CN201720609U - 激光切割机 - Google Patents

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胡金龙
周鹏飞
潘志华
翟东升
洪超
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Abstract

激光切割机。涉及一种重型大幅面厚板激光切割机的改进。能够像小幅面激光切割机一样，具有高的切割质量、高效率，高精度，且切割过程中驱动系统消耗的功率较小。切割机包括设有X导轨的机座、设有Y导轨的主横梁和激光头座，主横梁与机座上的X导轨活动相连，它还包括用于激光头在X向实现短程快速动作的悬臂梁和激光头座驱动装置；悬臂梁上设有X短导轨；悬臂梁的根部与主横梁上的Y导轨活动相连，使悬臂梁做Y向运动；激光头座活动连接在X短导轨上，并与激光头座驱动装置相连。本实用新型增设X短导轨作为X向短程、快速运动的载体；局部加工，在X短导轨行程范围内无需启动主横梁运动；大大降低了系统驱动功率，运行精度也更高，可靠性更好。

Description

激光切割机
技术领域
本实用新型涉及激光切割机，尤其涉及一种重型大幅面厚板激光切割机的改进。
背景技术
宽、大幅面激光切割机有很大市场应用前景，由于其切割幅面大，所以通常运动部件的重量大，比如：主横梁单体重量达2-3吨，加上激光发生器、水冷机等，约有4-5吨的重量。主横梁重量大的主要弊病是：1、重量大、惯性大，使得主横梁运动的动态响应速度差，对加工精度与质量有很大的影响。2、使得主横梁结构的刚度差，会造成传动系统定位误差大。上述两问题使得现有设备在加工小孔槽或局部复杂形状时，精度低、质量低、加工效率低。运动部件质量大时，工作过程中驱动系统消耗功率大，不符合当今低碳减排的产业要求。
发明内容
本实用新型针对以上问题，提供了一种能够像小幅面激光切割机一样，具有高的切割质量、高效率，高精度，且切割过程中驱动系统消耗的功率较小的大幅面的激光切割机。
本实用新型的技术方案是：所述切割机包括设有X导轨的机座、设有Y导轨的主横梁和激光头座，所述主横梁与机座上的X导轨活动相连，它还包括用于激光头在X向实现短程快速动作的悬臂梁和激光头座驱动装置；所述悬臂梁上设有X短导轨；所述悬臂梁的根部与所述主横梁上的Y导轨活动相连，使所述悬臂梁做Y向运动；所述激光头座活动连接在所述X短导轨上，并与所述激光头座驱动装置相连。
本实用新型的大幅面激光切割机，增加了一个X短导轨作为激光头X向短程、快速运动的载体；这样，在进行局部加工时，在X短导轨行程范围内无需启动主横梁运动；一来，大大降低了系统驱动功率，二来，运行精度也更高，可靠性更好。在更大范围内工作时，才需要进行X短导轨(激光头座与悬臂梁)和X导轨(主横梁与机座)的复合运动，由于激光切割时需要保证激光束能量作用于板料的均匀性(接触时间不均匀，容易造成板料边缘不规整)，需要对复合运动的速度VX(VX短+VX长)进行采集，并与VY合成的矢量速度进行合成，以确保激光束相对于板料的运行速率的均匀性。为此，本实用新型采用了矢量控制原理对VX短、VX长和VY进行合成，以有效控制加工时的速率，确保加工的质量。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图中1是X导轨，2是主横梁，3是激光发生器，4是Y导轨，5是激光头座驱动装置，6是X短导轨，7是激光头座，8是悬臂梁，9是激光头。
图2是图1的俯视图
图3是图2的左视图
各图中标示了参考坐标系。
具体实施方式
本实用新型如图1-3所示，所述切割机包括设有X导轨1(可以是丝杠)的机座、设有Y导轨4的主横梁2和激光头座7，激光发生器3设置在主横梁2上，激光头9通过Z向导轨设在激光头座7上，所述主横梁2与机座上的X导轨1活动相连，它还包括用于激光头9在X向实现短程动作的悬臂梁8和激光头座驱动装置5；所述悬臂梁8上设有X短导轨6；所述悬臂梁8的根部与所述主横梁2上的Y导轨4活动相连，使所述悬臂梁8可以做Y向运动；所述激光头座7活动连接在所述X短导轨6上，并与所述激光头座驱动装置5相连，通过激光头座驱动装置5实现相对运动。
它还包括控制器，所述控制器中包括记载有控制激光头座7相对于X导轨1和X短导轨6进行复合运动时生成VX速度、进而与VY速度合成时、合成的矢量速度相对于工件具有均匀速率的程序的存储器。最终可控制激光束作用于工件的能量的均匀性。
下面进一步说明本实用新型的工作原理：
设X导轨1为X1轴，X短导轨6为X2轴。
第一种情况：局部切割；通过X2轴运动速度和加速度较X1要高处许多。通过X1与X2的复合运动来实现X向的快速响应。X1用于调整切割范围，X2用于正常的局部切割。
第二种情况：长程切割；X向长程直线切割，通过X1轴实现。
第三种情况：超过X2行程的轮廓切割；通过X1、X2的复合运动实现X向行程满足加工范围，再与Y向运动合成，生成矢量速度，控制激光头座(激光头)相对于板料的运动速率尽量地一致。
具体实施后，本实用新型相对于现有技术的特点有：
增加一个X向的复合运动，X2轴。
主横梁X1向驱动采用直线电机；采用滚珠丝杠，其中丝杠固定，螺母由驱动电机同步带轮带动旋转，实现X1向的运动。X2轴驱动采用直线电机驱动；齿轮齿条驱动。
Y向运动采用直线电机驱动；采用滚珠丝杠，其中丝杠固定，螺母由驱动电机同步带轮带动旋转，实现Y向的运动。Y向运动的悬梁臂结构，为增强其水平和竖直方向的刚度，采用变截面梁。Y向运动的横梁也可以采用龙门结构。
Z轴方向采用直线电机驱动；滚珠丝杠传动。

Claims (1)

1.激光切割机，所述切割机包括设有X导轨的机座、设有Y导轨的主横梁和激光头座，所述主横梁与机座上的X导轨活动相连，其特征在于，它还包括用于激光头在X向实现短程快速动作的悬臂梁和激光头座驱动装置；所述悬臂梁上设有X短导轨；所述悬臂梁的根部与所述主横梁上的Y导轨活动相连，使所述悬臂梁做Y向运动；所述激光头座活动连接在所述X短导轨上，并与所述激光头座驱动装置相连。
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