CN115418636B - 一种用于锥形孔定向激光加工的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光加工领域，尤其是一种用于锥形孔定向激光加工的装置，包括竖梁基体，竖梁基体内、靠近下端固设直驱电机，直驱电机的电机轴固接L型连接板，L型连接板的立板上固设轴向与直驱电机轴向正交的伺服电缸，L型连接板的平板自由端铰接翻板，翻板上固设导向轨，导向轨滑动配合滑块，滑块与伺服电缸的电缸推杆铰接；翻板下表面固设2条燕尾导轨，滑动板上表面开设2条燕尾导槽，2条燕尾导轨分别与2条燕尾导槽滑动配合，滑动板的一侧固接齿条，滑动板上固设带抱闸的伺服电机，伺服电机的电机轴上固接传动齿轮，传动齿轮与齿条啮合；滑动板的下表面固接激光加工头。本发明能降低设备成本，降低操作者要求，加工便捷高效。

Description

一种用于锥形孔定向激光加工的装置
技术领域
本发明属于激光加工领域，具体是一种用于锥形孔定向激光加工的装置。
背景技术
目前在国内激光熔覆领域，在三坐标机器人结构中，对锥形沉孔断面可以采用机床插补进行熔覆，但对于如图1-2所示的工件14，具有多个锥形沉孔，每个锥形沉孔具有斜度的锥面则无法实现法向熔覆。如果采用多关节机器人控制，运动空间大，路径规划耗时长，并且精度不能满足工艺要求。在国际领域，有公司采用增加旋轴和摆轴带动激光头，实现锥形斜面的方向熔覆加工，但存在的问题有两个：一是国外技术垄断，设备附加值极高；二是由于激光熔覆为了实现表面加工的均匀性，需要线速度的一致性，所以CNC五轴联动控制技术开发难度高。因此解决不依赖于五轴联动控制、可实现不同孔径不同斜度锥形孔法向熔覆是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种用于锥形孔定向激光加工的装置，所采取的技术方案是：一种用于锥形孔定向激光加工的装置，包括竖梁基体，竖梁基体内、靠近下端固设直驱电机，直驱电机的电机轴固接L型连接板，L型连接板的立板上固设轴向与直驱电机轴向正交的伺服电缸，L型连接板的平板自由端铰接翻板，翻板上固设导向轨，导向轨滑动配合滑块，滑块与伺服电缸的电缸推杆铰接；翻板下表面固设2条燕尾导轨，滑动板上表面开设2条燕尾导槽，2条燕尾导轨分别与2条燕尾导槽滑动配合，滑动板的一侧固接齿条，滑动板上固设带抱闸的伺服电机，伺服电机的电机轴上固接传动齿轮，传动齿轮与齿条啮合；滑动板的下表面固接激光加工头。
进一步地，与齿条相对一侧的滑动板上固接刹车片，翻板的上表面固设刹紧气缸，刹紧气缸的缸杆能够与刹车片抵接或分离。
进一步地，刹紧气缸通过气缸安装板固接在翻板的上表面。
进一步地，2条燕尾导轨之间的翻板下表面固设定上限位块和定下限位块；2条燕尾导槽之间的滑动板上表面固设动上限位块和动下限位块，定上限位块能与动上限位块抵接、定下限位块能与动下限位块抵接或分离使得滑动板只能在限定的范围内直线平移。
进一步地，伺服电缸通过电缸安装法兰固接在L型连接板的立板上。
进一步地，电缸推杆通过推杆销轴与滑块铰接。
与现有技术相比，本发明脱离了五轴联动控制系统局限性，三坐标定位中心孔，保证了线速度的稳定性；在一定范围内，实现了角度和孔径的任意调整；降低设备成本，降低操作者要求，加工便捷高效。因此，本发明解决了锥形孔法向熔覆无法通过三坐标机器人实现插补加工；解决了锥形法向加工对国外五轴激光熔覆头技术的依赖和制造成本高的问题；同时降低了控制系统开发难度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明另一视角的结构示意图；
图3是本发明滑动板的结构示意图及局部放大图；
图4是本发明翻板的结构示意图及局部放大图。
图中标号：1-竖梁基体，2-直驱电机，3-L型连接板，4-伺服电缸，5-电缸安装法兰，6-电缸推杆，7-推杆销轴，8-滑块，9-导向轨，10-翻板销轴，11-翻板，12-滑动板，13-激光加工头，14-工件，15-伺服电机，16-电机安装板，17-传动齿轮，18-齿条，19-刹紧气缸，20-气缸安装板，21-刹车片，1101-燕尾滑轨，1102-定上限位块，1103-定下限位块，1201-动上限位块，1202-动下限位块。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，包括竖梁基体1，竖梁基体1内、靠近下端固设直驱电机2，直驱电机2的电机轴固接L型连接板3，L型连接板3的立板上固设轴向与直驱电机2轴向正交的伺服电缸4，L型连接板3的平板自由端铰接翻板11，翻板11上固设导向轨9，导向轨9滑动配合滑块8，滑块8与伺服电缸4的电缸推杆6铰接；翻板11下表面固设2条燕尾导轨1101，滑动板12上表面开设2条燕尾导槽，2条燕尾导轨1101分别与2条燕尾导槽滑动配合，滑动板12的一侧固接齿条18，滑动板12上固设带抱闸的伺服电机15，伺服电机15的电机轴上固接传动齿轮17，传动齿轮17与齿条18啮合；滑动板12的下表面固接激光加工头13。伺服电缸4通过电缸安装法兰5固接在L型连接板3的立板上。电缸推杆6通过推杆销轴7与滑块8铰接。
伺服电缸5驱动电动推杠杆6使滑块8沿导向轨方向运动，从而改变a角的大小调整不同法向角度。伺服电机15驱动传动齿轮17、传动齿轮17带动齿条18、齿条18带动滑动板12沿燕尾导槽运动，从而适应工件14上锥形沉孔的不同孔径。角度和孔径两者都调整好后，直驱电机2带动L型连接板3旋转，即可对工件14上锥形沉孔进行熔覆。
在另一优选实施例中，与齿条18相对一侧的滑动板12上固接刹车片21，翻板11的上表面固设刹紧气缸19，刹紧气缸19的缸杆能够与刹车片21抵接或分离。刹紧气缸19通过气缸安装板20固接在翻板11的上表面。通过压缩空气控制刹紧气缸19的缸杆与刹车片21的抵接或分离。待角度和孔径调整完毕后，刹紧气缸19的缸杆与刹车片21的抵接刹紧，能够保证加工过程中的稳定性和安全性。
在另一优选实施例中，2条燕尾导轨1101之间的翻板11下表面固设定上限位块1102和定下限位块1103；2条燕尾导槽之间的滑动板12上表面固设动上限位块1201和动下限位块1202，定上限位块1102能与动上限位块1201抵接、定下限位块1103能与动下限位块1202抵接或分离使得滑动板12只能在限定的范围内直线平移。传动齿轮17通过键连接于伺服电机15传动轴，齿条18通过螺钉固定于滑动板12，1101燕尾轨通过螺钉固定于翻板11上，燕尾轨1101安装于滑动板12的燕尾槽内，防止滑板及附件的重力脱离，定上限位块1102、定下限位块1103通过螺钉固定于翻板11，动上限位块1201、动下限位块1202通过螺钉固定于滑动板12，防止滑板越位脱落。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，包括竖梁基体(1)，竖梁基体(1)内、靠近下端固设直驱电机(2)，直驱电机(2)的电机轴固接L型连接板(3)，L型连接板(3)的立板上固设轴向与直驱电机(2)轴向正交的伺服电缸(4)，L型连接板(3)的平板自由端铰接翻板(11)，翻板(11)上固设导向轨(9)，导向轨(9)滑动配合滑块(8)，滑块(8)与伺服电缸(4)的电缸推杆(6)铰接；翻板(11)下表面固设2条燕尾导轨(1101)，滑动板(12)上表面开设2条燕尾导槽，2条燕尾导轨(1101)分别与2条燕尾导槽滑动配合，滑动板(12)的一侧固接齿条(18)，滑动板(12)上固设带抱闸的伺服电机(15)，伺服电机(15)的电机轴上固接传动齿轮(17)，传动齿轮(17)与齿条(18)啮合；滑动板(12)的下表面固接激光加工头(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，与齿条(18)相对一侧的滑动板(12)上固接刹车片(21)，翻板(11)的上表面固设刹紧气缸(19)，刹紧气缸(19)的缸杆能够与刹车片(21)抵接或分离。
3.根据权利要求2所述的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，刹紧气缸(19)通过气缸安装板(20)固接在翻板(11)的上表面。
4.根据权利要求1所述的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，2条燕尾导轨(1101)之间的翻板(11)下表面固设定上限位块(1102)和定下限位块(1103)；2条燕尾导槽之间的滑动板(12)上表面固设动上限位块(1201)和动下限位块(1202)，定上限位块(1102)能与动上限位块(1201)抵接、定下限位块(1103)能与动下限位块(1202)抵接或分离使得滑动板(12)只能在限定的范围内直线平移。
5.根据权利要求1所述的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，伺服电缸(4)通过电缸安装法兰(5)固接在L型连接板(3)的立板上。
6.根据权利要求1所述的一种用于锥形孔定向激光加工的装置，其特征在于，电缸推杆(6)通过推杆销轴(7)与滑块(8)铰接。
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