一種五軸聯動的三維激光切割機的制作方法
【專利說明】
(一)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種五軸聯動的三維激光切割機。
(二)
【背景技術】
[0002]激光切割技術作為一種高質量、高精度、高效率的加工方法，已被廣泛應用于航空、航天及汽車制造等領域?，F有的激光切割系統(tǒng)可應用于板材、型材、布料等平面工件的加工。平板工件由于形狀簡單采用普通的二維激光切割機即能夠加工完成，而對于三維立體工件，由于形態(tài)復雜，則必須采用三維激光切割機?，F有的普通三維激光切割機通常是采用激光切割頭在三維空間內任意角度、任意位置的旋轉來加工立體工件。為了實現激光切割頭任意角度的靈活運轉，就需要對激光束光路進行多次調整，通過運動合成得到激光切割頭靈活的運動軌跡，以適應具有各種曲面的立體工件加工。這種三維激光切割頭的控制程序復雜，光路調節(jié)麻煩，而且激光束在經過多次光路轉換后會損失部分能量，導致切割效率降低。
(三)

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明為了彌補現有技術的不足，提供了一種可通過激光切割頭X、Y、Z軸平移運動與工作臺A軸、B軸旋轉運動的合成實現對三維立體工件的五軸加工、能切割出具有復雜空間曲面的異形工件、激光切割頭運動簡單、光路調節(jié)方便、激光功率損失小、切割效率高、床身和工作臺的分體式結構可避免工作臺振動傳到激光器上、切割精度高、控制編程方便、電工裝配簡化、成本低的五軸聯動的三維激光切割機，解決了現有技術中存在的問題。
[0004]本發(fā)明是通過如下技術方案實現的:
[0005]一種五軸聯動的三維激光切割機，包括床身、工作臺、龍門架以及激光切割系統(tǒng)，所述工作臺包括A軸旋轉工作臺和設于其上方的B軸旋轉工作臺，所述激光切割系統(tǒng)包括激光器、激光傳導系統(tǒng)和激光切割頭，所述龍門架通過一 Y軸平移機構沿床身的長度方向移動，在龍門架的頂部設有一激光器安裝座，激光器設于激光器安裝座的頂部，激光器安裝座通過一 X軸平移機構沿床身的寬度方向在龍門架的頂部移動，所述激光傳導系統(tǒng)包括一反射鏡座，反射鏡座豎直放置的直角側面與激光器出口相連，設于反射鏡座下方的激光切割頭安裝在一激光傳導系統(tǒng)安裝板上，激光切割頭的軸線與反射鏡座的出射軸線共線，在激光器安裝座的頂部設有一立柱，所述激光傳導系統(tǒng)安裝板通過一 Z軸平移機構沿立柱上下移動。
[0006]所述A軸旋轉工作臺包括一 A軸機架以及驅動A軸機架在水平面旋轉的A軸驅動機構，所述B軸旋轉工作臺包括一 B軸機架以及驅動B軸機架在豎直面旋轉的B軸驅動機構。
[0007]所述Y軸平移機構包括沿床身長度方向安裝在床身兩側的Y軸齒條式導軌，設于龍門架底部的Y軸驅動電機輸出軸端的齒輪與Y軸齒條式導軌相嚙合。
[0008]所述X軸平移機構包括沿床身寬度方向安裝在龍門架頂部的X軸齒條式導軌，一設于激光器安裝座頂部的X軸驅動電機輸出軸端的齒輪與X軸齒條式導軌相嗤合。
[0009]所述Z軸平移機構包括一絲杠導軌，絲杠導軌的絲桿上下兩端分別固定于立柱的頂部和底部，一設于立柱頂部的Z軸驅動電機輸出軸端的齒輪與套接在絲杠導軌的絲桿上端外側的齒輪相嚙合，絲杠導軌的滑塊與激光傳導系統(tǒng)安裝板固連。
[0010]所述A軸驅動機構包括一豎直設置的A軸機架傳動軸，A軸機架傳動軸的頂端與A軸機架的底部中心固連，底端通過一軸承座與一底座相連，在A軸機架傳動軸的外側套接有一 A軸傳動齒輪，A軸傳動齒輪通過一傳動帶與一 A軸驅動電機輸出軸端的主動齒輪相連。
[0011]所述B軸驅動機構包括水平設于B軸機架下方的一 B軸機架傳動軸，B軸機架傳動軸的兩端分別通過一對支撐桿與B軸機架的兩側相連，B軸機架傳動軸的兩端分別通過一軸承座安裝于A軸機架的頂部兩側，B軸機架傳動軸的兩端伸出軸承座后分別套接有一 B軸傳動齒輪，B軸傳動齒輪通過一傳動帶與一 B軸驅動電機輸出軸端的主動齒輪相連。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:該五軸聯動的三維激光切割機，當切割加工時，A軸驅動機構驅動安裝在A軸機架上的B軸機架在豎直面內翻轉的同時也在水平面內旋轉，通過A軸旋轉工作臺和B軸旋轉工作臺的配合，把工件需要切割的部分旋轉到方便加工的位置或角度。另一方面，X軸平移機構推動激光器安裝座沿X軸方向移動，Y軸平移機構推動龍門架沿Y軸方向移動，Z軸平移機構推動激光傳導系統(tǒng)安裝板沿Z軸方向移動，通過X、Y、Z軸平移機構的配合，將激光切割頭調節(jié)到便于切割工件的位置。在激光切割頭運動和工作臺運動的配合下，實現工件的五軸加工，切割出具有復雜空間曲面的異形工件。激光光束不需要進行多次光路轉換，激光功率損失小，切割效率高、精度高，同時也簡化了電工裝配，降低了生產成本。激光切割頭的運動簡單，控制編程方便，操控性強。此外，由于床身、工作臺采用分體式結構，可避免工作臺在運行時產生的振動傳到激光器上，從而保證激光傳輸的穩(wěn)定性，良好的光束質量可保證激光切割機的加工精度。
(四)
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0014]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1的左視結構示意圖；
[0016]圖3為圖1的右視結構示意圖。
[0017]圖中，I床身，2龍門架，3激光器，4激光切割頭，5激光器安裝座，6反射鏡座，7激光傳導系統(tǒng)安裝板，8立柱，9 A軸機架，10 B軸機架，11 Y軸齒條式導軌，12 Y軸驅動電機，13 X軸齒條式導軌，14 X軸驅動電機，15絲杠導軌，16 Z軸驅動電機，17 A軸機架傳動軸，18底座，19 A軸傳動齒輪，20 A軸驅動電機，21 B軸機架傳動軸，22支撐桿，23 B軸傳動齒輪，24 B軸驅動電機。
(五)
【具體實施方式】
[0018]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0019]如圖1-圖3中所示，該實施例包括床身1、工作臺、龍門架2以及激光切割系統(tǒng)，所述工作臺包括A軸旋轉工作臺和設于其上方的B軸旋轉工作臺，所述激光切割系統(tǒng)包括激光器3、激光傳導系統(tǒng)和激光切割頭4，所述龍門架2通過一 Y軸平移機構沿床身I的長度方向移動，在龍門架2的頂部設有一激光器安裝座5，激光器3設于激光器安裝座5的頂部，激光器安裝座5通過一 X軸平移機構沿床身I的寬度方向在龍門架2的頂部移動，所述激光傳導系統(tǒng)包括一反射鏡座6，反射鏡座6豎直放置的直角側面與激光器3出口相連，設于反射鏡座6下方的激光切割頭4安裝在一激光傳導系統(tǒng)安裝板7上，激光切割頭4的軸線與反射鏡座6的出射軸線共線，在激光器安裝座5的頂部設有一立柱8，所述激光傳導系統(tǒng)安裝板7通過一 Z軸平移機構沿立柱8上下移動。
[0020]所述A軸旋轉工作臺包括一 A軸機架9以及驅動A軸機架9在水平面旋轉的A軸驅動機