段中采用的激光头座结构仍然显得较为庞大、笨重,造成运动惯性大,进而导致运行精度低,可控性差。如图2所示,图中驱动电机8设置在悬臂梁4上,驱动激光头座40做X向的短程运动。
发明内容
[0005] 本发明针对以上问题,提供了一种结构更为轻便,更便于控制,进而使得运行精度更好的一种复合驱动技术的数控激光切割机。
[0006] 本发明的技术方案是:包括控制器、设有X导轨的机架、设有Y导轨的横梁、激光头、激光头座和悬臂梁,所述横梁与机架上的X导轨活动相连,
[0007] 所述Y导轨设在所述横梁朝向所述激光头的侧面,所述悬臂梁的根部与所述Y导轨活动连接;
[0008] 还包括对称设置在悬臂梁两侧的、用于降低悬臂梁载荷且能够在Y向驱动的激光头座驱动装置一和激光头座驱动装置二;
[0009] 所述激光头座驱动装置一包括带有驱动电机的驱动座一和驱动杆一;所述驱动座一与所述Y导轨活动连接,并位于所述悬臂梁根部的一侧;所述驱动杆一的一端通过铰销一 A与所述驱动座一相连接,所述驱动杆一的另一端通过铰销一 B连接在所述激光头座的侧面;
[0010] 所述激光头座驱动装置二包括带有驱动电机的驱动座二和驱动杆二 ;所述驱动座二与所述Y导轨活动连接,并位于所述悬臂梁根部的另一侧;所述驱动杆二的一端通过铰销二 A与所述驱动座二相连接,所述驱动杆二的另一端通过铰销二 B连接在所述激光头座的另一侧面。
[0011] 本发明改变了背景技术中直接在悬臂梁上设置驱动装置的模式,改进为将一对驱动装置设置在Y导轨上,这样,大大降低了悬臂梁的载荷,并且将原技术方案在悬臂梁上设置的X向直线驱动机构改为在横梁上设置Y向驱动机构。此外,通过三角函数关系,可以判断出电机运行过程中直线运行的累积误差将大大降低。适合在高精度数控激光切割机上应用。
附图说明
[0012] 图1是本发明的结构示意图;
[0013] 图中1是X导轨,2是机架,3是横梁,30是Y导轨,4是悬臂梁,40是激光头座,5是激光头,6是驱动座一,60是驱动杆一,7是驱动座二,70是驱动杆二 ;
[0014] 图2是本发明背景技术的示意图;
[0015] 图中8是驱动电机。
具体实施方式
[0016] 本发明如图1所示,包括控制器、设有X导轨1的机架2、设有Y导轨30的横梁3、激光头5、激光头座40和悬臂梁4,所述横梁3与机架2上的X导轨1活动相连;
[0017] 所述Y导轨30设在所述横梁3朝向所述激光头5的侧面,所述悬臂梁4的根部与所述Y导轨30活动连接;
[0018] 还包括对称设置在悬臂梁4两侧的激光头座驱动装置一和激光头座驱动装置二 ;
[0019] 所述激光头座驱动装置一包括带有驱动电机的驱动座一 6和驱动杆一 60 ;所述驱动座一 6与所述Y导轨30活动连接,并位于所述悬臂梁4根部的一侧;所述驱动杆一 60的一端通过铰销一 A与所述驱动座一 6相连接,所述驱动杆一 60的另一端通过铰销一 B连接在所述激光头座40的侧面;即通过驱动座一 6在Y导轨30上的直线运动,驱动驱动杆一60,再带动激光头座40在X向运动。
[0020] 所述激光头座驱动装置二包括带有驱动电机的驱动座二 7和驱动杆二 70 ;所述驱动座二 7与所述Y导轨30活动连接,并位于所述悬臂梁4根部的另一侧;所述驱动杆二 70的一端通过铰销二 A与所述驱动座二 7相连接,所述驱动杆二 70的另一端通过铰销二 B连接在所述激光头座40的另一侧面。
[0021] 其实,申请人在试制过程中曾尝试单侧设置前述的激光头座驱动装置,但发现单侧设置时,由于驱动杆两端分别于激光头座4、驱动座构成铰接关系,Z轴的旋转自由度未被限制,精度控制不理想。因此,提出了在悬臂梁两侧对称设置(复合驱动技术)激光头座驱动装置的技术方案,可使得激光头座40的运动更为平衡。
[0022] 本发明的优点是:结构简单,动态响应速度快,精度高,柔性好。同时,结合主横梁的运动,能够实现在大切割幅面内的高速,高精度的切割。

Claims (1)

1.一种复合驱动技术的数控激光切割机,包括控制器、设有X导轨的机架、设有Y导轨的横梁、激光头、激光头座和悬臂梁,所述横梁与机架上的X导轨活动相连,其特征在于,所述Y导轨设在所述横梁朝向所述激光头的侧面,所述悬臂梁的根部与所述Y导轨活动连接; 还包括对称设置在悬臂梁两侧的、用于降低悬臂梁载荷且能够在Y向驱动的激光头座驱动装置一和激光头座驱动装置二; 所述激光头座驱动装置一包括带有驱动电机的驱动座一和驱动杆一;所述驱动座一与所述Y导轨活动连接,并位于所述悬臂梁根部的一侧;所述驱动杆一的一端通过铰销一A与所述驱动座一相连接,所述驱动杆一的另一端通过铰销一 B连接在所述激光头座的侧面;在悬臂梁两侧对称设置激光头座驱动装置一和驱动装置二,使得激光头座的运动平衡;所述激光头座驱动装置二包括带有驱动电机的驱动座二和驱动杆二 ;所述驱动座二与所述Y导轨活动连接,并位于所述悬臂梁根部的另一侧;所述驱动杆二的一端通过铰销二 A与所述驱动座二相连接,所述驱动杆二的另一端通过铰销二 B连接在所述激光头座的另一侧面。
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