CN112171088A - 一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，包括龙门机架，所述龙门机架由两根X轴机架、四根立柱、一根Y轴机架和一Z轴组成，所述立柱设置在两根X轴机架的底部两端；所述Y轴机架架设在两根X轴机架上方；所述X轴机架顶面设置有X轴导轨，所述Y轴机架与X轴导轨滑动配合；所述Z轴竖向设置在Y轴机架的前端面，所述Y轴机架的前端面设置有Y轴导轨，所述Z轴与Y轴导轨滑动配合；所述龙门机架下方设置有变位机。这种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机其激光切割头可以旋转，驱动精度更高，速度更快，能够同时做到长行程切割又能满足切割坡口的功能，可以实现不同高度和形状的汽车钣金冲压件激光切割使用。

Description

一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机
技术领域
本发明涉及汽车零部件切割领域，尤其涉及一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机。
背景技术
钣金是针对金属板一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。
钣金工艺基本设备包括剪板机、数控冲床/激光、等离子、水射流切割机、折弯机以及各种辅助。目前的钣金加工只能针对些金属薄板。
随着人们生活水平的不断上涨，汽车作为代步工具逐渐普及，因而汽车制造业得到迅猛发展。现有的汽车主体大多通过各种钣金件组合而成，而一些厚的汽车钣金件，由于结构比较复杂，一般的切割机床加工难度大，如坡口的加工，即使使用普通的龙门激光切割机，也无法同时做到长行程切割又能满足切割坡口的功能，而单一用机器人切割，切割定位精度也无法保证，造成生产成本增大，生产效率低下的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够针对长行程切割又能满足切割坡口的功能汽车钣金冲压件加工的汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，包括由优质碳素钢焊接而成的龙门机架，所述龙门机架由X轴机架、立柱、Y轴机架和Z轴组成，所述X轴机架具有两根，左右平行设置；所述立柱具有四根，分别固定设置在两根X轴机架的底部两端；所述Y轴机架具有一根，其架设在平行设置的两根X轴机架上方；所述X轴机架顶面设置有X轴导轨，所述Y轴机架与所述X轴导轨滑动配合，并通过设置在Y轴机架上的X向电机驱动其在X轴导轨上作X向往复直线运动；所述Z轴竖向设置在所述Y轴机架的前端面，所述Y轴机架的前端面设置有Y轴导轨，所述Z轴与所述Y轴导轨滑动配合，并通过设置在所述Z轴上的Y向电机驱动其在Y轴导轨上作Y向往复直线运动；所述龙门机架下方设置有用于安装待切割件的变位机；所述Z轴由能够上下运动的上下行程轴和安装在下行程轴下方的激光切割头组成，所述激光切割头在Y轴机架和Z轴的控制下对安装在变位机上的待切割件进行激光切割。
作为优选，所述两根X轴机架顶部前端通过前横梁固定连接，顶部后端通过后横梁固定连接。
作为优选，所述前横梁的端面呈开口朝下的拱门状，其底面到底面的距离高于后横梁底面到底面的距离。
作为优选，所述前横梁开口处内顶角设置有加强筋。
作为优选，所述激光切割头通过两个旋转轴安装在下行程轴下方，所述两个旋转轴分别为能够水平转动的水平旋转轴和能够侧面转动的侧向旋转轴，所述侧向旋转轴连接在水平旋转轴上，所述激光切割头安装在所述侧向旋转轴上。
作为优选，所述X向电机和Y向电机均为直线电机。
作为优选，其中一根所述X轴机架顶部的前后两端分别设置有一个缓冲器，另一根X轴机架的外侧面设置有用于输送电信号的X向坦克链，所述X向坦克链一端连接控制单元，另一端与Y轴机架上的X向电机电信号连接，控制单元通过X向坦克链向Y轴机架上的X向电机传送电信号，并驱动Y轴机架在X轴导轨上进行往复直线运动。
作为优选，所述Y轴机架顶部设置有用于传送电信号的Y向坦克链，所述Y向坦克链一端连接控制单元，另一端与Z轴上的Y向电机电信号连接，控制单元通过Y向坦克链向Z轴上的Y向电机传送电信号，并驱动Z轴在Y轴导轨上进行往复直线运动。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：这种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机其激光切割头可以旋转，Y轴机架和Z轴通过直线电机驱动，其比传统齿轮齿条驱动精度更高，速度更快，能够同时做到长行程切割又能满足切割坡口的功能，可以实现不同高度和形状的汽车钣金冲压件激光切割使用，大大提高生产效率，保证了产品质量，且能够适用于其他切割要求高的金属板类切割使用，实用性强。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机外部结构示意图；
图2是本发明一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机俯视结构示意图。
图中：1、龙门机架；11、X轴机架；111、X向电机；112、X轴导轨；113、缓冲器；12、立柱；13、后横梁；14、前横梁；141、加强筋；2、Y轴机架；21、Y向电机；22、Y轴导轨；23、X向坦克链；3、Z轴；31、上下行程轴；32、Y向坦克链；4、激光切割头；5、变位机。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
图1和图2所示一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，包括由优质碳素钢焊接而成的龙门机架1，保证切割的稳定性，所述龙门机架1由X轴机架11、立柱12、Y轴机架2和Z轴3组成，通过优质碳素钢制成的X轴机架11和Y轴机架2，切割时动态性能极佳；所述X轴机架11具有两根，左右平行设置；所述立柱12具有四根，分别固定设置在两根X轴机架11的底部两端；所述Y轴机架2具有一根，其架设在平行设置的两根X轴机架11上方；所述X轴机架11顶面设置有X轴导轨112，所述Y轴机架2与所述X轴导轨112滑动配合，并通过设置在Y轴机架2上的X向电机111驱动其在X轴导轨112上作X向往复直线运动；所述Z轴3竖向设置在所述Y轴机架2的前端面，所述Y轴机架2的前端面设置有Y轴导轨22，所述Z轴3与所述Y轴导轨22滑动配合，并通过设置在所述Z轴3上的Y向电机21驱动其在Y轴导轨22上作Y向往复直线运动；所述龙门机架1下方设置有用于安装待切割件的变位机5；所述Z轴3由能够上下运动的上下行程轴31和安装在下行程轴31下方的激光切割头4组成，所述上下行程轴31最大行程达500mm，适用于不同厚度的金属板加工，所述激光切割头4在Y轴机架2和Z轴3的控制下对安装在变位机5上的待切割件进行激光切割。
为了保证龙门机架1的稳固性，所述两根X轴机架11顶部前端通过前横梁14固定连接，顶部后端通过后横梁13固定连接。
为了方便操作人员进入龙门机架1内对变位机上的工件进行处理，所述前横梁14的端面呈开口朝下的拱门状，其底面到底面的距离高于后横梁13底面到底面的距离。
为了保证前横梁14结构稳定性，所述前横梁14开口处内顶角设置有加强筋141。
为了能够实现激光切割头4对不同高度和形状钢板的加工，所述激光切割头4通过两个旋转轴安装在下行程轴31下方，所述两个旋转轴分别为能够水平转动的水平旋转轴和能够侧面转动的侧向旋转轴，所述侧向旋转轴连接在水平旋转轴上，所述激光切割头4安装在所述侧向旋转轴上。
为了提高Y轴机架2和Z轴的驱动精度，提高加工效率，所述X向电机111和Y向电机21均为直线电机，直线电机驱动属于无接触式传动，没有齿轮齿条驱动产生的反向间隙，运行精度高，速度快。
为了保证Y轴机架2在X轴机架11上运行的安全性，同时便于控制单元对Y轴机架2的运行进行控制，其中一根所述X轴机架11顶部的前后两端分别设置有一个缓冲器113，另一根X轴机架11的外侧面设置有用于输送电信号的X向坦克链23，所述X向坦克链23一端连接控制单元，另一端与Y轴机架2上的X向电机111电信号连接，控制单元通过X向坦克链23向Y轴机架2上的X向电机111传送电信号，并驱动Y轴机架2在X轴导轨112上进行往复直线运动。
为了便于控制单元对Z轴3的运行进行控制，所述Y轴机架2顶部设置有用于传送电信号的Y向坦克链32，所述Y向坦克链32一端连接控制单元，另一端与Z轴3上的Y向电机21电信号连接，控制单元通过Y向坦克链32向Z轴3上的Y向电机21传送电信号，并驱动Z轴3在Y轴导轨22上进行往复直线运动。
其具体工作方式如下：操作人员从龙门机架1正前方的前横梁14开口下方进入龙门机架1底部，将待切割的金属板件安装在变位机5上，安装结束后离开龙门机架1，然后外部控制单元通过X向坦克链23和Y向坦克链32分别给X向电机111和Y向电机21进行信号传输，同时将信号传输给Z轴，并控制激光切割头，X向电机111驱动Y轴机架2在X轴机架11上运动，Y向电机21驱动Z轴3在Y轴机架2上运动，通过预先编好的程序，控制Z轴3的移动位置，并通过Z轴3底部的两个旋转轴控制激光切割头4的方向，以此对金属板件进行切割；X轴机架11上的X轴导轨112和Y轴机架2上的Y轴导轨22可以实现长行程切割，而双旋转轴连接的激光切割头4可以满足切割坡口的功能，Z轴3上上下行程轴31的设计可以满足不同厚度的金属板件；金属板件切割完成后Z轴3停止工作并服务，操作人员进入龙门机架1内将切割加工后的汽车钣金冲压件取下即可。
这种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机其激光切割头可以旋转，Y轴机架和Z轴通过直线电机驱动，其比传统齿轮齿条驱动精度更高，速度更快，能够同时做到长行程切割又能满足切割坡口的功能，可以实现不同高度和形状的汽车钣金冲压件激光切割使用，大大提高生产效率，保证了产品质量，且能够适用于其他切割要求高的金属板类切割使用，实用性强。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：包括由优质碳素钢焊接而成的龙门机架（1），所述龙门机架（1）由X轴机架（11）、立柱（12）、Y轴机架（2）和Z轴（3）组成，其特征在于：所述X轴机架（11）具有两根，左右平行设置；所述立柱（12）具有四根，分别固定设置在两根X轴机架（11）的底部两端；所述Y轴机架（2）具有一根，其架设在平行设置的两根X轴机架（11）上方；所述X轴机架（11）顶面设置有X轴导轨（112），所述Y轴机架（2）与所述X轴导轨（112）滑动配合，并通过设置在Y轴机架（2）上的X向电机（111）驱动其在X轴导轨（112）上作X向往复直线运动；所述Z轴（3）竖向设置在所述Y轴机架（2）的前端面，所述Y轴机架（2）的前端面设置有Y轴导轨（22），所述Z轴（3）与所述Y轴导轨（22）滑动配合，并通过设置在所述Z轴（3）上的Y向电机（21）驱动其在Y轴导轨（22）上作Y向往复直线运动；所述龙门机架（1）下方设置有用于安装待切割件的变位机（5）；所述Z轴（3）由能够上下运动的上下行程轴（31）和安装在下行程轴（31）下方的激光切割头（4）组成，所述激光切割头（4）在Y轴机架（2）和Z轴（3）的控制下对安装在变位机（5）上的待切割件进行激光切割。
2.根据权利要求1所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述两根X轴机架（11）顶部前端通过前横梁（14）固定连接，顶部后端通过后横梁（13）固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述前横梁（14）的端面呈开口朝下的拱门状，其底面到底面的距离高于后横梁（13）底面到底面的距离。
4.根据权利要求3所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述前横梁（14）开口处内顶角设置有加强筋（141）。
5.根据权利要求1所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述激光切割头（4）通过两个旋转轴安装在下行程轴（31）下方，所述两个旋转轴分别为能够水平转动的水平旋转轴和能够侧面转动的侧向旋转轴，所述侧向旋转轴连接在水平旋转轴上，所述激光切割头（4）安装在所述侧向旋转轴上。
6.根据权利要求1所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述X向电机（111）和Y向电机（21）均为直线电机。
7.根据权利要求1所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：其中一根所述X轴机架（11）顶部的前后两端分别设置有一个缓冲器（113），另一根X轴机架（11）的外侧面设置有用于输送电信号的X向坦克链（23），所述X向坦克链（23）一端连接控制单元，另一端与Y轴机架（2）上的X向电机（111）电信号连接，控制单元通过X向坦克链（23）向Y轴机架（2）上的X向电机（111）传送电信号，并驱动Y轴机架（2）在X轴导轨（112）上进行往复直线运动。
8.根据权利要求1所述的一种汽车钣金冲压件用三维五轴激光切割机，其特征在于：所述Y轴机架（2）顶部设置有用于传送电信号的Y向坦克链（32），所述Y向坦克链（32）一端连接控制单元，另一端与Z轴（3）上的Y向电机（21）电信号连接，控制单元通过Y向坦克链（32）向Z轴（3）上的Y向电机（21）传送电信号，并驱动Z轴（3）在Y轴导轨（22）上进行往复直线运动。
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