CN2894919Y - 一种数控激光加工机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数控激光加工机床，包括激光发生与传导系统(1)、主轴运动系统(2)，主轴运动系统(2)设立柱(3)，立柱(3)上设立柱滑块(4)并采用导轨连接，主轴(5)通过主轴轴向进给机构(6)与立柱滑块(4)连接，主轴(5)是空心贯通的，激光发生与传导系统(1)中设激光聚焦镜(7)并置于主轴(5)前端伸出的端部的孔中心，其光轴与主轴(5)轴线重合或平行。采用上述方法，使得激光发生器安装在机床上，主轴移动时无需再调整光源，激光光路不受外界干扰，提高了生产效率，实现了数控激光加工，特别适用于大型零件按照准确的轨迹进行切割和焊接加工。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工机床，更具体地说，本实用新型涉及一种数控激光加工机床。
背景技术
激光加工机床一般是用来切割或焊接工程材料的机械设备，其原理是利用高强度、方向性好的激光光束使材料熔化实现加工目的。除了必要的机械运动部件外，其主要部件为激光光源及相关的传导元器件。采用数控系统的目的是利用编程进行坐标插补运动，实现准确的运动轨迹。这些技术都是成熟的，为激光加工机床的发展奠定了基础。
目前普通的激光加工机床都是台式或龙门式的，但是在冶金行业中所加工的大型轴类工件(重量达30吨)需要采用落地式的数控激光加工机床。这类机床的光路都是由外部激光光源经过反射进入主轴上的激光聚焦头的，激光聚焦头装在主轴的前端加工部位，其激光发生器是放在地下再传递给机床主轴的。由于机床的主轴经常需要根据工件的加工要求调整其轴向位置，这时就要重新调整激光发生器的投射方向以对准激光聚焦头。这种调整工作较为复杂和困难，使加工生产效率降低。另外，由于光路是从外部射向主轴的，易受到外界物体的干扰甚至遮敝，影响工件的正常加工。
在现有的数控加工机床的专利中，尚没有涉及激光光源的布置与光路的走向的相关技术。如专利公开号CN1074161的说明书中只涉及到机床的床体及运动部件的结构形式。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种数控激光加工机床，其目的是克服在加工位置变化时激光光源找准的困难。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种数控激光加工机床，包括激光发生与传导系统、数控系统、主轴运动系统、工作台系统，主轴运动系统设立柱，立柱上设立柱滑块并采用导轨连接，主轴通过主轴轴向进给机构与立柱滑块连接，所述的主轴是空心贯通的，激光发生与传导系统中设激光聚焦镜并置于主轴前端伸出的端部的孔中心，其光轴与主轴轴线重合或平行。
所述的激光发生与传导系统中设激光发生器并固定在立柱上，设激光反射镜并固定在立柱滑块上位于主轴轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器发射，经激光反射镜反射，穿过激光聚焦镜的中心，在主轴孔内的光路与主轴轴线重合或平行。
所述的激光发生器还可以固定在立柱滑块上位于主轴轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器发射，穿过激光聚焦镜的中心，在主轴孔内的光路与主轴轴线重合或平行。
所述的主轴轴向进给机构设主轴丝杆螺母传动机构，其中的主轴螺母与主轴紧固联接，其主轴轴向丝杆通过主轴轴向齿轮传动机构与主轴轴向移动电机连接，主轴轴向移动电机为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
所述的主轴运动系统设主轴升降进给机构，该机构设立柱丝杆螺母传动机构，其中的立柱滑块螺母与立柱滑块紧固联接，其主轴升降丝杆与主轴升降移动电机连接，主轴升降移动电机为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
所述的主轴运动系统设底座，即在立柱下方设底座丝杆螺母机构，其中的立柱移动螺母与立柱紧固联接，其底座丝杆通过底座齿轮传动机构与底座电机连接，底座电机为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
所述的主轴在靠近前端的位置可以折弯，所述的激光聚焦镜同时折弯，主轴在折弯处的孔内设第二反光镜，使原轴线相当于入射光线，折弯后的轴线相当于反射光线，并在第二反光镜镜面上形成的入射角等于反射角。
采用上述方法，使得激光发生器安装在机床上，主轴移动时无需再调整光源，激光光路不受外界干扰，提高了生产效率，实现了数控激光加工，特别适用于大型零件按照准确的轨迹进行切割和焊接加工。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
附图1为本实用新型的结构示意图；
附图2为本实用新型的传动系统图；
附图3为本实用新型的主轴前端采用折弯结构时的光路图。
图中标号为：1、激光发生与传导系统，2、主轴运动系统，3、立柱，4、立柱滑块，5、主轴，6、主轴轴向进给机构，7、激光聚焦镜，8、激光发生器，9、激光反射镜，10、主轴丝杆螺母传动机构，11、主轴螺母，12、主轴轴向丝杆，13、主轴轴向齿轮传动机构，14、主轴轴向移动电机，15、主轴升降进给机构，16、立柱丝杆螺母传动机构，17、立柱滑块螺母，18、主轴升降丝杆，19、主轴升降移动电机，20、底座，21、底座丝杆螺母机构，22、立柱移动螺母，23、底座丝杆，24、底座齿轮传动机构，25、底座电机，26、第二反光镜。
具体实施方式
如附图1的本实用新型的结构示意图和附图2的本实用新型的传动系统图所示，本实用新型为一种数控激光加工机床，是利用高强度、方向性好的激光光束使材料熔化实现加工目的，采用数控系统的目的是利用编程进行坐标插补运动，实现准确的运动轨迹。
本实用新型的结构包括激光发生与传导系统1、主轴运动系统2，主轴运动系统2设立柱3，立柱3上设立柱滑块4并采用导轨连接，主轴5通过主轴轴向进给机构6与立柱滑块4连接。
本实用新型的具体实施方式如下：
首先必须使激光穿过主轴孔，所以主轴5是空心贯通的，激光发生与传导系统1中设激光聚焦镜7并置于主轴5前端伸出的端部的孔中心，其光轴与主轴5轴线重合或平行。激光发生与传导系统1中设激光发生器8并固定在立柱3上，设激光反射镜9并固定在立柱滑块4上位于主轴5轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器8发射，经激光反射镜9反射，穿过激光聚焦镜7的中心，在主轴5孔内的光路与主轴5轴线重合或平行。这样，使得激光发生器安装在机床上，主轴5前后移动时无需再调整光源，激光光路不受外界干扰，提高了生产效率。
同理，激光发生器8还可以固定在立柱滑块4上位于主轴5轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器8发射，穿过激光聚焦镜7的中心，在主轴5孔内的光路与主轴5轴线重合或平行。
为了实现数控加工，采取以下措施：
机床采用数控系统，实现三个坐标的插补运动。
主轴轴向进给机构6设主轴丝杆螺母传动机构10，其中的主轴螺母11与主轴紧固联接，其主轴轴向丝杆12通过主轴轴向齿轮传动机构13与主轴轴向移动电机14连接，主轴轴向移动电机14为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
主轴运动系统2设主轴升降进给机构15，该机构设立柱丝杆螺母传动机构16，其中的立柱滑块螺母17与立柱滑块4紧固联接，其主轴升降丝杆18与主轴升降移动电机19连接，主轴升降移动电机19为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
主轴运动系统2设底座20，即在立柱3下方设底座丝杆螺母机构21，其中的立柱移动螺母22与立柱3紧固联接，其底座丝杆23通过底座齿轮传动机构24与底座电机25连接，底座电机25为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
上述三个方向的运动，还可以作为激光调整焦距的运动，以使激光的焦点准确投射到工件的加工部位。
附图2所示的主轴丝杆螺母传动机构10与底座丝杆螺母机构21实际应互相垂直，即主轴轴向进给机构6应绕铅垂线旋转90°。图中为表达方便简化为平行。
以上所说的都是主轴水平的情况，可以对工件的侧面进行加工，如果工件的顶面需要加工，则可以采取下面的措施：如图3所示，主轴5在靠近前端的位置可以折弯，所述的激光聚焦镜7同时折弯，主轴在折弯处的孔内设第二反光镜26，使原轴线相当于入射光线，折弯后的轴线相当于反射光线，并在第二反光镜26镜面上形成的入射角等于反射角。当板类零件水平放置时，则需要采用这种方式加工。
本实用新型实现了数控激光加工，特别适用于大型零件按照准确的轨迹进行切割和焊接加工。
Claims (7)
1、一种数控激光加工机床，包括激光发生与传导系统(1)、主轴运动系统(2)，主轴运动系统(2)设立柱(3)，立柱(3)上设立柱滑块(4)并采用导轨连接，主轴(5)通过主轴轴向进给机构(6)与立柱滑块(4)连接，其特征在于：所述的主轴(5)是空心贯通的，激光发生与传导系统(1)中设激光聚焦镜(7)并置于主轴(5)前端伸出的端部的孔中心，其光轴与主轴(5)轴线重合或平行。
2、按照权利要求1所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的激光发生与传导系统(1)中设激光发生器(8)并固定在立柱(3)上，设激光反射镜(9)并固定在立柱滑块(4)上位于主轴(5)轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器(8)发射，经激光反射镜(9)反射，穿过激光聚焦镜(7)的中心，在主轴(5)孔内的光路与主轴(5)轴线重合或平行。
3、按照权利要求2所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的激光发生器(8)还可以固定在立柱滑块(4)上位于主轴(5)轴线尾部的位置，其安装角度和位置使得激光光路为激光发生器(8)发射，穿过激光聚焦镜(7)的中心，在主轴(5)孔内的光路与主轴(5)轴线重合或平行。
4、按照权利要求1所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的主轴轴向进给机构(6)设主轴丝杆螺母传动机构(10)，其中的主轴螺母(11)与主轴紧固联接，其主轴轴向丝杆(12)通过主轴轴向齿轮传动机构(13)与主轴轴向移动电机(14)连接，主轴轴向移动电机(14)为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
5、按照权利要求1所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的主轴运动系统(2)设主轴升降进给机构(15)，该机构设立柱丝杆螺母传动机构(16)，其中的立柱滑块螺母(17)与立柱滑块(4)紧固联接，其主轴升降丝杆(18)与主轴升降移动电机(19)连接，主轴升降移动电机(19)为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
6、按照权利要求1所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的主轴运动系统(2)设底座(20)，即在立柱(3)下方设底座丝杆螺母机构(21)，其中的立柱移动螺母(22)与立柱(3)紧固联接，其底座丝杆(23)通过底座齿轮传动机构(24)与底座电机(25)连接，底座电机(25)为步进电机，通过电路接收数控系统的数字脉冲信号。
7、按照权利要求1所述的数控激光加工机床，其特征在于：所述的主轴(5)在靠近前端的位置为折弯结构，主轴为主体段和折弯段，两段管壁成相贯连接，所述的激光聚焦镜(7)设在主轴的折弯处的内壁上，主轴主体段轴线与主轴折弯段轴线相交，所述的激光聚焦镜(7)的平面与其交点重合，且垂直于主轴主体段轴线和主轴折弯段轴线的角的平分线，在折弯段的孔口设第二反光镜(26)，其镜面垂直于主轴折弯段轴线。
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