CN205021016U - 一种七轴三维激光切割机 - Google Patents

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谢晖
李志彪
姜波
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Abstract

本实用新型公开了一种七轴三维激光切割机,包括六轴移动的切割机器人和单轴直线运动的工作台,所述工作台滑动设置在单轴直线底座上,在单轴直线底座和工作台之间装配有直线滑移部件,其中,所述单轴直线底座上沿滑移方向转动装有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠端部通过联轴器连接伺服电机,所述滚珠丝杠上螺接有螺母座,所述螺母座与工作台底部固定连接。本实用新型在六轴关节机器人驱动的三维激光切割头的基础上,增加第七轴可直线移动的工作台,能针对不同尺寸大小的工件作三维立体切割,适用范围广,大大提高了生产效率,降低了生产成本,并且工件的切割精度有保证。

Description

一种七轴三维激光切割机
技术领域
[0001] 本实用新型属于机械加工中的切割技术领域,具体涉及一种用于三维立体切割的七轴激光切割机。
背景技术
[0002] 三维激光切割机主要用于汽车制造行业。在样车开发中,世界著名的汽车制造企业公司都普遍采用三维激光切割取代了传统的冲裁工艺,不仅减少了模具的数量,节省了模具的设计和制造费用,而且大大地缩短了样车的研制周期。
[0003]目前三维立体激光切割具有两种实现形式,一种是类似于机床的五轴切割机,另外一种是通过关节机器人的多轴运动功能实现三维立体切割;两者都能进行空间轨迹的描述实现三维立体切割。对于上述两种三维切割机床各存在以下缺陷及不足之处:传统五轴激光切割机床虽然切割精度高,但由于其自身结构形式局限性,不能保证切割速度,且其切割灵活性较差,从而使切割效率大打折扣。而采用工业机器人切割效率比传统五轴切割机床要高,且操作灵活,相当于传统五轴激光切割机床切割速度的两倍,但由于机器人活动范围局限性,只能进行小范围切割,对于长宽尺寸大的工件也无能为力。
[0004] 申请号为201320039657.X的中国专利文献公开了一种机器人三维光纤激光切割机,通过三维光纤激光头配合第七轴连接的工作平台,实现大尺寸的激光切割作业,但是其第七轴连接的工作台移动精度以及运行平稳性比较难控制,切割加工的产品质量难以保障。
实用新型内容
[0005] 本实用新型提供一种新型的七轴三维激光切割机,能够弥补传统五轴激光切割机的低效率与机器人切割的活动范围局限性,并且移动精度高。
[0006] 本实用新型采用如下技术方案实现:
[0007] —种七轴三维激光切割机,包括六轴移动的切割机器人2和单轴直线运动的工作台3,所述工作台3滑动设置在单轴直线底座4上,在单轴直线底座4和工作台3之间装配有直线滑移部件,其中,所述单轴直线底座4上沿滑移方向转动装有滚珠丝杠42,所述滚珠丝杠42端部通过联轴器42连接伺服电机41,所述滚珠丝杠42上螺接有螺母座44,所述螺母座44与工作台3底部固定连接。
[0008] 其中,所述直线滑移部件为设置在单轴直线底座4上的直线导轨46,所述直线导轨46上嵌装有若干滑块45,所述滑块45与工作台3底部固连。
[0009] 进一步的,所述切割机器人2通过龙门架1悬置在工作台3上方,所述龙门架1跨设在工作台3的两侧。
[0010] 进一步的,所述工作台3的骨架由方管焊接而成,骨架上固定铺设有铝板,铝板上设有螺纹孔作为固定结构31,用于固定连接夹具。
[0011] 进一步的,所述工作台3上还铺设有若干槽钢,通过螺栓穿过槽钢的沟槽固定夹具。
[0012] 在本实用新型中,所述切割机器人2包括激光切割头以及驱动激光切割头作立体三维运动的关节机器人。
[0013] 本实用新型的激光切割头通过关节机器人,采用六轴五联动方式形成激光焦点的空间运动轨迹,实现对复杂型面薄板类大小不同类型零件的三维立体切割。同时,在关节机器人活动范围一定的情况下,增加单轴移动的工作台,形成七轴联动的切割方式,通过单轴直线移动的工作台驱动装夹的工件来回直线移动,增大激光切割头的切割范围,工作台的驱动方式为伺服电机-滚珠丝杆驱动,保证了定位精度及移动速度,配合直线滑移部件,工作台及其上装夹的工件在移动过程中摩擦阻力小,运行平稳,在移动中不会产生晃动而造成切割误差。
[0014] 由上所述,本实用新型能针对不同尺寸大小的工件作三维立体切割,适用范围广,大大提高了生产效率,降低了生产成本,并且工件的切割精度有保证。
[0015] 以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
[0016] 图1为本实用新型中的七轴三维激光切割机的整体示意图。
[0017] 图2为本实用新型中的单轴直线底座示意图。
[0018] 图3为本实用新型中的工作台示意图。
[0019] 图中标号:1_龙门架,2-切割机器人,3-工作台,31-固定结构,4-单轴直线底座,41-伺服电机,42-联轴器,43-滚珠丝杠,44-螺母座,45-滑块,46-直线导轨。
具体实施方式
[0020] 实施例
[0021] 参见图1,一种七轴三维激光切割机,包括六轴移动的切割机器人2和单轴直线运动的工作台3,其中,切割机器人2包括激光切割头以及驱动激光切割头作立体三维运动的关节机器人,切割机器人2通过龙门架1悬置在工作台3上方,龙门架1跨设在工作台3的两侧,关节机器人与龙门架的横梁固连,激光切割头倒挂连接在关节机器人上。关节机器人为六自由度关节机器人,可适应不同大小工件的切割。
[0022] 结合参见图2和图3,工作台3滑动设置在单轴直线底座4上,在单轴直线底座4和工作台3之间装配有直线滑移部件,包括设置在单轴直线底座4上的直线导轨46,直线导轨46上滑移嵌装有若干滑块45,滑块45与工作台3底部固连,实现工作台3在单轴直线底座4上来回滑移导向。其中,单轴直线底座4上沿滑移方向转动装有滚珠丝杠42,滚珠丝杠42端部通过联轴器42连接伺服电机41,滚珠丝杠42上螺接有螺母座44,螺母座44与工作台3底部固定连接,伺服电机41通过联轴器42驱动滚珠丝杆42做旋转运动,通过螺纹传动,带动螺母座44和工作台3直线移动,保证切割范围。本实施例采用滚珠丝杠和螺母,提高了传动的精度,并且降低了磨损和噪音,有利于实现工作台的精确移动控制。通过结合空间六轴动作的激光切割头,弥补传统五轴激光切割机的低效率以及机器人切割的活动范围局限性
[0023] 工作台3的骨架由方管焊接而成,骨架上固定铺设有铝板,铝板上设有螺纹孔作为固定结构31,用于固定连接夹具。在工作台3上还铺设有若干槽钢,通过螺栓穿过槽钢的沟槽固定夹具。
[0024] 单轴直线底座4由矩形管焊接而成,保证了结构强度与抗震性,工作台骨架由方管焊接而成,上铺设有铝板。在本实施例中,工作台骨架由60*60方管焊接而成,上面铺设有铝板及铝型材(槽型结构),夹具通过螺钉连接固定在铝型材上,这样的结构有适用广、便于安装等优点。工作台尺寸5000mm*2500mm,水平移动行程2000mm,通过移动工作台,在机器人活动范围一定的情况下,可增大切割范围,本发明可切割5000mm*2500mm尺寸范围内的任何工件。驱动方式为伺服电机-滚珠丝杆驱动,保证了定位精度及移动速度。导向部件为直线导轨滑块,摩擦阻力小,刚性好。
[0025] 固定激光切割头的龙门架由矩形管焊接而成,保证了结构强度与抗震性,机器人倒挂于龙门架上,通过高强度螺纹连接,活动范围广。激光切割头与关节机器人的第六轴连接,运动灵活可靠。
[0026] 上述为本实用新型的优选实施方式,但所属领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利说明书所限定的本实用新型的精神和范围内,在形式和细节上对本实用新型所作出的各种变化,都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种七轴三维激光切割机,包括六轴移动的切割机器人(2)和单轴直线运动的工作台(3),其特征在于: 所述工作台(3)滑动设置在单轴直线底座(4)上,在单轴直线底座(4)和工作台(3)之间装配有直线滑移部件,其中,所述单轴直线底座(4)上沿滑移方向转动装有滚珠丝杠(42),所述滚珠丝杠(42)端部通过联轴器(42)连接伺服电机(41),所述滚珠丝杠(42)上螺接有螺母座(44),所述螺母座(44)与工作台(3)底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种七轴三维激光切割机,所述直线滑移部件为设置在单轴直线底座(4)上的直线导轨(46),所述直线导轨(46)上嵌装有若干滑块(45),所述滑块(45)与工作台(3)底部固连。
3.根据权利要求1所述的一种七轴三维激光切割机,所述切割机器人(2)通过龙门架(1)悬置在工作台(3)上方,所述龙门架⑴跨设在工作台(3)的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种七轴三维激光切割机,所述工作台(3)的骨架由方管焊接而成,骨架上固定铺设有铝板,铝板上设有螺纹孔作为固定结构(31),用于固定连接夹具。
5.根据权利要求4所述的一种七轴三维激光切割机,所述工作台(3)上还铺设有若干槽钢,通过螺栓穿过槽钢的沟槽固定夹具。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种七轴三维激光切割机,所述切割机器人(2)包括激光切割头以及驱动激光切割头作立体三维运动的关节机器人。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108453334A (zh) * 2018-04-24 2018-08-28 理想动力科技(佛山)有限公司 一种稳定性强的光伏板生产用焊接机
CN109967879A (zh) * 2019-03-30 2019-07-05 苏州欧米宁自动化科技有限公司 一种脉冲激光器与电弧焊接复合焊接设备及焊接工艺
CN111558783A (zh) * 2020-05-27 2020-08-21 佛山隆深智能装备有限公司 一种激光切割机械手的移动路径规划装置及方法

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