CN111515552A - 一种三维五轴激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光加工技术领域，特别是涉及一种三维五轴激光加工设备。该三维五轴激光加工设备包括：X轴床身组件、Y轴悬臂梁组件、滑板组件、Z轴滑枕组件、旋转激光切割头以及旋转工作台组件；Y轴悬臂梁组件安装在X轴床身组件上，且沿X轴方向相对滑动；滑板组件安装在Y轴悬臂梁组件上，且沿Y轴方向相对滑动；Z轴滑枕组件安装在滑板组件上，且沿Z轴方向相对滑动；旋转激光切割头安装在Z轴滑枕组件上，且可绕Z轴以及垂直于Z轴的旋转轴旋转；且旋转工作台上设有具有至少两个加工区域的旋转盘。该三维五轴激光加工设备采用模块化设计，结构简单，安装方便，以及可实现结构复杂的待加工件的激光加工。

Description

一种三维五轴激光加工设备

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，特别是涉及一种三维五轴激光加工设备。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，以及汽车在人们日常生活中应用的日益普及，汽车的安全性要求日益提高，轻量化车身设计逐渐成为各汽车制造商追求的目标，而汽车的热成型冲压技术也越来越受到各汽车制造商的青睐。要实现复杂车身三维薄壁件的高效加工，三维激光切割技术以高效、快速、变形量小等优势，在汽车的加工成型过程中发挥着重大的作用。

但是，现有技术中的三维激光切割机体积大、安装和操作不方便，并且只能实现对热成型件进行割孔、修边等简单功能，而不能实现对复杂热成型件的激光加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有三维激光切割机存在着体积大、安装不便，对复杂热成型件加工难等技术问题，提供了一种三维五轴激光加工设备。

为解决以上问题，本发明实施例提供了一种三维五轴激光加工设备，该三维五轴激光加工设备包括：X轴床身组件、Y轴悬臂梁组件、滑板组件、Z轴滑枕组件、旋转激光切割头以及用于安装待加工件的旋转工作台组件；

所述Y轴悬臂梁组件安装在所述X轴床身组件上，且所述Y轴悬臂梁组件沿X轴方向与所述X轴床身组件相对滑动；

所述滑板组件安装在所述Y轴悬臂梁组件上，且所述滑板组件沿Y轴方向与所述Y轴悬臂梁组件相对滑动；

所述Z轴滑枕组件安装在所述滑板组件上，且所述Z轴滑枕组件沿Z轴方向与所述滑板组件相对滑动；

所述旋转激光切割头安装在所述Z轴滑枕组件上，且所述旋转激光切割头可绕Z轴以及垂直于Z轴的旋转轴旋转；

所述Z轴滑枕组件带动所述旋转激光切割头沿Z轴方向移动；所述滑板组件带动所述Z轴滑枕组件以及安装在所述Z轴滑枕组件上的所述旋转激光切割头沿Y轴方向移动；所述Y轴悬臂梁组件带动所述滑板组件、所述Z轴滑枕组件以及安装在所述Z轴滑枕组件上的所述旋转激光切割头沿X轴方向移动；

所述旋转工作台组件位于所述旋转切割头的下方，且所述旋转工作台组件上设有具有至少两个加工区域的旋转盘，且所述旋转盘上的至少两个所述加工区域可绕Z轴方向按照预设的工序流程旋转。

可选地，所述X轴床身组件包括床身底座和连接在所述床身底座上的斜拉主体；所述斜拉主体上设有与X轴方向平行的X轴导轨；所述Y轴悬臂梁组件上设有与所述X轴导轨适配的X轴滑块；所述Y轴悬臂梁组件通过所述X轴导轨以及所述X轴滑块与所述X轴床身组件滑动连接。

可选地，所述X轴床身组件还包括安装在所述床身底座上且用于调节所述床身底座的水平状态的床身调节装置。

可选地，所述斜拉主体上与所述X轴导轨相对应的位置还设有用于限制所述Y轴悬臂梁组件沿所述X轴导轨滑动的距离的X轴限位件。

可选地，所述Y轴悬臂梁组件包括悬臂梁主体以及安装在所述悬臂梁主体上且用于驱动所述悬臂梁主体沿所述X轴导轨滑动的X轴驱动件；所述X轴滑块设置在所述悬臂梁主体上；所述悬臂梁主体上还设有与Y轴方向平行的Y轴导轨；所述滑板组件上设有与所述Y轴导轨适配的Y轴滑块，所述滑板组件通过所述Y轴导轨以及所述Y轴滑块与所述Y轴悬臂梁组件滑动连接。

可选地，所述悬臂梁主体上与所述Y轴导轨相对的位置还设有用于限制所述滑板组件沿所述Y轴导轨滑动的距离的Y轴限位件。

可选地，所述滑板组件包括Y轴滑座板以及安装在所述Y轴滑座板上且用于驱动所述Y轴滑座板沿所述Y轴导轨滑动的Y轴驱动件；所述Y轴滑块设置在所述Y轴滑座板上；所述Y轴滑座板上还设有Z轴滑块；所述Z轴滑枕组件上设有与Z轴方向平行的且与所述Z轴滑块适配的Z轴导轨，所述Z轴滑枕组件通过所述Z轴滑块以及所述Z轴导轨与所述滑板组件滑动连接。

可选地，所述Z轴滑枕组件包括Z轴滑枕主体；所述Z轴导轨设置在Z轴滑枕主体上；所述旋转激光切割头安装在所述Z轴滑枕组件上；所述滑板组件还包括安装在所述Y轴滑座板上且用于驱动所述Z轴滑枕主体沿所述Z轴导轨滑动的Z轴驱动件。

可选地，所述Y轴滑座板上还设有Z轴限位件；所述Z轴限位件用于限制所述Z轴滑枕组件沿所述Z轴导轨移动的距离。

可选地，所述旋转激光切割头包括第一旋转件、第二旋转件以及激光头；所述第二旋转件的轴线与垂直于Z轴的所述旋转轴平行；所述第一旋转件连接在所述Z轴滑枕组件上，所述第二旋转件连接在所述第一旋转件和所述激光头之间，所述第二旋转件带动所述激光头绕垂直于Z轴的所述旋转轴旋转，所述第一旋转件带动所述第二旋转件以及所述激光头绕Z轴旋转。

可选地，所述旋转工作台组件还包括工作台底座、旋转装置和旋转驱动件；所述旋转装置安装在所述工作台底座上，所述旋转盘安装在所述旋转装置上；所述旋转驱动件连接所述旋转装置且用于驱动所述旋转装置绕Z轴旋转。

可选地，所述旋转工作台组件还包括均连接在所述旋转盘上的挡光板和支撑臂；所述旋转盘通过所述挡光板分隔所述至少两个所述加工区域，所述支撑臂用于支撑和夹持所述待加工件。

可选地，所述旋转工作台组件还包括连接在所述工作台底座上用于调节所述工作台底座的水平状态的底座调节装置。

本发明中，所述Y轴悬臂梁组件滑动安装在所述X轴床身组件上，且可以沿X轴方向滑动；所述滑板组件滑动安装在所述Y轴悬臂梁组件上，且可以沿 Y轴方向滑动；所述滑板组件滑动安装在所述Y轴悬臂梁组件上，且可以沿Y 轴方向滑动；所述Z轴滑枕组件滑动安装在所述滑板组件上，且可以沿Z轴方向滑动；从而带动安装在所述Z轴滑枕组件上的所述旋转激光切割头沿X轴、 Y轴、Z轴方向的移动。另外，所述旋转激光切割头自身可实现绕Z轴方向，以及绕垂直于Z轴的两个方向旋转。综上所述，该三维五轴激光加工设备的所述旋转激光切割头可实现沿X轴、Y轴、Z轴方向的滑动，以及绕Z轴方向以及垂直于Z轴方向的旋转，即该三维五轴激光加工设备可实现所述待加工件的五个方向的激光加工；该三维五轴激光加工设备采用模块化设计，结构简单，安装方便，以及可实现结构复杂的所述待加工件的激光加工，提升了该三维五轴激光加工设备的适用性。所述待加工件安装在所述旋转盘上，由于旋转盘上的至少两个所述加工区域可绕Z轴方向按照预设的工序流程旋转，因此，所述待加工件可以随着所述旋转盘按照预设的工序流程的旋转，实现不同的激光加工工序的自动切换，从而提升了该三维五轴激光加工设备的加工效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的X轴床身组件的机构示意图；

图3为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的Y轴悬臂梁组件的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的滑板组件的结构示意图；

图5为本发明另一实施例提供的三维五轴激光加工设备的滑板组件的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的旋转激光头安装在 Z轴滑枕组件的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的三维五轴激光加工设备的旋转工作台的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、X轴床身组件；11、床身底座；12、斜拉主体；121、X轴导轨；122、 X轴限位件；123、X轴齿条；13、床身调节装置；2、Y轴悬臂梁组件；21、悬臂梁主体；211、X轴滑块；212、Y轴导轨；213、Y轴限位件；214、Y轴齿条； 22、X轴驱动件；221、X轴电机；222、X轴减速机；223、X轴减速机连接板； 224、第一齿轮；3、滑板组件；31、Y轴滑座板；311、Y轴滑块；312、Z轴滑块；313、Z轴限位件；32、Y轴驱动件；33、Z轴驱动件；4、Z轴滑枕组件； 41、Z轴滑枕主体；411、Z轴导轨；412、Z轴齿条；5、旋转激光切割头；51、第一旋转件；52、第二旋转件；53、激光头；6、旋转工作台组件；61、旋转盘； 62、工作台底座；63、旋转装置；64、旋转驱动件；65、挡光板；66、支撑臂； 67、底座调节装置。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。

本发明中，为了更好地解释三维五轴激光加工设备的机构和安装关系，对该三维五轴激光加工设备建立空间坐标系，X轴为水平的X轴方向(也即至图 1中三维五轴激光加工设备的左上方朝向右下方的方向)，Y轴为水平的Y轴方向(也即至图1中三维五轴激光加工设备的右上方朝向左下方的方向)，Z轴为垂向的Y轴方向(也即图1中三维五轴激光加工设备的上下的方向)。

如图1至图7所示，本发明实施例提供的一种三维五轴激光加工设备，包括：X轴床身组件1、Y轴悬臂梁组件2、滑板组件3、Z轴滑枕组件4、旋转激光切割头5以及用于安装待加工件的旋转工作台组件6；可以理解地，该三维五轴激光加工设备采用模块式设计，降低了其制造成本的同时，还方便该三维五轴激光加工设备激光加工的安装以及维修；且所述X轴床身组件1作为该三维五轴激光加工设备的主体，用于承载所述Y轴悬臂梁组件2、所述Z轴滑枕组件4、所述滑板组件3以及所述旋转激光切割头5等。可以理解地，所述待加工件包括但不限为热成型的汽车车身组件等。

所述Y轴悬臂梁组件2安装在所述X轴床身组件1上，且所述Y轴悬臂梁组件2沿X轴方向与所述X轴床身组件1相对滑动；

所述滑板组件3安装在所述Y轴悬臂梁组件2上，且所述滑板组件3沿Y 轴方向与所述Y轴悬臂梁组件2相对滑动；

所述Z轴滑枕组件4安装在所述滑板组件3上，且所述Z轴滑枕组件4沿 Z轴方向与所述滑板组件3相对滑动；

所述旋转激光切割头5安装在所述Z轴滑枕组件4上，且所述旋转激光切割头5可绕Z轴以及垂直于Z轴的旋转轴旋转；可以理解地，所述激光旋转激光切割头5可以为自带的可绕其两个旋转轴转动的结构件。

所述Z轴滑枕组件4带动所述旋转激光切割头5沿Z轴方向移动；所述滑板组件3带动所述Z轴滑枕组件4以及安装在所述Z轴滑枕组件4上的所述旋转激光切割头5沿Y轴方向移动；所述Y轴悬臂梁组件2带动所述滑板组件3、所述Z轴滑枕组件4以及安装在所述Z轴滑枕组件4上的所述旋转激光切割头 5沿X轴方向移动；可以理解地，所述旋转激光切割头5通过所述X轴床身组件1、Y轴悬臂梁组件2、滑板组件3以及Z轴滑枕组件4可实现沿X轴方向、 Y轴方向、Z轴方向的滑动。

所述旋转工作台组件6位于所述旋转切割头的下方，且所述旋转工作台组件6上设有具有至少两个加工区域的旋转盘61，且所述旋转盘61上的至少两个所述加工区域可绕Z轴方向按照预设的工序三维五轴激光加工设备流程旋转。可以理解地，所述旋转盘61上设置有至少两个所述加工区域，预设的工序流程为预先设置，比如，旋转盘61上设置有两个所述加工区域，此时，预设的工序流程可以设定第一步为上下料，第二步为激光加工等，此时，所述旋转盘61上的加工区域以及其按照预设工序流程旋转的设置，可实现所述待加工件的上下料和激光加工两个(或者更多工序亦可，只要同理设置旋转盘61上的加工区域的数量，并对应控制每个加工区域的旋转角度)不同工序的全程自动化切换，从而提高了该三维五轴激光加工设备的加工效率。另外，所述旋转工作台组件6 还可以辅助配合对所述待加工件进行激光加工(配合旋转所述待加工件，以使其配合激光加工时的加工角度)，以达到加工结构复杂的所述待加工件的技术效果。

本发明中，所述Y轴悬臂梁组件2滑动安装在所述X轴床身组件1上，且可以沿X轴方向滑动；所述滑板组件3滑动安装在所述Y轴悬臂梁组件2上，且可以沿Y轴方向滑动；所述滑板组件3滑动安装在所述Y轴悬臂梁组件2上，且可以沿Y轴方向滑动；所述Z轴滑枕组件4滑动安装在所述滑板组件3上，且可以沿Z轴方向滑动；从而带动安装在所述Z轴滑枕组件4上的所述旋转激光切割头5沿X轴、Y轴、Z轴方向的滑动。另外，所述旋转激光切割头5自身可实现绕Z轴方向，以及绕垂直于Z轴的两个方向旋转。综上所述，该三维五轴激光加工设备的所述旋转激光切割头5可实现沿X轴、Y轴、Z轴方向的滑动，以及绕Z轴方向以及垂直于Z轴方向的旋转，即该三维五轴激光加工设备可实现所述待加工件的五个方向的激光加工；该三维五轴激光加工设备采用模块化设计，结构简单，安装方便，以及可实现结构复杂的所述待加工件的激光加工，提升了该三维五轴激光加工设备的适用性。所述待加工件安装在所述旋转盘61上，所述旋转盘61也可以实现绕Z轴方向的旋转，从而可同时实现所述待加工件的上料以及激光加工工序的自动切换，从而提升了该三维五轴激光加工设备的加工效率。

在一实施例中，如图2所示，所述X轴床身组件1包括床身底座11和连接 (螺钉连接，卡扣连接等)在所述床身底座11上的斜拉主体12；所述斜拉主体12上设有与X轴方向平行的X轴导轨121；所述Y轴悬臂梁组件2上设有与所述X轴导轨121适配的X轴滑块211；所述Y轴悬臂梁组件2通过所述X轴导轨121以及所述X轴滑块211与所述X轴床身组件1滑动连接。作为优选，所述床身底座11、所述斜拉主体12均为钢板焊接而成，但也不限于钢板材料，所述床身底座11和所述斜拉主体12也可以为铸铁制成。可以理解地，所述斜拉主体12上可以设置多个所述X向导轨，所述Y轴悬臂梁组件2上可以设置与所述X轴导轨数量对应的所述X轴滑块211，从而增加了所述Y轴悬臂梁组件 2在所述斜拉主体12上滑动的稳定性。

在一实施例中，如图2所示，所述X轴床身组件1还包括安装在所述床身底座11上且用于调节所述床身底座11的水平状态的床身调节装置13。具体地，所述床身调节装置13包括地脚螺栓以及连接所述地脚螺栓的地脚板；所述床身底座11的底部的四周设置有与所述地脚螺栓适配的地脚螺纹孔，通过调节安装在所述床身底座11四周的所述地脚螺栓与所述地脚螺纹孔配合的长度，即可实现将所述床身底座11调节到水平安装。故所述床身调节装置13可方便装置将所述床身底座11调节成水平调节，从而提高该三维五轴激光加工设备激光加工的精度。

在一实施例中，如图2所示，所述斜拉主体12上与所述X轴导轨121相对应的位置还设有用于限制所述Y轴悬臂梁组件2沿所述X轴导轨121滑动的距离的X轴限位件122。可以理解地，所述X轴限位件122布置所述斜拉主体12 上，且位于所述X轴导轨121的两端，从而对所述Y轴悬臂梁组件2沿所述X 轴导轨121滑动的限位，防止所述Y轴悬臂梁组件2从所述X轴导轨121掉落，从而提高了该三维五轴激光切割装置的安全性。

在一实施例中，如图3所示，所述Y轴悬臂梁组件2包括悬臂梁主体21以及安装(通过螺钉连接、焊接等方式安装)在所述悬臂梁主体21上且用于驱动所述悬臂梁主体21沿所述X轴导轨121滑动的X轴驱动件22；所述X轴滑块 211设置在所述悬臂梁主体21上；所述悬臂梁主体21上还设有与Y轴方向平行的Y轴导轨212；所述滑板组件3上设有与所述Y轴导轨212适配的Y轴滑块311，所述滑板组件3通过所述Y轴导轨212以及所述Y轴滑块311与所述 Y轴悬臂梁组件2滑动连接。具体地，所述X轴驱动件22包括X轴电机221、 X轴减速机222、X轴减速机连接板223以及连接下所述X轴减速机222输出轴上的第一齿轮223；所述X轴电机221连接所述X轴减速机222，所述X轴减速机222通过所述X轴减速机连接板连接223在所述悬臂梁主体21上；所述斜拉主体12上设有与所述X轴减速机222输出轴上的第一齿轮223啮合的X轴齿条123，所述X齿条与所述X轴导轨121平行地设置在所述斜拉主体12上；所述X轴电机221驱动所述X轴减速机222带动连接在第一齿轮223沿所述X 齿条移动，从而实现所述悬臂梁主体21沿所述X轴导轨121的滑动。可以理解地，所述X轴驱动件22还可以为滚珠丝杠、直线电机、液压缸、气压缸等驱动件。

作为优选，如图2所示，所述X轴齿条123设置在两个所述X轴导轨121 之间，从而进一步提高了所述Y轴悬臂梁组件2沿所述X轴导轨121滑动的稳定性。

在一实施例中，如图3所示，所述悬臂梁主体21上与所述Y轴导轨212相对的位置还设有用于限制所述滑板组件3沿所述Y轴导轨212滑动的距离的Y 轴限位件213。可以理解地，所述Y轴限位件213布置在所述悬臂梁主体21上，且位于所述Y轴导轨212的两端，从而对所述滑板组件3沿所述Y轴导轨212 滑动距离的限位，防止所述滑板组件3从所述Y轴导轨212滑上滑落，增强了该三维五轴激光切割装置的安全性。

在一实施例中，如图4和图5所示，所述滑板组件3包括Y轴滑座板31以及安装在所述Y轴滑座板31上且用于驱动所述Y轴滑座板31沿所述Y轴导轨 212滑动的Y轴驱动件32；所述Y轴滑块311设置在所述Y轴滑座板31上；所述Y轴滑座板31上还设有Z轴滑块312；所述Z轴滑枕组件4上设有与Z轴方向平行的且与所述Z轴滑块312适配的Z轴导轨411，所述Z轴滑枕组件4 通过所述Z轴滑块312以及所述Z轴导轨411与所述滑板组件3滑动连接。作为优选，所述Y轴滑座板31为钢板焊接或者铝材料铸造而成，并为斜拉式结构件。具体地，所述Y轴驱动件32包括Y轴电机、Y轴减速机、Y轴减速机连接板以及连接所述Y轴减速机输出轴上的第二齿轮；所述Y轴电机连接所述Y轴减速机，所述Y轴减速机通过所述Y轴减速机连接板连接在所述悬臂梁主体21 上；所述悬臂梁主体21上设有与所述第二齿轮啮合的Y轴齿条4，所述Y齿条与所述Y轴导轨212平行地设置在所述悬臂梁主体21上；可以理解地，所述Y 轴驱动件32还可以为滚珠丝杠、直线电机、液压缸、气压缸等驱动件。

作为优选，如图3所示，所述悬臂梁主体21上设有多个所述Y轴导轨212，所述Y轴齿条4设置在两个所述Y轴导轨212之间，从而增加了所述滑板组件 3沿所述Y轴导轨212滑动时的稳定性。

在一实施例中，如图4和图5所示，所述Z轴滑枕组件4包括Z轴滑枕主体41；所述Z轴导轨411设置在Z轴滑枕主体41上；所述旋转激光切割头5 安装在所述Z轴滑枕组件4上；所述滑板组件3还包括安装在所述Y轴滑座板 31上且用于驱动所述Z轴滑枕主体41沿所述Z轴导轨411滑动的Z轴驱动件 33。作为优选，所述Z轴滑枕主体41为铝材料铸造而成，可以理解地，所述Z 轴滑枕主体41还可以为其它材料制成。

具体地，所述Z轴驱动件33包括为Z轴电机、Z轴减速机、Z轴减速机连接板以及连接所述Z轴减速机输出轴上的第三齿轮；所述Z轴电机连接所述Z 轴减速机，所述Z轴减速机通过所述Z轴减速机连接板连接在所述Y轴滑座板31上；所述Z轴滑枕主体41上设有与所述第三齿轮啮合的Z轴齿条412，所述 Z齿条与所述Z轴导轨411平行地设置在所述Z轴滑枕主体41上；可以理解地，所述Z轴驱动件33还可以为滚珠丝杠、直线电机、液压缸、气压缸等驱动件。

作为优选，如图6所示，所述Z轴滑枕主体41上设有多个所述Z轴导轨 411，所述Z轴齿条412设置两个所述Z轴导轨411之间，从而增加了所述Z轴滑枕主体41所述Z轴滑块312滑动时的稳定性。

在一实施例中，如图4和图5所示，所述Y轴滑座板31上还设有Z轴限位件313；所述Z轴限位件313用于限制所述Z轴滑枕组件4沿所述Z轴导轨411 移动的距离。可以理解地，所述Z轴限位件313布置在Y轴滑座板31上，且位于所述Z轴滑块312的两端，从而对所述Z轴滑枕组件4沿所述Z轴导轨411 滑动距离的限位，防止所述Z轴滑枕组件4从所述Z轴导轨411滑上滑落，增强了该三维五轴激光切割装置的安全性。

在一实施例中，如图6所示，所述旋转激光切割头5包括第一旋转件51、第二旋转件52以及激光头53；所述第二旋转件52的轴线与垂直于Z轴的所述旋转轴平行；所述第一旋转件51连接在所述Z轴滑枕组件4上，所述第二旋转件52连接在所述第一旋转件51和所述激光头53之间，所述第二旋转件52带动所述激光头53绕垂直于Z轴的所述旋转轴旋转，所述第一旋转件51带动所述第二旋转件52以及所述激光头53绕Z轴旋转。可以理解地，所述旋转激光切割头5为一个安装在Z轴滑枕组件上的结构件，并且旋转激光切割头5的激光头53可以绕第一旋转件51的中心轴(第一旋转件51的中心轴平行于Z轴，因此，激光头53可以绕Z轴旋转)、以及绕所述第二旋转件52的旋转轴(该第二旋转件52的旋转轴为垂直于Z轴的平面中与第一旋转件51的中心轴相交的任意一根轴线)自由旋转。所述旋转激光切割头5的结构简单，操作方便，提高了该三维五轴激光加工设备使用的便利性；另外，所述旋转激光切割头5可以实现所述待加工件复杂部位的激光加工，增强了该三维五轴激光切割头的适用性。

作为优选，所述第一旋转件51可实现绕所述第一旋转件51的中心轴旋转的360度，所述第二旋转件52绕所述第二旋转件52的轴线旋转的角度范围为 -135度至135度。可以理解地，所述第一旋转件51可以绕其中心轴进行n*360 度无死角的旋转；所述第二旋转件52可以绕其旋转轴进行正负135度的转动，从而实现所述待加工件的复杂部位的激光加工。可以理解地，所述第二旋转件 52也可以根据需求绕所述第二旋转轴的旋转轴转动预设的角度范围，例如：转动正负120度、正负150度等。

在一实施例中，如图7所示，所述旋转工作台组件6还包括工作台底座62、旋转装置63和旋转驱动件64；所述旋转装置63安装在所述工作台底座62上，所述旋转盘61安装在所述旋转装置63上；所述旋转驱动件64连接所述旋转装置63且用于驱动所述旋转装置63绕Z轴旋转。可以理解地，所述旋转驱动件 64驱动所述旋转装置63带动所述旋转盘61旋转，从而实现安装在所述旋转盘 61上的所述待加工件的360度旋转(绕Z轴360度旋转)，从而可以辅助加工所述待加工件的复杂部位的激光加工。

在一实施例中，如图7所示，所述旋转工作台组件6还包括均连接在所述旋转盘61上的挡光板65和支撑臂66；所述旋转盘61通过所述挡光板65分隔所述至少两个所述加工区域，所述支撑臂66用于支撑和夹持所述待加工件。具体地，当所述挡光板65将所述旋转盘61分成两个所述加工区域时，所述旋转盘61的一个所述加工区域用于所述待加工件的上下料，所述旋转盘61的另一个所述加工区域用于所述待加工件的激光切割，所述旋转驱动件64可以旋转所述旋转盘61的转动(转动180度)，从而实现所述待加工件上料和激光加工的切换。可以理解地，所述挡光板65还可以根据需求将所述旋转盘61分成三个所述加工区域、四个所述加工区域等，从而进一步提高该三维五轴激光加工设备激光加工的效率。另外，所述挡光板65还可以防止激光加工所述待加工件射出的激光对人体的伤害，所述支撑臂66可以起到支撑大型的所述待加工件和夹持所述待加工件的作用，从而提高了该三维五轴激光加工设备的适用性。

在一实施例中，如图7所示，所述旋转工作台组件6还包括连接在所述工作台底座62上用于调节所述工作台底座62的水平状态的底座调节装置67。可以理解地，所述工作台组件安装在基座或者地面上，在安装时要保证所述旋转工作台组件6的水平状态，通过所述底座调节装置67的调节，可以确保所述工作台组件的水平状态，提高所述待加工件的激光加工精度。具体地，所述底座调节装置67包括地脚螺栓以及连接所述地脚螺栓的地脚板，所述工作台底座62 底部的四周设置有与所述地脚螺栓适配的地脚螺纹孔，通过调节安装在所述工作台底座62四角的所述地脚螺栓与所述地脚螺纹孔配合的长度，即可实现水平安装所述床身工作台。

为更好地理解本发明的三维五轴激光加工设备，以图1至图7中三维五轴激光加工设备为例，说明本发明三维五轴激光加工设备的激光加工方法，主要包括以下步骤：

将一个所述待加工件放置在图1中所示的所述旋转盘61的两个加工区域中的其中一个所述加工区域，将另一个所述待加工件放置在所述旋转盘61的另一个所述待加工区域。可以理解地，所述旋转盘61上还可以根据需求设置两个以上的所述待加工区域，从而满足多个所述待加工件的激光加工的切换，提高了该三维五轴激光加工设备的激光加工效率。

三维五轴激光加工设备控制(可理解地，所述三维五轴激光加工设备可以设有连接并控制X轴床身组件1、Y轴悬臂梁组件2、滑板组件3、Z轴滑枕组件4、旋转激光切割头5以及旋转工作台组件6的运行的控制模块，此处通过控制模块进行控制)所述Y轴悬臂梁组件2、所述滑板组件3以及所述Z轴滑枕组件4分别沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向滑动，从而带动所述旋转激光切割头5到达预定加工位置(该预定加工位置应与待加工件的安装位置对应)。

所述三维五轴激光加工设备的控制模块控制所述旋转激光切割头5绕绕Z 轴以及垂直于Z轴的旋转轴旋转，从而实现所述旋转激光切割头5对准所述待加工件上的待加工位置并进行激光加工。可以理解地，在所述待加工件的激光加工过程中，所述控制模块可以控制所述Y轴悬臂梁组件2、所述滑板组件3、所述Z轴滑枕组的其中一个或多个滑动，亦可以控制所述旋转激光切割头5的转动，从而带动所述旋转激光切割头5沿X轴、Y轴、Z轴方向的滑动，以及绕Z轴方向以及垂直于Z轴方向的旋转，进而配合完成所述待加工件的激光加工。同时，所述三维五轴激光加工设备的控制模块亦可以控制旋转盘61的旋转配合所述旋转激光切割头5的运动，进一步便于所述旋转激光切割头5的激光加工过程的进行(尤其是针对结构复杂的待加工件)。

待所述待加工件加工完成后，所述控制模块控制所述旋转切割头退回到预设位置，并控制所述旋转盘61旋转预设角度(该预设角度根据加工区域的数量以及预设的工序流程中的工序进行设置)，以使位于所述旋转盘上的未加工的所述待加工件到达所述旋转激光切割头5的加工部位。

以上仅为发明的三维五轴激光激光切割机的实施例而已，并不用以限制发明，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维五轴激光加工设备，其特征在于，包括：X轴床身组件、Y轴悬臂梁组件、滑板组件、Z轴滑枕组件、旋转激光切割头以及用于安装待加工件的旋转工作台组件；

所述Y轴悬臂梁组件安装在所述X轴床身组件上，且所述Y轴悬臂梁组件沿X轴方向与所述X轴床身组件相对滑动；

所述滑板组件安装在所述Y轴悬臂梁组件上，且所述滑板组件沿Y轴方向与所述Y轴悬臂梁组件相对滑动；

所述Z轴滑枕组件安装在所述滑板组件上，且所述Z轴滑枕组件沿Z轴方向与所述滑板组件相对滑动；

所述旋转激光切割头安装在所述Z轴滑枕组件上，且所述旋转激光切割头可绕Z轴以及垂直于Z轴的旋转轴旋转；

所述Z轴滑枕组件带动所述旋转激光切割头沿Z轴方向移动；所述滑板组件带动所述Z轴滑枕组件以及安装在所述Z轴滑枕组件上的所述旋转激光切割头沿Y轴方向移动；所述Y轴悬臂梁组件带动所述滑板组件、所述Z轴滑枕组件以及安装在所述Z轴滑枕组件上的所述旋转激光切割头沿X轴方向移动；

所述旋转工作台组件位于所述旋转切割头的下方，且所述旋转工作台组件上设有具有至少两个加工区域的旋转盘，且所述旋转盘上的至少两个所述加工区域可绕Z轴方向按照预设的工序流程旋转。

2.根据权利要求1所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述X轴床身组件包括床身底座和连接在所述床身底座上的斜拉主体；所述斜拉主体上设有与X轴方向平行的X轴导轨；所述Y轴悬臂梁组件上设有与所述X轴导轨适配的X轴滑块；所述Y轴悬臂梁组件通过所述X轴导轨以及所述X轴滑块与所述X轴床身组件滑动连接。

3.根据权利要求2所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述X轴床身组件还包括安装在所述床身底座上且用于调节所述床身底座的水平状态的床身调节装置；和/或

所述斜拉主体上与所述X轴导轨相对应的位置还设有用于限制所述Y轴悬臂梁组件沿所述X轴导轨滑动的距离的X轴限位件。

4.根据权利要求2所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述Y轴悬臂梁组件包括悬臂梁主体以及安装在所述悬臂梁主体上且用于驱动所述悬臂梁主体沿所述X轴导轨滑动的X轴驱动件；所述X轴滑块设置在所述悬臂梁主体上；所述悬臂梁主体上还设有与Y轴方向平行的Y轴导轨；所述滑板组件上设有与所述Y轴导轨适配的Y轴滑块，所述滑板组件通过所述Y轴导轨以及所述Y轴滑块与所述Y轴悬臂梁组件滑动连接；和/或

所述悬臂梁主体上与所述Y轴导轨相对的位置还设有用于限制所述滑板组件沿所述Y轴导轨滑动的距离的Y轴限位件。

5.根据权利要求4所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述滑板组件包括Y轴滑座板以及安装在所述Y轴滑座板上且用于驱动所述Y轴滑座板沿所述Y轴导轨滑动的Y轴驱动件；所述Y轴滑块设置在所述Y轴滑座板上；所述Y轴滑座板上还设有Z轴滑块；所述Z轴滑枕组件上设有与Z轴方向平行的且与所述Z轴滑块适配的Z轴导轨，所述Z轴滑枕组件通过所述Z轴滑块以及所述Z轴导轨与所述滑板组件滑动连接。

6.根据权利要求5所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述Z轴滑枕组件包括Z轴滑枕主体；所述Z轴导轨设置在Z轴滑枕主体上；所述旋转激光切割头安装在所述Z轴滑枕组件上；所述滑板组件还包括安装在所述Y轴滑座板上且用于驱动所述Z轴滑枕主体沿所述Z轴导轨滑动的Z轴驱动件；和/或

所述Y轴滑座板上还设有Z轴限位件；所述Z轴限位件用于限制所述Z轴滑枕组件沿所述Z轴导轨移动的距离。

7.根据权利要求1所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述旋转激光切割头包括第一旋转件、第二旋转件以及激光头；所述第二旋转件的轴线与垂直于Z轴的所述旋转轴平行；所述第一旋转件连接在所述Z轴滑枕组件上，所述第二旋转件连接在所述第一旋转件和所述激光头之间，所述第二旋转件带动所述激光头绕垂直于Z轴的所述旋转轴旋转，所述第一旋转件带动所述第二旋转件以及所述激光头绕Z轴旋转。

8.根据权利要求1所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述旋转工作台组件还包括工作台底座、旋转装置和旋转驱动件；所述旋转装置安装在所述工作台底座上，所述旋转盘安装在所述旋转装置上；所述旋转驱动件连接所述旋转装置且用于驱动所述旋转装置绕Z轴旋转。

9.根据权利要求8所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述旋转工作台组件还包括均连接在所述旋转盘上的挡光板和支撑臂；所述旋转盘通过所述挡光板分隔所述至少两个所述加工区域，所述支撑臂用于支撑和夹持所述待加工件。

10.根据权利要求8所述三维五轴激光加工设备，其特征在于，所述旋转工作台组件还包括连接在所述工作台底座上用于调节所述工作台底座的水平状态的底座调节装置。

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