CN204657740U - 一种激光切割机的全立体导光传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光切割机的全立体导光传动系统。该激光切割机的全立体导光传动系统，包括水平设置的第一连接座和竖直设置的第二连接座，在第二连接座的一侧表面上设有第一反射镜座，一垂直于第一连接座的第一激光传输管的下端穿过第一连接座后从第一反射镜座水平放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内，一垂直于第二连接座且设于第二连接座另一侧的第二激光传输管的一端穿过第二连接座后从第一反射镜座竖直放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内。该激光切割机的全立体导光传动系统，将导光传动系统的A轴旋转、C轴旋转与机床机架的X、Y、Z轴传动组合产生激光头在三维空间任意位置的五轴联动，能切割出具有复杂空间曲面的任意立体工件。

Description

一种激光切割机的全立体导光传动系统

(一)技术领域

本实用新型涉及一种激光切割机的全立体导光传动系统。

(二)背景技术

激光切割是利用激光发生器产生激光，产生的激光经光路系统聚焦成高功率密度的激光束照射到工件上，将工件快速加工成各种形状、图案的高精度产品的技术。特别是应用二氧化碳激光器的激光切割机，由于其发出的激光具有较好的方向性、单色性和频率稳定性，使加工效率更高并且加工过程中工件不易受工作介质的损害。现有的普通激光切割机大都只能进行平面板材切割的二维数控切割，当切割具有空间结构的工件时，普通的二维数控激光切割机床在切割范围、精度和效率上已不能满足人们的需求。

(三)发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理、可实现激光头在三维空间任意位置的五轴联动、能切割出具有复杂空间曲面的任意立体工件、驱动装置简单、切割效率高、精度高、控制编程方便、操控性强的激光切割机的全立体导光传动系统，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种激光切割机的全立体导光传动系统，包括水平设置的第一连接座和竖直设置的第二连接座，在第二连接座的一侧表面上设有第一反射镜座，所述第一反射镜座为一中空设置的直角三棱柱，直角三棱柱的其中一个直角侧面水平放置，另一直角侧面竖直放置且与第二连接座表面固连；一垂直于第一连接座的第一激光传输管的下端穿过第一连接座后从第一反射镜座水平放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内设置，且第一激光传输管与第一连接座转动相连，与第一反射镜座固连，一垂直于第二连接座且设于第二连接座另一侧的第二激光传输管的一端穿过第二连接座后从第一反射镜座竖直放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内设置，且第二激光传输管与第一反射镜座转动相连；第二激光传输管的另一端与第二反射镜座相连，所述第二反射镜座为一中空设置的直角三棱柱，第二激光传输管从第二反射镜座竖直放置的直角侧面内伸入第二反射镜座内设置，且第二激光传输管与第二反射镜座固连；在第一反射镜座和第二反射镜座的斜边侧面上均安装有一反光镜，所述反光镜与反射镜座两直角侧面的夹角均为45度；一可伸缩激光头的上端从第二反射镜座的另一直角侧面内伸入第二反射镜座内设置；在第一连接座上安装有一驱动第一激光传输管在水平面内转动的A轴驱动装置，在第二连接座上安装有一驱动第二激光传输管在竖直面内转动的C轴驱动装置。

所述A轴驱动装置包括一输出轴垂直于第一连接座设置的A轴伺服电机，在靠近第一连接座表面的第一激光传输管外侧套接有一第一从动同步带轮，在第一从动同步带轮与设于A轴伺服电机输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第一同步带。

所述C轴驱动装置包括一输出轴垂直于第二连接座设置的C轴伺服电机，在靠近第二连接座表面的第二激光传输管外侧套接有一第二从动同步带轮，在第二从动同步带轮与设于C轴伺服电机输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第二同步带。

在第一连接座安装第一从动同步带轮的一端底部通过第一连接板安装有第一距离感应探头，在第二连接座安装第二从动同步带轮的一端底部通过第二连接板安装有第二距离感应探头。

在第一反射镜座和第二反射镜座的斜边侧面上均设有一轴心调节机构，所述轴心调节机构包括一与反射镜座斜边侧面垂直设置的调节筒，调节筒从反射镜座的斜边侧面伸入反射镜座内设置且与斜边侧面螺纹连接，在调节筒伸入反射镜座的一端内侧设有一圈凸台，在调节筒的内侧螺纹连接有一调节压片，所述反光镜夹设于调节压片与凸台之间，在调节压片的外侧面设有一调节槽。

所述可伸缩激光头包括一激光头主体和一套筒，套筒的上端从第二反射镜座的另一直角侧面内伸入第二反射镜座内设置，套筒的下端连接有一卡爪筒，激光头主体的上端经卡爪筒后伸入套筒内，在卡爪筒的外侧螺纹连接有一紧固螺帽。

本实用新型的有益效果是：该激光切割机的全立体导光传动系统，结构合理，将导光传动系统的A轴旋转、C轴旋转与机床机架的X、Y、Z轴传动组合产生激光头在三维空间任意位置的五轴联动，激光头的运动轨迹控制灵活，实现了激光切割机的三维全立体切割功能，能切割出具有复杂空间曲面的任意立体工件，不仅可以节省样板及工装设备费用，还可大大缩短生产准备周期。当激光束的光轴与反光镜的轴线不共线时，可旋转调节筒，调节筒旋转带动调节筒内侧安装的反光镜在反射镜座中作直线运动，以通过改变激光束在反光镜上的反射点实现激光束光轴与反光镜轴线的共线调节。在连接座上安装有距离感应探头，能够使反射镜座转到360度后就掉头旋转，有效避免工作过程中因反射镜座过度旋转造成管线缠绕的问题。

(四)附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图。

图中，1第一连接座，2第二连接座，3第一反射镜座，4第一激光传输管，5第二激光传输管，6第二反射镜座，7反光镜，8可伸缩激光头，9 A轴伺服电机，10第一从动同步带轮，11第一同步带，12 C轴伺服电机，13第二从动同步带轮，14第二同步带，15第一连接板，16第一距离感应探头，17第二连接板，18第二距离感应探头，19调节筒，20凸台，21调节压片，22调节槽，23激光头主体，24套筒，25卡爪筒，26紧固螺帽。

(五)具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-图2中所示，该实施例包括水平设置的第一连接座1和竖直设置的第二连接座2，在第二连接座2的一侧表面上设有第一反射镜座3，所述第一反射镜座3为一中空设置的直角三棱柱，直角三棱柱的其中一个直角侧面水平放置，另一直角侧面竖直放置且与第二连接座2表面固连；一垂直于第一连接座1的第一激光传输管4的下端穿过第一连接座1后从第一反射镜座3水平放置的直角侧面内伸入第一反射镜座3内设置，且第一激光传输管4与第一连接座1转动相连，与第一反射镜座3固连，一垂直于第二连接座2且设于第二连接座2另一侧的第二激光传输管5的一端穿过第二连接座2后从第一反射镜座3竖直放置的直角侧面内伸入第一反射镜座3内设置，且第二激光传输管5与第一反射镜座3转动相连；第二激光传输管5的另一端与第二反射镜座6相连，所述第二反射镜座6为一中空设置的直角三棱柱，第二激光传输管5从第二反射镜座6竖直放置的直角侧面内伸入第二反射镜座6内设置，且第二激光传输管5与第二反射镜座6固连；在第一反射镜座3和第二反射镜座6的斜边侧面上均安装有一反光镜7，所述反光镜7与反射镜座两直角侧面的夹角均为45度；一可伸缩激光头8的上端从第二反射镜座6的另一直角侧面内伸入第二反射镜座6内设置；在第一连接座1上安装有一驱动第一激光传输管4在水平面内转动的A轴驱动装置，在第二连接座2上安装有一驱动第二激光传输管5在竖直面内转动的C轴驱动装置。

所述A轴驱动装置包括一输出轴垂直于第一连接座1设置的A轴伺服电机9，在靠近第一连接座1表面的第一激光传输管4外侧套接有一第一从动同步带轮10，在第一从动同步带轮10与设于A轴伺服电机9输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第一同步带11。

所述C轴驱动装置包括一输出轴垂直于第二连接座2设置的C轴伺服电机12，在靠近第二连接座2表面的第二激光传输管5外侧套接有一第二从动同步带轮13，在第二从动同步带轮13与设于C轴伺服电机12输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第二同步带14。

在第一连接座1安装第一从动同步带轮10的一端底部通过第一连接板15安装有第一距离感应探头16，在第二连接座2安装第二从动同步带轮13的一端底部通过第二连接板17安装有第二距离感应探头18。

在第一反射镜座3和第二反射镜座6的斜边侧面上均设有一轴心调节机构，所述轴心调节机构包括一与反射镜座斜边侧面垂直设置的调节筒19，调节筒19从反射镜座的斜边侧面伸入反射镜座内设置且与斜边侧面螺纹连接，在调节筒19伸入反射镜座的一端内侧设有一圈凸台20，在调节筒19的内侧螺纹连接有一调节压片21，所述反光镜7夹设于调节压片21与凸台20之间，在调节压片21的外侧面设有一调节槽22。

所述可伸缩激光头8包括一激光头主体23和一套筒24，套筒24的上端从第二反射镜座6的另一直角侧面内伸入第二反射镜座6内设置，套筒24的下端连接有一卡爪筒25，激光头主体23的上端经卡爪筒25后伸入套筒24内，在卡爪筒的25外侧螺纹连接有一紧固螺帽26。

激光切割机工作时，从二氧化碳激光器发出的激光束经第一激光传输管4竖直进入第一反射镜座3，投射到安装在第一反射镜座3斜边侧面上的反光镜7上，经反光镜7反射后沿水平方向经第二激光传输管5进入第二反射镜座6，投射到安装在第二反射镜座6斜边侧面上的反光镜7上，经反光镜7反射后，进入可伸缩激光头8，从可伸缩激光头8中射出，投射到工件上，利用其高功率密度对工件进行切割。

A轴伺服电机9驱动与第一激光传输管4固连的第一反射镜座3、第二反射镜座6以及可伸缩激光头8实现A轴独立旋转，C轴伺服电机12驱动与第二激光传输管5固连的第二反射镜座6以及可伸缩激光头8实现C轴独立旋转与机床机架的X、Y、Z轴传动组合后产生可伸缩激光头8三维空间任意位置的五轴联动，激光头的运动轨迹控制灵活，并且控制编程方便，实现了激光切割机的三维全立体切割功能，能切割出具有复杂空间曲面的任意立体工件，不仅可以节省样板及工装设备费用，还可大大缩短生产准备周期。

在第一连接座1和第二连接座2上分别安装有距离感应探头，能够使反射镜座转到360度后就掉头旋转，有效避免工作过程中因反射镜座过度旋转造成管线缠绕的问题。

当激光束的光轴与反光镜7的轴线不共线时，可旋转调节筒19，调节筒19旋转带动调节筒19内侧安装的反光镜7在反射镜座中作直线运动，以通过改变激光束在反光镜上的反射点实现激光束光轴与反光镜轴线的共线调节。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：包括水平设置的第一连接座和竖直设置的第二连接座，在第二连接座的一侧表面上设有第一反射镜座，所述第一反射镜座为一中空设置的直角三棱柱，直角三棱柱的其中一个直角侧面水平放置，另一直角侧面竖直放置且与第二连接座表面固连；一垂直于第一连接座的第一激光传输管的下端穿过第一连接座后从第一反射镜座水平放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内设置，且第一激光传输管与第一连接座转动相连，与第一反射镜座固连，一垂直于第二连接座且设于第二连接座另一侧的第二激光传输管的一端穿过第二连接座后从第一反射镜座竖直放置的直角侧面内伸入第一反射镜座内设置，且第二激光传输管与第一反射镜座转动相连；第二激光传输管的另一端与第二反射镜座相连，所述第二反射镜座为一中空设置的直角三棱柱，第二激光传输管从第二反射镜座竖直放置的直角侧面内伸入第二反射镜座内设置，且第二激光传输管与第二反射镜座固连；在第一反射镜座和第二反射镜座的斜边侧面上均安装有一反光镜，所述反光镜与反射镜座两直角侧面的夹角均为45度；一可伸缩激光头的上端从第二反射镜座的另一直角侧面内伸入第二反射镜座内设置；在第一连接座上安装有一驱动第一激光传输管在水平面内转动的A轴驱动装置，在第二连接座上安装有一驱动第二激光传输管在竖直面内转动的C轴驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：所述A轴驱动装置包括一输出轴垂直于第一连接座设置的A轴伺服电机，在靠近第一连接座表面的第一激光传输管外侧套接有一第一从动同步带轮，在第一从动同步带轮与设于A轴伺服电机输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第一同步带。

3.根据权利要求1所述的一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：所述C轴驱动装置包括一输出轴垂直于第二连接座设置的C轴伺服电机，在靠近第二连接座表面的第二激光传输管外侧套接有一第二从动同步带轮，在第二从动同步带轮与设于C轴伺服电机输出轴端的主动同步带轮之间安装有一第二同步带。

4.根据权利要求1所述的一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：在第一连接座安装第一从动同步带轮的一端底部通过第一连接板安装有第一距离感应探头，在第二连接座安装第二从动同步带轮的一端底部通过第二连接板安装有第二距离感应探头。

5.根据权利要求1所述的一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：在第一反射镜座和第二反射镜座的斜边侧面上均设有一轴心调节机构，所述轴心调节机构包括一与反射镜座斜边侧面垂直设置的调节筒，调节筒从反射镜座的斜边侧面伸入反射镜座内设置且与斜边侧面螺纹连接，在调节筒伸入反射镜座的一端内侧设有一圈凸台，在调节筒的内侧螺纹连接有一调节压片，所述反光镜夹设于调节压片与凸台之间，在调节压片的外侧面设有一调节槽。

6.根据权利要求1所述的一种激光切割机的全立体导光传动系统，其特征是：所述可伸缩激光头包括一激光头主体和一套筒，套筒的上端从第二反射镜座的另一直角侧面内伸入第二反射镜座内设置，套筒的下端连接有一卡爪筒，激光头主体的上端经卡爪筒后伸入套筒内，在卡爪筒的外侧螺纹连接有一紧固螺帽。