CN215698876U - 一种激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工装置，所述装置包括激光器、焊接头、切割头、熔覆头、升降机构、第一光开关，其中，所述第一光开关的输入端与所述激光器的输出端连接，所述第一光开关的输出端分别与所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头连接；所述升降机构具有升降端，所述升降端上固定有用于固定所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头的机械臂。实现了一台激光加工设备，同时实现了焊接、切割和熔覆三种功能，提高了设备的功能能力，扩大了设备的激光应用范围。

Description

一种激光加工装置

技术领域

本实用新型属于激光加工设备技术领域，具体涉及一种激光加工装置。

背景技术

激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

现有的激光加工设备多为单功能，例如仅具有激光焊接功能，或者仅具有激光切割功能，或者仅具有激光熔覆功能，不能满足现代制造加工的多功能需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光加工装置，该装置同时具备激光焊接、激光切割以及激光熔覆功能。

本实用新型的技术方案为：

本实用新型提供了一种激光加工装置，所述装置包括激光器、焊接头、切割头、熔覆头、升降机构、第一光开关，其中，

所述第一光开关的输入端与所述激光器的输出端连接，所述第一光开关的输出端分别与所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头连接；

所述升降机构具有升降端，所述升降端上固定有用于固定所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头的机械臂。

进一步地，所述装置还包括三个第二光开关，所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头与所述第一光开关的输出端之间分别设置有一个所述第二光开关。

进一步地，所述升降机构包括第一升降组件，所述第一升降组件包括第一电机、第一丝杠、第一螺母、固定架以及第一升降架，其中，

所述第一电机轴向竖直且固定设置在所述固定架上，所述第一电机设置于所述第一丝杠上方，所述第一电机的输出轴与所述第一丝杠同轴连接，所述第一丝杠底端可转动的固定在所述固定架上，所述第一螺母沿所述丝杠轴向滑动地套设在所述第一丝杠外周，所述第一螺母的外侧与所述第一升降架固定连接，所述第一升降架下端固定设置有所述机械臂。

进一步地，所述第一升降组件还包括第一滑轨和第一滑块，所述第一滑轨竖向设置，所述第一螺母上设置有与所述第一丝杠同轴的连接孔，所述第一滑轨的上端固定连接在所述第一螺母的连接孔内，所述第一滑块固定设置在所述固定架上，所述第一滑块设置有第一通孔，所述第一滑轨的下端滑动连接在所述第一滑块的第一通孔内。

进一步地，所述升降机构还包括第二升降组件，所述第二升降组件包括第二电机、第二丝杠、第二螺母和第二升降架，其中，

所述第一升降架远离所述第一螺母的一侧固定设置有所述第二螺母，所述第二螺母设置于所述第一螺母的下方，所述第二丝杠竖向设置，所述第二丝杠的下端沿竖向滑动地连接在所述第二螺母内，所述第二丝杠的上端与所述第二电机轴向连接，所述第二电机的壳体与所述第二升降架固定连接，所述第二升降架的下端固定设置有所述机械臂。

进一步地，所述第二升降组件还包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨竖向设置，所述第二导轨的底端与所述第二升降架固定连接，所述第二滑块固定连接在所述第一升降架远离所述第一螺母的一侧，所述第二滑块设置于所述第二电机下方，所述第二导轨沿竖向可滑动地连接在所述第二滑块内。

进一步地，所述第二导轨的底端与所述第二升降架通过螺栓固定连接。

进一步地，所述装置还包括水平调整组件，所述水平调整组件包括横梁和两个水平滑轨，其中，

两个所述水平滑轨相对水平设置在所述机械臂的两侧上方，所述横梁的两端分别滑动连接在所述水平滑轨上，所述升降机构的所述固定架背离所述第二升降组件的一侧可沿所述横梁的长度方向滑动地连接在所述横梁的中部。

进一步地，所述装置还包括用于固定待处理样品的变位机，所述变位机设置于所述升降机构下方。

进一步地，所述变位机的顶部具有可升降的工作台。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型所提供的一种本实用新型提供了一种激光加工装置，该装置包括激光器、焊接头、切割头、熔覆头、升降机构和第一光开关。其中，第一光开关的输入端与激光器的输出端连接，第一光开关的输出端分别与焊接头、切割头以及熔覆头连接；升降机构具有升降端，升降端上固定有用于固定焊接头、切割头以及熔覆头的机械臂。将激光器分别与焊接头、切割头以及熔覆头连接，可以使得一个激光器同时供应具有激光焊接功能的焊接头、具有激光切割功能的切割头以及具有激光熔覆功能的熔覆头工作，在升降机构升降端的的机械臂的作用下，使得焊接头、切割头以及熔覆头分别固定工作，从而实现了一台激光加工设备，同时实现了焊接、切割和熔覆三种功能，提高了设备的功能能力，扩大了设备的激光应用范围。

附图说明

图1为本实施例的一种激光加工装置的结构示意图；

图2为图1中的激光器、激光器、切割头和熔覆头的连接结构示意图；

图3为图1中的升降机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

图1为本实施例的一种激光加工装置的结构示意图，图2为图1中的激光器、激光器、切割头和熔覆头的连接结构示意图，图3为图1中的升降机构的结构示意图，结合图1至图3，本实用新型提供了一种激光加工装置，该装置包括激光器100、焊接头200、切割头300、熔覆头100、升降机构500和第一光开关。

其中，第一光开关的输入端与激光器100的输出端连接，第一光开关的输出端分别与焊接头200、切割头300以及熔覆头100连接；升降机构500具有升降端，升降端上固定有用于固定焊接头200、切割头300以及熔覆头100的机械臂800。

将激光器100分别与焊接头200、切割头300以及熔覆头100连接，可以使得一个激光器同时供应具有激光焊接功能的焊接头200、具有激光切割功能的切割头300以及具有激光熔覆功能的熔覆头100工作，在升降机构500升降端的800的机械臂800的作用下，使得焊接头200、切割头300以及熔覆头100分别固定工作，从而实现了一台激光加工设备，同时实现了焊接、切割和熔覆三种功能，提高了设备的功能能力，扩大了设备的激光应用范围。

激光器100是能发射激光的装置，按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出，此处激光器100可根据需要选择，在此不作限定。升降机构500可以实现升降端的高度变化，从而实现机械臂800的高度变化，使得焊接头200、切割头300以及熔覆头100的高度变化，以适应不同的焊接位置要求。焊接头200、切割头300以及熔覆头100均为现有技术，在此不作限定；例如切割头300可以选用公开号为CN104325223B的专利公开的激光切割头；焊接头200可以选用公开号为CN106041302B的专利公开的激光焊接头；熔覆头100可以选用公开号为CN106283044B的专利公开的激光熔覆头。机械臂800可以是机器人，可以夹持固定焊接头200、切割头300以及熔覆头100。激光器100与第一光开关之间可以通过传输光纤连接，第一光开关的输出端与焊接头200、切割头300以及熔覆头100也可以分别通过传输光纤连接。机械臂800具有转动功能，并具有夹持焊接头200、切割头300以及熔覆头100的夹头，例如，机械臂800可以选用公开号为CN109014579A的专利公开的机械臂，也可以根据需要选择其他的机械臂，在此不作限定。

更进一步地，该装置还可以包括三个第二光开关，焊接头200、切割头300以及熔覆头400与第一光开关的输出端之间分别设置有一个第二光开关。第一光开关和第二光开关均为激光控制开关，是一种现有技术，例如均可以采用公开号为CN106444010A的专利公开的开关，当然还可以使用其他开关，在此不作限定。

进一步地，结合图2，在本实施例中，升降机构500包括第一升降组件510，第一升降组件510可以包括第一电机511、第一丝杠512、第一螺母513、固定架514以及第一升降架515。其中，第一电机511轴向竖直且固定设置在固定架511上，第一电机511设置于第一丝杠512上方，第一电机511的输出轴与第一丝杠512同轴连接，第一丝杠512底端沿第一以四个512轴向可转动地固定在固定架511上，第一螺母513沿丝杠512轴向滑动地套设在丝杠512外周，第一螺母513的外侧与第一升降架515固定连接，第一升降架515上固定有机械臂800。第一电机511通电转动，使得与第一电机511输出轴连接的第一丝杠512转动，第一丝杠512的转动转变成了第一螺母513沿着第一丝杠512轴向的升降滑动，由于第一螺母513与第一升降架515固定连接，因此，第一螺母513的升降滑动带动了第一升降架515升降。第一电机511可以采用伺服电机，以准确的控制第一升降架515的升降距离。第一电机511的输出端还可以通过联轴器与第一丝杠512连接；第一丝杠512可以选用滚珠丝杠；第一丝杠512的底端可以通过轴承可转动地固定在固定架511上。

进一步地，结合图2，在本实施例中，第一升降组件510还可以包括第一滑轨516和第一滑块517，第一滑轨517竖向设置，第一螺母513上设置有与第一丝杠512同轴的连接孔，第一滑轨517的上端固定连接在第一螺母513的连接孔内，第一滑块517固定设置在固定架514上，第一滑块517设置有第一通孔，第一滑轨517的下端滑动连接在第一滑块517的第一通孔内。第一螺母513竖向升降过程中，带动第一滑轨517竖向升降，由于第一滑块517的限制，使得第一滑轨517的竖向升降仅能沿第一滑块517的第一通孔的中心轴向，从而保证了第一升降架515竖向升降不会偏向。第一滑块517可以设置有多个，多个第一滑块517竖向间隔设置；第一滑轨517的上端可以通过螺纹连接在第一螺母513的连接孔内。多个第一滑块517可以通过螺钉连接在固定架514上，也可以是焊接，在此不作限定。

更进一步地，结合图2，在本实施例中，升降机构500还可以包括第二升降组件520，第二升降组件520包括第二电机521、第二丝杠522、第二螺母523和第二升降架524。其中，第一升降架515远离第一螺母513的一侧固定设置有第二螺母523，第二螺母523设置于第一螺母513的下方，第二丝杠522竖向设置，第二丝杠522的下端沿竖向滑动地连接在第二螺母523内，第二丝杠522的上端与第二电机521轴向连接，第二电机521的壳体与第二升降架524固定连接，第二升降架524的下端固定设置有机械臂800。第二电机521工作时，第二电机521的转动带动第二丝杠522转动，从而使得第二丝杠522与第二螺母523之间产生竖向的相对运动，由于第二螺母523与第一升降架515固定连接，第二丝杠522与第二电机521轴向连接，第二电机521的壳体与第二升降架524固定连接，因此第二丝杠522与第二螺母523之间竖向的相对运动就形成了第一升降架515与第二升降架524之间的竖向相对运动，这样就形成了二级升降机构，使机械臂800具有更长的升降行程，适应不同的加工需求，比单级升降节约成本。第二电机521也可以选用伺服电机，也可以选用普通电机，在此不作限定。第二丝杠522也可以选用滚珠丝杠。

具体地，第二电机521的输出轴可以通过联轴器与第二丝杠522的上端连接。为了提高第二丝杠522的支撑刚度，可以设置一个连接法兰，连接法兰通过螺栓固定在第二升降架524的连接孔内，连接法兰的中心孔固定设置一个轴承，第二丝杠的上端连接在轴承的内孔中。

在此需要说明，第一升降架515和第二升降架524可以是多个杆子连接成的具有孔或者孔隙的钢结构，也可以根据需要将第一升降架515设置成一个具有第一腔体的长方体或者圆柱形的第一升降块，该第一升降块的底端开设有连通第一腔体和外界的开口，第二升降架524也设置成与第一升降架515一样的具有与外界连通的第二腔体的第二升降块，第二升降块可以设置在第一升降块的第一腔体内，在此不作限定。

进一步地，结合图1，在本实施例中，第二升降组件520还可以包括第二导轨525和第二滑块526，第二导轨525竖向设置，第二导轨525的底端与第二升降架524固定连接，第二滑块526固定连接在第一升降架515远离第一螺母513的一侧，第二滑块526设置于第二电机521的下方，第二导轨525沿竖向可滑动地连接在第二滑块526内，可以避免第二升降架524偏离竖向升降。第二导轨525的底端可以通过螺钉与所述第二升降架524固定连接，第二滑块526可以通过螺钉固定连接在第一升降架515远离第一螺母513的一侧，也可以采用焊接，在此不作限定。

另外，在本实施例中，第二升降架515远离固定架514的一侧还可以设置有挂钩，用于放置待工作的焊接头200、切割头300以及熔覆头100。

进一步地，结合图1，在本实施例中，该装置还可以包括水平调整组件600，水平调整组件可以包括横梁610和两个水平滑轨620。其中，两个水平滑轨620相对水平设置在机械臂800的两侧上方，横梁610的两端分别滑动连接在水平滑轨620上，升降机构500的固定架514背离第二升降架524的一侧可沿横梁610的长度方向滑动地连接在横梁610的中部。

进一步地，结合图1，在本实施例中，该装置还可以包括用于固定待处理样品的变位机700，变位机700设置于升降机构500下方。

变位机可以选择旋转变位机，同时还可以灵活选择手动或者自动，例如可以是公开号为CN108000031B的专利公开的变位机，在此不作具体限定。

进一步地，结合图1，变位机700的顶部可以具有可升降的工作台。

进一步地，在本实施例中，该装置还可以根据需要灵活设置摄像头、屏风以及工作间。屏风可以放置在激光加工的零件的周围用于遮挡激光，还可以根据生产需要在升降机构500的外周设置防护围栏12，使设备与周围隔离，确保激光出光安全，工作间13内可以放置控制系统和监控器，控制系统可以包括稳压器、配电箱、上位机、机械臂控制器、主控制系统、摄像头及监控器、送丝系统、气控系统等，在此不作限定。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，所述装置包括激光器、焊接头、切割头、熔覆头、升降机构、第一光开关，其中，

所述第一光开关的输入端与所述激光器的输出端连接，所述第一光开关的输出端分别与所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头连接；

所述升降机构具有升降端，所述升降端上固定有用于固定所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头的机械臂。

2.根据权利要求1所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述装置还包括三个第二光开关，所述焊接头、所述切割头以及所述熔覆头与所述第一光开关的输出端之间分别设置有一个所述第二光开关。

3.根据权利要求2所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述升降机构包括第一升降组件，所述第一升降组件包括第一电机、第一丝杠、第一螺母、固定架以及第一升降架，其中，

所述第一电机轴向竖直且固定设置在所述固定架上，所述第一电机设置于所述第一丝杠上方，所述第一电机的输出轴与所述第一丝杠同轴连接，所述第一丝杠底端可绕所述第一丝杠的轴向转动地连接在所述固定架上，所述第一螺母沿所述第一丝杠轴向滑动地套设在所述第一丝杠外周，所述第一螺母的外周与所述第一升降架固定连接，所述第一升降架下端固定设置有所述机械臂。

4.根据权利要求3所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述第一升降组件还包括第一滑轨和第一滑块，所述第一滑轨竖向设置，所述第一螺母上设置有与所述第一丝杠同轴的连接孔，所述第一滑轨的上端固定连接在所述第一螺母的连接孔内，所述第一滑块固定设置在所述固定架上，所述第一滑块设置有第一通孔，所述第一滑轨的下端滑动连接在所述第一滑块的第一通孔内。

5.根据权利要求4所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述升降机构还包括第二升降组件，所述第二升降组件包括第二电机、第二丝杠、第二螺母和第二升降架，其中，

所述第一升降架远离所述第一螺母的一侧固定设置有所述第二螺母，所述第二螺母设置于所述第一螺母的下方，所述第二丝杠竖向设置，所述第二丝杠的下端沿竖向滑动地连接在所述第二螺母内，所述第二丝杠的上端与所述第二电机轴向连接，所述第二电机的壳体与所述第二升降架固定连接，所述第二升降架的下端固定设置有所述机械臂。

6.根据权利要求5所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述第二升降组件还包括第二导轨和第二滑块，所述第二导轨竖向设置，所述第二导轨的底端与所述第二升降架固定连接，所述第二滑块固定连接在所述第一升降架远离所述第一螺母的一侧，所述第二滑块设置于所述第二电机下方，所述第二导轨沿竖向可滑动地连接在所述第二滑块内。

7.根据权利要求6所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述第二导轨的底端与所述第二升降架通过螺栓固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述装置还包括水平调整组件，所述水平调整组件包括横梁和两个水平滑轨，其中，

两个所述水平滑轨相对水平设置在所述机械臂的两侧上方，所述横梁的两端分别滑动连接在所述水平滑轨上，所述升降机构的所述固定架背离所述第二升降组件的一侧可沿所述横梁的长度方向滑动地连接在所述横梁的中部。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述装置还包括用于固定待处理样品的变位机，所述变位机设置于所述升降机构下方。

10.根据权利要求9所述的一种激光加工装置，其特征在于，所述变位机的顶部具有可升降的工作台。

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