CN210848833U - 一种横梁倒挂式的光纤激光切割机 - Google Patents

Abstract

一种横梁倒挂式的光纤激光切割机，包括工作台、机架、纵梁、横梁、光纤激光切割头组件；所述机架包括左机架、右机架、连接板，所述左机架、右机架通过所述连接板连接；所述工作台水平设置在所述连接板上方并且两端分别固定在所述左机架、右机架内侧中部，所述纵梁水平设置在所述工作台上方并且两端分别固定在所述左机架、右机架上端；所述横梁的上下端分别与所述纵梁下端一侧、工作台上端一侧连接；所述光纤激光切割头组件设置在所述横梁前侧上。本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，运动灵活性高，结构合理，静、动刚度高，抗震性能好以及灵敏度高，应用前景广泛。

Description

一种横梁倒挂式的光纤激光切割机

技术领域

本实用新型涉及激光切割机技术领域，具体涉及一种横梁倒挂式的光纤激光切割机。

背景技术

目前，激光加工技术已广泛应用于机械、汽车工业、航空航天、轻工纺织、食品医疗等领域。在激光加工方面，激光切割技术也得到了更为广泛的应用，超过激光加工业的70%。激光切割利用经聚焦后产生的高功率密度的激光光束，在数控系统控制下，在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度光斑，在光斑处会焦的激光功率密度高达106－109W/cm²，焦斑位于待加工面附近，使工件材料瞬间熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时配合辅助切割气体将气化的金属吹走。

由于激光切割机的寿命可以长达可达十万小时，且可以加工各类材料，即使每台激光切割机的一次性投入超过等离子切割机，它的效益仍非常可观。激光加工在美国、欧盟、日本等工业发达国家兴起并很快形成了一个新兴的高技术产业，并且其应用领域及规模在不断扩大。

近几年，全球激光切割机数量增长速度接近1000台每年，该行业销售总额也已超过90亿美元，其中美国与日本的激光切割设备市场占有率约为 25%。由于激光切割功率的增大、机械设备柔性的增强、加工光束稳定性的提高，各类无机材料、有色金属甚至板厚为10mm的铁镍材料均可采用激光进行加工。随着激光切割机的逐步普及，市场需求进一步提高切割效率（高速切割）、降低待机时间（自动上下料系统）、扩大应用面（向三维立体切割、厚板、高反射材料发展）、降低运行成本（降低电耗）等。时至今日，随着激光加工行业规模越来越大，美国、德国等发达国家都在进行各类激光工艺以及激光器的研究，达到提高激光切割机性能的目的。

由于激光切割机加工速度快，这对激光切割机的结构尺寸及运动灵活性提出了较高的要求。现有技术中的激光切割机，由于不具有合理的结构设计，在运动性能及动力特性有一定的欠缺，在生产过程中，会对产品的精度、质量产生一定的影响。

中国专利申请号为CN201910608327.X公开了一种光纤激光切割机，包括机体，所述机体上侧安装有操作台，解决了现有技术中激光切割机只能进行线性切割处理，不能对金属板或金属片进行切圆处理，而且便于对金属板或金属片 进行快速定位处理，降低了激光切割机的切割效率的问题，没有对激光切割机的结构、尺寸进行改进，运动灵活性较差。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种横梁倒挂式的光纤激光切割机，运动灵活性高，结构合理，静、动刚度高，抗震性能好以及灵敏度高，应用前景广泛。

技术方案：一种横梁倒挂式的光纤激光切割机，包括工作台、机架、纵梁、横梁、光纤激光切割头组件；所述机架包括左机架、右机架、连接板，所述左机架、右机架通过所述连接板连接；所述工作台水平设置在所述连接板上方并且两端分别固定在所述左机架、右机架内侧中部，所述纵梁水平设置在所述工作台上方并且两端分别固定在所述左机架、右机架上端；所述横梁的上下端分别与所述纵梁下端一侧、工作台上端一侧连接；所述光纤激光切割头组件设置在所述横梁前侧上。

本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，主要由工作台、机架、纵梁、横梁、光纤激光切割头组件构成。其中，所述光纤激光切割头组件包括光纤激光切割头、固定组件、控制组件等，这是现有技术的常见结构，在这里不一一赘述。所述横梁倒挂式的光纤激光切割机，结构合理，静、动刚度高，抗震性能好以及灵敏度高。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述机架为钢板及型钢焊接而成。

机架是本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机的主要支承部分，它主要由左右两边的左机架、右机架及用于连接的连接板组成，为钢板及型钢焊接而成，这是因为用钢板及型钢焊接具有减轻重量和增加刚度的显著优点。此外，不管是重量一样以提高刚度，还是刚度相同来减少重量，都能够提高机架构件的固有频率，从而有效抑制共振的发生。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述左机架、右机架、连接板为钢板及型钢的封闭的箱型结构，所述左机架、右机架内侧还分别设置有左台阶、右台阶，所述左台阶、右台阶面上分别安装有左导轨、右导轨，所述工作台安装在所述左导轨、右导轨上。

将左机架、右机架、连接板采用钢板及型钢焊接制成完全封闭的箱型结构，更有利于提高其刚度。因此，本实用新型所述的左机架、右机架采用厚度为 8mm 的钢板焊接成箱型结构，并制成一个台阶，在台阶面上装有导轨，用来安放工作台。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述左机架、右机架的底部四角分别安装有减震固定器。

在左机架、右机架底部的四角安装有减震固定器，在安装时可以使用地脚螺栓与地面固连，可以增加本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机整体的稳定性，还能固定工作台，使其在加工过程中不发生移动而影响加工精度。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述减震固定器包括外壳、垫片、橡胶、内芯、尼龙，所述垫片、橡胶、内芯、尼龙设置在所述外壳内；所述垫片两端固定安装在所述外壳上部两侧内壁上，所述内芯两端从内而外由所述尼龙、橡胶包裹并通过所述橡胶固定安装在所述外壳中部两侧内壁上。

所述减震固定器采用尼龙作为骨架，増大径向刚度，尼龙呈圆弧状，在外壳内载荷均匀分布，减少磨损。内芯作为所述减震器主弹簧安装在所述外壳中央，同时采用垫片轴向加固，保证整个减震器载荷分布均匀，同时増强轴承承载能力，避免内部部件与外壳直接接触造成减震器损坏，重量小，减震效果好，还能起到一定的固定效果。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述减震固定器上下部的中心分别设置有上螺孔、下螺孔，所述减震固定器的上、下部通过螺栓与所述机架、地面连接。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述工作台由窄边平行的若干锯齿形板材组成，所述锯齿形板材下设置有与工作台宽边平行的若干筋板。

由于激光切割加工是将激光转化成热能的加工方式，它在切割板料的同时也可能会将工作台面的金属熔化，因而要尽量减小工作台与板料的接触，同时又要起到支撑加工板料的作用。本实用新型所述的工作台，采用与窄边平行的若干锯齿形板材作为工作台面的主体，使得工作台与加工板料进行点接触，减少接触面积，同时为了保证刚度，加入与工作台宽边平行的若干筋板来承重。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述工作台左右两侧的底部分别设置有滚轮与所述左导轨、右导轨相配合。

工作台左右两侧底部各有4个轮子与左、右机架上的导轨配合，方便上下料。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述纵梁下倒挂有所述横梁，所述纵梁与所述横梁之间设置有滚动导轨，所述滚动导轨有两条。

在加工过程中，纵梁不参与运动，在它下面倒挂着主要运动部件横梁，它的作用是给横梁及依附于横梁上的各运动轴部件进行直接承重。由于横梁要进行 Y 方向的往复直线运动，横梁与纵梁之间设置有滚动导轨副来支撑和引导横梁。选择滚动导轨，是因为滚动导轨摩擦系数较小，且静、动摩擦系数差也非常小，因此运动灵便，不容易出现爬行的现象。其次，滚动导轨定位精度高，重复定位误差约为 0.1～0.2μm，大约为滑动导轨的 1/50，具有更平顺的运动，而且噪声更小。由于使用滚动摩擦，因而它的磨损较小，寿命长，润滑方便，但是滚动导轨抗震性较差，因此选用两条滚动导轨一起来进行横梁的导向及承重增强抗震性，来保证相对运动的精度。

进一步的，上述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，所述横梁内设置有若干 U 形筋，所述横梁前侧平行设置有两条横梁滚动导轨，所述光纤激光切割头组件安装在横梁滚动导轨上。

为了更有效地提高刚度，增加抗弯扭性能，在横梁内部周边设置若干 U 形筋，横梁前侧有两条滚动导轨来支撑光纤激光切割头组件移动。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，采用横梁倒挂式的结构，开放性好，与传统的悬臂式结构相比，横梁倒挂式结构运动速度更快，运行更平稳，这是因为该结构形式使得驱动力作用点位于横梁重心，基本无附加力矩，具有更高的驱动效率和更平稳的运行能力。而与小龙门式结构相比，横梁倒挂式结构由于不需要双边电机同步，电气控制更为简单，操作更加便捷，提高了控制系统的可靠性。综合下来，所述横梁倒挂式的光纤激光切割机，具有更合理的结构、尺寸设计，装置简单，安装、维修便捷，光纤激光切割的运动灵活性高，静、动刚度高，抗震性能好，以及灵敏度高，针对不同产品可以进行调节，大大提高了切割效率，应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型所述横梁倒挂式的光纤激光切割机的整体结构图；

图2为本实用新型所述横梁倒挂式的光纤激光切割机的减震固定器结构示意图；

图中：工作台1、锯齿形板材11、机架2、左机架21、左台阶211、左导轨212、右机架22、右台阶221、右导轨213、连接板23、减震固定器24、外壳241、垫片242、橡胶243、内芯244、尼龙245、上螺孔246、下螺孔247、纵梁3、滚动导轨31、横梁4、横梁滚动导轨41、光纤激光切割头组件5。

具体实施方式

下面结合附图1-2和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1所示的上述结构的横梁倒挂式的光纤激光切割机，包括工作台1、机架2、纵梁3、横梁4、光纤激光切割头组件5；所述机架2包括左机架21、右机架22、连接板23，所述左机架21、右机架22通过所述连接板23连接；所述工作台1水平设置在所述连接板23上方并且两端分别固定在所述左机架21、右机架22内侧中部，所述纵梁3水平设置在所述工作台1上方并且两端分别固定在所述左机架21、右机架22上端；所述横梁4的上下端分别与所述纵梁3下端一侧、工作台1上端一侧连接；所述光纤激光切割头组件5设置在所述横梁4前侧上。

此外，所述机架2为钢板及型钢焊接而成。所述左机架21、右机架22、连接板23为钢板及型钢的封闭的箱型结构，所述左机架21、右机架22内侧还分别设置有左台阶211、右台阶221，所述左台阶211、右台阶221面上分别安装有左导轨212、右导轨213，所述工作台1安装在所述左导轨212、右导轨213上。

其中，所述左机架21、右机架22的底部四角分别安装有减震固定器24。

此外，如图2所示，所述减震固定器24包括外壳241、垫片242、橡胶243、内芯244、尼龙245，所述垫片242、橡胶243、内芯244、尼龙245设置在所述外壳241内；所述垫片242两端固定安装在所述外壳241上部两侧内壁上，所述内芯244两端从内而外由所述尼龙245、橡胶243包裹并通过所述橡胶243固定安装在所述外壳241中部两侧内壁上。进一步的，所述减震固定器24上下部的中心分别设置有上螺孔246、下螺孔247，所述减震固定器24的上、下部通过螺栓与所述机架2、地面连接。

此外，如图1所示，所述工作台1由窄边平行的若干锯齿形板材11组成，所述锯齿形板材11下设置有与工作台1宽边平行的若干筋板。

进一步的，所述工作台1左右两侧的底部分别设置有滚轮与所述左导轨212、右导轨213相配合。

此外，所述纵梁3下倒挂有所述横梁4，所述纵梁3与所述横梁4之间设置有滚动导轨31，所述滚动导轨31有两条。所述横梁4内设置有若干 U 形筋，所述横梁4前侧平行设置有两条横梁滚动导轨41，所述光纤激光切割头组件5安装在横梁滚动导轨41上。

实施例

基于以上的结构基础，如图1~2所示。

本实用新型所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，采用横梁倒挂式的结构，开放性好，驱动力作用点位于横梁重心，基本无附加力矩，具有更高的驱动效率和更平稳的运行能力。使用时，将待切割板料放置在工作台1上，并且由于工作台1、机架2、纵梁2、横梁4上均设置有导轨，可以根据需要进行调整，横梁4上的光纤激光切割头组件5对待切割板料进行纤激光切割。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，包括工作台（1）、机架（2）、纵梁（3）、横梁（4）、光纤激光切割头组件（5）；所述机架（2）包括左机架（21）、右机架（22）、连接板（23），所述左机架（21）、右机架（22）通过所述连接板（23）连接；所述工作台（1）水平设置在所述连接板（23）上方并且两端分别固定在所述左机架（21）、右机架（22）内侧中部，所述纵梁（3）水平设置在所述工作台（1）上方并且两端分别固定在所述左机架（21）、右机架（22）上端；所述横梁（4）的上下端分别与所述纵梁（3）下端一侧、工作台（1）上端一侧连接；所述光纤激光切割头组件（5）设置在所述横梁（4）前侧上。

2.根据权利要求1所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述机架（2）为钢板及型钢焊接而成。

3.根据权利要求1所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述左机架（21）、右机架（22）、连接板（23）为钢板及型钢的封闭的箱型结构，所述左机架（21）、右机架（22）内侧还分别设置有左台阶（211）、右台阶（221），所述左台阶（211）、右台阶（221）面上分别安装有左导轨（212）、右导轨（213），所述工作台（1）安装在所述左导轨（212）、右导轨（213）上。

4.根据权利要求1所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述左机架（21）、右机架（22）的底部四角分别安装有减震固定器（24）。

5.根据权利要求4所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述减震固定器（24）包括外壳（241）、垫片（242）、橡胶（243）、内芯（244）、尼龙（245），所述垫片（242）、橡胶（243）、内芯（244）、尼龙（245）设置在所述外壳（241）内；所述垫片（242）两端固定安装在所述外壳（241）上部两侧内壁上，所述内芯（244）两端从内而外由所述尼龙（245）、橡胶（243）包裹并通过所述橡胶（243）固定安装在所述外壳（241）中部两侧内壁上。

6.根据权利要求5所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述减震固定器（24）上下部的中心分别设置有上螺孔（246）、下螺孔（247），所述减震固定器（24）的上、下部通过螺栓与所述机架（2）、地面连接。

7.根据权利要求1所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述工作台（1）由窄边平行的若干锯齿形板材（11）组成，所述锯齿形板材（11）下设置有与工作台（1）宽边平行的若干筋板。

8.根据权利要求3所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述工作台（1）左右两侧的底部分别设置有滚轮与所述左导轨（212）、右导轨（213）相配合。

9.根据权利要求2所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述纵梁（3）下倒挂有所述横梁（4），所述纵梁（3）与所述横梁（4）之间设置有滚动导轨（31），所述滚动导轨（31）有两条。

10.根据权利要求1所述的横梁倒挂式的光纤激光切割机，其特征在于，所述横梁（4）内设置有若干 U 形筋，所述横梁（4）前侧平行设置有两条横梁滚动导轨（41），所述光纤激光切割头组件（5）安装在横梁滚动导轨（41）上。

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