CN110238543A - 一种多轴激光切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多轴激光切割装置，包括支撑框,所述支撑框内设有前后贯通的切割腔，本发明依靠原车床上的X、Y、Z三个方向位置的调整，来满足加工精度需求，改良在X轴反向上的调整模式，采用螺旋槽与滑杆之间的传动，改变激光切割工件的深度，并且在同轴上设置由曲率轮控制的单向联轴器结构，保障X轴方向调整与切割过程互不干涉，且公用一个动力源，节省成本，简化操作，并利用旋转与高度的配合变化，保障加工螺旋型的切割要求时，加工精度可被控制。

Description

一种多轴激光切割装置
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，具体为一种多轴激光切割装置。
背景技术
现有的激光切割设备，多为激光发射头与机床配合使用。传统的机床有夹具固定切割件，再分别根据X、Y、Z三个方向上的光杆和丝杆的配合平移夹具，进行精准切割。此过程中，需要对夹具起始点机械归零校准，并且有些仪器还需要两人以上的观察调整才可完成，而且，此类的切割设备在需要切割出曲形面时，往往无法满足加工需求，加工精度大打折扣，本发明阐明的一种能解决上述问题的装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多轴激光切割装置，其能够克服现有技术中的缺陷。
根据本发明一种多轴激光切割装置，包括支撑框,所述支撑框内设有前后贯通的切割腔，所述切割腔顶端内壁设有复位桶，所述复位桶内设有上下相通的升降腔，所述升降腔内顶端内壁设有可旋转加工的切割组件，所述切割组件包括转动连接于所述升降腔顶端内壁上的螺杆，所述螺杆上端动力连接有内嵌于所述切割腔顶端内壁内的X轴电机，所述螺杆上转动连接有衔接盘，所述衔接盘内设有单向联轴器，所述衔接盘外圆端面螺纹连接有控制所述切割组件在X轴上切割深度的轨道组件，所述切割腔左端内壁内嵌有Y轴电机，所述Y轴电机右端动力连接有传动轴，所述传动轴右端末端设有间歇齿轮，所述间歇齿轮上设有控制工件在Y轴上切割长度的平移装置，所述平移装置包括设置于所述切割腔内的校准台，所述校准台内设有开口向左且与所述间歇齿轮啮合连接的矩形齿槽，所述校准台内设有开口向上的开口槽，所述开口槽内设有控制工件在Z轴上切割高度的升降装置，所述升降装置内设有可固定工件的夹持装置，当所述升降装置与所述平移装置停止时，若仅仅启动所述切割组件，可实现环形切割，若所述升降装置与所述切割组件同时启动，可实现螺旋切割，保障在曲形加工下的精度。
可优选地，所述切割组件包括设置于所述螺杆上的转桶，所述转桶上设有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑杆，所述滑杆上端转动连接有车轴，所述车轴上端设有可被所述轨道组件控制的滚轮，所述车轴下端固定设有悬挂杆，所述悬挂杆右侧端面固定设有可发射激光束的激光发射器。
可优选地，所述单向联轴器包括设置于所述衔接盘内且开口向上的转槽，所述螺杆上设有位于所述转槽内的曲率轮，所述转槽左侧内壁相通设有容纳槽，所述容纳槽内滑动连接有与所述曲率轮抵接的衔接块，所述衔接块与所述容纳槽之间连接有压缩弹簧。
可优选地，所述轨道组件包括与所述衔接盘外圆端面螺纹连接的轨道板，所述轨道板与所述升降腔内壁之间滑动连接，所述轨道板内设有可与所述滚轮滑动连接且上下贯通的螺旋滑槽，所述升降腔内壁上相通设有左右对称的升降槽，所述升降槽内滑动连接有与所述轨道板滑动连接的升降块，所述升降块与所述升降槽之间连接有复位弹簧。
可优选地，所述平移装置包括设置于所述校准台右侧端面且开口向右的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与所述切割腔右侧内壁固定连接的卡板。
可优选地，所述升降装置包括设置于所述开口槽前侧内壁内的Z轴电机，所述Z轴电机后侧动力连接有驱动轴，所述驱动轴上螺纹连接有前后对称的铰接座，所述铰接座之间铰接有交叉铰接杆，所述开口槽内滑动连接有夹持块，所述夹持块下端设有前后对称且开口向下的凹槽，所述凹槽内设有固定杆，所述固定杆内滑动连接有与所述交叉铰接杆上端铰接的滑块，所述夹持块上端内设有开口向上且前后贯通的固定槽，所述固定槽上与所述夹持装置滑动连接。
可优选地，所述夹持装置包括与所述固定槽滑动连接且左右对称的夹板，所述夹板远离对称中心侧端面与所述固定槽内壁之间连接有阻力弹簧。
本发明的有益效果是：本发明的结构简单，依靠原车床上的X、Y、Z三个方向位置的调整，来满足加工精度需求，改良在X轴反向上的调整模式，采用螺旋槽与滑杆之间的传动，改变激光切割工件的深度，并且在同轴上设置由曲率轮控制的单向联轴器结构，保障X轴方向调整与切割过程互不干涉，且公用一个动力源，节省成本，简化操作，并利用旋转与高度的配合变化，保障加工螺旋型的切割要求时，加工精度可被控制。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种多轴激光切割装置的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”的结构示意图；
图3为图1的“B-B”的结构示意图；
图4为图1的“C-C”的结构示意图；
图5为图1的“D-D”的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
根据本发明一种多轴激光切割装置，包括支撑框11,所述支撑框11内设有前后贯通的切割腔12，所述切割腔12顶端内壁设有复位桶13，所述复位桶13内设有上下相通的升降腔14，所述升降腔14内顶端内壁设有可旋转加工的切割组件901，所述切割组件901包括转动连接于所述升降腔14顶端内壁上的螺杆16，所述螺杆16上端动力连接有内嵌于所述切割腔12顶端内壁内的X轴电机15，所述螺杆16上转动连接有衔接盘41，所述衔接盘41内设有单向联轴器902，所述衔接盘41外圆端面螺纹连接有控制所述切割组件901在X轴上切割深度的轨道组件903，所述切割腔12左端内壁内嵌有Y轴电机25，所述Y轴电机25右端动力连接有传动轴27，所述传动轴27右端末端设有间歇齿轮28，所述间歇齿轮28上设有控制工件在Y轴上切割长度的平移装置904，所述平移装置904包括设置于所述切割腔12内的校准台31，所述校准台31内设有开口向左且与所述间歇齿轮28啮合连接的矩形齿槽26，所述校准台31内设有开口向上的开口槽49，所述开口槽49内设有控制工件在Z轴上切割高度的升降装置905，所述升降装置905内设有可固定工件的夹持装置906，当所述升降装置905与所述平移装置904停止时，若仅仅启动所述切割组件901，可实现环形切割，若所述升降装置905与所述切割组件901同时启动，可实现螺旋切割，保障在曲形加工下的精度。
有益地，所述切割组件901包括设置于所述螺杆16上的转桶36，所述转桶36上设有滑轨35，所述滑轨35上滑动连接有滑杆22，所述滑杆22上端转动连接有车轴21，所述车轴21上端设有可被所述轨道组件903控制的滚轮20，所述车轴21下端固定设有悬挂杆23，所述悬挂杆23右侧端面固定设有可发射激光束的激光发射器24，利用所述车轴21在所述滑轨35内的滑动，调整所述激光发射器24与工件之间的距离。
有益地，所述单向联轴器902包括设置于所述衔接盘41内且开口向上的转槽40，所述螺杆16上设有位于所述转槽40内的曲率轮42，所述转槽40左侧内壁相通设有容纳槽38，所述容纳槽38内滑动连接有与所述曲率轮42抵接的衔接块39，所述衔接块39与所述容纳槽38之间连接有压缩弹簧37，利用所述曲率轮42旋转反向不同时与所述衔接块39的抵接关系不同，仅可单向带所述衔接盘41旋转。
有益地，所述轨道组件903包括与所述衔接盘41外圆端面螺纹连接的轨道板44，所述轨道板44与所述升降腔14内壁之间滑动连接，所述轨道板44内设有可与所述滚轮20滑动连接且上下贯通的螺旋滑槽43，所述升降腔14内壁上相通设有左右对称的升降槽19，所述升降槽19内滑动连接有与所述轨道板44滑动连接的升降块17，所述升降块17与所述升降槽19之间连接有复位弹簧18，利用所述复位弹簧18将所述升降块17在所述轨道板44带动下同步下滑过程中的动能转化为弹性势能，以便后续，所述升降块17上的外力撤销后可根据所述复位弹簧18上移复位。
有益地，所述平移装置904包括设置于所述校准台31右侧端面且开口向右的滑槽29，所述滑槽29内滑动连接有与所述切割腔12右侧内壁固定连接的卡板30，保障所述校准台31前后方向上的平稳移动。
有益地，所述升降装置905包括设置于所述开口槽49前侧内壁内的Z轴电机47，所述Z轴电机47后侧动力连接有驱动轴51，所述驱动轴51上螺纹连接有前后对称的铰接座48，所述铰接座48之间铰接有交叉铰接杆50，所述开口槽49内滑动连接有夹持块32，所述夹持块32下端设有前后对称且开口向下的凹槽45，所述凹槽45内设有固定杆53，所述固定杆53内滑动连接有与所述交叉铰接杆50上端铰接的滑块46，所述夹持块32上端内设有开口向上且前后贯通的固定槽52，所述固定槽52上与所述夹持装置906滑动连接。
有益地，所述夹持装置906包括与所述固定槽52滑动连接且左右对称的夹板34，所述夹板34远离对称中心侧端面与所述固定槽52内壁之间连接有阻力弹簧33，依靠所述阻力弹簧33的弹力给所述夹板34施加一个朝向对称中心的力，方便固定工件。
固定工件时，推动左侧的夹板34向左滑动使得左侧的阻力弹簧33积蓄弹性势能，将工件垂直放入，松开左侧的夹板34，左侧的夹板34在左侧的阻力弹簧33的弹性恢复下右移与右侧的夹板34一起夹住工件；
X轴方向上调整时，启动X轴电机15使得螺杆16逆时针旋转，此时，螺杆16依次通过曲率轮42、衔接块39转动衔接盘41,衔接盘41再由螺纹转动使得轨道板44旋转并与升降块17下移，复位弹簧18积蓄弹性势能，轨道板44根据螺旋滑槽43与滚轮20的滑动连接通过车轴21拉动滑杆22滑动，并由悬挂杆23调整激光发射器24与工件之间的距离，关闭X轴电机15启动激光发射器24，从而切割深度；
Y轴方向上调整时，启动滑杆22通过传动轴27带动间歇齿轮28旋转，间歇齿轮28根据啮合连接带动校准台31在卡板30上滑动，改变工件在Y轴上的切割长度；
Z轴方向上调整时，启动Z轴电机47转动驱动轴51,驱动轴51根据螺纹转动铰接座48，使两个铰接座48向对称中心移动，并依次通过交叉铰接杆50、滑块46、固定杆53带动夹持块32上移，改变工件在Z轴上的切割高度；
需要环形切割时，在X、Y、Z调整完毕后，启动X轴电机15使得螺杆16顺时针转动，依次通过转桶36、滑轨35、滑杆22、悬挂杆23带动激光发射器24旋转，需要螺旋切割时，仅需在环形切割的基础上，以恒定的速度调整Z轴方向上的升降装置905。
本发明的有益效果是：本发明的结构简单，依靠原车床上的X、Y、Z三个方向位置的调整，来满足加工精度需求，改良在X轴反向上的调整模式，采用螺旋槽与滑杆之间的传动，改变激光切割工件的深度，并且在同轴上设置由曲率轮控制的单向联轴器结构，保障X轴方向调整与切割过程互不干涉，且公用一个动力源，节省成本，简化操作，并利用旋转与高度的配合变化，保障加工螺旋型的切割要求时，加工精度可被控制。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。

Claims (7)

1.一种多轴激光切割装置，包括支撑框,所述支撑框内设有前后贯通的切割腔，所述切割腔顶端内壁设有复位桶，所述复位桶内设有上下相通的升降腔，所述升降腔内顶端内壁设有可旋转加工的切割组件，所述切割组件包括转动连接于所述升降腔顶端内壁上的螺杆，所述螺杆上端动力连接有内嵌于所述切割腔顶端内壁内的X轴电机，所述螺杆上转动连接有衔接盘，所述衔接盘内设有单向联轴器，所述衔接盘外圆端面螺纹连接有控制所述切割组件在X轴上切割深度的轨道组件，所述切割腔左端内壁内嵌有Y轴电机，所述Y轴电机右端动力连接有传动轴，所述传动轴右端末端设有间歇齿轮，所述间歇齿轮上设有控制工件在Y轴上切割长度的平移装置，所述平移装置包括设置于所述切割腔内的校准台，所述校准台内设有开口向左且与所述间歇齿轮啮合连接的矩形齿槽，所述校准台内设有开口向上的开口槽，所述开口槽内设有控制工件在Z轴上切割高度的升降装置，所述升降装置内设有可固定工件的夹持装置，当所述升降装置与所述平移装置停止时，若仅仅启动所述切割组件，可实现环形切割，若所述升降装置与所述切割组件同时启动，可实现螺旋切割，保障在曲形加工下的精度。
2.如权利要求1所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述切割组件包括设置于所述螺杆上的转桶，所述转桶上设有滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑杆，所述滑杆上端转动连接有车轴，所述车轴上端设有可被所述轨道组件控制的滚轮，所述车轴下端固定设有悬挂杆，所述悬挂杆右侧端面固定设有可发射激光束的激光发射器。
3.如权利要求1所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述单向联轴器包括设置于所述衔接盘内且开口向上的转槽，所述螺杆上设有位于所述转槽内的曲率轮，所述转槽左侧内壁相通设有容纳槽，所述容纳槽内滑动连接有与所述曲率轮抵接的衔接块，所述衔接块与所述容纳槽之间连接有压缩弹簧。
4.如权利要求2所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述轨道组件包括与所述衔接盘外圆端面螺纹连接的轨道板，所述轨道板与所述升降腔内壁之间滑动连接，所述轨道板内设有可与所述滚轮滑动连接且上下贯通的螺旋滑槽，所述升降腔内壁上相通设有左右对称的升降槽，所述升降槽内滑动连接有与所述轨道板滑动连接的升降块，所述升降块与所述升降槽之间连接有复位弹簧。
5.如权利要求1所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述平移装置包括设置于所述校准台右侧端面且开口向右的滑槽，所述滑槽内滑动连接有与所述切割腔右侧内壁固定连接的卡板。
6.如权利要求1所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述升降装置包括设置于所述开口槽前侧内壁内的Z轴电机，所述Z轴电机后侧动力连接有驱动轴，所述驱动轴上螺纹连接有前后对称的铰接座，所述铰接座之间铰接有交叉铰接杆，所述开口槽内滑动连接有夹持块，所述夹持块下端设有前后对称且开口向下的凹槽，所述凹槽内设有固定杆，所述固定杆内滑动连接有与所述交叉铰接杆上端铰接的滑块，所述夹持块上端内设有开口向上且前后贯通的固定槽，所述固定槽上与所述夹持装置滑动连接。
7.如权利要求6所述的一种多轴激光切割装置，其特征在于：所述夹持装置包括与所述固定槽滑动连接且左右对称的夹板，所述夹板远离对称中心侧端面与所述固定槽内壁之间连接有阻力弹簧。
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