[發明專利]一種混聯五軸激光切割機

有效

• 申請號: 201110233707.3
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102284795A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 周鵬飛;胡金龍;翟東升
• 申請（專利權）人: 江蘇揚力數控機床有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/08;B23K26/42
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及激光切割機的驅動機構，尤其涉及一種并聯、混聯型五軸驅動機構的激光切割機。

背景技術

??激光切割工藝由于其速度快、切縫窄、熱影響區小、切縫邊緣垂直度好、切邊光滑、切割材料范圍廣等諸多優點，在很多領域應用越來越廣。隨著激光應用技術的發展，三維空間曲線的激光切割以其先進、靈活、適應性強等特點，在國外的汽車工業、航空航天工業等諸多領域都取得了廣泛的應用。使用三維激光切割，不僅可以節省樣板及工裝設備，還大大縮短了生產準備周期。

???目前大多數三維激光切割機，主機傳動機構均為串聯方式。串聯機構的切割頭運動軌跡控制都是建立在笛卡爾坐標系中，動作控制過程的數學運算簡單，但是機械結構復雜、笨重，設備動態響應速度差，零部件壽命低，無論光束以何種方式傳輸，都需要價格昂貴的三維激光切割頭。

???發明內容

本發明針對以上問題，提供了一種結構更加靈巧、剛性更大、慣性更小、精度更高的混聯五軸激光切割機。

本發明的技術方案是：所述激光切割機包括機體1、設在機體1上的X向導軌1a、與X向導軌1a活動連接的橫梁2、激光切割頭9和控制器，在所述橫梁2的側面設有Y向導軌2a，所述激光切割頭9通過混聯裝置與所述橫梁2側面的Y向導軌2a活動連接；

所述混聯裝置包括Y托板3機構、Z托板4機構、驅動架7、環形支撐架8、一對驅動塊5機構和一對連桿6；

所述Y托板3機構包括Y托板3和Y托板驅動電機；所述Y托板3的背面設一副Y向導軌槽3b、正面設一副Z向導軌3a；所述Y托板3通過所述一副Y向導軌槽3b與所述Y向導軌2a活動連接；所述Y托板驅動電機設在所述Y托板3上、驅動所述Y托板3相對于所述橫梁2作Y向直線往復運動；

所述Z托板4機構包括Z托板4和Z托板驅動電機；所述Z托板4的背面設一副Z向導軌槽4b、正面設Y向副導軌4a和支架4c；所述Z托板4通過所述一副Z向導軌槽4b與所述一副Z向導軌3a活動連接；所述Z托板驅動電機設在所述Z托板4上、驅動所述Z托板4相對于所述Y托板3作Z向直線往復運動；

所述一對驅動塊5機構包括一對驅動塊5和驅動塊驅動電機；所述驅動塊5設有Y向副導軌槽；所述驅動塊5通過所述Y向副導軌槽與所述Y向副導軌4a活動連接；所述驅動塊驅動電機設在所述驅動塊5上、驅動所述驅動塊5相對于所述Z托板4做Y向往復直線運動；

所述環形支撐架8的Y方向的兩側端分別設有鉸銷一8a、X方向的兩側端分別設有銷孔8b，所述環形支撐架8通過所述鉸銷一8a與所述支架4c活動連接；

所述驅動架7整體呈L狀，底部設用于安裝激光切割頭的環形連接座，所述環形連接座X方向的兩側端分別設有鉸銷二7b；所述鉸銷二7b與所述銷孔8b活動連接；

所述一對連桿6的一端通過萬向鉸結構與所述驅動塊5活動連接，另一端通過萬向鉸機構連接在所述驅動架7頂部Y方向的側面；

所述Y托板驅動電機、Z托板驅動電機和一對驅動塊驅動電機分別連接控制器。

所述萬向鉸機構為球頭鉸接頭或虎克鉸接頭。

所述橫梁2沿X向導軌1a的X向運動為所述激光切割頭的X軸向基本運動；

所述Y軸托板3沿Y向導軌2a的Y向運動為所述激光切割頭的Y軸向基本運動；

所述Z軸托板4沿Z向導軌3a的Z向運動為所述激光切割頭的Z軸向基本運動；

所述X、Y、Z三個軸向基本運動構成所述激光切割頭的串聯運動形式；

所述環形支撐架8圍繞所述支架4c上鉸銷一8a軸心的旋轉運動為所述激光切割頭的C軸向運動；

所述驅動架7圍繞所述環形支撐架8上鉸銷二7b軸心的旋轉運動為所述激光切割頭的A軸向運動；

所述激光切割頭9的A、C軸向運動是由所述一對驅動塊5通過各自連桿驅動驅動架7實現的；所述A、C軸向運動構成所述激光切割頭的并聯運動形式；

使得所述激光切割頭9在所述X、Y、Z軸向的串聯運動形式與A、C軸向的并聯運動形式共同構成的運動環境中實現混聯五軸運動。