CN214721534U - 一种五轴激光切割头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种五轴激光切割头，包括AC轴旋转组件，与其相连的C1轴切割组件；C1轴切割组件包括安装座，设置于安装座上的C1轴驱动机构、调距机构与滑动机构；滑动机构包括沿第二方向滑动连接于安装座上的框体，沿第三方向滑动连接于框体上用于固定切割头的安装板；其中，切割头的轴线方向与第一方向相平行，第三方向与第二方向相垂直，第三方向与第二方向组成的平面与第一方向相垂直；调距机构包括与C1轴驱动机构相连的第一轴承，与安装板相连的第二轴承，设置于第一轴承与第二轴承间沿第三方向设置的滑轨组件，滑轨组件用于调节第一轴承的第一轴线与第二轴承的第二轴线在第三方向间的预设间距。该切割头能够提高切割圆孔的精度及切割速度。

Description

一种五轴激光切割头

技术领域

本实用新型涉及五轴激光切割领域，尤其涉及一种五轴激光切割头。

背景技术

五轴加工是指加工几何形状比较复杂的零件时，需要加工刀具能够在五个自由度上进行定位和连接。现有的五轴激光切割在切割三维空间圆孔或圆弧时，都是依靠X、Y、Z和A、C轴的插补来完成切割，这种插补切割的弊端在于速度过快时参与运动的电机及其机械部件的运动同步性会降低，导致切割路径和设想的有所差异，圆孔圆度会有所下降。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供了一种五轴激光切割头，该五轴激光切割头能够实现快速切圆且保证圆孔的精度。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种五轴激光切割头，包括AC轴旋转组件，与所述AC轴旋转组件相连的C1轴切割组件；所述C1轴切割组件包括安装座，沿第一方向设置于所述安装座上的C1轴驱动机构与滑动机构，设置于所述C1轴驱动机构与所述滑动机构间的调距机构；

所述滑动机构包括沿第二方向滑动连接于所述安装座上的框体，沿第三方向滑动连接于所述框体上用于固定切割头的安装板；其中，所述切割头的轴线方向与所述第一方向相平行，所述第三方向与所述第二方向相垂直，所述第三方向与所述第二方向组成的平面与所述第一方向相垂直；

所述调距机构包括与所述C1轴驱动机构相连的第一轴承，与所述安装板相连的第二轴承，设置于所述第一轴承与所述第二轴承间沿所述第三方向设置的滑轨组件，所述滑轨组件用于调节所述第一轴承的第一轴线与所述第二轴承的第二轴线在所述第三方向间的预设间距。

上述技术方案中，在所述切割头切割圆孔或圆弧时，所述预设间距大于零。

上述技术方案中，所述滑轨组件包括与所述第一轴承相连的第一固定板，与所述第二轴承相连的第二固定板，设置于所述第一固定板上的导向轨，设置于所述第二固定板上与所述导向轨相配合的导向槽，设置于所述第一固定板与所述第二固定板间驱动所述导向槽沿所述导向轨以所述预设间距滑动的调距件。

上述技术方案中，所述C1轴驱动机构包括C1轴旋转电机，与所述C1轴旋转电机相连的带轮组件。

上述技术方案中，所述带轮组件包括与所述C1轴旋转电机的输出轴相连的第一带轮，通过皮带与所述第一带轮相连的第二带轮，所述第一轴承与所述第二带轮连接。

上述技术方案中，所述AC轴旋转组件包括壳体，沿第一方向贯穿所述壳体的C轴，沿所述第三方向设置的A轴，所述A轴的一端与所述C轴的一端相连，所述A轴的另一端与所述切割头相连。

上述技术方案中，所述AC轴旋转组件还包括有设置于所述壳体上用于驱动所述C轴旋转的C轴驱动电机，用于驱动所述A轴旋转的A轴驱动电机。

上述技术方案中，所述安装座包括与所述C轴相连的第一安装座，与所述A轴相连的第二安装座，所述第一安装座与所述第二安装座间设置有第三轴承。

本实用新型至少具有如下有益效果：

1.本实用新型中通过设置C1轴驱动机构并配合调距机构，使在切割圆孔或圆弧时，由调距机构带动切割头平移出预设距离，再由C1轴驱动机构直接驱动切割头平动切割，使切割控制更为简便，提高了圆孔的精度及切割效率。

为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中五轴激光切割头示意图；

图2是本实用新型实施例中五轴激光切割头剖视图；

图3是本实用新型实施例中C1轴切割组件示意图。

以上附图的附图标记：1、AC轴旋转组件；11、壳体；12、C轴；13、A轴；14、C轴齿轮副；15、C轴圆锥滚子轴承；16、A轴齿轮副一；17、A轴齿轮副二；18、A轴圆锥滚子轴承；2、C 1轴切割组件；21、安装座；211、第一安装座；212、第二安装座；213、第三轴承；22、C1轴驱动机构；221、C 1轴旋转电机；222、带轮组件；23、滑动机构；231、框体；232、切割头；233、安装板；234、第二导向条；235、第三导向条；24、调距机构；241、第一轴承；242、第二轴承；243、第一固定板；244、第二固定板；245、导向轨；246、导向槽；247、调距件。

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。

实施例一：参见图1～3所示，一种五轴激光切割头，包括AC轴旋转组件1，与所述AC轴旋转组件1相连的C1轴切割组件2。所述C1轴切割组件2包括安装座21，沿第一方向设置于所述安装座21上的C1轴驱动机构22与滑动机构23，设置于所述C1轴驱动机构22与所述滑动机构23间的调距机构24。

所述滑动机构23包括沿第二方向滑动连接于所述安装座21上的框体231，沿第三方向滑动连接于所述框体231上用于固定切割头232的安装板233；其中，所述切割头232的轴线方向与所述第一方向相平行，所述第三方向与所述第二方向相垂直，所述第三方向与所述第二方向组成的平面与所述第一方向相垂直。

所述调距机构24包括与所述C1轴驱动机构22相连的第一轴承241，与所述安装板233相连的第二轴承242，设置于所述第一轴承241与所述第二轴承242间沿所述第三方向设置的滑轨组件，所述滑轨组件用于调节所述第一轴承241的第一轴线与所述第二轴承242的第二轴线在所述第三方向间的预设间距。

所述第一轴线为所述第一轴承241的中心轴线，所述第二轴线为所述第二轴承242的中心轴线。在切割圆孔或圆弧时，根据圆孔或圆弧半径的大小，由调距机构24将第二轴承242的第二轴线与第一轴承241的第一轴线间的所述预设间距设置为预切割的圆孔或圆弧的半径。再由所述C1轴驱动机构22驱动调距机构24带动所述滑动机构23运动，从而使所述切割头232在被平移了所述预设间距后在所述第二方向与所述第三方向的限制下平动切割。由于该过程只需由C1轴驱动机构22驱动，减少了A轴13、C轴12等的插补控制，使控制方法更为简便。并且由于不需要考虑多轴插补时各轴的同步性能及各轴的响应速度，进行降速切割，因此，该五轴激光切割头232能够保证切割速度及切割精度。

参见图3所示，所述安装座21与所述框体231间设置有沿第二方向的第二导向条234，从而限制所述框体231相对所述安装座21沿所述第二方向滑动。所述安装板233的侧边设置有沿第三方向的第三导向条235，从而限制所述安装板233相对所述框体231沿所述第三方向滑动。

所述安装板233由多块分板拼接而成，其包括与所述调距机构24相连的第一分板，设置于所述第一分板两侧用于固定所述切割头232的第二分板。

在所述切割头232切割圆孔或圆弧时，所述预设间距大于零。所述预设间距为所述预切割圆孔或圆弧的半径。当所述切割头232位于所述第一轴线与所述第二轴线相重合的初始位时，所述C1轴驱动机构22带动所述调距机构24旋转时，所述第二轴承242绕所述第一轴线旋转，即所述第二轴承242绕所述第二轴线旋转，从而带动所述切割头232绕其自身轴线旋转。当将所述预设间距调节为预切割圆孔或圆弧的半径时，所述切割头232同时被移动所述预设间距。所述C1轴驱动机构22带动所述调距机构24旋转时，所述第二轴承242绕所述第一轴线旋转，即所述第二轴承242绕所述第一轴线画圆，由此带动所述切割头232绕所述第一轴线切割圆孔或圆弧。

参见图3所示，所述滑轨组件包括与所述第一轴承241相连的第一固定板243，与所述第二轴承242相连的第二固定板244，设置于所述第一固定板243上的导向轨245，设置于所述第二固定板244上与所述导向轨245相配合的导向槽246，设置于所述第一固定板243与所述第二固定板244间驱动所述导向槽246沿所述导向轨245以所述预设间距滑动的调距件247。在所述调距件247驱动所述第二固定板244相对所述第一固定板243沿所述第三方向移动所述预设间距时，由于所述第二固定板244通过所述第二轴承242与所述安装板233相连，因此，所述第二固定板244在沿所述第三方向移动时同时带动所述安装板233上的所述切割头232移动所述预设间距。

所述C1轴驱动机构22包括C1轴旋转电机221，与所述C1轴旋转电机221相连的带轮组件222。所述带轮组件222包括与所述C1轴旋转电机221的输出轴相连的第一带轮，通过皮带与所述第一带轮相连的第二带轮，所述第一轴承241与所述第二带轮连接。在所述C1轴旋转电机221的输出轴带动所述第一带轮旋转时，所述第二带轮通过所述皮带由所述第一带轮同步带动旋转。所述第二带轮通过所述第一轴承241带动所述调距机构24旋转。所述调距机构24通过所述第二轴承242带动所述切割头232在所述第二导向条234与所述第三导向条235约束下平动出圆孔或圆弧。

参见图1、2所示，所述AC轴旋转组件1包括壳体11，沿第一方向贯穿所述壳体11的C轴12，沿所述第三方向设置的A轴13，所述A轴13的一端与所述C轴12的一端相连，所述A轴13的另一端与所述切割头232相连。所述壳体11上设有用于驱动所述C轴12旋转的C轴驱动电机，用于驱动所述A轴13旋转的A轴驱动电机。将所述C轴驱动电机与所述A轴驱动电机设置于所述壳体11的上方，使五轴激光切割头232的重心位置向上移动，降低了AC轴转动关节的尺寸及重量。所述C轴驱动电机通过C轴齿轮副14带动所述C1轴切割组件2绕所述C轴12旋转。所述C轴12的旋转由一对C轴圆锥滚子轴承15支撑，可以提高精度与稳定性。所述A轴驱动电机经减速机通过A轴齿轮副一16与A轴齿轮副二17带动所述C1轴切割组件2绕所述A轴13旋转。所述A轴13的旋转由一对A轴圆锥滚子轴承18支撑，可提高精度与稳定性。

参见图3所示，所述安装座21包括与所述C轴12相连的第一安装座211，与所述A轴13相连的第二安装座212，所述第一安装座211与所述第二安装座212间设置有第三轴承213。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种五轴激光切割头，其特征在于：包括AC轴旋转组件，与所述AC轴旋转组件相连的C1轴切割组件；所述C1轴切割组件包括安装座，沿第一方向设置于所述安装座上的C1轴驱动机构与滑动机构，设置于所述C1轴驱动机构与所述滑动机构间的调距机构；

所述滑动机构包括沿第二方向滑动连接于所述安装座上的框体，沿第三方向滑动连接于所述框体上用于固定切割头的安装板；其中，所述切割头的轴线方向与所述第一方向相平行，所述第三方向与所述第二方向相垂直，所述第三方向与所述第二方向组成的平面与所述第一方向相垂直；

所述调距机构包括与所述C1轴驱动机构相连的第一轴承，与所述安装板相连的第二轴承，设置于所述第一轴承与所述第二轴承间沿所述第三方向设置的滑轨组件，所述滑轨组件用于调节所述第一轴承的第一轴线与所述第二轴承的第二轴线在所述第三方向间的预设间距。

2.根据权利要求1所述的五轴激光切割头，其特征在于：在所述切割头切割圆孔或圆弧时，所述预设间距大于零。

3.根据权利要求1所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述滑轨组件包括与所述第一轴承相连的第一固定板，与所述第二轴承相连的第二固定板，设置于所述第一固定板上的导向轨，设置于所述第二固定板上与所述导向轨相配合的导向槽，设置于所述第一固定板与所述第二固定板间驱动所述导向槽沿所述导向轨以所述预设间距滑动的调距件。

4.根据权利要求1所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述C1轴驱动机构包括C1轴旋转电机，与所述C1轴旋转电机相连的带轮组件。

5.根据权利要求4所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述带轮组件包括与所述C1轴旋转电机的输出轴相连的第一带轮，通过皮带与所述第一带轮相连的第二带轮，所述第一轴承与所述第二带轮连接。

6.根据权利要求1所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述AC轴旋转组件包括壳体，沿第一方向贯穿所述壳体的C轴，沿所述第三方向设置的A轴，所述A轴的一端与所述C轴的一端相连，所述A轴的另一端与所述切割头相连。

7.根据权利要求6所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述AC轴旋转组件还包括有设置于所述壳体上用于驱动所述C轴旋转的C轴驱动电机，用于驱动所述A轴旋转的A轴驱动电机。

8.根据权利要求6所述的五轴激光切割头，其特征在于：所述安装座包括与所述C轴相连的第一安装座，与所述A轴相连的第二安装座，所述第一安装座与所述第二安装座间设置有第三轴承。

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