CN113070569B - 辅助提升装置及具有其的激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了辅助提升装置及具有其的激光切割机，包括：支撑架；位移组件安装在支撑架上，位移组件的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件用于与执行部件连接，通过位移组件带动执行部件移动；缓冲组安装在支撑架上，缓冲组件包括缓冲件和固定块，固定块与支撑架连接，缓冲件的第一端与固定块连接，缓冲件的第二端与位移组件相对，以在位移组件向下移动直至对缓冲件进行压缩时，通过缓冲件对位移组件施加作用力。解决了现有技术中的激光切割机上的切割头无法消除惯性力的问题。

Description

辅助提升装置及具有其的激光切割机

技术领域

本发明涉及辅助提升领域，具体而言，涉及一种辅助提升装置及具有其的激光切割机。

背景技术

激光切割机通常具有X、Y、Z三个轴，其中切割头位于Z轴上，通过三轴联动实现在工作区域中的定位及加工。

在切割过程中，由于板材厚度不均匀，切割头需要在激光加工中不断上下往复运动，以保证切割头到板材平面的距离(即切割焦距)不变，并在此过程中具有较高的定位精度要求，以防止因焦距误差影响切割质量；由于切割头在调整焦距的过程中不断上下往复运动，会在Z轴方向上产生较大的惯性力，由惯性力引起的动能增加，会对整个运动机构产生惯性冲击，而且激光切割机Z轴一般采用丝杠导轨传动机构或者其他刚性运动机构传动，阻尼较小，容易发生振动，产生的惯性冲击直接影响切割头定位精度。

现有的消除切割头的惯性力的方法，一般在Z轴的外侧增加拉伸弹簧装置，弹簧一端固定在Z轴支撑架上，称为固定端，另一端固定在切割头所在的滑板上，称为运动端，当切割头上下往复运动时，即运动端与固定端发生相对运动，从而对弹簧进行拉伸，利用弹簧产生的弹性势能抵消惯性力产生的动能，达到力平衡的效果。

但是，现有技术中，将弹簧设置在了Z轴的外侧，使Z轴外侧结构复杂，影响传感器等外置零部件的安装和使用，此外，由于激光切割加工过程中会产生较大的粉尘及火花，加工环境恶劣，会对外置的弹簧造成破坏，当Z轴行程较大时，需要较长的拉伸弹簧，对驱动电机造成额外负载，而且在弹簧恢复初始长度时，容易发生扭曲甚至缠绕，使弹簧与Z轴结构发生干涉，严重影响设备使用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种辅助提升装置及具有其的激光切割机，以解决现有技术中的激光切割机上的切割头无法消除惯性力的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种辅助提升装置，包括：支撑架；位移组件，安装在支撑架上，位移组件的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件用于与执行部件连接，通过位移组件带动执行部件移动；缓冲组件，安装在支撑架上，缓冲组件包括缓冲件和固定块，固定块与支撑架连接，缓冲件的第一端与固定块连接，缓冲件的第二端与位移组件相对，以在位移组件向下移动直至对缓冲件进行压缩时，通过缓冲件对位移组件施加作用力。

进一步地，位移组件包括压块，压块上设置有穿过孔；缓冲组件还包括：导柱，导柱的第一端与固定块连接，导柱的第二端穿设在穿过孔内，缓冲件套设在导柱上。

进一步地，，导柱和穿过孔间隙配合。

进一步地，缓冲件处于初始状态时的长度小于导柱长度的二分之一。

进一步地，位移组件还包括：移动块，沿竖直方向可移动地设置；过渡板，过渡板分别与移动块和压块连接，移动块通过过渡板带动压块移动。

进一步地，位移组件还包括：传动杆，传动杆绕自身轴线可转动地设置，传动杆上设置有外螺纹；移动块上设置有螺纹孔，移动块套设在传动杆上并与传动杆螺纹配合。

进一步地，辅助提升装置还包括：滑板，与支撑架相对并与位移组件连接，执行部件安装在滑板上；缓冲组件的至少部分位于滑板与支撑架之间。

进一步地，辅助提升装置还包括：支撑轨道，安装在支撑架上并位于位移组件的侧方，滑板的至少部分安装在支撑轨道上，位移组件带动滑板沿支撑轨道的延伸方向移动；缓冲组件位于支撑轨道靠近位移组件的一侧。

进一步地，缓冲组件为至少两组，至少两组缓冲组件位于位移组件的侧方。

根据本发明的另一方面，提供了一种激光切割机，包括X轴位移设备、Y轴位移设备和Z轴位移设备，辅助提升装置安装在Z轴位移设备上，辅助提升装置为上述的辅助提升装置。

应用本发明的技术方案，根据本发明提供的辅助提升装置，包括：支撑架、位移组件和缓冲组件，位移组件安装在支撑架上，位移组件的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件用于与执行部件连接，通过位移组件带动执行部件移动；缓冲组件安装在支撑架上，缓冲组件包括缓冲件和固定块，固定块与支撑架连接，缓冲件的第一端与固定块连接，缓冲件的第二端与位移组件相对，以在位移组件向下移动直至对缓冲件进行压缩时，通过缓冲件对位移组件施加作用力。这样设置能够节省设备空间，使整体结构紧凑。在位移组件向下移动直至对缓冲件进行压缩时，通过缓冲件对位移组件施加作用力，以消除位移组件在沿竖直方向运动时，位移组件在重力作用下所产生的惯性力，进而减轻执行部件在位移组件的带动下所产生的振动，从而提高执行部件的定位精度，解决了执行部件无法消除惯性力的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的辅助提升装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的辅助提升装置的剖视图；

图3示出了根据本发明的辅助提升装置的缓冲组件的第一视角的结构示意图；以及

图4示出了根据本发明的辅助提升装置的缓冲组件的第二视角的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、支撑架；2、位移组件；100、执行部件；3、缓冲组件；30、缓冲件；31、固定块；20、压块；201、穿过孔；32、导柱；21、移动块；22、过渡板；23、传动杆；4、滑板；5、支撑轨道；6、驱动电机；7、滑块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明的一种辅助提升装置，请参考图1至图4，辅助提升装置包括：支撑架1；位移组件2，安装在支撑架1上，位移组件2的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件2用于与执行部件100连接，通过位移组件2带动执行部件100移动；缓冲组件3，安装在支撑架1上，缓冲组件3包括缓冲件30和固定块31，固定块31与支撑架1连接，缓冲件30的第一端与固定块31连接，缓冲件30的第二端与位移组件2相对，以在位移组件2向下移动直至对缓冲件30进行压缩时，通过缓冲件30对位移组件2施加作用力。

根据本发明提供的辅助提升装置，包括：支撑架1、位移组件2和缓冲组件3，位移组件2安装在支撑架1上，位移组件2的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件2用于与执行部件100连接，通过位移组件2带动执行部件100移动；缓冲组件3安装在支撑架1上，缓冲组件3包括缓冲件30和固定块31，固定块31与支撑架1连接，缓冲件30的第一端与固定块31连接，缓冲件30的第二端与位移组件2相对，以在位移组件2向下移动直至对缓冲件30进行压缩时，通过缓冲件30对位移组件2施加作用力。这样设置能够节省设备空间，使整体结构紧凑。在位移组件2向下移动直至对缓冲件30进行压缩时，通过缓冲件30对位移组件2施加作用力，以消除位移组件2在沿竖直方向运动时，位移组件2在重力作用下所产生的惯性力，进而减轻执行部件100在位移组件2的带动下所产生的振动，从而提高执行部件100的定位精度，解决了执行部件100无法消除惯性力的问题。

具体地，如图3所示，位移组件2包括压块20，压块20上设置有穿过孔201；缓冲组件3还包括：导柱32，导柱32的第一端与固定块31连接，导柱32的第二端穿设在穿过孔201内，缓冲件30套设在导柱32上。导柱32用于对缓冲件30进行导向，避免缓冲件30在压缩过程中发生扭曲，同时导柱32的第二端穿设在穿过孔201内，通过穿过孔201对导柱32进行避让，使压块20能够与缓冲件30进行接触，进而使缓冲件30的弹性力施加在压块20上，以避免执行部件100在重力作用下掉落的情况。固定块31为了对缓冲件30进行限位，防止缓冲件30脱落，影响设备的正常使用，同时固定块31还能够对缓冲件30进行固定，避免缓冲件30在导柱32上移动。在本发明提供的实施例中，缓冲件30优选为弹簧。

在本发明提供的实施例中，导柱32和穿过孔201间隙配合。这样设置位移组件2向下运动过程中，方便导柱32能够顺畅地穿过穿过孔201。

其中，如图4所示，缓冲件30处于初始状态时的长度小于导柱32长度的二分之一。本发明以执行部件100以激光切割头为例，在初始状态下，激光切割头的行程被分为两段，上段为无弹力作用段，下段为弹力作用段，将激光切割头的焦距区间设置为有弹力作用段，使得激光切割头在焦距区间变换不同焦距时，始终位于有弹力作用段，使得缓冲件30不需要设置过长，不会因为压缩行程较长而产生较大弹力，同时还降低了驱动压块20移动的驱动电机6的负载。其中，这样设置使得执行部件100在下降至工作位置时，压块20下降至与缓冲件30并将缓冲件30压缩至一定距离，由于压块20在向下移动时会产生惯性，到预定工作位置时会发生惯性冲击力，但由于缓冲件30对压块20的弹性力，使压块20的惯性力产生的动能转换为缓冲件30受压产生的弹性势能。

在具体实施过程中，如图2和图3所示，位移组件2还包括：移动块21沿竖直方向可移动地设置；过渡板22，过渡板22分别与移动块21和压块20连接，移动块21通过过渡板22带动压块20移动。过渡板22的第一端面与压块20连接，过渡板22的第二端面与移动块21连接。通过设置过渡板22，使导柱32与移动块21之间产生间隔，同时利用过渡板22，还能使导柱32的端部高于移动块21的端部，进而增加导柱32的设置长度，同时还避免了导柱32以及缓冲件30与移动块21之间相互干涉。

其中，位移组件2还包括：传动杆23，传动杆23绕自身轴线可转动地设置，传动杆23上设置有外螺纹；移动块21上设置有螺纹孔，移动块21套设在传动杆23上并与传动杆23螺纹配合。优选地，移动块21为丝杠螺母，传动杆23为丝杠，将移动块21和传动杆23设置为丝杠组件，结构简单且便于实施。

具体实施时，传动杆23的一端设置有驱动电机6，通过驱动电机6以驱动传动杆23绕自身轴线转动，从而带动移动块21沿竖直方向运动。优选地，驱动电机6为电机。这样设置的结构简单，通过将驱动电机6设置在传动杆23的端部，避免驱动电机6与其他部件之间相互干涉。

其中，如图1所示，辅助提升装置还包括：滑板4，与支撑架1相对并与位移组件2连接，执行部件100安装在滑板4上；缓冲组件3的至少部分位于滑板4与支撑架1之间。这样设置位移组件2在运动过程中，能够通过位移组件2带动滑板4上的执行部件100完成切割。同时避免缓冲组件3外露在执行部件的外侧，有效降低了生产过程中的废屑等对缓冲组件3产生的破坏，增加了缓冲组件3的使用寿命。

为了带动执行部件更加顺畅的移动，辅助提升装置还包括：支撑轨道5，安装在支撑架1上并位于位移组件2的侧方，滑板4的至少部分安装在支撑轨道5上，位移组件2带动滑板4沿支撑轨道5的延伸方向移动；缓冲组件3位于支撑轨道5靠近位移组件2的一侧。这样设置为了滑板4向下滑动的稳定性。其中，支撑轨道5包括支撑板和滑轨，滑轨设置在支撑板上，支撑板的至少部分位于位移组件的侧方，缓冲组件3位于支撑板与位移组件2之间，这样设置通过支撑板和滑板4对缓冲组件3进行遮挡和保护，避免了在生产加工过程中外界因素(例如废屑或油污等)对缓冲组件3的污染，同时使辅助提升装置的整体结构更加紧凑，占用较小的安装空间。

在本发明提供的实施例中，缓冲组件为至少两组，至少两组缓冲组件3沿位移组件的周向间隔设置，优选地，缓冲组件3为两组，两组缓冲组件3分别位于位移组件2的两侧。

在具体实施时，位移组件2与支撑轨道5固定在支撑架1上，滑块7安装在支撑轨道5上，滑板4固定在滑块7和移动块21的安装面上，执行部件100固定在滑板4上，通过驱动电机6可驱动传动杆23绕自身轴线转动，驱动移动块21向下移动的同时带动压块20向下移动，直至压块20的端面与缓冲件30的第一端面接触，使缓冲件30压缩到一定距离，由于移动块21向下运动时，会产生一定的惯性力，产生惯性冲击，通过缓冲件30对压块20施加的与惯性力方向相反的弹性力，使压块20带动移动块21避免了产生在惯性作用下的位移，进而对执行部件100的惯性力进行抵消，以消除惯性力引起的执行部件100的振动，避免了执行部件100在焦距过程中存在误差影响到切割质量，当缓冲件30处于压缩状态时，由压缩产生的弹力通过压块20、过渡板22传递到移动块21上，使得移动块21收到向上的弹力，对移动块21起到预紧的作用，可减少移动块21与传动杆23之间的反向间隙，提高传动精度，以及抵消执行部件100和滑板4的一部分重力，减少驱动电机6在提升时的负载，起到辅助提升的作用，且延长驱动电机6的使用寿命。

本发明提供了一种激光切割机，包括X轴位移设备、Y轴位移设备和Z轴位移设备，辅助提升装置安装在Z轴位移设备上，辅助提升装置为上述实施例的辅助提升装置。

采用本发明中的辅助提升装置，不占用Z轴位移设备的外部空间，使整个Z轴的空间充分利用，有效减小了Z轴位移设备的结构，方便了需要外置的零部件的安装和使用，避免了将弹簧外置产生的弹簧扭曲设置缠绕，使弹簧与Z轴位移设备结构发生干涉的问题。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明提供的辅助提升装置，包括：支撑架1、位移组件2和缓冲组件3，位移组件2安装在支撑架1上，位移组件2的至少部分沿竖直方向可移动地设置，位移组件2用于与执行部件100连接，通过位移组件2带动执行部件100移动；缓冲组件3安装在支撑架1上，缓冲组件3包括缓冲件30和固定块31，固定块31与支撑架1连接，缓冲件30的第一端与固定块31连接，缓冲件30的第二端与位移组件2相对，以在位移组件2向下移动直至对缓冲件30进行压缩时，通过缓冲件30对位移组件2施加作用力。这样设置能够节省设备空间，使整体结构紧凑。在位移组件2向下移动直至对缓冲件30进行压缩时，通过缓冲件30对位移组件2施加作用力，以消除位移组件2在沿竖直方向运动时，位移组件2在重力作用下所产生的惯性力，进而减轻执行部件100在位移组件2的带动下所产生的振动，从而提高执行部件100的定位精度，解决了执行部件100无法消除惯性力的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种辅助提升装置，其特征在于，包括：

支撑架(1)；

位移组件(2)，安装在所述支撑架(1)上，所述位移组件(2)的至少部分沿竖直方向可移动地设置，所述位移组件(2)用于与执行部件(100)连接，通过所述位移组件(2)带动所述执行部件(100)移动；

缓冲组件(3)，安装在所述支撑架(1)上，所述缓冲组件(3)包括缓冲件(30)和固定块(31)，所述固定块(31)与所述支撑架(1)连接，所述缓冲件(30)的第一端与所述固定块(31)连接，所述缓冲件(30)的第二端与所述位移组件(2)相对，以在所述位移组件(2)向下移动直至对所述缓冲件(30)进行压缩时，通过所述缓冲件(30)对所述位移组件(2)施加作用力；

所述位移组件(2)包括压块(20)，所述压块(20)上设置有穿过孔(201)；所述缓冲组件(3)还包括：导柱(32)，所述导柱(32)的第一端与所述固定块(31)连接，所述导柱(32)的第二端穿设在所述穿过孔(201)内，所述缓冲件(30)套设在所述导柱(32)上；所述缓冲件(30)处于初始状态时的长度小于所述导柱(32)长度的二分之一；

所述执行部件(100)为激光切割头，在初始状态下，所述激光切割头的行程分为上段和下段，所述上段为无弹力作用段，所述下段为弹力作用段，所述激光切割头的焦距区间设置为有弹力作用段，使得激光切割头在焦距区间变换不同焦距时，始终位于所述有弹力作用段。

2.根据权利要求1所述的辅助提升装置，其特征在于，所述导柱(32)和所述穿过孔(201)间隙配合。

3.根据权利要求1所述的辅助提升装置，其特征在于，所述位移组件(2)还包括：

移动块(21)，沿竖直方向可移动地设置；

过渡板(22)，所述过渡板(22)分别与所述移动块(21)和所述压块(20)连接，所述移动块(21)通过所述过渡板(22)带动所述压块(20)移动。

4.根据权利要求3述的辅助提升装置，其特征在于，所述位移组件(2)还包括：

传动杆(23)，所述传动杆(23)绕自身轴线可转动地设置，所述传动杆(23)上设置有外螺纹；

所述移动块(21)上设置有螺纹孔，所述移动块(21)套设在所述传动杆(23)上并与所述传动杆(23)螺纹配合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的辅助提升装置，其特征在于，所述辅助提升装置还包括：

滑板(4)，与所述支撑架(1)相对并与所述位移组件(2)连接，所述执行部件(100)安装在所述滑板(4)上；

所述缓冲组件(3)的至少部分位于所述滑板(4)与所述支撑架(1)之间。

6.根据权利要求5所述的辅助提升装置，其特征在于，所述辅助提升装置还包括：

支撑轨道(5)，安装在所述支撑架(1)上并位于所述位移组件(2)的侧方，所述滑板(4)的至少部分安装在所述支撑轨道(5)上，所述位移组件(2)带动所述滑板(4)沿所述支撑轨道(5)的延伸方向移动；

所述缓冲组件(3)位于所述支撑轨道(5)靠近所述位移组件(2)的一侧。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的辅助提升装置，其特征在于，所述缓冲组件(3)为至少两组，至少两组所述缓冲组件(3)位于所述位移组件(2)的侧方。

8.一种激光切割机，包括X轴位移设备、Y轴位移设备和Z轴位移设备，所述辅助提升装置安装在所述Z轴位移设备上，其特征在于，所述辅助提升装置为权利要求1至7中任一项所述的辅助提升装置。

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