CN107498185A - 激光切割系统及激光切割方法 - Google Patents

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董鑫
周勇
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Abstract

本发明公开一种激光切割系统，包括控制器、旋转机、激光切割头及用于夹持异型管的机械手，旋转机包括机架、旋转电机、旋转板、第一轴、第二轴及第三轴，第一轴能沿Y轴方向移动，第二轴能沿X轴方向移动，第三轴能沿Z轴方向移动，所激光切割头固定安装于第三轴上。本发明还公开一种激光切割方法，采用机械手夹持待切割的异型管，旋转机通过旋转板的旋转与旋转机的第一轴、第二轴、第三轴联动来带动激光切割头进行切割。所述激光切割系统具有结构简单、设备成本低的特点，本发明采用旋转机夹持激光切割头，采用普通的机械手夹持异型管来进行激光切割的方法可有效提高切割精度及切割效率。

Description

激光切割系统及激光切割方法
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及激光切割系统及激光切割方法。
背景技术
目前，管材的应用遍布于各个行业，管材的加工也向着高效率、高质量方向发展；由此，激光切割管材技术在大时代的推动下应运而生，与此同时，异型管的应用越来越多，其需求量越来越大。现有异型管在激光切割时，根据所切割异型管的形状设定激光切割头相应的行走轨迹，然后通过变位机夹持异型管，且通过六关节机器人夹持激光切割头走轨迹来完成对异型管的切割加工，然而，在加工过程中，由于六关节机器人在运动过程中各关节的联动误差和其本身具有一定的运动误差，这些误差累积起来传递到激光切割头上后，造成加工后的异型管存在很大的加工误差，此外，现有激光切割头在走轨迹过程中，其上连接的管线(光纤线、电线、水管、气管)极易出现缠绕现象，进而发生故障，由此，急需解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种激光切割系统及激光切割方法，以解决现有异型管在激光切割时，采用六关节机器人夹持激光切割头走轨迹来完成对异型管的切割加工，加工后的异型管存在很大加工误差的问题；以及现有激光切割头在走轨迹过程中，其上连接的管线(光纤线、电线、水管、气管)极易出现缠绕现象进而发生故障的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种激光切割系统，包括控制器、旋转机、用于切割异型管的激光切割头及用于夹持异型管的机械手，所述机械手由控制器控制，所述旋转机由控制器控制，且旋转机包括机架、旋转电机、旋转板、第一轴、第二轴及第三轴，所述旋转电机固定于机架上，所述旋转板固定于旋转电机的输出轴上，所述第一轴安装于旋转板上，且第一轴能沿Y轴方向移动，所述第二轴安装于第一轴上，且第二轴能沿X轴方向移动，所述第三轴安装于第二轴上，且第三轴能沿Z轴方向移动，所述激光切割头固定安装于第三轴上。
作为本发明的一种优选方案，所述旋转板上转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆与第一电机的输出轴传动连接，且第一丝杆沿Y轴方向布置，其上螺纹连接有第一丝杆螺母，所述第一轴固定于第一丝杆螺母上；所述第一轴上转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆与第二电机的输出轴传动连接，且第二丝杆沿X轴方向布置，其上螺纹连接有第二丝杆螺母，所述第二轴固定于第二丝杆螺母上；所述第二轴上转动连接有第三丝杆，所述第三丝杆与第三电机的输出轴传动连接，且第三丝杆沿Z轴方向布置，其上螺纹连接有第三丝杆螺母，所述第三轴固定于第三丝杆螺母上。
作为本发明的一种优选方案，所述第一电机、第二电机、第三电机均为伺服电机，且第一电机与控制器电性连接，第二电机与控制器电性连接，第三电机与控制器电性连接。
作为本发明的一种优选方案，所述旋转电机为伺服电机或步进电机，且旋转电机与控制器电性连接。
作为本发明的一种优选方案，所述激光切割头包括切割头本体及管线，所述管线的外部设置有线管，所述线管的一端固定于支架上，其另一端固定于切割头本体上。
作为本发明的一种优选方案，所述线管上设置有至少一个弹性伸缩补偿件，所述弹性伸缩补偿件的一端滑动连接在支架上，其另一端与线管固定连接。
作为本发明的一种优选方案，所述弹性伸缩补偿件为弹簧平衡器。
作为本发明的一种优选方案，所述线管为波纹管。
一种使用上述激光切割系统的激光切割方法，采用机械手夹持待切割的异型管，并将待切割的异型管摆放到加工位置，旋转机通过旋转板的旋转与旋转机的第一轴、第二轴、第三轴联动来带动激光切割头进行切割。
本发明的有益效果为，所述激光切割系统结构简单、设备成本低的特点，本发明采用旋转机夹持激光切割头，采用普通的机械手夹持异型管来进行激光切割的方法可有效提高切割精度及切割效率。
附图说明
图1为本发明激光切割系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
请参照图1所示，图1为本发明激光切割系统的结构示意图。
于本实施例中，一种激光切割系统，包括控制器、旋转机、用于切割异型管1的激光切割头2及用于夹持异型管1的机械手3，所述机械手3由控制器控制，所述旋转机由控制器控制，且旋转机包括机架4、旋转电机5、旋转板6、第一轴7、第二轴8及第三轴9，所述旋转电机5为伺服电机，且旋转电机5与控制器电性连接，所述旋转电机5固定于机架4上，所述旋转板6固定于旋转电机5的输出轴上，所述旋转板6上转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆与第一电机的输出轴传动连接，且第一丝杆沿Y轴方向布置，其上螺纹连接有第一丝杆螺母，所述第一轴7固定于第一丝杆螺母上，所述第一电机为伺服电机，其与控制器电性连接，所述第一轴7上转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆与第二电机的输出轴传动连接，且第二丝杆沿X轴方向布置，其上螺纹连接有第二丝杆螺母，所述第二轴8固定于第二丝杆螺母上，所述第二电机为伺服电机，且其与控制器电性连接，所述第二轴8上转动连接有第三丝杆，所述第三丝杆与第三电机的输出轴传动连接，且第三丝杆沿Z轴方向布置，其上螺纹连接有第三丝杆螺母，所述第三轴9固定于第三丝杆螺母上，所述激光切割头2固定安装于第三轴9上，所述第三电机为伺服电机，且其与控制器电性连接。
所述激光切割头包括切割头本体及管线，所述管线的外部设置有线管10，所述线管10为波纹管，且线管10的一端固定于支架11上，其另一端固定于切割头本体上，所述线管10上设置有一个弹簧平衡器12，所述弹簧平衡器12的一端滑动连接在支架11的滑轨13上，其另一端与线管10固定连接；通过采用上述结构，可有效防止管线缠绕，大大降低了故障率。
一种使用上述激光切割系统的激光切割方法，采用机械手3夹持待切割的异型管1，并将待切割的异型管1摆放到加工位置，旋转机通过旋转板6的旋转与旋转机的第一轴7、第二轴8、第三轴9联动来带动激光切割头2进行切割。
上述一种激光切割系统改变传统变位机夹持工件、六关节机器人夹持激光切割头2进行异型管1激光切割加工的固有思维，通过机械手3夹持待切割异型管1，通过旋转机夹持激光切割头2，不仅大大降低了设备成本，且有效提高了切割精度及切割效率，结构简单、易于实现。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (9)

1.一种激光切割系统，其特征在于：包括控制器、旋转机、用于切割异型管的激光切割头及用于夹持异型管的机械手，所述机械手由控制器控制，所述旋转机由控制器控制，且旋转机包括机架、旋转电机、旋转板、第一轴、第二轴及第三轴，所述旋转电机固定于机架上，所述旋转板固定于旋转电机的输出轴上，所述第一轴安装于旋转板上，且第一轴能沿Y轴方向移动，所述第二轴安装于第一轴上，且第二轴能沿X轴方向移动，所述第三轴安装于第二轴上，且第三轴能沿Z轴方向移动，所述激光切割头固定安装于第三轴上。
2.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述旋转板上转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆与第一电机的输出轴传动连接，且第一丝杆沿Y轴方向布置，其上螺纹连接有第一丝杆螺母，所述第一轴固定于第一丝杆螺母上；所述第一轴上转动连接有第二丝杆，所述第二丝杆与第二电机的输出轴传动连接，且第二丝杆沿X轴方向布置，其上螺纹连接有第二丝杆螺母，所述第二轴固定于第二丝杆螺母上；所述第二轴上转动连接有第三丝杆，所述第三丝杆与第三电机的输出轴传动连接，且第三丝杆沿Z轴方向布置，其上螺纹连接有第三丝杆螺母，所述第三轴固定于第三丝杆螺母上。
3.根据权利要求2所述的激光切割系统，其特征在于：所述第一电机、第二电机、第三电机均为伺服电机，且第一电机与控制器电性连接，第二电机与控制器电性连接，第三电机与控制器电性连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的激光切割系统，其特征在于：所述旋转电机为伺服电机或步进电机，且旋转电机与控制器电性连接。
5.根据权利要求1所述的激光切割系统，其特征在于：所述激光切割头包括切割头本体及管线，所述管线的外部设置有线管，所述线管的一端固定于支架上，其另一端固定于切割头本体上。
6.根据权利要求5所述的激光切割系统，其特征在于：所述线管上设置有至少一个弹性伸缩补偿件，所述弹性伸缩补偿件的一端滑动连接在支架上，其另一端与线管固定连接。
7.根据权利要求6所述的激光切割系统，其特征在于：所述弹性伸缩补偿件为弹簧平衡器。
8.根据权利要求5至7任一项所述的激光切割系统，其特征在于：所述线管为波纹管。
9.一种使用权利要求1至8中任一项所述的激光切割系统的激光切割方法，其特征在于：采用机械手夹持待切割的异型管，并将待切割的异型管摆放到加工位置，旋转机通过旋转板的旋转与旋转机的第一轴、第二轴、第三轴联动来带动激光切割头进行切割。
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