CN212094870U - 一种五轴激光切割设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种五轴激光切割设备，包括机架、由机架围成的工作舱、安装在工作舱侧部的上料机构、固定设置在工作舱内的Y轴直线导轨、滑动架设在Y轴直线导轨上的X轴横梁、滑动设置在X轴横梁上的Z轴竖梁以及设置在Z轴竖梁上的激光切割头，Z轴竖梁的底部安装有转动机构，转动机构上安装有升降机构，激光切割头安装于升降机构上，通过在Z轴竖梁上设置转动机构，并在转动机构上叠加设置升降机构，切割头由三轴带动平移的基础上，可进一步由升降机构和转动机构分别驱动做升降和转动微调，再配合上料工位的可摆动微调设置，这种切割头与工件组合完成多自由度柔性微调的结构设计，更加适应异形多曲面工件的多角度加工。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光切割领域，具体涉及一种五轴激光切割设备。
背景技术
激光切割是指将激光束照射到需要加工的工件表面，利用激光释放出的能量使得工件被照射的部分融化并蒸发，进而达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点。
申请号为CN201620448688.4的中国实用新型专利公开了一种自动五轴激光切割机的切割机构，包括机架、X轴横梁、Y轴直线导轨、Z轴竖梁和激光切割头，Z轴竖梁设有Z轴直线导轨，Z轴直线导轨滑动连接第一转动座，第一转动座设有第一旋转电机，第一旋转电机的输出轴上设有第二转动座，第二转动座设有第二旋转电机，第二旋转电机的输出轴与激光切割头相连接，第一旋转电机驱使第二转动座绕Z轴旋转，第二旋转电机驱使激光切割头绕Y轴方向旋转，使激光切割头实现五轴连动加工方式，实现空间曲面的加工。
然而在上述技术方案中，激光切割头无法在z轴方向上进行微调，工件固定夹持而无法做角度调整，对异形空间曲面工件加工的适应性差；且加工废屑收集集中和排出不便。
实用新型内容
针对以上问题，本实用新型提供了一种五轴激光切割设备，通过在Z轴竖梁上设置转动机构，并在转动机构上叠加设置升降机构，切割头由三轴带动平移的基础上，可进一步由升降机构和转动机构分别驱动做升降和转动微调，再配合上料工位的可摆动微调设置，这种切割头与工件组合完成多自由度柔性微调的结构设计，更加适应异形多曲面工件的多角度加工。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种五轴激光切割设备，包括机架、由所述机架围成的工作舱、安装在所述工作舱侧部的上料机构、固定设置在工作舱内的Y轴直线导轨、滑动架设在Y轴直线导轨上的X轴横梁、滑动设置在X轴横梁上的Z轴竖梁、驱动所述X轴横梁及Z轴竖梁滑动的驱动机构以及设置在所述Z轴竖梁上的激光切割头，所述Z轴竖梁的底部安装有转动机构，所述转动机构上安装有升降机构，所述激光切割头安装于所述升降机构上。
作为优选，所述转动机构包括转动电机以及由所述转动电机驱动转动的转板，所述升降机构安装于所述转板上。
作为优选，所述升降机构包括安装于所述转动机构上的滑座、沿Z轴方向转动安装于所述滑座上的丝杠、滑动卡设在所述滑座上且与所述丝杠螺纹连接的滑块以及驱动所述丝杠转动的升降电机，所述激光切割头安装于所述滑块上。
作为优选，所述滑座包括底座、滑轨以及设置于所述底座与滑轨两端的安装座，所述滑块套设在所述滑轨上。
作为优选，所述升降电机设置于所述安装座上且其驱动轴向下贯穿所述安装座与所述丝杠相连，所述丝杠的下端转动安装于所述安装座上。
作为优选，所述上料机构包括双工位上料组件以及驱动所述双工位上料组件转动的驱动电机。
作为优选，所述双工位上料组件包括与所述驱动电机相连的连接座以及两个分别可转动安装于所述连接座两端的上料工位。
作为优选，所述工作舱的下方设置有废料接收传输机构，所述废料接收传输机构包括排屑机以及呈倒八字形设置于所述排屑机两侧的导向板组件，两个所述上料工位可交替转动至所述废料接收传输机构的上方。
作为优选，所述双工位上料组件为可摆动微调结构。
作为优选，所述驱动机构包括分别安装在所述Y轴直线导轨和X轴横梁上的齿条、分别安装在所述X轴横梁和Z轴竖梁上的电机以及设置于所述电机输出轴上的齿轮，所述Y轴直线导轨上的齿条与X轴横梁上的齿轮相啮合，所述X轴横梁上的齿条与Z轴竖梁上的齿轮相啮合，所述齿条分别沿所述Y轴直线导轨和X轴横梁的长度方向设置。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型通过在Z轴竖梁上设置转动机构，并在转动机构上叠加设置升降机构，将激光切割头安装在升降机构上，切割头由三轴带动平移的基础上，可进一步由升降机构和转动机构分别驱动做升降和转动微调，并配合上料工位的可摆动微调设置，使加工过程中切割头与工件可组合进行多自由度柔性微调，更加适应异形多曲面工件的多角度加工；
(2)本实用新型通过在工作舱下方设置有废料接收传输机构，其中呈倒八字形结构的导向板组件可将加工废屑导向至排屑机上，并由排屑机连续传输排出，实现加工废屑的集中和及时清理；
(3)本实用新型通过设置双工位上料组件，两个上料工位可交替转动至工作舱内，可以一边激光切割一边取放工件，实现连续激光切割，提高生产效率。
综上所述，本实用新型具有切割动作自由度好、适应异形多曲面工件加工、生产质量及效率高等优点，尤其适用于激光切割领域。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为图1中A处放大图；
图3为图2中B处放大图；
图4为图2中C处放大图；
图5为本实用新型激光切割头安装侧视结构示意图；
图6为本实用新型激光切割头安装轴侧图；
图7为本实用新型升降机构局部结构示意图；
图8为本实用新型局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例
如图1-4所示，一种五轴激光切割设备，包括机架1、由所述机架1围成的工作舱10、安装在所述工作舱10侧部的上料机构2、固定设置在工作舱10内的Y轴直线导轨31、滑动架设在Y轴直线导轨31上的X轴横梁32、滑动设置在X轴横梁32上的Z轴竖梁33、驱动所述X轴横梁32及Z轴竖梁33滑动的驱动机构4以及设置在所述Z轴竖梁33上的激光切割头5，所述Z轴竖梁33的底部安装有转动机构6，所述转动机构6上安装有升降机构7，所述激光切割头5安装于所述升降机构7上。
在本实用新型中，通过在Z轴竖梁33上设置转动机构6，并在转动机构6上叠加设置升降机构7，将激光切割头5安装在升降机构7上，切割头由三轴带动平移的基础上，可进一步由升降机构7和转动机构6分别驱动做升降和转动微调，并配合上料工位212的可摆动微调设置，使加工过程中切割头与工件可组合进行多自由度柔性微调，更加适应异形多曲面工件的多角度加工。
作为优选，如图5-6所示，所述转动机构6包括转动电机61以及由所述转动电机61驱动转动的转板62，所述升降机构7安装于所述转板62上。
在本实用新型中，转动电机61与转板62分设于所述Z轴竖梁33的两侧，转动电机61的转轴贯穿所述Z轴竖梁33与转板62固连。
作为优选，如图6-7所示，所述升降机构7包括安装于所述转动机构6上的滑座71、沿Z轴方向转动安装于所述滑座71上的丝杠72、滑动卡设在所述滑座71上且与所述丝杠72螺纹连接的滑块73以及驱动所述丝杠72转动的升降电机74，所述激光切割头5安装于所述滑块73上。
作为优选，如图7所示，所述滑座71包括底座711、滑轨712以及设置于所述底座711与滑轨712两端的安装座713，所述滑块73套设在所述滑轨712上。
在本实施例中，所述滑座71内部形成容纳丝杠72的空腔，该空腔由左右分设的底座711及滑轨712、上下两个安装座713共同围成，且底座711与所述转板62固连。底座711及滑轨712的侧部连接处为重叠包裹设置，具体的，所述滑轨712的两侧边缘包裹住底座711相应位置的两侧边缘，所述滑块73的两侧还卡设在所述底座711相应位置的两侧边缘上，且底座711及滑轨712的重叠包裹位置处设置有间隙，以允许所述滑块73滑动。
作为优选，如图7所示，所述升降电机74设置于所述安装座713上且其驱动轴向下贯穿所述安装座713与所述丝杠72相连，所述丝杠72的下端转动安装于所述安装座713上。
作为优选，如图8所示，所述上料机构2包括双工位上料组件21以及驱动所述双工位上料组件21转动的驱动电机22。
作为优选，所述双工位上料组件21包括与所述驱动电机22相连的连接座211以及两个分别可转动安装于所述连接座211两端的上料工位212。
在本实施例中，通过设置双工位上料组件21，在驱动电机22的驱动下，两个上料工位212可交替转动至工作舱10内，从而可以一边激光切割一边取放工件，实现连续激光切割，提高生产效率。
作为优选，如图8所示，所述工作舱10的下方设置有废料接收传输机构8，所述废料接收传输机构8包括排屑机81以及呈倒八字形设置于所述排屑机81两侧的导向板组件82，两个所述上料工位212可交替转动至所述废料接收传输机构8的上方。
在本实施例中，通过在工作舱10下方设置有废料接收传输机构8，其中呈倒八字形结构的导向板组件82可将加工废屑导向至排屑机81上，并由排屑机81连续传输排出，实现加工废屑的集中和及时清理。
需要说明的是，作为优选，所述排屑机81可选用传送带结构。
作为优选，所述双工位上料组件21为可摆动微调结构。
作为优选，如图3所示，所述驱动机构4包括分别安装在所述Y轴直线导轨31和X轴横梁32上的齿条41、分别安装在所述X轴横梁32和Z轴竖梁33上的电机42以及设置于所述电机42输出轴上的齿轮43，所述Y轴直线导轨31上的齿条41与X轴横梁32上的齿轮43相啮合，所述X轴横梁32上的齿条41与Z轴竖梁33上的齿轮43相啮合，所述齿条41分别沿所述Y轴直线导轨31和X轴横梁32的长度方向设置。
在本市实例中，所述驱动机构4设置为两组，分别由所述Y轴直线导轨31上的齿条41、X轴横梁32上的电机42及齿轮43组成一组，该组驱动机构4驱动X轴横梁32沿Y轴直线导轨31线性滑动；由X轴横梁32上的齿条41、Z轴竖梁33上的电机42及齿轮43组成另一组，该组驱动机构4驱动Z轴竖梁33沿X轴横梁32线性滑动。
工作过程：
工作时，操作者在机架1外部的上料工位212上放置好待加工工件后由驱动电机22驱动双工位上料组件21转动将工件送入工作舱10，另一个上料工位212相应转出至机架1外，操作者可取出加工完成的工件并放置下一个工件，激光切割头5由XYZ三轴带动进行平移，定位到待加工的工件位置处，在加工过程中可根据工件的曲面角度变化，进一步由升降机构7和转动机构6分别驱动做小范围的升降和转动，再配合上料工位212的小幅度摆动，组合进行适应性微调，增加动作自由度，尤其能充分适应异形多曲面工件的多角度加工。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种五轴激光切割设备，包括机架(1)、由所述机架(1)围成的工作舱(10)、安装在所述工作舱(10)侧部的上料机构(2)、固定设置在工作舱(10)内的Y轴直线导轨(31)、滑动架设在Y轴直线导轨(31)上的X轴横梁(32)、滑动设置在X轴横梁(32)上的Z轴竖梁(33)、驱动所述X轴横梁(32)及Z轴竖梁(33)滑动的驱动机构(4)以及设置在所述Z轴竖梁(33)上的激光切割头(5)，其特征在于，所述Z轴竖梁(33)的底部安装有转动机构(6)，所述转动机构(6)上安装有升降机构(7)，所述激光切割头(5)安装于所述升降机构(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述转动机构(6)包括转动电机(61)以及由所述转动电机(61)驱动转动的转板(62)，所述升降机构(7)安装于所述转板(62)上。
3.根据权利要求1所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述升降机构(7)包括安装于所述转动机构(6)上的滑座(71)、沿Z轴方向转动安装于所述滑座(71)上的丝杠(72)、滑动卡设在所述滑座(71)上且与所述丝杠(72)螺纹连接的滑块(73)以及驱动所述丝杠(72)转动的升降电机(74)，所述激光切割头(5)安装于所述滑块(73)上。
4.根据权利要求3所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述滑座(71)包括底座(711)、滑轨(712)以及设置于所述底座(711)与滑轨(712)两端的安装座(713)，所述滑块(73)套设在所述滑轨(712)上。
5.根据权利要求4所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述升降电机(74)设置于所述安装座(713)上且其驱动轴向下贯穿所述安装座(713)与所述丝杠(72)相连，所述丝杠(72)的下端转动安装于所述安装座(713)上。
6.根据权利要求1所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述上料机构(2)包括双工位上料组件(21)以及驱动所述双工位上料组件(21)转动的驱动电机(22)。
7.根据权利要求6所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述双工位上料组件(21)包括与所述驱动电机(22)相连的连接座(211)以及两个分别可转动安装于所述连接座(211)两端的上料工位(212)。
8.根据权利要求7所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述工作舱(10)的下方设置有废料接收传输机构(8)，所述废料接收传输机构(8)包括排屑机(81)以及呈倒八字形设置于所述排屑机(81)两侧的导向板组件(82)，两个所述上料工位(212)可交替转动至所述废料接收传输机构(8)的上方。
9.根据权利要求6所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述双工位上料组件(21)为可摆动微调结构。
10.根据权利要求1所述的一种五轴激光切割设备，其特征在于，所述驱动机构(4)包括分别安装在所述Y轴直线导轨(31)和X轴横梁(32)上的齿条(41)、分别安装在所述X轴横梁(32)和Z轴竖梁(33)上的电机(42)以及设置于所述电机(42)输出轴上的齿轮(43)，所述Y轴直线导轨(31)上的齿条(41)与X轴横梁(32)上的齿轮(43)相啮合，所述X轴横梁(32)上的齿条(41)与Z轴竖梁(33)上的齿轮(43)相啮合，所述齿条(41)分别沿所述Y轴直线导轨(31)和X轴横梁(32)的长度方向设置。
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|---|---|---|---|
| CN202020375012.3U CN212094870U (zh) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | 一种五轴激光切割设备 |
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| CN202020375012.3U CN212094870U (zh) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | 一种五轴激光切割设备 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114227074A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 中铁工程装备集团盾构制造有限公司 | 一种盾构机刀盘大圆环缺口自动切割方法及自动切割设备 |
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2020
- 2020-03-23 CN CN202020375012.3U patent/CN212094870U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114227074A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-25 | 中铁工程装备集团盾构制造有限公司 | 一种盾构机刀盘大圆环缺口自动切割方法及自动切割设备 |
| CN114227074B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-03-12 | 中铁工程装备集团盾构制造有限公司 | 一种盾构机刀盘大圆环缺口自动切割方法及自动切割设备 |
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