CN218855898U - 一种超高精度框架结构激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光切割技术领域，且公开了一种超高精度框架结构激光切割机，包括框架组合结构件，所述框架组合结构件内部设置有支撑臂，所述框架组合结构件内部底端放置有独立加工台，所述支撑臂顶端固定安装主横梁，所述主横梁上安装有传动装置，所述传动装置上安装有随动切割装置；所述传动装置包括X轴直线导轨、X轴光栅尺、X轴直线电机定子、X轴直线电机动子、X轴光栅尺读头、X轴直线导轨滑块，所述X轴直线导轨的数量为两个，两个所述X轴直线导轨分别固定安装在主横梁正面面上下两侧固定孔位上，该超高精度框架结构激光切割机，保证切割加工过程中的工件精度及切割设备的一致性、稳定性、安全性，有效提高了生产效率及产品合格率。

Description

一种超高精度框架结构激光切割机

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，具体为一种超高精度框架结构激光切割机。

背景技术

激光切割机在切割过程中，光束经切割头的透镜聚焦成一个很小的焦点，使焦点处达到高的功率密度，其中切割头固定在z轴上。这时，光束输入的热量远远超过被材料反射、传导或扩散的部分热量，材料很快被加热到熔化与汽化温度，与此同时，一股高速气流从同轴或非同轴侧将熔化及汽化了的材料吹出，形成材料切割的孔洞。随着焦点与材料的相对运动，使孔洞形成连续的宽度很窄的切缝，完成材料的切割；

但现有的一体式激光切割机激光切割过程中由于聚焦后的激光达到很高的能量密度，此时作用在切割的材料表面将达到很高的熔化与汽化温度由材料传导至加工台再扩散至传动装置及运动装置上，从而造成热变形所导致的加工精度的丢失以及不稳定因素的产生，严重降低了生产效率，增加了生产成本，为此，我们提出一种超高精度框架结构激光切割机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种超高精度框架结构激光切割机，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超高精度框架结构激光切割机，包括框架组合结构件，所述框架组合结构件内部设置有支撑臂，所述框架组合结构件内部底端放置有独立加工台，所述支撑臂顶端固定安装主横梁，所述主横梁上安装有传动装置，所述传动装置上安装有随动切割装置；

所述传动装置包括X轴直线导轨、X轴光栅尺、X轴直线电机定子、X轴直线电机动子、X轴直线导轨滑块、X光栅尺读头，所述X轴直线导轨与X轴直线导轨滑块的数量均为两个，两个所述X轴直线导轨分别固定安装在主横梁正面面上下两侧固定孔位上，所述X轴直线电机定子固定安装在主横梁顶端，所述X轴直线电机动子与X轴直线电机定子滑动连接；

所述随动切割装置包括伺服电机、随动切割装置固定座，两个所述X轴直线导轨滑块固定安装在随动切割装置固定座背面，且所述X轴直线导轨滑块与两个所述X轴直线导轨滑动连接，所述随动切割装置固定座中心位置固定安装有KK直线模组，所述伺服电机通过弹性联轴器与KK直线模组固定连接，所述KK直线模组通过X轴直线导轨滑块上的转接法兰固定安装有切割头，所述切割头一侧固定安装有随动传感器；

所述X轴光栅尺固定安装在主横梁正面，所述光栅尺读头固定安装在随动切割装置固定座背面，且所述X轴光栅尺与光栅尺读头平行设置。

优选的，所述切割头从上往下依次连通设置有光路、水路与气路。

优选的，所述框架组合结构件内部靠近底端设置有驱动装置，所述驱动装置包括Y轴直线电机动子、Y轴直线电机定子、Y轴光栅尺读头、Y轴直线导轨、滑块、Y轴光栅尺，所述Y轴光栅尺固定安装在Y轴直线电机定子下方，所述Y轴光栅尺读头固定安装在Y轴直线电机动子下方，且所述Y轴光栅尺与Y轴光栅尺读头平行设置，驱动装置可以使用直线电机、伺服驱动、混合式步进电机等驱动方式。

优选的，所述滑块固定安装在支撑臂底端，所述Y轴直线导轨固定安装在框架组合结构件内部底端，所述滑块与Y轴直线导轨滑动连接。

优选的，所述Y轴直线电机定子固定安装在框架组合结构件内壁上，Y轴直线电机动子固定安装支撑臂外侧，所述Y轴直线电机动子与Y轴直线电机定子滑动连接。

优选的，所述独立加工台包括焊接结构钢框架，所述焊接结构钢框架顶端固定安装有剑栅，焊接结构钢框架由支撑结构件和框架支撑底座组成，支撑结构件可以是剑栅、蜂窝网、网带等结构，框架支撑底座材质可以使用灰铸铁、焊接结构钢、铸钢、大理石等材料。

优选的，所述剑栅的数量为若干个，且若干个所述剑栅之间间距相等依次排列。

本实用新型提供了一种超高精度框架结构激光切割机。该超高精度框架结构激光切割机具备以下有益效果：

该超高精度框架结构激光切割机，采用独特的框架结构，在运动机构的多形式安装以及独立的加工台在高功率与超高功率激光切割过程中所产生的热量及振动无法通过独立的工作台面传导至传动装置上，造成热变形及振动所导致的加工精度的丢失以及不稳定因素的产生，区别于传统激光切割机运动机构与加工台一体式设计；从而保证切割加工过程中的工件精度及切割设备的一致性、稳定性、安全性，有效提高了生产效率及产品合格率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型主横梁与支撑臂正面结构示意图；

图3为本实用新型独立工作台整体结构示意图；

图4为本实用新型框架组合结构件整体结构示意图；

图5为本实用新型主横梁侧面结构示意图。

图中：1.框架组合结构件 2.主横梁 3.随动切割装置 4.传动装置 5.支撑臂 6.驱动装置 7.独立加工台 301.伺服电机 302.光路303.KK直线模组304.随动传感器 305.切割头 306.气路 307.水路 308.随动切割装置固定座401.X轴直线导轨402.X轴光栅尺403.X轴直线电机定子404.X轴直线电机动子405.X光栅尺读头406.X轴直线导轨滑块601.Y轴直线电机动子602.Y轴直线电机定子603.Y轴光栅尺读头604.Y轴直线导轨605.滑块606.Y轴光栅尺701.焊接结构钢框架702.剑栅。

具体实施方式

如图1-5所示，本实用新型提供一种技术方案：一种超高精度框架结构激光切割机，包括框架组合结构件1，框架组合结构件1内部靠近底端设置有驱动装置6，驱动装置6包括Y轴直线电机动子601、Y轴直线电机定子602、Y轴光栅尺读头603、Y轴直线导轨604、滑块605，Y轴光栅尺606，Y轴光栅尺606固定安装在Y轴直线电机定子602下方，Y轴光栅尺读头603固定安装在Y轴直线电机动子601下方，且所述Y轴光栅尺606与Y轴光栅尺读头603平行设置，使用专用安装治具同步移动Y轴光栅尺读头603贴装Y轴光栅尺606于Y轴直线电机定子602下方位置。

驱动装置6可以使用直线电机、伺服驱动、混合式步进电机等驱动方式，滑块605固定安装在支撑臂5底端，Y轴直线导轨604固定安装在框架组合结构件1内部底端，滑块605与Y轴直线导轨604滑动连接，Y轴直线电机定子602固定安装在框架组合结构件1内壁上，Y轴直线电机动子601固定安装支撑臂5外侧，Y轴直线电机动子601与Y轴直线电机定子602滑动连接，框架组合结构件1内部底端放置有独立加工台7，框架组合结构件1内部设置有支撑臂5，所述框架组合结构件1内部底端放置有独立加工台7，独立加工台7包括焊接结构钢框架701，焊接结构钢框架701顶端固定安装有剑栅702，焊接结构钢框架701由支撑结构件和框架支撑底座组成，支撑结构件可以是剑栅、蜂窝网、网带等结构，框架支撑底座材质可以使用灰铸铁、焊接结构钢、铸钢、大理石等材料，剑栅702的数量为若干个，且若干个剑栅702之间间距相等依次排列，支撑臂5顶端固定安装主横梁2，主横梁2上安装有传动装置4，传动装置4上安装有随动切割装置3；

框架组合结构件1由多部分结构组合而成，材质可以使用金属、非金属、复合材料，钢性高且稳定的材质加工而成；如：灰铸铁、焊接结构钢、铸钢、大理石等材料；

支撑臂5安装位置可以是框架组合结构件1内两侧上部、中部或底部。材质可以使用灰铸铁、焊接结构钢、铸钢、大理石等材料；

主横梁2由支撑臂5支撑或吊挂形式安装固定在框架组合结构件1内部顶端，也可直接固定在框架组合结构件1内部中段；材质可以使用灰铸铁、焊接结构钢、铸钢、大理石等材料；

传动装置4包括X轴直线导轨401、X轴光栅尺402、X轴直线电机定子403、X轴直线电机动子404、X轴直线导轨滑块406、X光栅尺读头405，X轴直线导轨401与X轴直线导轨滑块406的数量均为两个，两个X轴直线导轨401分别固定安装在主横梁2正面面上下两侧固定孔位上，X轴直线电机定子403固定安装在主横梁2顶端，X轴直线电机动子404与X轴直线电机定子403滑动连接；

随动切割装置3包括伺服电机301、随动切割装置固定座308，两个X轴直线导轨滑块406固定安装在随动切割装置固定座308背面，且X轴直线导轨滑块406与两个X轴直线导轨401滑动连接，随动切割装置固定座308中心位置固定安装有KK直线模组303，伺服电机301通过弹性联轴器与KK直线模组303固定连接，KK直线模组303通过X轴直线导轨滑块406上的转接法兰固定安装有切割头305，切割头305一侧固定安装有随动传感器304；

X轴光栅尺402固定安装在主横梁2正面，光栅尺读头405固定安装在随动切割装置固定座308背面，且X轴光栅尺402与光栅尺读头405平行设置X轴光栅尺402与光栅尺读头405为测量反馈装置，测量反馈装置可以使用旋转编码器、光栅、旋转变压器、感应同步器等其它形式。

该超高精度框架结构激光切割机在使用时，依次将左、右、前、后、上焊接钢结构件组合连接固定形成框架组合结构件1，将Y轴直线导轨601安装到框架组合结构件1内两侧底部固定孔位上，再使用专用仪器调整水平、平行精度；将Y轴直线电机定子602安装到靠近一侧Y轴直线导轨604框架组合结构件1固定位置上，将支撑臂5安装到两侧Y轴直线导轨604滑块605上，且靠近Y轴直线电机定子602一端支撑臂5上对应位置装有Y轴直线电机动子601，下方装有Y轴光栅尺读头603；使用专用安装治具同步移动读头贴装Y轴光栅尺606于Y轴直线电机定子602下方位置；主横梁2安装到两侧支撑臂5上通过转接法兰连接固定，X轴直线导轨401安装到主横梁2前视面上下两侧固定孔位上，随动切割装置固定座308安装到X轴直线导轨401滑块上，随动切割装置固定座308中心位置装有KK直线模组303，使用弹性联轴器将伺服电机301与KK直线模组303相连接，切割头305通过转接法兰固定到KK直线模组303滑块上，激光光源插入切割头305内，依次通过水路307、气路307、传感器插头连接水冷管、气管、随动传感器304，剑栅702依次排列固定间距安装到焊接结构钢框架701上形成独立的工作台，并移至激光切割机加工范围内相应位置。

Claims (7)

1.一种超高精度框架结构激光切割机，包括框架组合结构件(1)，其特征在于：所述框架组合结构件(1)内部设置有支撑臂(5)，所述框架组合结构件(1)内部底端放置有独立加工台(7)，所述支撑臂(5)顶端固定安装主横梁(2)，所述主横梁(2)上安装有传动装置(4)，所述传动装置(4)上安装有随动切割装置(3)；

所述传动装置(4)包括X轴直线导轨(401)、X轴光栅尺(402)、X轴直线电机定子(403)、X轴直线电机动子(404)、X轴直线导轨滑块(406)、X光栅尺读头(405)，所述X轴直线导轨(401)与X轴直线导轨滑块(406)的数量均为两个，两个所述X轴直线导轨(401)分别固定安装在主横梁(2)正面面上下两侧固定孔位上，所述X轴直线电机定子(403)固定安装在主横梁(2)顶端，所述X轴直线电机动子(404)与X轴直线电机定子(403)滑动连接；

所述随动切割装置(3)包括伺服电机(301)、随动切割装置固定座(308)，两个所述X轴直线导轨滑块(406)固定安装在随动切割装置固定座(308)背面，且所述X轴直线导轨滑块(406)与两个所述X轴直线导轨(401)滑动连接，所述随动切割装置固定座(308)中心位置固定安装有KK直线模组(303)，所述伺服电机(301)通过弹性联轴器与KK直线模组(303)固定连接，所述KK直线模组(303)通过X轴直线导轨滑块(406)上的转接法兰固定安装有切割头(305)，所述切割头(305)一侧固定安装有随动传感器(304)；

所述X轴光栅尺(402)固定安装在主横梁(2)正面，所述光栅尺读头(405)固定安装在随动切割装置固定座(308)背面，且所述X轴光栅尺(402)与光栅尺读头(405)平行设置。

2.根据权利要求1所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述切割头(305)从上往下依次连通设置有光路(302)、水路(307)与气路(306)。

3.根据权利要求1所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述框架组合结构件(1)内部靠近底端设置有驱动装置(6)，所述驱动装置(6)包括Y轴直线电机动子(601)、Y轴直线电机定子(602)、Y轴光栅尺读头(603)、Y轴直线导轨(604)、滑块(605)、Y轴光栅尺(606)，所述Y轴光栅尺(606)固定安装在Y轴直线电机定子(602)下方，所述Y轴光栅尺读头(603)固定安装在Y轴直线电机动子(601)下方，且所述Y轴光栅尺(606)与Y轴光栅尺读头(603)平行设置。

4.根据权利要求3所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述滑块(605)固定安装在支撑臂(5)底端，所述Y轴直线导轨(604)固定安装在框架组合结构件(1)内部底端，所述滑块(605)与Y轴直线导轨(604)滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述Y轴直线电机定子(602)固定安装在框架组合结构件(1)内壁上，Y轴直线电机动子(601)固定安装支撑臂(5)外侧，所述Y轴直线电机动子(601)与Y轴直线电机定子(602)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述独立加工台(7)包括焊接结构钢框架(701)，所述焊接结构钢框架(701)顶端固定安装有剑栅(702)。

7.根据权利要求6所述的一种超高精度框架结构激光切割机，其特征在于：所述剑栅(702)的数量为若干个，且若干个所述剑栅(702)之间间距相等依次排列。

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