CN217256697U - 一种可斜向切割超声波切割机头及其切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及切割设备技术领域，尤其是一种可斜向切割超声波切割机头及其切割机，包括Y轴滑移单元、Z轴滑移单元、C轴旋转单元、A轴旋转单元及超声波发生器，Z轴滑移单元滑动安装在Y轴滑移单元上，C轴旋转单元固定安装在Z轴滑移单元上，A轴驱动组件固定在C轴旋转单元上，刀座为L形支架，包括横板和竖板，刀座的竖板固定在A轴驱动组件的输出端，超声波刀具固定在刀座的横板上，结构强度高、稳定性好、生产效率高，实现超声波刀具斜向调整和切割进刀，旋转轴结构与平移结构分离设置，可有效减轻旋转轴结构重量，减轻旋转轴的驱动功率需求，实现超声波刀具姿态快速调整，实现碳纤维板的斜向切割，模块式结构方便设备生产和维护。

Description

一种可斜向切割超声波切割机头及其切割机

技术领域

本实用新型涉及切割设备技术领域，尤其是一种可斜向切割超声波切割机头及其切割机。

背景技术

超声波切割机可用于切割碳纤维板材，其加工效果相比常规硬质合金铣刀切边更加干净、整齐，对碳纤维的损伤程度小，污染小，超声波切割技术是一种可获得高质量、高效率的加工方法。当前的碳纤维板切割设备通常为三轴配置，只能进行直边切割，为减小碳纤维零件成品的加工量，需要对碳纤维板进行斜向切割，需要设计一种稳定、可靠、高效的超声波切割机头以安装超声波切刀。

实用新型内容

为了克服上述现有问题的不足，本实用新型提供了一种可斜向切割超声波切割机头及其切割机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可斜向切割超声波切割机头，包括Y轴滑移单元、Z轴滑移单元、C轴旋转单元、A轴旋转单元及超声波发生器，所述Z轴滑移单元滑动安装在Y轴滑移单元上，所述C轴旋转单元固定安装在Z轴滑移单元上，所述A轴旋转单元包括A轴驱动组件、刀座及超声波刀具，所述A轴驱动组件固定在C轴旋转单元上，所述刀座为L形支架，包括横板和竖板，所述刀座的竖板固定在A轴驱动组件的输出端，且位于C轴旋转单元的另一侧，所述超声波刀具固定在刀座的横板上，且通过电缆与超声波发生器连接。

具体的，通过增加两个旋转轴控制结构，实现超声波刀具斜向调整和切割进刀，常规状态下超声波刀具处于竖直状态，根据切割需要调整刀具方向，旋转轴结构与平移结构分离设置，可有效减轻旋转轴结构重量，减轻旋转轴的驱动功率需求，实现超声波刀具姿态快速调整。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述A轴驱动组件包括A轴伺服电机、90度转角接头及谐波减速器，所述90度转角接头连接A轴伺服电机及谐波减速器，所述谐波减速器上设有连接C轴旋转单元的A轴安装法兰。通过设置90度转角接头，使A轴伺服电机平行于超声波刀具方向布置，防止因其悬伸过大导致斜向切割时与待切割表面产生干涉。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述刀座与A轴驱动组件的安装面上相对其回转轴线偏心设有限位销，所述C轴旋转单元的相邻一侧安装有限位环，所述谐波减速器的端部穿过限位环，所述限位环上设有扇形缺口，且所述扇形缺口的两侧面形成有第一限位面及第二限位面，所述限位销位于第一限位面及第二限位面之间。通过设置限位环和限位销，限制刀座的转动角度，保证超声波刀具安全。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述Y轴滑移单元包括Y轴竖板及Y轴横板，所述Y轴横板垂直固定在Y轴竖板上，所述Y轴横板的下方及Y轴竖板的相邻一侧垂直面上均设有一对Y轴滑块。Y轴滑移单元与滑轨两面接触，连接刚性更好。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述Y轴横板上设有用于安装超声波发生器的发生器支架。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述Y轴横板上固定安装有Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件的输出端穿过Y轴横板，且安装有与切割机上沿Y轴方向设置的齿条相匹配的Y轴驱动齿轮。Y轴使用齿轮齿条驱动结构，满足切割精度要求的情况下有效降低设备成本。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述Z轴滑移单元包括对称设置的侧滑板，两侧的所述侧滑板上均设有一对Z轴滑块，且Y轴滑移单元的对应安装面上设有Z轴导轨，两侧所述侧滑板的上端之间固定安装有上连接板，其下端之间固定安装有下连接板，所述上连接板上固定安装有Z轴驱动组件，所述Z轴驱动组件的输出端穿过上连接板且连接有丝杠，所述丝杠上套装有丝杠法兰，所述Y轴竖板上相应固定有丝杠法兰支架，所述丝杠法兰固定在丝杠法兰支架上。

根据本实用新型的另一个实施例，进一步包括，所述C轴旋转单元包括C轴驱动组件、轴承座、驱动法兰及C轴支架，所述C轴驱动组件及轴承座均固定在Z轴滑移单元上，所述C轴驱动组件的输出端连接有旋转轴，所述轴承座套装在旋转轴上，所述驱动法兰固定在旋转轴上且位于轴承座的下方，所述C轴支架为L形支架，包括横板和竖板，所述C轴支架的横板固定在驱动法兰下方，所述A轴驱动组件固定在C轴支架的竖板一侧。

一种包括可斜向切割超声波切割机头的切割机，切割机的工作台两侧滑动安装有龙门架，所述Y轴滑移单元滑动安装在龙门架上。

本实用新型的有益效果是，该超声波切割机头及切割机结构强度高、稳定性好、生产效率高，通过增加两个旋转轴控制结构，实现超声波刀具斜向调整和切割进刀，旋转轴结构与平移结构分离设置，可有效减轻旋转轴结构重量，减轻旋转轴的驱动功率需求，实现超声波刀具姿态快速调整，实现碳纤维板的斜向切割，模块式结构方便设备生产和维护。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的分解示意图；

图3是Y轴滑移单元的结构示意图；

图4是Y轴滑移单元的剖视示意图；

图5是Z轴滑移单元的结构示意图；

图6是Z轴滑移单元的剖视示意图；

图7是C轴旋转单元的结构示意图；

图8是C轴旋转单元及A轴旋转单元的分解示意图；

图9是C轴旋转单元及A轴旋转单元的剖视示意图；

图10是C轴旋转单元及A轴旋转单元的另一剖视示意图；

图11是A轴旋转单元部分结构的剖视示意图；

图12是切割机的整体示意图；

图13是图12中X处放大图。

图中，Y轴滑移单元1，Z轴滑移单元2，C轴旋转单元3，A轴旋转单元4，超声波发生器5，龙门架6，

Y轴竖板11，Y轴横板12，Y轴滑块13，Y轴驱动组件14，Y轴驱动齿轮15，发生器支架16，

侧滑板21，上连接板22，下连接板23，Z轴驱动组件24，Z轴滑块25，丝杠26，丝杠法兰27，丝杠法兰支架28，液压缓冲器281，Z轴导轨29，

C轴驱动组件31，轴承座32，驱动法兰33，C轴支架34，旋转轴35，

A轴驱动组件41，A轴伺服电机411，90度转角接头412，谐波减速器413，A轴安装法兰414，刀座42，限位销421，限位环43，第一限位面431，第二限位面432，超声波刀具44，压块45，安装孔46，

Y轴齿条61，Y轴导轨62。

具体实施方式

如图1-13是本实用新型的结构示意图，一种可斜向切割超声波切割机头，包括Y轴滑移单元1、Z轴滑移单元2、C轴旋转单元3、A轴旋转单元4及超声波发生器5，所述Z轴滑移单元2滑动安装在Y轴滑移单元1上，所述C轴旋转单元3固定安装在Z轴滑移单元2上，所述A轴旋转单元4包括A轴驱动组件41、刀座42及超声波刀具44，所述A轴驱动组件41固定在C轴旋转单元3上，所述刀座42为L形支架，包括横板和竖板，所述刀座42的竖板固定在A轴驱动组件41的输出端，且位于C轴旋转单元3的另一侧，所述超声波刀具44固定在刀座42的横板上，且通过电缆与超声波发生器5连接。

所述超声波刀具44通过压块45固定在刀座42横板的安装孔46内。

优选的，所述A轴驱动组件41包括A轴伺服电机411、90度转角接头412及谐波减速器413，所述90度转角接头412连接A轴伺服电机411及谐波减速器413，所述谐波减速器413上设有连接C轴旋转单元3的A轴安装法兰414。

优选的，所述刀座42与A轴驱动组件41的安装面上相对其回转轴线偏心设有限位销421，所述C轴旋转单元3的相邻一侧安装有限位环43，所述谐波减速器413的端部穿过限位环43，所述限位环43上设有扇形缺口，且所述扇形缺口的两侧面形成有第一限位面431及第二限位面432，所述限位销421位于第一限位面431及第二限位面432之间。

优选的，所述Y轴滑移单元1包括Y轴竖板11及Y轴横板12，所述Y轴横板12垂直固定在Y轴竖板11上，所述Y轴横板12的下方及Y轴竖板11的相邻一侧垂直面上均设有一对Y轴滑块13。

优选的，所述Y轴横板12上设有用于安装超声波发生器5的发生器支架16。

优选的，所述Y轴横板12上固定安装有Y轴驱动组件14，所述Y轴驱动组件14的输出端穿过Y轴横板12，且安装有与切割机上沿Y轴方向设置的齿条相匹配的Y轴驱动齿轮15。

所述Y轴驱动齿轮15可以为斜齿齿轮。

优选的，所述Z轴滑移单元2包括对称设置的侧滑板21，两侧的所述侧滑板21上均设有一对Z轴滑块25，且Y轴滑移单元1的对应安装面上设有Z轴导轨29，两侧所述侧滑板21的上端之间固定安装有上连接板22，其下端之间固定安装有下连接板23，所述上连接板22上固定安装有Z轴驱动组件24，所述Z轴驱动组件24的输出端穿过上连接板22且连接有丝杠26，所述丝杠26上套装有丝杠法兰27，所述Y轴竖板11上相应固定有丝杠法兰支架28，所述丝杠法兰27固定在丝杠法兰支架28上。

所述丝杠26的两端通过轴承分别转动安装在上连接板22和下连接板23上。所述丝杠法兰支架28的上下两面均设有液压缓冲器281，防止丝杠法兰支架28碰撞上连接板22和下连接板23。

优选的，所述C轴旋转单元3包括C轴驱动组件31、轴承座32、驱动法兰33及C轴支架34，所述C轴驱动组件31及轴承座32均固定在Z轴滑移单元2上，所述C轴驱动组件31的输出端连接有旋转轴35，所述轴承座32套装在旋转轴35上，所述驱动法兰33固定在旋转轴35上且位于轴承座32的下方，所述C轴支架34为L形支架，包括横板和竖板，所述C轴支架34的横板固定在驱动法兰33下方，所述A轴驱动组件41固定在C轴支架34的竖板一侧。

一种包括可斜向切割超声波切割机头的切割机，切割机的工作台两侧滑动安装有龙门架6，所述Y轴滑移单元1滑动安装在龙门架6上。

所述龙门架6的横梁上平行设有Y轴齿条61及Y轴导轨62，所述Y轴齿条61与Y轴驱动齿轮15啮合，所述Y轴滑块13滑动安装在Y轴导轨62上。

所述Y轴滑移单元1及Z轴滑移单元2均通过直线导轨滑块机构导向。

所述Y轴驱动组件14、Z轴驱动组件24、C轴驱动组件31均包括伺服电机、减速器及减速器支架。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可斜向切割超声波切割机头，其特征是，包括Y轴滑移单元（1）、Z轴滑移单元（2）、C轴旋转单元（3）、A轴旋转单元（4）及超声波发生器（5），所述Z轴滑移单元（2）滑动安装在Y轴滑移单元（1）上，所述C轴旋转单元（3）固定安装在Z轴滑移单元（2）上，所述A轴旋转单元（4）包括A轴驱动组件（41）、刀座（42）及超声波刀具（44），所述A轴驱动组件（41）固定在C轴旋转单元（3）上，所述刀座（42）为L形支架，包括横板和竖板，所述刀座（42）的竖板固定在A轴驱动组件（41）的输出端，且位于C轴旋转单元（3）的另一侧，所述超声波刀具（44）固定在刀座（42）的横板上，且通过电缆与超声波发生器（5）连接。

2.根据权利要求1所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述A轴驱动组件（41）包括A轴伺服电机（411）、90度转角接头（412）及谐波减速器（413），所述90度转角接头（412）连接A轴伺服电机（411）及谐波减速器（413），所述谐波减速器（413）上设有连接C轴旋转单元（3）的A轴安装法兰（414）。

3.根据权利要求2所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述刀座（42）与A轴驱动组件（41）的安装面上相对其回转轴线偏心设有限位销（421），所述C轴旋转单元（3）的相邻一侧安装有限位环（43），所述谐波减速器（413）的端部穿过限位环（43），所述限位环（43）上设有扇形缺口，且所述扇形缺口的两侧面形成有第一限位面（431）及第二限位面（432），所述限位销（421）位于第一限位面（431）及第二限位面（432）之间。

4.根据权利要求1所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述Y轴滑移单元（1）包括Y轴竖板（11）及Y轴横板（12），所述Y轴横板（12）垂直固定在Y轴竖板（11）上，所述Y轴横板（12）的下方及Y轴竖板（11）的相邻一侧垂直面上均设有一对Y轴滑块（13）。

5.根据权利要求4所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述Y轴横板（12）上设有用于安装超声波发生器的发生器支架（16）。

6.根据权利要求4所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述Y轴横板（12）上固定安装有Y轴驱动组件（14），所述Y轴驱动组件（14）的输出端穿过Y轴横板（12），且安装有与切割机上沿Y轴方向设置的齿条相匹配的Y轴驱动齿轮（15）。

7.根据权利要求4所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述Z轴滑移单元（2）包括对称设置的侧滑板（21），两侧的所述侧滑板（21）上均设有一对Z轴滑块（25），且Y轴滑移单元（1）的对应安装面上设有Z轴导轨（29），两侧所述侧滑板（21）的上端之间固定安装有上连接板（22），其下端之间固定安装有下连接板（23），所述上连接板（22）上固定安装有Z轴驱动组件（24），所述Z轴驱动组件（24）的输出端穿过上连接板（22）且连接有丝杠（26），所述丝杠（26）上套装有丝杠法兰（27），所述Y轴竖板（11）上相应固定有丝杠法兰支架（28），所述丝杠法兰（27）固定在丝杠法兰支架（28）上。

8.根据权利要求1所述的可斜向切割超声波切割机头，其特征是，所述C轴旋转单元（3）包括C轴驱动组件（31）、轴承座（32）、驱动法兰（33）及C轴支架（34），所述C轴驱动组件（31）及轴承座（32）均固定在Z轴滑移单元（2）上，所述C轴驱动组件（31）的输出端连接有旋转轴（35），所述轴承座（32）套装在旋转轴（35）上，所述驱动法兰（33）固定在旋转轴（35）上且位于轴承座（32）的下方，所述C轴支架（34）为L形支架，包括横板和竖板，所述C轴支架（34）的横板固定在驱动法兰（33）下方，所述A轴驱动组件（41）固定在C轴支架（34）的竖板一侧。

9.一种包括权利要求1-8任一所述的可斜向切割超声波切割机头的切割机，其特征是，切割机的工作台两侧滑动安装有龙门架（6），所述Y轴滑移单元（1）滑动安装在龙门架（6）上。

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