[發明專利]一種新型三維五軸激光切割頭結構

在審

• 申請號: 202111190104.X
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113814579A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 李鋼;范衛國;周文浩;金輝;許明陽
• 申請（專利權）人: 無錫新松機器人自動化有限公司
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 劉秀穎

本發明公開了一種新型三維五軸激光切割頭結構，包括可變準直系統、光路系統、隨動系統、防碰撞系統、B軸主體、雙曲線齒輪減速機構、切割頭主體、上蓋和前蓋，所述可變準直系統由準直電機、旋轉軸、導軌、可變準直座、準直鏡組座和準直模塊組成；所述光路系統由一號軸、第一折返鏡、二號軸、第二折返鏡、切割頭主體、聚焦模塊、和切割嘴組成，所述隨動系統由隨動電機、斜齒輪直角傳動機構、傳動絲杠、第二導軌和升降連接件組成。本發明通過設置有可變準直系統，具備可調節功能：現有的帶準直功能的激光切割頭維護或更換步驟非常繁瑣，工作量高，調整周期長，本系統設計了調節裝置，可直接調整準直鏡組軸向位置，大幅減少拆裝時間。

技術領域

本發明涉及激光切割技術領域，尤其涉及一種新型三維五軸激光切割頭結構。

背景技術

三維五軸激光切割系統，廣泛應用于三維金屬鈑金件、金屬管類件的激光切割，是汽車行業高強鋼、熱成型鋼、低碳鋼、鍍鋅板材、鋁、不銹鋼等材料零部件的高效率、高智能的加工裝備。當前，我國發展成為全球最大的汽車市場，對能夠實現復雜曲面三維零件或異型管件的高速高精三維激光切割設備需求日益迫切，因此對三維五軸激光切割系統的開發研究意義重大。

在激光切割中，原始激光束穿過光路后經由噴嘴照射到加工物體表面。現有三維激光切割結構存在光路結構復雜，調試難度大，維護成本高，光路不穩定的問題，且隨動系統普遍精度較低、響應速度慢，防碰撞系統無法及時反饋碰撞信息等，影響切割質量，提高切割難度。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有三維激光切割結構存在光路結構復雜，調試難度大，維護成本高，光路不穩定的問題，且隨動系統普遍精度較低、響應速度慢，防碰撞系統無法及時反饋碰撞信息等，影響切割質量，提高切割難度的缺點，而提出的一種新型三維五軸激光切割頭結構。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種新型三維五軸激光切割頭結構，包括可變準直系統、光路系統、隨動系統、防碰撞系統、B軸主體、雙曲線齒輪減速機構、切割頭主體、上蓋和前蓋，所述可變準直系統由準直電機、旋轉軸、導軌、可變準直座、準直鏡組座和準直模塊組成；所述光路系統由一號軸、第一折返鏡、二號軸、第二折返鏡、切割頭主體、聚焦模塊、和切割嘴組成，所述隨動系統由隨動電機、斜齒輪直角傳動機構、傳動絲杠、第二導軌和升降連接件組成，所述防碰撞系統由上部連接件、電磁鐵、耐熱釹磁鐵、上電路板、下電路板、上緊箍、波紋防護罩和下緊箍組成。

進一步的，所述可變準直座與準直模塊相連接，準直電機帶動旋轉軸使準直鏡組座沿導軌上下移動，實現準直鏡組的軸向調節，光纖出來的激光束經過所述可變準直系統后變為理想的平行光束，平行光束在光路系統中經過一號軸、第一折返鏡、二號軸、第二折返鏡、切割頭主體、聚焦模塊，最后從切割嘴處聚焦到加工物體表面。

進一步的，所述雙曲線齒輪減速機構安裝在B軸主體內，帶動切割頭主體沿二號軸軸線旋轉。

進一步的，所述隨動系統中第二導軌連接在升降連接件上，通過隨動電機帶動斜齒輪直角傳動機構旋轉、斜齒輪直角傳動機構與傳動絲杠相連，將旋轉運動轉換為直線運動，升降連接件與上部連接件剛性連接，最終保證切割嘴與工件加工表面的高度一致。

進一步的，所述防碰撞系統中，上緊箍和下緊箍分別將波紋防護罩固定在上部連接件和聚焦模塊之間，上電路板、電磁鐵固定在上部連接件，下電路板、耐熱釹磁鐵固定在聚焦模塊上，上電路板和下電路板采用觸點連接方式。

進一步的，所述切割嘴與加工物體產生接觸時，上部連接件和聚焦模塊之間產生錯位，觸點斷開，反饋到控制系統，機床停止移動規避撞擊。

與現有技術相比，本發明提供了一種新型三維五軸激光切割頭結構，具備以下有益效果：