CN109877466B - 一种多轴联动光纤激光切割机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多轴联动光纤激光切割机，主要涉及激光切割设备领域。一种多轴联动光纤激光切割机，包括第一架体、第二架体、悬臂切割系统、激光系统和控制系统；所述第一架体和第二架体底部固定连接；所述悬臂切割系统包括固定支座，所述固定支座顶部设置第一滑轨，所述第一滑轨上设置安装台，所述安装台顶部设置升降台，所述升降台顶部设置第二滑轨，所述第二滑轨上设置主机，所述主机两端均设置激光切割头，所述控制系统与第一驱动装置、升降装置、第二驱动装置和激光发生器电连接。本发明的有益效果在于：本发明能够通过悬臂式的传动机构，使两个架体分别对应一个切割头，解决了切割头之间的干涉问题，提高了工作效率，节省了设备成本。
Description
技术领域
本发明主要涉及激光切割设备领域，具体是一种多轴联动光纤激光切割机。
背景技术
激光切割是利用高功率密度的激光束照射工件，使工件熔化或者气化，实现切割工件目的的方法。激光切割精度高，切割快速，加工成本低，因此正在逐渐替代传统的机械刀具切割方法。为了进一步提高激光切割机的效率，多激光切割头的切割机已经逐渐出现在市场上，但是在使用时需要解决切割头之间的传动干涉问题，导致使用效果并不理想。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种多轴联动光纤激光切割机，它能够通过悬臂式的传动机构，使两个架体分别对应一个切割头，解决了切割头之间的干涉问题，提高了工作效率，节省了设备成本。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种多轴联动光纤激光切割机，包括第一架体、第二架体、悬臂切割系统、激光系统和控制系统；
所述第一架体和第二架体底部固定连接，所述第一架体与第二架体中间具有一定的安装空间，所述第一架体顶部设置第一操作台，所述第二架体顶部设置第二操作台，所述第一操作台与第二操作台共面；
所述悬臂切割系统包括固定支座，所述固定支座位于第一架体和第二架体之间的安装空间处，所述固定支座顶部设置第一滑轨，所述第一滑轨上设置安装台，所述安装台与第一滑轨滑动连接，所述安装台上设置第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动安装台在第一滑轨上滑动，所述安装台顶部设置升降台，所述安装台与升降台之间设置升降装置，所述升降装置用于驱动所述升降台在安装台上垂直移动，所述升降台顶部设置第二滑轨，所述第二滑轨与第一滑轨垂直，所述第二滑轨上设置主机，所述主机一侧设置第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动主机在第二滑轨上滑动，所述主机两端均设置激光切割头，两个所述激光切割头分别与第一操作台、第二操作台相对应；
所述激光系统包括激光发生器、外光路和稳压电源，所述稳压电源为激光发生器提供电力，所述激光发生器通过外光路与两个所述激光切割头相配合；
所述控制系统与第一驱动装置、升降装置、第二驱动装置和激光发生器电连接。
优选的，所述升降装置包括设置在安装台顶面上的滑杆、设置在升降台底面上的滑筒，所述滑杆和滑筒均设置多个，所述滑杆与滑筒一一对应，所述安装台顶面中心设置螺套，所述螺套内设置与其相配合的升降丝杠，所述升降丝杠顶部与升降台轴承连接，所述升降台底面设置升降电机，所述升降电机与升降丝杠之间设置锥齿轮传动装置。
优选的，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为齿轮齿条传动，所述第一驱动装置包括第一伺服电机、设置在第一滑轨顶部的第一齿条组和第一减速齿轮组，所述第一伺服电机固定在安装台上，所述第一伺服电机通过第一减速齿轮组与第一齿条组的啮合为安装台提供动力；所述第二驱动装置包括第二伺服电机、设置在第二滑轨顶部的第二齿条组和第二减速齿轮组，所述第二伺服电机通过第二减速齿轮组与第二齿条组的啮合为主机提供动力。
优选的，所述主机底部两侧设置与激光切割头一一对应的丝杠驱动装置，所述丝杠驱动装置包括与主机底部轴承连接的传动丝杠，所述传动丝杠一侧设置小型伺服电机，所述小型伺服电机与传动丝杠之间设置齿轮传动装置，所述传动丝杠上设置与传动丝杠相配合的安装套筒，所述激光切割头安装在安装套筒底部，所述主机底部的传动丝杠一侧设置定位杆，所述定位杆与传动丝杠平行，所述安装套筒一侧设置与定位杆滑动连接的定位孔。
所述第一操作台和第二操作台均为点支撑操作台。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明通过多轴联动驱动激光切割头的三维移动，通过悬臂方式使两个激光切割头之间不发生驱动干涉，每个激光切割头对应一个操作台，有效的提高了工作效率，由于操作台的造价远远低于激光发生器的价格，因此在保证效率的基础上，极大地降低了设备的造价，节省了成本。
附图说明
附图1是本发明结构示意图；
附图2是本发明俯视图结构示意图；
附图3是本发明主视图结构示意图；
附图4是本发明左视图结构示意图；
附图5是本发明A部局部放大结构示意图；
附图6是本发明B部局部放大结构示意图；
附图7是本发明C部局部放大结构示意图。
附图中所示标号：1、第一架体；2、第二架体；3、悬臂切割系统；4、激光系统；5、控制系统；6、第一操作台；7、第二操作台；8、固定支座；9、第一滑轨；10、安装台；11、第一驱动装置；12、升降台；13、升降装置；14、第二滑轨；15、主机；16、第二驱动装置；17、激光切割头；18、激光发生器；19、滑杆；20、滑筒；21、螺套；22、升降丝杠；23、升降电机；24、第一伺服电机；25、第一齿条组；26、第一减速齿轮组；27、第二伺服电机；28、第二齿条组；29、第二减速齿轮组；30、丝杠驱动装置；31、传动丝杠；32、安装套筒；33、定位杆。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-7所示，本发明所述一种多轴联动光纤激光切割机，包括第一架体1、第二架体2、悬臂切割系统3、激光系统4和控制系统5。
所述第一架体1和第二架体2底部固定连接，可以使第一架体与第二架体之间的位置相对固定。所述第一架体1与第二架体2中间具有一定的安装空间，所述第一架体1顶部设置第一操作台6，所述第二架体2顶部设置第二操作台7，所述第一操作台6与第二操作台7共面，所述第一操作台和第二操作台作为工件切割的场所。
所述悬臂切割系统3包括固定支座8，所述固定支座8位于第一架体1和第二架体2之间的安装空间处，所述固定支座作为悬臂切割系统的支撑部件。所述固定支座8顶部设置第一滑轨9，所述第一滑轨与第一操作台、第二操作台的长度一致。所述第一滑轨9上设置安装台10，所述安装台10与第一滑轨9滑动连接，所述安装台10上设置第一驱动装置11，所述第一驱动装置11用于驱动安装台10在第一滑轨9上滑动。所述安装台10顶部设置升降台12，所述安装台10与升降台12之间设置升降装置13，所述升降装置13用于驱动所述升降台12在安装台10上垂直移动，从而调节下述激光切割头与操作台上工件的距离。所述升降台12顶部设置第二滑轨14，所述第二滑轨14与第一滑轨9垂直，所述第二滑轨14上设置主机15，所述主机15一侧设置第二驱动装置16，所述第二驱动装置16用于驱动主机15在第二滑轨14上滑动。所述主机15两端均设置激光切割头17，两个所述激光切割头17分别对第一操作台6、第二操作台7上的工件进行同步作业。通过安装台与第一滑轨的直线位移、主机与第二滑轨的直线位移，使得切割头在平面内进行任意移动，从而对工件能够进行有效的切割。
所述激光系统4包括激光发生器18、外光路和稳压电源，所述稳压电源为激光发生器18提供电力，所述激光发生器18通过外光路与两个所述激光切割头17相配合，使激光切割头凝聚高功率密度的激光束对工件进行切割。
所述控制系统5与第一驱动装置11、升降装置13、第二驱动装置16和激光发生器18电连接。通过控制系统控制第一驱动装置、升降装置、第二驱动装置的动作，从而控制切割头的切割动作，并可控制激光发生器的功率。
优选的，所述升降装置13包括设置在安装台10顶面上的滑杆19、设置在升降台12底面上的滑筒20，所述滑杆19和滑筒20均设置多个，所述滑杆19与滑筒20一一对应。通过滑杆与滑筒的配合，使所述升降台可以相对于安装台在竖直方向上线性移动。所述安装台10顶面中心设置螺套21，所述螺套21内设置与其相配合的升降丝杠22，所述升降丝杠22顶部与升降台12轴承连接，所述升降台12底面设置升降电机23，所述升降电机23与升降丝杠22之间设置锥齿轮传动装置。通过升降电机驱动升降丝杠在螺套内转动，可以为升降台在竖直方向上的移动提供动力。丝杠与螺套的配合，使升降台的移动更为稳定。
优选的，所述第一驱动装置11和第二驱动装置16均为齿轮齿条传动，所述第一驱动装置11包括第一伺服电机24、设置在第一滑轨9顶部的第一齿条组25和第一减速齿轮组26，所述第一伺服电机24固定在安装台10上，所述第一伺服电机24通过第一减速齿轮组26与第一齿条组25的啮合为安装台10提供动力；所述第二驱动装置16包括第二伺服电机27、设置在第二滑轨14顶部的第二齿条组28和第二减速齿轮组29，所述第二伺服电机27通过第二减速齿轮组29与第二齿条组28的啮合为主机15提供动力。通过齿轮齿条的配合，使切割头可以在操作台平面内达到任一点处，从而实现工件的有效切割。
优选的，所述主机15底部两侧设置与激光切割头17一一对应的丝杠驱动装置30，所述丝杠驱动装置30包括与主机15底部轴承连接的传动丝杠31，所述传动丝杠一侧设置小型伺服电机，所述小型伺服电机与传动丝杠31之间设置齿轮传动装置，所述传动丝杠31上设置与传动丝杠31相配合的安装套筒32，所述激光切割头17安装在安装套筒32底部，所述主机15底部的传动丝杠31一侧设置定位杆33，所述定位杆33与传动丝杠31平行，所述安装套筒32一侧设置与定位杆33滑动连接的定位孔。通过丝杠转动与安装套筒的配合，可以使安装套筒在主机下方线性移动，从而可以根据工件尺寸对激光切割头的位移进行微调。
优选的，所述第一操作台6和第二操作台7均为点支撑操作台。点支撑操作台可以防止切割台受到激光切割头的损伤。
实施例1：
一种多轴联动光纤激光切割机，包括第一架体1、第二架体2、悬臂切割系统3、激光系统4和控制系统5。所述第一架体1和第二架体2底部通过连接杆螺栓固定连接，所述第一架体1与第二架体2中间具有一定的安装空间，所述第一架体1顶部设置第一操作台6，所述第二架体2顶部设置第二操作台7，本实施例中所述第一操作台6和第二操作台7均为点支撑操作台。所述第一操作台6与第二操作台7共面。所述悬臂切割系统3包括固定支座8，所述固定支座8位于第一架体1和第二架体2之间的安装空间处，所述固定支座通过膨胀螺栓固定在第一架体和第二架体之间。所述固定支座8顶部设置第一滑轨9，所述第一滑轨9上设置安装台10，所述安装台10通过滑块与第一滑轨9滑动连接。所述安装台10上设置第一驱动装置11，所述第一驱动装置11用于驱动安装台10在第一滑轨9上滑动，本实施例中所述第一驱动装置11包括第一伺服电机24、设置在第一滑轨9顶部的第一齿条组25和第一减速齿轮组26，所述第一伺服电机24固定在安装台10上，所述第一伺服电机24通过第一减速齿轮组26与第一齿条组25的啮合为安装台10提供动力。所述安装台10顶部设置升降台12，所述安装台10与升降台12之间设置升降装置13，所述升降装置13用于驱动所述升降台12在安装台10上垂直移动，本实施例中所述升降装置13包括设置在安装台10顶面上的滑杆19、设置在升降台12底面上的滑筒20，本实施例中所述滑杆19和滑筒20均设置四个，所述滑杆19与滑筒20一一对应，所述滑杆在滑筒内滑动，所述安装台10顶面中心设置螺套21，所述螺套21内设置与其相配合的升降丝杠22，所述升降丝杠22顶部与升降台12轴承连接，所述升降台12底面螺钉固定升降电机23，所述升降电机23与升降丝杠22之间设置锥齿轮传动装置。所述升降台12顶部设置第二滑轨14，所述第二滑轨14与第一滑轨9垂直，所述第二滑轨延伸到第一操作台和第二操作台上方。所述第二滑轨14上设置主机15，所述主机15一侧设置第二驱动装置16，所述第二驱动装置16用于驱动主机15在第二滑轨14上滑动，所述第二驱动装置16包括第二伺服电机27、设置在第二滑轨14顶部的第二齿条组28和第二减速齿轮组29，所述第二伺服电机27通过第二减速齿轮组29与第二齿条组28的啮合为主机15提供动力。所述主机15两端均设置激光切割头17，两个所述激光切割头17分别与第一操作台6、第二操作台7相对应。所述激光系统4包括激光发生器18、外光路和稳压电源，所述稳压电源为激光发生器18提供电力，所述激光发生器18通过外光路与两个所述激光切割头17提供高功率密度激光束。所述控制系统5与第一驱动装置11、升降装置13、第二驱动装置16和激光发生器18电连接。本实施例中所述激光切割头一侧还设置高压气体系统，通过气泵将气体泵入气嘴，将激光切割头切下的碎屑吹走，保障激光切割过程的安全与效率。
实施例2：
基于实施例1，本实施例中增加了激光切割头的随动系统。所述主机15底部两侧均设置连接与激光切割头17一一对应的丝杠驱动装置30，所述丝杠驱动装置30包括与主机15底部轴承连接的传动丝杠31，所述传动丝杠通过伺服电机驱动，所述传动丝杠31上设置与传动丝杠31相配合的安装套筒32，所述激光切割头17安装在安装套筒32底部，所述主机15底部的传动丝杠31一侧设置定位杆33，所述定位杆33与传动丝杠31平行，所述安装套筒32一侧设置与定位杆33滑动连接的定位孔。所述小型伺服电机的移动通过控制系统进行控制。
Claims (5)
1.一种多轴联动光纤激光切割机，包括第一架体(1)、第二架体(2)、悬臂切割系统(3)、激光系统(4)和控制系统(5)，其特征在于：
所述第一架体(1)和第二架体(2)底部固定连接，所述第一架体(1)与第二架体(2)中间具有一定的安装空间，所述第一架体(1)顶部设置第一操作台(6)，所述第二架体(2)顶部设置第二操作台(7)，所述第一操作台(6)与第二操作台(7)共面；
所述悬臂切割系统(3)包括固定支座(8)，所述固定支座(8)位于第一架体(1)和第二架体(2)之间的安装空间处，所述固定支座(8)顶部设置第一滑轨(9)，所述第一滑轨(9)上设置安装台(10)，所述安装台(10)与第一滑轨(9)滑动连接，所述安装台(10)上设置第一驱动装置(11)，所述第一驱动装置(11)用于驱动安装台(10)在第一滑轨(9)上滑动，所述安装台(10)顶部设置升降台(12)，所述安装台(10)与升降台(12)之间设置升降装置(13)，所述升降装置(13)用于驱动所述升降台(12)在安装台(10)上垂直移动，所述升降台(12)顶部设置第二滑轨(14)，所述第二滑轨(14)与第一滑轨(9)垂直，所述第二滑轨(14)上设置主机(15)，所述主机(15)一侧设置第二驱动装置(16)，所述第二驱动装置(16)用于驱动主机(15)在第二滑轨(14)上滑动，所述主机(15)两端均设置激光切割头(17)，两个所述激光切割头(17)分别与第一操作台(6)、第二操作台(7)相对应；
所述激光系统(4)包括激光发生器(18)、外光路和稳压电源，所述稳压电源为激光发生器(18)提供电力，所述激光发生器(18)通过外光路与两个所述激光切割头(17)相配合；
所述控制系统(5)与第一驱动装置(11)、升降装置(13)、第二驱动装置(16)和激光发生器(18)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多轴联动光纤激光切割机，其特征是：所述升降装置(13)包括设置在安装台(10)顶面上的滑杆(19)、设置在升降台(12)底面上的滑筒(20)，所述滑杆(19)和滑筒(20)均设置多个，所述滑杆(19)与滑筒(20)一一对应，所述安装台(10)顶面中心设置螺套(21)，所述螺套(21)内设置与其相配合的升降丝杠(22)，所述升降丝杠(22)顶部与升降台(12)轴承连接，所述升降台(12)底面设置升降电机(23)，所述升降电机(23)与升降丝杠(22)之间设置锥齿轮传动装置。
3.根据权利要求1所述的一种多轴联动光纤激光切割机，其特征是：所述第一驱动装置(11)和第二驱动装置(16)均为齿轮齿条传动，所述第一驱动装置(11)包括第一伺服电机(24)、设置在第一滑轨(9)顶部的第一齿条组(25)和第一减速齿轮组(26)，所述第一伺服电机(24)固定在安装台(10)上，所述第一伺服电机(24)通过第一减速齿轮组(26)与第一齿条组(25)的啮合为安装台(10)提供动力；所述第二驱动装置(16)包括第二伺服电机(27)、设置在第二滑轨(14)顶部的第二齿条组(28)和第二减速齿轮组(29)，所述第二伺服电机(27)通过第二减速齿轮组(29)与第二齿条组(28)的啮合为主机(15)提供动力。
4.根据权利要求1所述的一种多轴联动光纤激光切割机，其特征是：所述主机(15)底部两侧设置与激光切割头(17)一一对应的丝杠驱动装置(30)，所述丝杠驱动装置(30)包括与主机(15)底部轴承连接的传动丝杠(31)，所述传动丝杠一侧设置小型伺服电机，所述小型伺服电机与传动丝杠(31)之间设置齿轮传动装置，所述传动丝杠(31)上设置与传动丝杠(31)相配合的安装套筒(32)，所述激光切割头(17)安装在安装套筒(32)底部，所述主机(15)底部的传动丝杠(31)一侧设置定位杆(33)，所述定位杆(33)与传动丝杠(31)平行，所述安装套筒(32)一侧设置与定位杆(33)滑动连接的定位孔。
5.根据权利要求1所述的一种多轴联动光纤激光切割机，其特征是：所述第一操作台(6)和第二操作台(7)均为点支撑操作台。
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| CN109877466A (zh) | 2019-06-14 |
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