CN217562150U - 一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及教育用具领域，一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其中电器安装立板、触控面板和激光打标装置均安装在操作训练平台上，操作训练平台内部具有中央工控机，电器安装立板为具有阵列式镂空孔的钣金板，触控面板和激光打标装置均与所述中央工控机电性连接；激光加工夹具工装安装在副训练台顶面，激光输出系统安装在龙门三轴运动执行机构的运动终端，副训练台内部具有龙门三轴运动执行机构的供电系统、以及激光输出系统的供电系统和水冷系统，龙门三轴运动执行机构和激光输出系统与所述中央工控机电性连接。该教学训练平台可以同时完成激光打标、激光焊接和激光切割的平台搭建与应用，满足竞赛的多种工艺应用的要求。

Description

一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台

技术领域

本实用新型涉及教育用具领域，特别是一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台。

背景技术

随着激光加工技术的广泛应用，激光行业产业不断发展壮大，我国各大区域的激光产业已经逐步成为近年来区域经济的重要增长点。行业发展导致了激光专业领域的人才扩大，同时对专业人才的综合能力也越来越高。当前激光行业企业的技术岗位用人标准更新迭代，与职业教育针对激光加工技术相关方向专业的教学体系的融合程度较低，因此高校针对激光技能人才的培训也是各种形式，其中就有一种大力开展的各种技能竞赛的模式，以此提高学生的积极性和理论相结合的综合技能比赛，以赛助教。

当前市场中缺乏针对职业教育领域对多功能模块化装调式激光加工系统技术的专门实训与竞赛的教学仪器设备。比赛所涉及到的工艺并不单一，也要有一定的装配工艺和设计技能展示在里面，因此竞赛的设备要求就更高了，要求从业者能够掌握激光系统中的机械装配、电气控制调试、激光光学调试等各模块的装调技能，同时要能完成不同激光加工工艺；而在当前中、高等职业教育相关激光专业的教学领域当中，激光竞赛的设备很少，目前大多比赛使用的是传统的工业级激光加工设备作为竞赛使用设备，此类设备仪器的集成度高、较为封闭，且工艺单一，无法实施激光的多方面工艺的比赛。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，该教学训练平台可以同时完成激光打标、激光焊接和激光切割的平台搭建与应用，满足竞赛的多种工艺应用的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，包括操作训练平台、电器安装立板、触控面板、副训练台、激光加工夹具工装、龙门三轴运动执行机构、激光输出系统和激光打标装置，其中电器安装立板、触控面板和激光打标装置均安装在操作训练平台的平台顶面，操作训练平台内部具有中央工控机，所述电器安装立板为具有阵列式镂空孔的钣金板，所述触控面板和激光打标装置均与所述中央工控机电性连接；

所述激光加工夹具工装安装在副训练台顶面，所述龙门三轴运动执行机构架设在激光加工夹具旁，所述激光输出系统安装在龙门三轴运动执行机构的运动终端，激光输出系统的输出端朝向激光加工夹具工装顶面，所述副训练台内部具有龙门三轴运动执行机构的供电系统、以及激光输出系统的供电系统和水冷系统，所述龙门三轴运动执行机构和激光输出系统与所述中央工控机电性连接。

作为优选的，所述龙门三轴运动执行机构包括X轴导轨、X轴电机、龙门架、Y轴导轨、Y轴电机、第一滑板、Z轴导轨、Z轴电机和第二滑板；

其中激光加工夹具工装为方形台状；

所述X轴导轨有两组且水平设置在激光加工夹具工装宽度方向的两侧，所述龙门架的下端可滑动的安装在X轴导轨上，所述X轴电机的动力端与龙门架连接，以驱动龙门架在X轴导轨上移动；

所述Y轴导轨水平设置在龙门架的顶部横梁，所述第一滑板可滑动安装在Y轴导轨上，所述Y轴电机与的动力端与第一滑板连接，以驱动第一滑板在Y轴导轨上移动；

所述Z轴导轨垂直设置在第一滑板上，所述第二滑板可滑动的安装在Z轴导轨上，所述Z轴电机的动力端与第二滑板连接，以驱动第二滑板在Z轴导轨上移动；

所述激光输出系统安装在第二滑板上。

作为优选的，所述激光加工夹具工装包括夹具盒和若干个夹具板，所述夹具盒为顶部敞开的盒状结构，所述夹具盒对向的两侧壁开设有安装槽，该安装槽贯穿夹具盒侧壁顶面，所述夹具板两侧分别具有安装翼，所述夹具板通过两侧的安装翼插装在安装槽中，使所述夹具板固定插装在夹具盒中。

作为优选的，所述安装翼的顶面与所述夹具盒侧壁的顶面平齐。

作为优选的，所述夹具板顶面具有用于支撑工件或安装工价夹具的齿结构。

作为优选的，所述齿结构的顶端具有平面的齿顶。

作为优选的，相邻两个所述齿结构之间具有与齿顶形状匹配的齿槽。

使用本实用新型的有益效果是：

本教学训练平台为开放式设计，整套系统可以同时完成激光打标、激光焊接和激光切割的平台搭建与应用，满足竞赛的多种工艺应用的要求，符合教学的目的和竞赛的要求，使学生对激光系统的结构组成及装配方法有更深入的学习和训练。

本教学训练平台通过特殊设计的激光加工夹具工装，可实现夹具板的快速拆卸，通过替换不同的夹具板使用不同的工件的夹装需求，同时，本发明提出的夹具板即可完成对激光切割工件的支撑，还可以通过外接治具夹持多个金属板，完成激光焊接使用工件的夹装。

附图说明

图1为本实用新型激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台的轴侧图。

图2为本实用新型激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台的另一轴侧图。

图3为本实用新型激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台龙门三轴运动执行机构的示意图。

图4为图3中A处局部放大图。

附图标记包括：

10-操作训练平台，11-中央工控机，20-平台顶面，30-电器安装立板，40-触控面板，50-副训练台，60-激光加工夹具工装，61-夹具盒，611-安装槽，62-夹具板，621-齿结构，622-齿顶，623-齿槽，624-安装翼，70-龙门三轴运动执行机构，71-X轴导轨，72-X轴电机，73-龙门架，74-Y轴导轨，75-Y轴电机，76-第一滑板，77-Z轴导轨，78-Z轴电机，79-第二滑板，80-激光输出系统，90-激光打标装置。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

如图1-图4所示，本实施例提出的一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，包括操作训练平台10、电器安装立板30、触控面板40、副训练台50、激光加工夹具工装60、龙门三轴运动执行机构70、激光输出系统80和激光打标装置90，其中电器安装立板30、触控面板40和激光打标装置90均安装在操作训练平台10的平台顶面20，操作训练平台10内部具有中央工控机11，电器安装立板30为具有阵列式镂空孔的钣金板，触控面板40和激光打标装置90均与中央工控机11电性连接；激光加工夹具工装60安装在副训练台50顶面，龙门三轴运动执行机构70架设在激光加工夹具旁，激光输出系统80安装在龙门三轴运动执行机构70的运动终端，激光输出系统80的输出端朝向激光加工夹具工装60顶面，副训练台50内部具有龙门三轴运动执行机构70的供电系统、以及激光输出系统80的供电系统和水冷系统，龙门三轴运动执行机构70和激光输出系统80与中央工控机11电性连接。

具体的，操作训练平台10为铝合金型材连接制成，连接牢固，操作训练平台10为系统主体结构，操作训练平台10顶部的电器安装立板30为专门设计了钣金电器安装立板30，将系统中所有关键电器元件开放式安装于立板之上，从而方便进行典型激光加工系统中的电路搭建、电器元件装配、强电电路连接装调、弱电电路连接装调、运动控制器连接装调、电机驱动器连接装调等电气装调项目的技能训练与竞赛。

副训练台50顶面设置的龙门三轴运动执行机构70，可进行三维运动机构的机械搭建、电动平移台装配调试、电机及联轴器装配调试、运动方向及限位装调等运动执行系统装调项目的技能训练与竞赛。激光输出系统80依托龙门三轴运动执行机构70，可对接各类常规激光加工应用中的激光头，如激光焊接头、激光切割头等等，可进行针对激光输出系统80的机械装配调试项目的技能训练与比赛。副训练台50内部还具有光纤激光器，结合激光水冷机组、激光加工系统电气装调模组可完成激光器的供电连接装配、保护信号连接、水循环水路连接装配、传输光纤装配等项目的技能训练与比赛，并完成典型激光设备的搭建。

另外，副训练台50内部的还具有工具及器件收纳抽屉，用于对装配、检测工具以及各装配器件的拆卸收纳放置。激光打标装置90，可以完成激光标刻系统的搭建与工艺加工设计，实现激光标刻系统的融入。

本教学训练平台为开放式设计，整套系统可以同时完成激光打标、激光焊接和激光切割的平台搭建与应用，满足竞赛的多种工艺应用的要求，符合教学的目的和竞赛的要求，使学生对激光系统的结构组成及装配方法有更深入的学习和训练。

如图3所示，激光加工夹具工装60包括夹具盒61和若干个夹具板62，夹具盒61为顶部敞开的盒状结构，夹具盒61对向的两侧壁开设有安装槽611，该安装槽611贯穿夹具盒61侧壁顶面，夹具板62两侧分别具有安装翼624，夹具板62通过两侧的安装翼624插装在安装槽611中，使夹具板62固定插装在夹具盒61中。

进一步的，安装翼624的顶面与夹具盒61侧壁的顶面平齐。夹具板62顶面具有用于支撑工件或安装工价夹具的齿结构621。齿结构621的顶端具有平面的齿顶622。相邻两个齿结构621之间具有与齿顶622形状匹配的齿槽623。本教学训练平台通过特殊设计的激光加工夹具工装60，可实现夹具板62的快速拆卸，通过替换不同的夹具板62使用不同的工件的夹装需求，同时，本发明提出的夹具板62即可完成对激光切割工件的支撑，还可以通过外接治具夹持多个金属板，完成激光焊接使用工件的夹装。

如图4所示，龙门三轴运动执行机构70包括X轴导轨71、X轴电机72、龙门架73、Y轴导轨74、Y轴电机75、第一滑板76、Z轴导轨77、Z轴电机78和第二滑板79；其中，激光加工夹具工装60为方形台状；X轴导轨71有两组且水平设置在激光加工夹具工装60宽度方向的两侧，龙门架73的下端可滑动的安装在X轴导轨71上，X轴电机72的动力端与龙门架73连接，以驱动龙门架73在X轴导轨71上移动；Y轴导轨74水平设置在龙门架73的顶部横梁，第一滑板76可滑动安装在Y轴导轨74上，Y轴电机75与的动力端与第一滑板76连接，以驱动第一滑板76在Y轴导轨74上移动；Z轴导轨77垂直设置在第一滑板76上，第二滑板79可滑动的安装在Z轴导轨77上，Z轴电机78的动力端与第二滑板79连接，以驱动第二滑板79在Z轴导轨77上移动；激光输出系统80安装在第二滑板79上。

本发明将典型激光加工系统集成，即激光打标、激光焊接和激光切割集成，可以完成典型激光设备的装调教学内容，让学生更深入的学习激光加工应用设备的组成结构和工作原理，同时系统可以作为激光加工应用类项目比赛，既可以完成单一的项目实训和竞赛，也可以完成多工艺的装配实训和竞赛。能够让学生通过手把手完成器件装配、电路连接再到系统集成、联机总调等典型激光加工系统中涉及的各项装配调试流程，从而掌握激光设备的结构组成及制造调试工艺，填补当前职业教育对应相关专业针对激光系统装配调试技能训练与竞赛领域的空白。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：包括操作训练平台、电器安装立板、触控面板、副训练台、激光加工夹具工装、龙门三轴运动执行机构、激光输出系统和激光打标装置，其中电器安装立板、触控面板和激光打标装置均安装在操作训练平台的平台顶面，操作训练平台内部具有中央工控机，所述电器安装立板为具有阵列式镂空孔的钣金板，所述触控面板和激光打标装置均与所述中央工控机电性连接；

所述激光加工夹具工装安装在副训练台顶面，所述龙门三轴运动执行机构架设在激光加工夹具旁，所述激光输出系统安装在龙门三轴运动执行机构的运动终端，激光输出系统的输出端朝向激光加工夹具工装顶面，所述副训练台内部具有龙门三轴运动执行机构的供电系统、以及激光输出系统的供电系统和水冷系统，所述龙门三轴运动执行机构和激光输出系统与所述中央工控机电性连接。

2.根据权利要求1所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：所述龙门三轴运动执行机构包括X轴导轨、X轴电机、龙门架、Y轴导轨、Y轴电机、第一滑板、Z轴导轨、Z轴电机和第二滑板；

其中激光加工夹具工装为方形台状；

所述X轴导轨有两组且水平设置在激光加工夹具工装宽度方向的两侧，所述龙门架的下端可滑动的安装在X轴导轨上，所述X轴电机的动力端与龙门架连接，以驱动龙门架在X轴导轨上移动；

所述Y轴导轨水平设置在龙门架的顶部横梁，所述第一滑板可滑动安装在Y轴导轨上，所述Y轴电机与的动力端与第一滑板连接，以驱动第一滑板在Y轴导轨上移动；

所述Z轴导轨垂直设置在第一滑板上，所述第二滑板可滑动的安装在Z轴导轨上，所述Z轴电机的动力端与第二滑板连接，以驱动第二滑板在Z轴导轨上移动；

所述激光输出系统安装在第二滑板上。

3.根据权利要求1所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：所述激光加工夹具工装包括夹具盒和若干个夹具板，所述夹具盒为顶部敞开的盒状结构，所述夹具盒对向的两侧壁开设有安装槽，该安装槽贯穿夹具盒侧壁顶面，所述夹具板两侧分别具有安装翼，所述夹具板通过两侧的安装翼插装在安装槽中，使所述夹具板固定插装在夹具盒中。

4.根据权利要求3所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：所述安装翼的顶面与所述夹具盒侧壁的顶面平齐。

5.根据权利要求3所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：所述夹具板顶面具有用于支撑工件或安装工价夹具的齿结构。

6.根据权利要求5所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：所述齿结构的顶端具有平面的齿顶。

7.根据权利要求6所述的激光加工系统模块化装调技能的教学训练平台，其特征在于：相邻两个所述齿结构之间具有与齿顶形状匹配的齿槽。

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