CN113953677B - 五轴高精度激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种五轴高精度激光切割机，其包括机架，机架的顶部设置有工作台，工作台的一侧设置有激光切割装置，所述工作台的顶部固设有夹持装置；所述夹持装置包括转动连接于工作台顶部的支撑板，支撑板上转动连接有定位座，定位座上开设有用于卡接工件的卡槽，定位座位于卡槽的两侧对称设置有预定位组件，限位槽位于卡槽的两侧设置自动将工件固定的夹持组件。本申请具有便于对平板工件快速安装/减小工作人员的劳动强度的效果。

Description

五轴高精度激光切割机
技术领域
本申请涉及激光切割的领域，尤其是涉及一种五轴高精度激光切割机。
背景技术
激光切割技术作为一种高质量、高精度、高效率的加工方法，已被广泛应用于航空、航天及汽车制造等领域。现有的激光切割系统可应用于板材、型材、布料等平面工件的加工。平板工件由于形状简单采用普通的二维激光切割机即能够加工完成，而对于三维立体工件，由于形态复杂，则必须采用三维激光切割机。现有的普通三维激光切割机通常是采用激光切割头在三维空间内任意角度、任意位置的旋转来加工立体工件。
在加工平板工件的产品时，由于加工的过程中需要带动工件翻转，需要先将工件固定于工作台上，传统方式均是将平板工件通过螺栓和螺母固定于工作台上，每加工一块平板工件，均需要人工通过螺栓和螺母来安装和更换，不仅安装时间长，且工作人员的工作强度大。
发明内容
为了便于对平板工件快速安装，减小工作人员的劳动强度，本申请提供一种五轴高精度激光切割机。
本申请提供的一种五轴高精度激光切割机采用如下的技术方案：
一种五轴高精度激光切割机，包括机架，机架的顶部设置有工作台，工作台的一侧设置有激光切割装置，所述工作台的顶部固设有夹持装置；所述夹持装置包括转动连接于工作台顶部的支撑板，支撑板上转动连接有定位座，定位座上开设有用于卡接工件的卡槽，定位座位于卡槽的两侧对称设置有预定位组件，限位槽位于卡槽的两侧设置自动将工件固定的夹持组件。
通过采用上述技术方案，对工件进行定位时，将工件卡接于卡槽内，卡槽两侧的预订位组件将工件预固定，最后卡槽两侧的夹持组件自动将工件夹持住，代替传统的人工通过螺栓和螺母固定，从而实现工件的快速固定, 便于对平板工件快速安装，减小工作人员的劳动强度。
可选的，所述定位座内对称开设有水平设置的限位槽，所述预定位组件包括水平固设于限位槽内的限位弹簧，限位弹簧远离卡槽的一端固设于定位座上，靠近卡槽的一端固设有插接柱，工件开设有凹槽。
通过采用上述技术方案，将工件放置于定位座的凹槽内，水平方向滑动工件，限位弹簧端部的插接柱插接于工件的凹槽内，即能将工件进行水平方向的固定，实现工件的预定位。
可选的，所述定位座内位于卡槽的两侧对称开设有水平设置的固定槽，所述夹持组件包括固设于定位座外侧的限位盒，限位盒靠近固定槽的一端与固定槽内连通，固定槽内设置有定位柱，定位柱靠近限位盒的一端固设有挡块，定位座的底部固设有竖向设置的气缸，气缸的活塞杆端部延伸至限位盒内并固设有一块推板，推板用于推动挡块向卡槽方向滑动，工件对应插接柱的位置开设有插接槽。
通过采用上述技术方案，气缸的活塞杆伸长，推动推板向上运动，推板推动挡块向卡槽的方向运动，即能推动插接柱插接于插接槽内，即能将工件自动固定于定位座上，气缸推动能够便于对工件自动固定。
可选的，所述挡块远离定位柱的一端开设有斜面一，推板朝向挡块的一侧开设有与斜面一配合的斜面二。
通过采用上述技术方案，气缸的活塞杆伸长，推动推板向上运动，推板上的斜面能够增大推板和挡块的接触面积，进而便于推动挡块和定位柱。
可选的，所述定位槽内开设有台阶槽，定位柱上套设有弹簧，定位柱的外侧壁固设有限位环，弹簧的一端固设于固定槽的台阶槽处，弹簧的另一端固设于限位环。
通过采用上述技术方案，当推板推动挡块和限位柱滑动至限位柱插接于工件的插接槽内时，限位环压缩弹簧，当气缸的活塞杆收回时，推板对挡块的压力消失，弹簧的张力使插接柱自动脱离工件，便于工件的拿取。
可选的，所述机架内设置有驱动工作台沿工件的长度方向水平运动的第一驱动组件；所述第一驱动组件包括固设于机架内的第一定位板，第一定位板的顶部固设有滑轨，滑轨上滑移连接有第一滑座，工作台固定连接于第一滑座的顶部，第一滑座上螺纹连接有第一双向往复丝杠，第一双向往复丝杠的两端和机架转动连接，机架上固设有驱动第一双向往复丝杠转动的步进电机。
通过采用上述技术方案，步进电机工作，能够驱动第一滑座沿滑轨往复滑移，进而能够带动工作台和工件沿工件的长度方向水平滑移，便于激光切割刀对工件的不同位置进行切割。
可选的，所述第一滑座的两侧分别固设有风琴罩一，风琴罩一罩设于第一定位板的顶部。
通过采用上述技术方案，当工作台向两侧运动时，两侧的风琴罩一一侧压缩，另一侧舒张，风琴罩一能够减少碎屑等掉落至第一定位板上。
可选的，所述第一定位板靠近两端的位置固设有定位块，定位块相对的一侧固设有两个防撞柱，防撞柱由橡胶材料制成。
通过采用上述技术方案，当第一滑座往复运动时，第一滑座与防撞柱抵接，防撞柱能够对第一滑座起到缓冲的作用，减少第一滑座与定位块之间的磨损。
可选的，所述机架内设置有驱动工作台相对于工件长度方向垂直滑动的第二驱动组件；所述第二驱动组件包括固设于机架内且垂直于第二定位板设置的第二定位板，第二定位板的顶部固设有滑道，滑道上共同滑移连接有第二滑座，第一定位板的底部固定连接于第二滑座的顶部，第二滑座上螺纹连接有第二双向往复丝杠，第二双向往复丝杠与机架转动连接，机架上固设有驱动第二双向往复丝杠转动的步进电机。
通过采用上述技术方案，步进电机工作，能够驱动第二滑座沿滑道往复滑移，进而能够带动工作台和工件垂直于工件的长度方向滑移。
可选的，所述第二滑座的两侧分别固设有罩设于第二定位板顶部的风琴罩二，第二定位板靠近两端的位置固设有缓冲块，缓冲块相对的一侧固设有两个缓冲柱，缓冲柱由橡胶材料制成。
通过采用上述技术方案，当工作台向两侧运动时，两侧的风琴罩二一侧压缩，另一侧舒张，风琴罩二能够减少碎屑等掉落至第二定位板上；当第二滑座往复运动时，第二滑座与缓冲柱抵接，缓冲柱能够对第二滑座起到缓冲的作用，减少第二滑座与缓冲块之间的磨损。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过在工作台顶部转动连接有支撑板，支撑板上转动连接有定位座，定位座上开设有用于卡接工件的卡槽，定位座位于卡槽的两侧对称设置有预定位组件，限位槽位于卡槽的两侧设置自动将工件固定的夹持组件，将工件卡接于卡槽内，卡槽两侧的预订位组件将工件预固定，最后卡槽两侧的夹持组件自动将工件夹持住，代替传统的人工通过螺栓和螺母固定，从而实现工件的快速固定；
2.通过在定位座外侧的限位盒，限位盒靠近固定槽的一端与固定槽内连通，固定槽内设置有定位柱，定位柱靠近限位盒的一端固设有挡块，定位座的底部固设有竖向设置的气缸，气缸的活塞杆端部延伸至限位盒内并固设有一块推板，推板用于推动挡块向卡槽方向滑动，工件对应插接柱的位置开设有插接槽，缸的活塞杆伸长，推动推板向上运动，推板推动挡块向卡槽的方向运动，即能推动插接柱插接于插接槽内，即能将工件自动固定于定位座上，气缸推动能够便于对工件自动固定。
附图说明
图1是实施例的结构示意图。
图2是实施例中去除防护罩的结构示意图。
图3是工作台、夹持装置和工件的结构示意图。
图4是工件和夹持装置的剖视图。
图5是图4的A部放大图。
图6是为突显夹持组件而作的剖视图。
图7是图6的B部放大图。
图8是机架和工作台的剖视图。
图9是为突显第一驱动组件而作的剖视图。
图10是为突显第二驱动组件而作的剖视图。
附图标记说明：1、机架；11、工作台；12、防护罩；13、防护门；14、第一驱动组件；141、第一定位板；1411、连接板；142、滑轨；143、第一滑座；144、第一双向往复丝杠；145、风琴罩一；146、定位块；147、防撞柱；15、第二驱动组件；151、第二定位板；152、滑道；153、第二滑座；154、第二双向往复丝杠；155、风琴罩二；156、缓冲块；157、缓冲柱；2、激光切割装置；21、立柱；22、滑移座；23、激光切割头；3、夹持装置；31、支撑板；32、电机一；33、电机二；331、固定壳；34、定位座；341、卡槽；342、限位槽；343、固定槽；3431、台阶槽；35、预定位组件；351、限位弹簧；352、插接柱；36、夹持组件；361、限位盒；362、定位柱；363、挡块；3631、斜面一；364、气缸；365、推板；3651、斜面二；366、弹簧；367、限位环；5、工件；51、凹槽；52、插接槽。
具体实施方式
以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种五轴高精度激光切割机。参照图1，一种五轴高精度激光切割机包括机架1，机架1的顶部设置有工作台11，工作台11的一侧设置有激光切割装置2，工作台11的顶部固设有夹持装置3，夹持装置3用于夹持板材，机架1的顶部固设有罩设于工作台11外的防护罩12，防护罩12上铰接有一个防护门13，防护门13的顶部和防护罩12铰接；对工件5加工时，夹持装置3将工件5夹持于工作台11上，激光切割装置2对工作台11上的工件5进行切割。
参见图2，激光切割装置2包括固设于工作台11上的立柱21，立柱21上竖向滑移连接有滑移座22，滑移座22靠近工作台11的一侧固设有激光切割头23，激光切割头23延伸至工作台11上，对工作台11上的工件5进行切割。
参见图3和图4，夹持装置3包括转动连接于工作台11顶部的支撑板31，工作台11的一端固设有电机一32，电机一32用于驱动支撑板31相对于工作台11转动；支撑板31的一侧固设有电机二33，电机二33上固设有换向器，换向器上固设有穿射于支撑板31上的传动轴，电机二33和换向器外套设有固定壳331，传动轴的端部穿过支撑板31后固设有定位座34，定位座34上开设有用于卡接工件5的卡槽341，定位座34位于卡槽341的两侧对称设置有预定位组件35，限位槽342位于卡槽341的两侧设置夹持组件36。
参见图4和图5，定位座34内对称开设限位槽342，限位槽342水平设置，预定位组件35包括水平固固设于限位槽342内的限位弹簧351，限位弹簧351水平设置，限位弹簧351远离卡槽341的一端固设于定位座34上，靠近卡槽341的一端固设有插接柱352，工件5对应插接柱352的位置开设有凹槽51；将工件5放置于定位座34的凹槽51内，水平方向滑动工件5，限位弹簧351端部的插接柱352插接于工件5的凹槽51内，即能将工件5进行水平方向的固定，实现工件5的预定位。
参见图6和图7，定位座34内位于卡槽341的两侧对称开设有固定槽343，固定槽343水平设置，且贯穿定位座34，固定槽343为台阶槽3431，夹持组件36包括固设于定位座34外侧限位盒361，限位盒361靠近固定槽343的一端与固定槽343内连通，固定槽343内设置有定位柱362，定位柱362靠近限位盒361的一端固设有挡块363，挡块363位于限位盒361内，挡块363远离定位柱362的一端开设有斜面一3631，定位座34的底部固设有竖向设置的气缸364，气缸364的缸体位于定位座34外，气缸364的活塞杆端部延伸至限位盒361内并固设有一块推板365，推板365朝向挡块363的一侧开设有与斜面一3631配合的斜面二3651，定位柱362上套设有弹簧366，弹簧366的一端固设于固定槽343的台阶槽3431处，定位柱362的外侧壁固设有限位环367，弹簧366的另一端固设于限位环367上，工件5对应插接柱352的位置开设有插接槽52；对工件5进行定位时，气缸364的活塞杆伸长，推动推板365向上运动时，推板365推动挡块363和定位柱362插接于工件5的插接槽52内，即能将工件5固定，防止工作台11带动工件5翻转时，工件5与工作台11脱离。
参见图8和图9，机架1内设置有驱动工作台11沿工件5的长度方向水平运动的第一驱动组件14。第一驱动组件14包括水平设置的第一定位板141，第一定位板141的顶部固设有两条滑轨142，两条滑轨142上共同滑移连接有第一滑座143，工作台11固定连接于第一滑座143的顶部，第一滑座143上螺纹连接有第一双向往复丝杠144，第一双向往复丝杠144的轴向和滑轨142的长度方向平行设置，第一双向往复丝杠144的两端和机架1转动连接，机架1上固设有驱动第一双向往复丝杠144转动的步进电机（图中未显示）；步进电机工作，能够驱动第一滑座143沿滑轨142往复滑移，进而能够带动工作台11和工件5沿工件5的长度方向水平滑移。
第一滑座143的两侧分别固设有风琴罩一145，风琴罩一145罩设于第一定位板141的顶部，当工作台11向两侧运动时，两侧的风琴罩一145一侧压缩，另一侧舒张，风琴罩一145能够减少碎屑等掉落至第一定位板141上；第一定位板141靠近两端的位置固设有定位块146，定位块146位于两个滑轨142之间，定位块146相对的一侧固设有两个防撞柱147，防撞柱147由橡胶材料制成；当第一滑座143往复运动时，第一滑座143与防撞柱147抵接，防撞柱147能够对第一滑座143起到缓冲的作用，减少第一滑座143与定位块146之间的磨损。
机架1内设置有驱动工作台11相对于工件5长度方向垂直的一侧滑动的第二驱动组件15，第二驱动组件15包括固设于机架1内的第二定位板151，第二定位板151水平设置，第二定位板151垂直于第二定位板151设置，第二定位板151的顶部固设有两条滑道152，两条滑道152上共同滑移连接有第二滑座153，第一定位板141的底部固定连接于第二滑座153的顶部，第二滑座153上螺纹连接有第二双向往复丝杠154，第二双向往复丝杠154的轴向相对于滑轨142的长度方向平行设置，第二双向往复丝杠154的两端和机架1转动连接，机架1上固设有驱动第二双向往复丝杠154转动的步进电机（图中未显示）；步进电机工作，能够驱动第二滑座153沿滑道152往复滑移，进而能够带动工作台11和工件5垂直于工件5的长度方向滑移。
参见图10，第二滑座153的两侧分别固设有风琴罩二155，风琴罩二155罩设于第二定位板151的顶部，当工作台11向两侧运动时，两侧的风琴罩二155一侧压缩，另一侧舒张，风琴罩二155能够减少碎屑等掉落至第二定位板151上；第二定位板151靠近两端的位置固设有缓冲块156，缓冲块156位于两个滑道152之间，缓冲块156相对的一侧固设有两个缓冲柱157，缓冲柱157由橡胶材料制成；当第二滑座153往复运动时，第二滑座153与缓冲柱157抵接，缓冲柱157能够对第二滑座153起到缓冲的作用，减少第二滑座153与缓冲块156之间的磨损。
本申请实施例一种五轴高精度激光切割机的实施原理为：将工件5固定于支撑板31上时，先将工件5卡接于卡槽341内，水平滑动工件5，限位弹簧351端部的插接柱352插接于工件5的凹槽51内，即能将工件5进行水平方向的固定，实现工件5的预定位；之后，气缸364的活塞杆伸长，推动推板365向上运动时，推板365推动挡块363和定位柱362插接于工件5的插接槽52内，即能将工件5固定，防止工作台11带动工件5翻转时，工件5与工作台11脱离。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种五轴高精度激光切割机，包括机架(1)，机架(1)的顶部设置有工作台(11)，工作台(11)的一侧设置有激光切割装置(2)，其特征在于：
所述工作台(11)的顶部固设有夹持装置(3)；
所述夹持装置(3)包括转动连接于工作台(11)顶部的支撑板(31)，支撑板(31)上转动连接有定位座(34)，定位座(34)上开设有用于卡接工件(5)的卡槽(341)，定位座(34)位于卡槽(341)的两侧对称设置有预定位组件(35)，限位槽(342)位于卡槽(341)的两侧设置自动将工件(5)固定的夹持组件(36)；
所述定位座(34)内对称开设有水平设置的限位槽(342)，所述预定位组件(35)包括水平固设于限位槽(342)内的限位弹簧(351)，限位弹簧(351)远离卡槽(341)的一端固设于定位座(34)上，靠近卡槽(341)的一端固设有插接柱(352)，工件(5)开设有凹槽(51)；
所述定位座(34)内位于卡槽(341)的两侧对称开设有水平设置的固定槽(343)，所述夹持组件(36)包括固设于定位座(34)外侧的限位盒(361)，限位盒(361)靠近固定槽(343)的一端与固定槽(343)内连通，固定槽(343)内设置有定位柱(362)，定位柱(362)靠近限位盒(361)的一端固设有挡块(363)，定位座(34)的底部固设有竖向设置的气缸(364)，气缸(364)的活塞杆端部延伸至限位盒(361)内并固设有一块推板(365)，推板(365)用于推动挡块(363)向卡槽(341)方向滑动，工件(5)对应定位柱(362)的位置开设有插接槽(52)；
所述固定槽(343)内开设有台阶槽(3431)，定位柱(362)上套设有弹簧(366)，定位柱(362)的外侧壁固设有限位环(367)，弹簧(366)的一端固设于固定槽(343)的台阶槽(3431)处，弹簧(366)的另一端固设于限位环(367)上。
2.根据权利要求1所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：所述挡块(363)远离定位柱(362)的一端开设有斜面一(3631)，推板(365)朝向挡块(363)的一侧开设有与斜面一(3631)配合的斜面二(3651)。
3.根据权利要求1所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：所述机架(1)内设置有驱动工作台(11)沿工件(5)的长度方向水平运动的第一驱动组件(14)；
所述第一驱动组件(14)包括固设于机架(1)内的第一定位板(141)，第一定位板(141)的顶部固设有滑轨(142)，滑轨(142)上滑移连接有第一滑座(143)，工作台(11)固定连接于第一滑座(143)的顶部，第一滑座(143)上螺纹连接有第一双向往复丝杠(144)，第一双向往复丝杠(144)的两端和机架(1)转动连接，机架(1)上固设有驱动第一双向往复丝杠(144)转动的步进电机。
4.根据权利要求3所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：所述第一滑座(143)的两侧分别固设有风琴罩一(145)，风琴罩一(145)罩设于第一定位板(141)的顶部。
5.根据权利要求3所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：所述第一定位板(141)靠近两端的位置固设有定位块(146)，定位块(146)相对的一侧固设有两个防撞柱(147)，防撞柱(147)由橡胶材料制成。
6.根据权利要求3所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：
所述机架(1)内设置有驱动工作台(11)相对于工件(5)长度方向垂直滑动的第二驱动组件(15)；
所述第二驱动组件(15)包括固设于机架(1)内且垂直于第一定位板(141)设置的第二定位板(151)，第二定位板(151)的顶部固设有滑道(152)，滑道(152)上共同滑移连接有第二滑座(153)，第一定位板(141)的底部固定连接于第二滑座(153)的顶部，第二滑座(153)上螺纹连接有第二双向往复丝杠(154)，第二双向往复丝杠(154)与机架(1)转动连接，机架(1)上固设有驱动第二双向往复丝杠(154)转动的步进电机。
7.根据权利要求6所述的五轴高精度激光切割机，其特征在于：所述第二滑座(153)的两侧分别固设有罩设于第二定位板(151)顶部的风琴罩二(155)，第二定位板(151)靠近两端的位置固设有缓冲块(156)，缓冲块(156)相对的一侧固设有两个缓冲柱(157)，缓冲柱(157)由橡胶材料制成。
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