CN220943728U - 三维旋转激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三维旋转激光切割机；该激光切割机包括定位夹紧盘、旋转电机、移动模组组合、激光切割头；旋转电机设置在加工平台下方；旋转电机输出轴伸出加工平台表面，与定位夹紧盘底部同轴固接；定位夹紧盘顶面设有四个圆周分布的夹紧板；夹紧板朝内设置；夹紧板同步相向或背向移动；定位夹紧盘中心放置待加工工件；移动模组组合包括相连的竖向移动模组、横向移动模组；定位夹紧盘驱使待加工工件对中；旋转电机驱使待加工工件自转，激光切割头水平方位不变，形成激光切割头相对待加工工件圆周运动，保障切削质量。夹紧板可对待加工工件进行定位夹紧。竖向移动模组负责激光切割头在待加工工件轴向方向上的移动，形成相应的切口。

Description

三维旋转激光切割机

技术领域

本实用新型涉及激光切割的技术领域，特别是涉及一种三维旋转激光切割机。

背景技术

在激光切割领域，筒状零件的侧面加工十分困难。因为激光切割头需要保持距离加工面合适距离，才能完成激光切割。而筒状零件的侧面为圆弧面，激光切割头需要相对待加工工件圆周运动或相对待加工工件轴向移动，才能保证激光切割的持续进行。现有技术并没有公开如何使激光切割头相对待加工工件圆周运动的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种三维旋转激光切割机。

本实用新型的技术方案是：一种三维旋转激光切割机，设置在加工平台上，包括定位夹紧盘、旋转电机、移动模组组合、激光切割头；定位夹紧盘中心放置待加工工件；旋转电机设置在加工平台下方；旋转电机输出轴伸出加工平台表面，与定位夹紧盘底部同轴固接；旋转电机驱使定位夹紧盘水平旋转，从而实现待加工工件同轴自转上的自由度控制；定位夹紧盘顶面设有四个圆周分布的夹紧板；夹紧板朝内设置；夹紧板同步相向或背向移动；夹紧板同步相向移动，可实现对待加工工件的定位夹紧；因为夹紧板的相向移动是同步的，所以待加工工件在夹紧板的作用下自动居中；四个夹紧板两个为一组，分别对待加工工件从两个方向上进行推动，可实现待加工工件的轴线与定位夹紧盘轴线重合；同时四个夹紧板也能够帮助定位夹紧盘适应不同口径的筒状待加工工件的定位夹紧；移动模组组合包括竖向移动模组、横向移动模组；移动模组是现有技术中常规的对移动进行高精控制的零部件；如授权公告号为CN204844173U的实用新型专利机械手移动模组机构，就提供了一种对移动高精控制的移动模组；竖向移动模组、横向移动模组的区别在于其输出端的移动方向不同，连接位置也不同；竖向移动模组的输出端移动方向为竖向方向；竖向移动模组的输出端安装横向移动模组，带着横向移动模组竖向升降，进行高度方向的调整；横向移动模组指向定位夹紧盘轴心；横向移动模组的输出端移动方向为朝向定位夹紧盘轴心；横向移动模组的输出端连接激光切割头，带着激光切割头座靠近或远离定位夹紧盘轴心的移动；激光切割头指向定位夹紧盘轴心；当激光切割头与待加工工件的侧壁处于合适距离时，可进入工作状态对筒状零件侧面进行激光切割；竖向移动模组进行的竖向高度方向上的调整能够使激光切割头能够根据加工部位的高度进行相应的调整，保证激光切割的持续进行；横向移动模组能够根据待加工工件的口径改变激光切割头的水平位置。

优选的，移动模组组合还包括纵向移动模组；纵向移动模组安装在加工平台上；纵向移动模组的输出端安装竖向移动模组；纵向移动模组负责对激光切割头纵向方向上进行调整，使得激光切割头对准定位夹紧盘轴心；这样，激光切割头可沿着待加工工件的径向进行切割，切口始终与待加工工件侧面保持垂直，且厚度最小的状态；切口质量好。

优选的，加工平台包括支架、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板；前侧板、后侧板、左侧板、右侧板分别对应包覆支架的四个侧面；支架为旋转电机保留足够的容纳空间，也使得工人可以以站姿进行操作，比较省力；前侧板、后侧板、左侧板、右侧板分别从前、后、左、右四个方向对支架侧面进行封闭，保护支架内部的旋转电机。

优选的，定位夹紧盘包括外壳体、传动丝杠、限位滑轨、滑块；外壳体包括相互扣合的顶盖、环形壳、底板；外壳体为拼装结构，有利于组装；两个传动丝杆在外壳体内交错布置，以错开彼此位置，避免造成干涉；两个传动丝杆相交90°；传动丝杆两端设有正螺纹、反螺纹；正螺纹螺纹配合有正螺纹螺母；反螺纹螺纹配合有反螺纹螺母；旋转的传动丝杆作用于正螺纹螺母、反螺纹螺母，使正螺纹螺母、反螺纹螺母相向或背向移动；同一传动丝杆上的正螺纹螺母、反螺纹螺母的设置位置关于定位夹紧盘对称设置；正螺纹螺母、反螺纹螺母均与滑块固接；传动丝杆一端伸出环形壳，同轴固接有手摇把手，以便于操纵传动丝杆旋转；限位滑轨沿在底板上沿定位夹紧盘直径方向布置；滑块与限位滑轨顶部滑动配合；滑块与夹紧板固接；滑块与限位滑轨配合，对夹紧板移动进行限位；相向移动的正螺纹螺母、反螺纹螺母带着夹紧板一起移动，驱使待加工工件对中；相邻滑轨之间的夹角为90°，使得夹紧板的定位夹紧效果稳定；顶盖上设有与限位滑轨对应的滑槽；滑槽宽度与夹紧板宽度相匹配；滑槽对夹紧板进行水平限位，保证夹紧板移动过程中朝向不变。

进一步的，底板设有嵌入槽；限位滑轨嵌入嵌入槽内，得到限位滑轨的水平限位。

进一步的，底板上设有若干减重孔，用于减轻定位夹紧盘的自重，有利于提高定位夹紧盘对旋转电机输出扭矩的反应速度，增强旋转电机对待加工件的控制能力。

进一步的，底板上设有带座轴承；带座轴承安装在传动丝杆两端，套装在传动丝杆外；带座轴承可降低传动丝杆转动时所受的摩擦，提高传动丝杆的转动流畅性。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的三维旋转激光切割机，具有以下优点：

（1）本实用新型的定位夹紧盘可通过夹紧板驱使待加工工件对中；旋转电机可驱使定位夹紧盘上的待加工工件进行自转，使激光切割头水平方位不变，则可形成激光切割头相对待加工工件圆周运动的效果，保障切削质量。为适应不同口径的筒状零件加工，定位夹紧盘上的夹紧板可相向移动，也可以背向移动，激光切割头设置在横向移动模组的输出端上；相向移动的夹紧板可对待加工工件进行定位夹紧。竖向移动模组负责激光切割头在待加工工件轴向方向上的移动，形成相应的切口；

（2）本实用新型的纵向移动模组组负责对激光切割头纵向方向上进行调整，使得激光切割头对准定位夹紧盘轴心；这样，激光切割头可沿着待加工工件的径向进行切割，切口始终与待加工工件侧面保持垂直，且厚度最小的状态；切口质量好。

附图说明

图1是本实用新型三维旋转激光切割机的立体图；

图2是图1中拆除前侧板后的主视图；

图3是移动模组组合的立体图；

图4是定位夹紧盘的立体图；

图5是图4的竖向剖视图；

图6是图4拆除上盖后的立体图；

图中：0.加工平台、01.待加工工件、02.支架、03.前侧板、04.后侧板、05.右侧板、1.定位夹紧盘、11.夹紧板、12.外壳体、121.顶盖、1211.滑槽、122.环形壳、123.底板、1231.嵌入槽、1232.减重孔、1233.带座轴承、13.传动丝杠、131.正螺纹螺母、132.反螺纹螺母、133.手摇把手、14.限位滑轨、15.滑块、16.连接柱、2.旋转电机、3.移动模组组合、31.竖向移动模组、32.横向移动模组、33.纵向移动模组、4.激光切割头。

具体实施方式

实施例一：参见图1-6，一种三维旋转激光切割机，设置在加工平台0上，包括定位夹紧盘1、旋转电机2、移动模组组合3、激光切割头4；定位夹紧盘1中心放置待加工工件01；旋转电机2设置在加工平台0下方；旋转电机2输出轴伸出加工平台0表面，与定位夹紧盘1底部同轴固接；旋转电机2驱使定位夹紧盘1水平旋转，从而实现待加工工件01同轴自转上的自由度控制；定位夹紧盘1顶面设有四个圆周分布的夹紧板11；夹紧板11朝内设置；夹紧板11同步相向或背向移动；夹紧板11同步相向移动，可实现对待加工工件01的定位夹紧；因为夹紧板11的相向移动是同步的，所以待加工工件01在夹紧板11的作用下自动居中；四个夹紧板11两个为一组，分别对待加工工件01从两个方向上进行推动，可实现待加工工件01的轴线与定位夹紧盘1轴线重合；同时四个夹紧板11也能够帮助定位夹紧盘1适应不同口径的筒状待加工工件01的定位夹紧；移动模组组合3包括竖向移动模组31、横向移动模组32；移动模组是现有技术中常规的对移动进行高精控制的零部件；如授权公告号为CN204844173U的实用新型专利机械手移动模组机构，就提供了一种对移动高精控制的移动模组；竖向移动模组31、横向移动模组32的区别在于其输出端的移动方向不同，连接位置也不同；竖向移动模组31的输出端移动方向为竖向方向；竖向移动模组31的输出端安装横向移动模组32，带着横向移动模组32竖向升降，进行高度方向的调整；横向移动模组32指向定位夹紧盘1轴心；横向移动模组32的输出端移动方向为朝向定位夹紧盘1轴心；横向移动模组32的输出端连接激光切割头4，带着激光切割头4座靠近或远离定位夹紧盘1轴心的移动；激光切割头4指向定位夹紧盘1轴心；当激光切割头4与待加工工件01的侧壁处于合适距离时，可进入工作状态对筒状零件侧面进行激光切割；竖向移动模组31进行的竖向高度方向上的调整能够使激光切割头4能够根据加工部位的高度进行相应的调整，保证激光切割的持续进行；横向移动模组32能够根据待加工工件01的口径改变激光切割头4的水平位置。

与现有技术相比，本实用新型的定位夹紧盘1可通过夹紧板11驱使待加工工件01对中；旋转电机2可驱使定位夹紧盘1上的待加工工件01进行自转，使激光切割头4水平方位不变，则可形成激光切割头4相对待加工工件01圆周运动的效果，保障切削质量。为适应不同口径的筒状零件加工，定位夹紧盘1上的夹紧板11可相向移动，也可以背向移动，激光切割头4设置在横向移动模组32的输出端上；相向移动的夹紧板11可对待加工工件01进行定位夹紧。竖向移动模组31负责激光切割头4在待加工工件01轴向方向上的移动，形成相应的切口。

移动模组组合3还包括纵向移动模组33；纵向移动模组33安装在加工平台0上；纵向移动模组33的输出端安装竖向移动模组31；纵向移动模组33负责对激光切割头4纵向方向上进行调整，使得激光切割头4对准定位夹紧盘1轴心；这样，激光切割头4可沿着待加工工件01的径向进行切割，切口始终与待加工工件01侧面保持垂直，且厚度最小的状态；切口质量好。

加工平台0包括支架02、前侧板03、后侧板04、左侧板、右侧板05；前侧板03、后侧板04、左侧板、右侧板05分别对应包覆支架02的四个侧面；支架02为旋转电机2保留足够的容纳空间，也使得工人可以以站姿进行操作，比较省力；前侧板03、后侧板04、左侧板、右侧板05分别从前、后、左、右四个方向对支架02侧面进行封闭，保护支架02内部的旋转电机2。

定位夹紧盘1包括外壳体12、传动丝杠13、限位滑轨14、滑块15；外壳体12包括相互扣合的顶盖121、环形壳122、底板123；外壳体12为拼装结构，有利于组装；两个传动丝杆在外壳体12内交错布置，以错开彼此位置，避免造成干涉；两个传动丝杆相交90°；传动丝杆两端设有正螺纹、反螺纹；正螺纹螺纹配合有正螺纹螺母131；反螺纹螺纹配合有反螺纹螺母132；旋转的传动丝杆作用于正螺纹螺母131、反螺纹螺母132，使正螺纹螺母131、反螺纹螺母132相向或背向移动；同一传动丝杆上的正螺纹螺母131、反螺纹螺母132的设置位置关于定位夹紧盘1对称设置；正螺纹螺母131、反螺纹螺母132均与滑块15固接；传动丝杆一端伸出环形壳122，同轴固接有手摇把手133，以便于操纵传动丝杆旋转；限位滑轨14沿在底板123上沿定位夹紧盘1直径方向布置；滑块15与限位滑轨14顶部滑动配合；滑块15与夹紧板11固接；滑块15与限位滑轨14配合，对夹紧板11移动进行限位；相向移动的正螺纹螺母131、反螺纹螺母132带着夹紧板11一起移动，驱使待加工工件01对中；相邻滑轨之间的夹角为90°，使得夹紧板11的定位夹紧效果稳定；顶盖121上设有与限位滑轨14对应的滑槽1211；滑槽1211宽度与夹紧板11宽度相匹配；滑槽1211对夹紧板11进行水平限位，保证夹紧板11移动过程中朝向不变。

底板123设有嵌入槽1231；限位滑轨14嵌入嵌入槽1231内，得到限位滑轨14的水平限位。

本实施例的工作过程，包括以下步骤：

①待加工工件01的定位夹紧

将待加工工件01放置在定位夹紧盘1的四个夹紧板11之间的区域；摇动手摇把手133，驱使传动丝杆转动；转动的传动丝杆通过正螺纹螺母131、反螺纹螺母132作用于滑块15上，使滑块15上的夹紧板11相向移动；滑块15与限位滑轨14配合，对夹紧板11的移动提供导向；滑槽1211也为夹紧板11移动提供导向；

因为相互靠近的夹紧板11作用于待加工工件01，使待加工工件01相对定位夹紧盘1居中；所以在夹紧板11对待加工工件01定位夹紧前，夹紧板11需要在距离待加工工件01侧面很小的距离时先停止该夹紧板11的移动；然后通过手摇另一个手摇把手133，驱使另一个传动丝杆上的夹紧板11相互靠近；相互靠近的夹紧板11也是在距离待加工工件01侧面很小的距离时停止动作；这样，待加工工件01被限制在更小的范围内；接着，轮流摇动手摇把手133固定固定圈数，使两个传动丝杆上的夹紧板11依次移动很小距离，直至所有夹紧板11夹紧代加工工件；此时的待加工工件01的轴线与定位加紧盘的轴线可确保重合，且待加工工件01与定位夹紧盘1稳定连接；

②激光切割头4进行激光切割

通过纵向移动模组33移动激光切割头4的纵向位置，使得通过横向移动模组32使激光切割头4抵在待加工工件01侧面时，从前侧、后侧均能看到激光切割头4与待加工工件01相抵的点，且看到的相抵情况一致；

通过操作横向移动模组32撤回激光切割头4，使激光切割头4与待加工工件01侧面保持合适距离。通过操纵竖向移动模组31改变激光刀头的高度，使激光刀头的高度与待加工区域保持一致；通过操纵横向移动模组32使激光切割刀靠近待加工工件01侧面，直至与待加工工件01侧面保持合适距离。启动旋转电机2、激光切割刀头，进行激光切割。

旋转电机2为伺服电机，可控制定位夹紧盘1的转速，也控制定位夹紧盘1的行程；竖向移动模组31控制激光切割头4的竖向位置；旋转电机2、竖向移动模组31相配合，以帮助激光切割头4进行激光切割。

实施例二：实施例二与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：底板123上设有若干减重孔1232，用于减轻定位夹紧盘1的自重，有利于提高定位夹紧盘1对旋转电机2输出扭矩的反应速度，增强旋转电机2对待加工件的控制能力。

底板123上设有带座轴承1233；带座轴承1233安装在传动丝杆两端，套装在传动丝杆外；带座轴承1233可降低传动丝杆转动时所受的摩擦，提高传动丝杆的转动流畅性。

定位夹紧盘1还包括若干竖向设置的连接柱16；连接柱16顶端通过螺钉与顶盖121相连；连接柱16底端通过螺钉与底板123相连。

Claims (6)

1.一种三维旋转激光切割机，其特征在于，设置在加工平台上，包括定位夹紧盘、旋转电机、移动模组组合、激光切割头；旋转电机设置在加工平台下方；旋转电机输出轴伸出加工平台表面，与定位夹紧盘底部同轴固接；定位夹紧盘顶面设有四个圆周分布的夹紧板；夹紧板朝内设置；夹紧板同步相向或背向移动；定位夹紧盘中心放置待加工工件；移动模组组合包括竖向移动模组、横向移动模组；竖向移动模组的输出端安装横向移动模组；横向移动模组指向定位夹紧盘轴心，输出端连接激光切割头；激光切割头指向定位夹紧盘轴心。

2.根据权利要求1所述的三维旋转激光切割机，其特征在于：移动模组组合还包括纵向移动模组；纵向移动模组安装在加工平台上；纵向移动模组的输出端安装竖向移动模组。

3.根据权利要求1所述的三维旋转激光切割机，其特征在于：加工平台包括支架、前侧板、后侧板、左侧板、右侧板；前侧板、后侧板、左侧板、右侧板分别对应包覆支架的四个侧面。

4.根据权利要求1所述的三维旋转激光切割机，其特征在于：定位夹紧盘包括外壳体、传动丝杠、限位滑轨、滑块；外壳体包括相互扣合的顶盖、环形壳、底板；传动丝杆在外壳体内交错布置，相交90°；传动丝杆两端设有正螺纹、反螺纹；正螺纹螺纹配合有正螺纹螺母；反螺纹螺纹配合有反螺纹螺母；同一传动丝杆上的正螺纹螺母、反螺纹螺母的设置位置关于定位夹紧盘对称设置；正螺纹螺母、反螺纹螺母均与滑块固接；传动丝杆一端伸出环形壳，同轴固接有手摇把手；限位滑轨沿在底板上沿定位夹紧盘直径方向布置；相邻滑轨之间的夹角为90°；滑块与限位滑轨顶部滑动配合；滑块与夹紧板固接；顶盖上设有与限位滑轨对应的滑槽；滑槽宽度与夹紧板宽度相匹配。

5.根据权利要求4所述的三维旋转激光切割机，其特征在于：底板设有嵌入槽；限位滑轨嵌入嵌入槽内。

6.根据权利要求4所述的三维旋转激光切割机，其特征在于：底板上设有带座轴承；带座轴承安装在传动丝杆两端，套装在传动丝杆外。