CN104384711B - 一种龙门移动式激光切割焊接机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门移动式激光切割焊接机床，该设备既能进行激光切割，也能对非平面的较大尺寸工件进行焊接，满足使用厂家多种切割、焊接需求，为生产节约设备成本，提高了加工效率和加工范围，可以解决目前的激光切割焊接一体设备对焊接应用的限制，另外，本发明独特的龙门架结构设计保证了设备的整体刚性，各轴运行速度快，设备高效稳定，加工精度高。

Description

一种龙门移动式激光切割焊接机床

技术领域

本申请涉及一种用于金属板材加工的数控光纤激光切割焊接一体设备，尤其涉及一种龙门移动式激光切割焊接机床。

背景技术

激光切割、激光焊接与传统加工方式相比，不需要加工工具、加工速度快、表面变形小，加工材料范围广泛，在机械、电子、医疗、通讯等多个行业的生产实践领域应用越来越多。随着工业激光产业的快速发展，激光加工技术已从简单应用逐渐转向多元化应用，单一的激光切割设备或者激光焊接设备已经不能满足生产需求。激光加工设备运行成本较低，但购买时一次性投入成本较高。对于同时需要激光切割与激光焊接的应用厂家，激光切割与焊接一体设备节约了设备成本，提高了加工效率和加工范围，性价比较高。

现有的激光切割焊接一体设备的应用范围较窄，多以钢板等平面板材的焊接为主，对于较大工件的空间曲线焊缝则应用受限；极少数可实现较大尺寸工件焊接的激光切割焊接一体设备则采用机载式切割头加配备手持焊枪的形式，焊接精度和质量均得不到保证，且激光对手持操作者的安全隐患较大。

发明内容

本发明了提供了一种龙门移动式激光切割焊接机床，以解决现有的焊接设备焊接精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种龙门移动式激光切割焊接机床，用于需要激光切割与焊接的场所，该机床包括：机床床身、龙门架；所述机床床身包括机床基台、切割台、焊接台、水平导轨及齿条、T型槽、T型螺栓；其中，所述切割台固定在所述机床基台上；所述焊接台设置在所述切割台之上，并且所述焊接台通过所述T型螺栓和所述T型槽的配合，固定在所述机床基台上；所述龙门架包括两端的立柱、横梁、浮动轴、Z轴；其中，所述立柱包含第一竖直导轨、丝杠、顶端电机、第一滑块；其中，所述丝杠和所述顶端电机连接；所述立柱通过所述第一滑块与所述水平导轨配合，进行水平运动；所述横梁包括第二滑块、第一L型连接板，所述第一L型连接板和所述丝杠固定连接；所述横梁通过所述第二滑块与所述第一竖直导轨配合，以进行上下运动；所述浮动轴可带动所述Z轴沿所述横梁水平运动；所述Z轴包括切割头、焊接头、第一伺服电动缸和第二伺服电动缸、第三滑块、第二竖直导轨、第二L型连接板；其中，所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸固定在所述Z轴上，所述切割头、所述焊接头分别通过所述第二L型连接板与所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸相连，并沿所述第二竖直导轨上下运动，所述Z轴与所述浮动轴的竖直丝杠相连，并可沿所述竖直丝杠上下运动。

优选的，所述焊接台上设置有定位孔，所述T型槽有定位销，其中所述定位销和所述定位孔配合使用。

优选的，所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸通过控制系统实现互锁，即所述第一伺服电动缸的推杆降至最低位，所述第二伺服电动缸锁紧，不能动作；同样，所述第二伺服电动缸的推杆降至最低位，所述第一伺服电动缸锁紧，不能动作；以防止所述切割头和所述焊接头同时出现在所述Z轴的最下端。

优选的，所述切割头、所述焊接头的行程由所述第二竖直导轨上的第一限位块、第二限位块共同控制。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种龙门移动式激光切割焊接机床，该设备既能进行激光切割，也能对非平面的较大尺寸工件进行焊接，满足使用厂家多种切割、焊接需求，为生产节约设备成本，提高了加工效率和加工范围，可以解决目前的激光切割焊接一体设备对焊接应用的限制，另外，本发明独特的龙门架结构设计保证了设备的整体刚性，各轴运行速度快，设备高效稳定，加工精度高。

进一步的，横梁与Z轴的升降功能扩大了机床Z轴的行程，可对非平面、较大工件进行焊接，提高了加工效率和加工范围，为使用厂家节约了设备成本；

进一步的，焊接台连接方式简单，安装与拆除方便快捷，可迅速实现切割与焊接功能转换，生产效率高，为使用厂家节约了时间成本；

进一步的，焊接头与切割头共用一个Z轴，并有互锁设计，工作时不会互相干涉，保证了操作安全。

附图说明

图1为本发明实施例的龙门机床的结构主视图；

图2为本发明实施例的龙门机床的结构俯视图；

图3为本发明实施例T型槽3和T型螺栓4的具体结构图；

图4为本发明实施例的是横梁8的放大示意图；

图5为本发明实施例的Z轴17的放大示意图。

附图标记说明：机床基台1、切割台2、T型槽3、T型螺栓4、焊接台5、立柱6、第一竖直导轨7、横梁8、第二滑块9、丝杠10、切割头11、第二L型连接板12、第三滑块13、第一伺服电动缸14、第二竖直导轨15、浮动轴16、Z轴17、第二伺服电动缸18、第一限位块19、第二限位块20、焊接头21、顶端电机22、第一L型连接板23、定位孔24、定位销25、第一滑块26、水平导轨27、齿条28。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

本发明提供了一种龙门移动式激光切割焊接机床，该机床适用于生产过程中需要激光切割与激光焊接的场所。

如图1至图5所示，本实施例的龙门移动式激光切割焊接机床主要包括机床床身、龙门架。

参看图1和图2，分别是龙门移动式激光切割焊接机床的主视图和俯视图。

下面对机床机身进行描述。

其中，机床床身包括机床基台1、切割台2、焊接台5、水平导轨27及齿条28、T型槽3、T型螺栓4。其中，切割台2固定在机床基台1上；焊接台5设置在切割台2之上，并且焊接台5通过T型螺栓4和T型槽3的配合，固定在机床基台1上。

具体来说，请参看图3，是T型槽3和T型螺栓4的具体结构图。另外，焊接台5还设置有定位孔24，定位孔24分别设置在焊接台5的两端。另外，T型槽3也设置有定位销25，定位销25和定位孔24配合使用。

下面对龙门架进行描述。

龙门架包括两端的立柱6、横梁8、浮动轴16、Z轴17。

对于立柱6：

立柱6包含第一竖直导轨7、丝杠10、顶端电机22、第一滑块26；其中，丝杠10和顶端电机22连接；立柱6通过第一滑块26与水平导轨27配合，进行水平运动。

具体来说，龙门架上两侧分别安装有立柱6，并且两侧的立柱6的安装底板各装有一个顶端电机22，这两个顶端电机22都通过驱动齿轮与机床床身的齿条28啮合，同步带动整个龙门架沿机床两侧的水平导轨27运动。另外，顶端电机22还可以驱动丝杠10，并通过第一L型连接板23带动横梁8的第二滑块9沿立柱6的第一竖直导轨7上下运动。

对于横梁8：

请参看图4，是横梁8的放大示意图。横梁8包括第二滑块9、第一L型连接板23，第一L型连接板23和丝杠10固定连接；横梁8通过第二滑块9与第一竖直导轨7配合，以进行上下运动。

对于浮动轴16：

浮动轴16可带动Z轴17沿横梁8水平运动。

对于Z轴17：

请参看图5，Z轴17包括切割头11、焊接头21、第一伺服电动缸14和第二伺服电动缸18、第三滑块13、第二竖直导轨15、第二L型连接板12。

其中，Z轴17沿浮动轴16上下运动都是通过两个伺服电机驱动。

第一伺服电动缸14和第二伺服电动缸18固定在Z轴17上，切割头11、焊接头21分别通过第二L型连接板12与第一伺服电动缸14和第二伺服电动缸18相连，第一伺服电动缸14和第二伺服电动缸18通过第三滑块13分别带动切割头11、焊接头21沿竖直导轨上下运动，Z轴17与浮动轴16的竖直丝杠相连，并可沿竖直丝杠上下运动。

具体来说，第一伺服电动缸14和第二伺服电动缸18通过控制系统实现互锁，即第一伺服电动缸14的推杆降至最低位，第二伺服电动缸18锁紧，不能动作；同样，第二伺服电动缸18的推杆降至最低位，第一伺服电动缸14锁紧，不能动作；以防止切割头11和焊接头21同时出现在Z轴的最下端。

另外，切割头11、焊接头21的行程由第二竖直导轨15上的第一限位块19、第二限位块20共同控制。

切割头11、焊接头21通过第二L型连接板12与两个伺服电动缸相连，由两个伺服电动缸带动沿Z轴17的第二竖直导轨15上下运动。

在本发明中，龙门架水平移动、横梁8上下移动、浮动轴16水平移动、Z轴17上下移动的运动速度及位置都是通过伺服电机编码器反馈实现，焊接头21、切割头11的上下移动速度由两个伺服电动缸控制，工作位置由导轨上的两个限位块控制。

本发明的工作过程为：

当需要进行激光切割操作时，首先将龙门架退至初始位置，拧开连接焊接台5与T型槽3的T型螺栓4，将多块焊接台5依次从机床床身上拆除。

其次，立柱6的顶端电机22带动横梁8下降至较低位置，浮动轴16的安装板顶部的伺服电机带动Z轴17继续下降，高度以适合激光切割操作为准。

最后，第一伺服电动缸14动作，通过第二L型连接板12带动切割头11沿Z轴17的第二竖直导轨15下降至限位块限制的最低点，并且焊接头21锁定，此时可以进行切割操作。

当需要进行激光焊接时，首先龙门架退至初始位置，将多块焊接台5依次吊装至机床床身，通过T型槽3上的两个定位销25保证位置精度，安装并拧紧T型螺栓4，将焊接台5紧紧固定于机床床身上。

其次，立柱6的顶端电机22带动横梁8上升，随后浮动轴16的伺服电机带动Z轴17继续上升，至适合焊接工件的高度，最后第一伺服电动缸14动作，带动切割头11上升并锁定，第二电动缸18动作，带动焊接头21下降至限位块控制的最低位置，此时可以进行焊接操作。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种龙门移动式激光切割焊接机床，该设备既能进行激光切割，也能对非平面的较大尺寸工件进行焊接，满足使用厂家多种切割、焊接需求，为生产节约设备成本，提高了加工效率和加工范围，可以解决目前的激光切割焊接一体设备对焊接应用的限制，另外，本发明独特的龙门架结构设计保证了设备的整体刚性，各轴运行速度快，设备高效稳定，加工精度高。

进一步的，横梁与Z轴的升降功能扩大了机床Z轴的行程，可对非平面、较大工件进行焊接，提高了加工效率和加工范围，为使用厂家节约了设备成本。

进一步的，焊接台连接方式简单，安装与拆除方便快捷，可迅速实现切割与焊接功能转换，生产效率高，为使用厂家节约了时间成本。

进一步的，焊接头与切割头共用一个Z轴，并有互锁设计，工作时不会互相干涉，保证了操作安全。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种龙门移动式激光切割焊接机床，用于需要激光切割与焊接的场所，其特征在于，该机床包括：机床床身、龙门架；

所述机床床身包括机床基台、切割台、焊接台、水平导轨及齿条、T型槽、T型螺栓；其中，所述切割台固定在所述机床基台上；所述焊接台设置在所述切割台之上，并且所述焊接台通过所述T型螺栓和所述T型槽的配合，固定在所述机床基台上；当需要进行激光切割操作时，通过将所述T型螺栓从所述T型槽中拆除，可将所述焊接台从所述机床床身上拆除；

所述龙门架包括两端的立柱、横梁、浮动轴、Z轴；

其中，所述立柱包含第一竖直导轨、丝杠、顶端电机、第一滑块；其中，所述丝杠和所述顶端电机连接；所述立柱通过所述第一滑块与所述水平导轨配合，进行水平运动；

所述横梁包括第二滑块、第一L型连接板，所述第一L型连接板和所述丝杠固定连接；所述横梁通过所述第二滑块与所述第一竖直导轨配合，以进行上下运动；

所述浮动轴可带动所述Z轴沿所述横梁水平运动；

所述Z轴包括切割头、焊接头、第一伺服电动缸和第二伺服电动缸、第三滑块、第二竖直导轨、第二L型连接板；其中，所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸固定在所述Z轴上，所述切割头、所述焊接头分别通过所述第二L型连接板与所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸相连，并沿所述第二竖直导轨上下运动，所述Z轴与所述浮动轴的竖直丝杠相连，并可沿所述竖直丝杠上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种龙门移动式激光切割焊接机床，其特征在于，所述焊接台上设置有定位孔，所述T型槽有定位销，其中所述定位销和所述定位孔配合使用。

3.根据权利要求1所述的一种龙门移动式激光切割焊接机床，其特征在于，

所述第一伺服电动缸和所述第二伺服电动缸通过控制系统实现互锁，即所述第一伺服电动缸的推杆降至最低位，所述第二伺服电动缸锁紧，不能动作；同样，所述第二伺服电动缸的推杆降至最低位，所述第一伺服电动缸锁紧，不能动作；以防止所述切割头和所述焊接头同时出现在所述Z轴的最下端。

4.根据权利要求1所述的一种龙门移动式激光切割焊接机床，其特征在于，所述切割头、所述焊接头的行程由所述第二竖直导轨上的第一限位块、第二限位块共同控制。