CN215787436U - 龙门悬臂式激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种龙门悬臂式激光加工设备，包括：加工平台；支撑架，其设于加工平台的顶部，支撑架呈内部中空的框架结构，支撑架与加工平台围成加工腔室，支撑架的前端设有敞口，敞口连通加工腔室与外界；X轴传动装置，其设于支撑架的顶部；Y轴传动装置，其设于支撑架的顶部，Y轴传动装置与X轴传动装置连接；第一Z轴传动装置，其设于加工腔室中，第一Z轴传动装置连接于X轴传动装置或Y轴传动装置；激光器，其设于第一Z轴传动装置；光电保护器，其设于敞口的边缘。本实用新型的龙门悬臂式激光加工设备，操作人员对工件进行取放动作时，光电保护器控制激光器关闭，从而避免激光器对操作人员造成伤害。本实用新型可应用于机床中。

Description

龙门悬臂式激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及机床领域，特别涉及龙门悬臂式激光加工设备。

背景技术

激光加工设备通常采用龙门式结构，龙门式激光加工设备装有开放式的加工平台，即加工平台暴露于外界，存在安全隐患。因此，利用防护罩将激光加工平台围蔽起来，以防止操作人员误入激光加工设备的工作区域。然而，龙门式激光加工设备对工件加工完成后，需要操作人员的身体伸入内部取放工件，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种龙门悬臂式激光加工设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种龙门悬臂式激光加工设备，包括：

加工平台；

支撑架，其设于所述加工平台的顶部，所述支撑架呈内部中空的框架结构，所述支撑架与所述加工平台围成加工腔室，所述支撑架的前端设有敞口，所述敞口连通所述加工腔室与外界；

X轴传动装置，其设于所述支撑架的顶部；

Y轴传动装置，其设于所述支撑架的顶部，所述Y轴传动装置与所述X轴传动装置连接；

第一Z轴传动装置，其设于所述加工腔室中，所述第一Z轴传动装置连接于所述X轴传动装置或所述Y轴传动装置；

激光器，其设于所述第一Z轴传动装置；

光电保护器，其设于所述敞口的边缘。

本实用新型的有益效果是：X轴传动装置与Y轴传动装置设于支撑架的顶部，支撑架设于加工平台的顶部，而激光器及第一Z轴传动装置均设于加工腔室中，操作人员对加工平台上工件的取放均位于加工腔室中，则利用光电保护器设置于加工腔室的敞口边缘，操作人员对工件进行取放动作时，光电保护器检测到有物体位于敞口中，光电保护器控制激光器关闭，从而避免激光器对操作人员造成伤害。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑架的顶部设有左右滑轨，所述左右滑轨沿Y轴方向延伸，所述X轴传动装置滑动连接于所述左右滑轨，所述X轴传动装置具有X轴活动件，所述X轴活动件连接于所述第一Z轴传动装置，所述Y轴传动装置具有Y轴活动件，所述Y轴活动件连接于所述X轴传动装置，所述Y轴活动件带动所述X轴传动装置沿Y轴移动，所述X轴活动件带动所述第一Z轴传动装置沿X轴移动。

利用左右滑轨支撑X轴传动装置，Y轴传动装置的Y轴活动件连接于X轴传动装置，使得X轴传动装置更加平稳地沿Y轴移动，而第一Z轴传动装置连接于X轴活动件，设于第一Z轴传动装置的激光器更加平稳地沿X轴、Y轴移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述X轴传动装置为丝杆传动装置，所述X轴活动件为螺母，所述X轴传动装置包括：

轨道槽，其沿X轴方向延伸，所述轨道槽的底部与所述左右滑轨滑动连接，所述轨道槽设有沿X轴方向延伸的通槽，所述Y轴活动件连接于所述轨道槽，所述X轴活动件滑动连接于所述轨道槽，所述轨道槽限制所述X轴活动件转动的自由度，所述第一Z轴传动装置向上穿过所述通槽后连接于所述X轴活动件；

X轴丝杆，其可转动地设于所述轨道槽，所述X轴丝杆沿X轴方向延伸，所述X轴活动件套设于所述X轴丝杆；

X轴电机，其设于所述轨道槽，所述X轴电机驱动所述X轴丝杆转动。

X轴传动装置的轨道槽滑动地设置于左右滑轨上，X轴电机、X轴丝杆、X轴活动件均设于轨道槽中，Y轴活动件推动轨道槽沿Y轴移动，且第一Z轴传动装置穿过轨道槽的通槽向上连接于X轴活动件，使得X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置的之间的连接结构简单，易于装配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述Y轴传动装置为丝杆传动装置，所述Y轴活动件为螺母，所述X轴传动装置限制所述Y轴活动件转动的自由度，所述Y轴传动装置包括：

Y轴丝杆，其可转动地设于所述支撑架，所述Y轴活动件套设于所述Y轴丝杆；

Y轴电机，其设于所述支撑架，所述Y轴电机驱动所述Y轴丝杆转动。

Y轴传动装置采用丝杆传动装置，结构紧凑，精度较高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加工平台包括：

机架，其设有沿Y轴方向延伸的导轨，所述支撑架设置于所述机架的顶部，所述机架的前端设有开口，所述开口与所述加工腔室连通；

工作台，其可滑动地设置于所述导轨上；

推杆，其设于所述机架，所述推杆具有活动端，所述活动端连接所述工作台，所述活动端带动所述工作台沿Y轴方向移动。

将工件利用夹具固定于工作台上，工件加工完成后，推杆的活动端推动工作台沿Y轴向开口移动，便于操作人员从开口处取放工件，操作人员在开口处取放工件时，光电保护器检测到操作人员的身体置于支撑架的敞口处，从而避免激光器开启，防止激光器对操作人员造成伤害；当操作人员放置好工件后，推杆的活动端带动工作台沿Y轴向后移动，令工作台移动到加工位置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加工平台还包括第一回转台，所述第一回转台设于所述工作台的前侧面，所述活动端带动所述工作台向前移动使所述第一回转台伸出于所述开口外。

将工件利用夹具固定于第一回转台上，使得激光器可对工件的侧面进行加工作业，工件加工完成后，由于第一回转台设置于工作台的前侧面上，推杆的活动端推动工作台沿Y轴向前移动，令第一回转台伸出于机架的开口外，使得操作人员可在激光加工设备的外部取放工件，杜绝安全事故。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加工平台还包括第二回转台，所述第二回转台设于所述第一回转台，所述第二回转台的转动轴向与所述第一回转台的转动轴向垂直。

第二回转台设于第一回转台上，将工件安装于第二回转台上，使得加工平台可带动工件绕两个旋转轴转动，扩大工件的加工面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一Z轴传动装置具有第一Z轴活动件，所述第一Z轴活动件沿Z轴移动，所述龙门悬臂式激光加工设备还包括第二Z轴传动装置，所述第二Z轴传动装置连接于所述第一Z轴活动件，所述第二Z轴传动装置具有第二Z轴活动件，所述激光器连接于所述第二Z轴活动件。

利用第一Z轴传动装置带动第二Z轴传动装置沿Z轴上下移动，第一Z轴传动装置对激光器的Z轴位置进行粗调，第二Z轴传动装置对激光器的Z轴位置进行精细调整，从而有助于提高激光器在Z轴方向上的精确度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述激光器为焊接激光器或切割激光器。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型所提供的龙门悬臂式激光加工设备，其一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的龙门悬臂式激光加工设备，其一实施例另一角度的结构示意图。

100、加工平台，110、机架，111、导轨，112、开口，120、工作台，130、推杆，131、活动端，140、第一回转台，150、第二回转台，200、支撑架，210、加工腔室，211、敞口，220、左右滑轨，300、X轴传动装置，310、X轴活动件，320、轨道槽，321、通槽，330、X轴丝杆，340、X轴电机，400、Y轴传动装置，410、Y轴活动件，420、Y轴丝杆，430、Y轴电机，500、第一Z轴传动装置，510、第一Z轴活动件，600、激光器，700、光电保护器，800、第二Z轴传动装置，810、第二Z轴活动件。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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装置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。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图2，本实用新型的龙门悬臂式激光加工设备作出如下实施例：

龙门悬臂式激光加工设备包括加工平台100、支撑架200、X轴传动装置300、Y轴传动装置400、第一Z轴传动装置500、激光器600、光电保护器700。

加工平台100包括机架110、工作台120、推杆130、第一回转台140、第二回转台150。机架110由底座及多个立柱组成，立柱竖直设置于底座上，所有立柱环绕底座间隔设置，所有立柱分布于机架110的左侧、右侧、后侧，使得机架110的前侧形成开口112。机架110设有两个导轨111，导轨111沿Y轴方向延伸，两个导轨111分别设置于机架110的左侧与右侧，导轨111连接于立柱的顶端。工作台120的外形呈长方体，工作台120的左右两侧分别滑动连接于左右两个导轨111上，使得工作台120可沿Y轴方向前后移动。推杆130为气缸推杆或电动推杆，推杆130安装于机架110的后侧壁上，推杆130的活动端131向前连接于工作台120，活动端131沿Y轴方向移动并带动工作台120沿Y轴方向移动。第一回转台140安装于工作台120的前侧面上，第一回转台140绕Y轴转动，第二回转台150安装于第一回转台140上，第二回转台150的转动轴向与第一回转台140的转动轴向互相垂直。第一回转台140由伺服电机、传动机构、转台组成，伺服电机的转动轴与传动机构连接，传动机构带动转台转动，传动机构可以是齿轮传动或蜗轮蜗杆传动，传动机构与伺服电机均固定于工作台120的前侧面上，转台向前延伸，第一回转台140的转动轴向呈前后方向，第一回转台140的转台的外形呈圆柱体，转台的外侧壁被横向截开形成平面，该平面为安装面。第二回转台150连接于安装面，第二回转台150由伺服电机、传动机构、转台组成，伺服电机与传动机构均固定于安装面上，第二回转台150的转动轴向与第一回转台140的转动轴向互相垂直，第二回转台150的转台上设有用于安装夹具的螺纹孔或安装槽。

当工作台120切换到装夹工位时，推杆130向前推动工作台120使第一回转台140伸出于机架110的开口112前方，便于操作人员取放第二回转台150上的工件；当工作台120切换到加工工位时，推杆130向后拉动工作台120使工作台120复位到加工位置处。

支撑架200设置于加工平台100的顶部，支撑架200连接于机架110的顶部，支撑架200向上延伸，支撑架200为内部中空的框架结构，支撑架200与加工平台100围成加工腔室210，支撑架200的前端设有敞口211，敞口211与开口112均连通加工腔室210与外界。X轴传动装置300与Y轴传动装置400均设置于支撑架200的顶部。X轴传动装置300包括X轴活动件310、轨道槽320、X轴丝杆330、X轴电机340。支撑架200的顶部安装于左右滑轨220，左右滑轨220沿Y轴方向延伸，左右滑轨220分别设置于支撑架200的左右两侧，轨道槽320滑动连接于左右滑轨220，轨道槽320设有开口朝上的凹槽，凹槽沿X轴方向延伸，凹槽的底壁上设有上下贯通的通槽321，通槽321沿X轴方向延伸，X轴活动件310、X轴丝杆330、X轴电机340均设置于轨道槽320上，X轴电机340安装于轨道槽320的左端，X轴丝杆330连接于X轴电机340的输出轴，X轴丝杆330向右延伸，X轴电机340带动X轴丝杆330转动，X轴活动件310为螺母，X轴活动件310套设于X轴丝杆330，X轴活动件310沿凹槽滑动，凹槽限制X轴活动件310转动的自由度，X轴电机340带动X轴丝杆330转动令X轴活动件310沿X轴方向移动。

Y轴传动装置400包括Y轴活动件410、Y轴丝杆420、Y轴电机430，Y轴电机430安装于支撑架200的后侧，Y轴丝杆420连接于Y轴电机430的输出轴，Y轴丝杆420向前延伸，Y轴电机430带动Y轴丝杆420转动，Y轴活动件410为螺母，Y轴活动件410套设于Y轴丝杆420，Y轴活动件410的底部连接于轨道槽320，Y轴电机430带动Y轴丝杆420转动令Y轴活动件410沿Y轴方向移动，从而使得轨道槽320沿Y轴方向移动。第一Z轴传动装置500位于加工腔室210中，第一Z轴传动装置500向上延伸并穿过通槽321后连接于X轴活动件310，则X轴活动件310带动第一Z轴传动装置500沿X轴移动，第一Z轴传动装置500具有第一Z轴活动件510，第一Z轴活动件510在加工腔室210中沿Z轴方向移动，第二Z轴传动装置800连接于第一Z轴活动件510，第一Z轴活动件510带动第二Z轴传动装置800沿Z轴移动，第二Z轴传动装置800具有第二Z轴活动件810，第二Z轴活动件810连接激光器600，激光器600为切割激光器或焊接激光器，第二Z轴活动件810带动激光器600沿Z轴方向移动。第一Z轴传动装置500的结构形式可以参照Y轴传动装置400，第二Z轴传动装置800的结构形式可以参照Y轴传动装置400或电动推杆。

光电保护器700安装于敞口211的左右两侧。光电保护器700包括红外光束发射器与受光器，红外光束发射器与受光器的外形呈长方体结构，红外光速发射器与受光器分别安装于敞口211的左右两侧，当操作人员的身体部分伸入敞口211，红外光束被阻挡，光电保护器700的控制器输出信号到龙门悬臂式激光加工设备的主控板中，主控板控制激光器600关闭。

在一些实施例中，X轴传动装置300与Y轴传动装置400的结构可调换，即支撑架200的顶部设有沿左右方向设置的前后滑轨，Y轴传动装置400滑动连接于前后滑轨上，Y轴传动装置400可沿X轴移动，X轴传动装置300的X轴活动件310连接于Y轴传动装置400，X轴活动件310带动Y轴传动装置400沿X轴移动，而Y轴活动件410带动第一Z轴传动装置500沿Y轴移动。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：包括：

加工平台(100)；

支撑架(200)，其设于所述加工平台(100)的顶部，所述支撑架(200)呈内部中空的框架结构，所述支撑架(200)与所述加工平台(100)围成加工腔室(210)，所述支撑架(200)的前端设有敞口(211)，所述敞口(211)连通所述加工腔室(210)与外界；

X轴传动装置(300)，其设于所述支撑架(200)的顶部；

Y轴传动装置(400)，其设于所述支撑架(200)的顶部，所述Y轴传动装置(400)与所述X轴传动装置(300)连接；

第一Z轴传动装置(500)，其设于所述加工腔室(210)中，所述第一Z轴传动装置(500)连接于所述X轴传动装置(300)或所述Y轴传动装置(400)；

激光器(600)，其设于所述第一Z轴传动装置(500)；

光电保护器(700)，其设于所述敞口(211)的边缘。

2.根据权利要求1所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述支撑架(200)的顶部设有左右滑轨(220)，所述左右滑轨(220)沿Y轴方向延伸，所述X轴传动装置(300)滑动连接于所述左右滑轨(220)，所述X轴传动装置(300)具有X轴活动件(310)，所述X轴活动件(310)连接于所述第一Z轴传动装置(500)，所述Y轴传动装置(400)具有Y轴活动件(410)，所述Y轴活动件(410)连接于所述X轴传动装置(300)，所述Y轴活动件(410)带动所述X轴传动装置(300)沿Y轴移动，所述X轴活动件(310)带动所述第一Z轴传动装置(500)沿X轴移动。

3.根据权利要求2所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述X轴传动装置(300)为丝杆传动装置，所述X轴活动件(310)为螺母，所述X轴传动装置(300)包括：

轨道槽(320)，其沿X轴方向延伸，所述轨道槽(320)的底部与所述左右滑轨(220)滑动连接，所述轨道槽(320)设有沿X轴方向延伸的通槽(321)，所述Y轴活动件(410)连接于所述轨道槽(320)，所述X轴活动件(310)滑动连接于所述轨道槽(320)，所述轨道槽(320)限制所述X轴活动件(310)转动的自由度，所述第一Z轴传动装置(500)向上穿过所述通槽(321)后连接于所述X轴活动件(310)；

X轴丝杆(330)，其可转动地设于所述轨道槽(320)，所述X轴丝杆(330)沿X轴方向延伸，所述X轴活动件(310)套设于所述X轴丝杆(330)；

X轴电机(340)，其设于所述轨道槽(320)，所述X轴电机(340)驱动所述X轴丝杆(330)转动。

4.根据权利要求2所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述Y轴传动装置(400)为丝杆传动装置，所述Y轴活动件(410)为螺母，所述X轴传动装置(300)限制所述Y轴活动件(410)转动的自由度，所述Y轴传动装置(400)包括：

Y轴丝杆(420)，其可转动地设于所述支撑架(200)，所述Y轴活动件(410)套设于所述Y轴丝杆(420)；

Y轴电机(430)，其设于所述支撑架(200)，所述Y轴电机(430)驱动所述Y轴丝杆(420)转动。

5.根据权利要求1所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述加工平台(100)包括：

机架(110)，其设有沿Y轴方向延伸的导轨(111)，所述支撑架(200)设置于所述机架(110)的顶部，所述机架(110)的前端设有开口(112)，所述开口(112)与所述加工腔室(210)连通；

工作台(120)，其可滑动地设置于所述导轨(111)上；

推杆(130)，其设于所述机架(110)，所述推杆(130)具有活动端(131)，所述活动端(131)连接所述工作台(120)，所述活动端(131)带动所述工作台(120)沿Y轴方向移动。

6.根据权利要求5所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述加工平台(100)还包括第一回转台(140)，所述第一回转台(140)设于所述工作台(120)的前侧面，所述活动端(131)带动所述工作台(120)向前移动使所述第一回转台(140)伸出于所述开口(112)外。

7.根据权利要求6所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述加工平台(100)还包括第二回转台(150)，所述第二回转台(150)设于所述第一回转台(140)，所述第二回转台(150)的转动轴向与所述第一回转台(140)的转动轴向垂直。

8.根据权利要求1所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述第一Z轴传动装置(500)具有第一Z轴活动件(510)，所述第一Z轴活动件(510)沿Z轴移动，所述龙门悬臂式激光加工设备还包括第二Z轴传动装置(800)，所述第二Z轴传动装置(800)连接于所述第一Z轴活动件(510)，所述第二Z轴传动装置(800)具有第二Z轴活动件(810)，所述激光器(600)连接于所述第二Z轴活动件(810)。

9.根据权利要求1所述的龙门悬臂式激光加工设备，其特征在于：所述激光器(600)为焊接激光器或切割激光器。

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