專利名稱：一種二維激光切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控板料激光切割機(jī)，尤其涉及具有局部高速切割功能的激光切割機(jī)的切割頭在中小范圍內(nèi)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
為了不斷完善、優(yōu)化激光切割機(jī)的精細(xì)化運(yùn)動，本申請人自2009年起對激光切割機(jī)的激光頭運(yùn)動系統(tǒng)不斷進(jìn)行了自主研發(fā)。于2010.6.10.向國家知識產(chǎn)權(quán)局同時(shí)提出了名稱為“一種激光切割機(jī)及其工作方法，201010196705. 7”以及“激光切割機(jī)， 201020221418. 2”兩項(xiàng)專利申請，前者與2011. 1. 26.公開，公開號:CN101862909Ao該項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)為克服前述問題，它采用在橫梁上的激光頭座上增設(shè)X向短導(dǎo)軌，與激光頭座相對于橫梁的Y向運(yùn)動復(fù)合，完成小范圍區(qū)域內(nèi)激光頭的運(yùn)動，進(jìn)而在小范圍運(yùn)動時(shí)無需橫梁進(jìn)行X向進(jìn)給運(yùn)動，大大降低設(shè)備的使用能耗。它能夠像小幅面激光切割機(jī)一樣，具有高的切割質(zhì)量、高效率，高精度，且切割過程中驅(qū)動系統(tǒng)消耗的功率較小的效果。但該方案中采用的激光頭座結(jié)構(gòu)仍然顯得較為龐大、笨重，造成運(yùn)動慣性大，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行精度低；且在需要改變激光頭Z向高度時(shí)，需單獨(dú)的Z向驅(qū)動機(jī)構(gòu)。為此，本申請人于2011. 5. 16.向國家知識產(chǎn)權(quán)局又遞交了名稱為“一種復(fù)合驅(qū)動技術(shù)的數(shù)控激光切割機(jī)”、申請?zhí)枴?01110125783. 2”的專利申請。采用了更為輕巧的線性驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通過連桿驅(qū)動激光切割頭運(yùn)動。該技術(shù)方案的優(yōu)勢突出，但申請人研發(fā)團(tuán)隊(duì)中有技術(shù)人員認(rèn)為還具有進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)、簡化控制編程的研發(fā)空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題，提供了一種結(jié)構(gòu)更加簡化，后續(xù)控制編程更加方便，使得操控性更優(yōu)越的二維激光切割機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是所述激光切割機(jī)包括機(jī)體、橫梁、激光切割頭和激光發(fā)生器，所述機(jī)體和橫梁通過設(shè)在機(jī)體上的X向?qū)к壪噙B，所述橫梁的側(cè)面設(shè)有Y向?qū)к?，所述激光切割頭通過局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)活動連接在所述橫梁側(cè)面的Y向?qū)к壣希?br> 所述局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動支座、雙向空心螺旋軸、導(dǎo)光筒、絲母一、驅(qū)動電機(jī)一、 絲母二、驅(qū)動電機(jī)二和至少兩只反射鏡組；
所述Y向運(yùn)動支座的背面設(shè)有用于連接所述Y向?qū)к壍幕?；所述Y向運(yùn)動支座的正面設(shè)有上、下相互平行的支撐耳一和支撐耳二，所述支撐耳一上開設(shè)有孔一、支撐耳二開設(shè)有孔二，所述孔一和孔二同軸心；所述絲母一設(shè)置在孔一內(nèi)，所述絲母二設(shè)置在孔二內(nèi)，所述絲母一和絲母二的旋向相反；
所述雙向空心螺旋軸的外表面的上半部分和下半部分分別設(shè)有旋向相反、螺距相等的外螺紋，上半部分螺紋與所述絲母一相連、下半部分螺紋與所述絲母二相連；
所述至少兩只反射鏡組包括反射鏡組一和反射鏡組二，所述反射鏡組一固定連接在所述雙向空心螺旋軸的下端，反射鏡組二通過所述導(dǎo)光筒與所述反射鏡組一相連；所述激光切割頭固定連接反射鏡組二。
所述導(dǎo)光筒與所述雙向空心螺旋軸之間的夾角為70-110°。
激光切割頭與所述雙向空心螺旋軸平行。
本發(fā)明在Y向運(yùn)動支座上設(shè)置“直立”的雙向空心螺旋軸，利用該軸的空心部分實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光作用，該軸外部上、下部分設(shè)置旋向相反的螺旋(紋)，該軸與Y向運(yùn)動支座之間通過一對旋向相反的絲母連接；當(dāng)一對絲母同向同速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，驅(qū)動該軸圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)；當(dāng)一對絲母反向同速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時(shí)，驅(qū)動該軸在Z軸向垂直運(yùn)動。在該軸與激光頭之間設(shè)置一導(dǎo)光筒，導(dǎo)光筒起“橫桿”的作用，在該軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過導(dǎo)光筒帶動遠(yuǎn)端的激光切割頭做圓周運(yùn)動(以該軸軸心為圓心);與Y向運(yùn)動支座-橫梁之間的Y向運(yùn)動復(fù)合，即能完成中小范圍內(nèi)二維平面上的加工。此外本發(fā)明中起“橫桿”作用的導(dǎo)光筒負(fù)荷很小(僅僅負(fù)荷激光切割頭和反射鏡組二)，撓度變形小，使得加工精度能夠提高。相對于現(xiàn)有技術(shù)，首先，在控制方面， 在小范圍內(nèi)進(jìn)行精度加工只需復(fù)合Y向直線運(yùn)動和繞Z軸圓周即能實(shí)現(xiàn)；其次，Y軸運(yùn)動部件的體積和重量明顯大幅度減小，不需要直線導(dǎo)軌等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡單，動作靈敏； 然后，還能通過Z向升降運(yùn)動，能使激光焦點(diǎn)與被切割板面的距離保持恒定；最終使得本發(fā)明的整機(jī)防護(hù)簡單、速度、精度、剛性顯著提升。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明中局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中I是機(jī)體，2是橫梁，3是局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)，30是Y向運(yùn)動支座，301是滑槽，302是支撐耳一，303是支撐耳二，31是反射鏡組三，32是反射鏡組一，33是反射鏡組二，4是激光切割頭，5是光束，6是雙向空心螺旋軸，61上半部分，62是下半部分，71是絲母一，72是絲母二，8是導(dǎo)光筒。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明如圖1、2所示，所述激光切割機(jī)包括機(jī)體I、橫梁2、激光切割頭4和激光發(fā)生器，所述機(jī)體I和橫梁2通過設(shè)在機(jī)體上的X向?qū)к壪噙B，所述橫梁的側(cè)面設(shè)有Y向?qū)к?，所述激光切割頭4通過局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)3活動連接在所述橫梁2側(cè)面的Y向?qū)к壣?在圖 I中標(biāo)示了 X、Y、Z坐標(biāo)系)；所述局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動支座30、雙向空心螺旋軸6、導(dǎo)光筒8、絲母一 71、驅(qū)動電機(jī)一、絲母二 72、驅(qū)動電機(jī)二和至少兩只反射鏡組(反射鏡組一 32、反射鏡組二 33)；所述Y向運(yùn)動支座30的背面設(shè)有用于連接所述Y向?qū)к壍幕?01 ;所述Y向運(yùn)動支座30的正面設(shè)有上、下相互平行的支撐耳一 302和支撐耳二 303，所述支撐耳一 302上開設(shè)有孔一、支撐耳二 303開設(shè)有孔二，所述孔一和孔二同軸心；所述絲母一 71設(shè)置在孔一內(nèi)， 所述絲母二 72設(shè)置在孔二內(nèi)，所述絲母一 71和絲母二 72的旋向相反；驅(qū)動電機(jī)一和驅(qū)動電機(jī)二設(shè)置在Y向運(yùn)動支座30，分別驅(qū)動絲母一 71和絲母二 72運(yùn)動。
所述雙向空心螺旋軸6的外表面的上半部分和下半部分分別設(shè)有旋向相反、螺距相等的外螺紋，所述雙向空心螺旋軸6的上半部分61螺紋與所述絲母一 71適配、下半部分 62與所述絲母二 72適配，所述雙向空心螺旋軸6的上半部分61和下半部分62分別與絲母一 61和絲母二 62相連；所述至少兩只反射鏡組包括反射鏡組一 32和反射鏡組二 33，所述反射鏡組一 32固定連接在所述雙向空心螺旋軸6的下端，反射鏡組二 33通過所述導(dǎo)光筒8與所述反射鏡組一 32相連；所述激光切割頭4固定連接反射鏡組二 33。鑒于激光切割機(jī)的光路一般平行于橫梁2進(jìn)入激光切割頭運(yùn)動部件，因此可以在本發(fā)明的雙向空心螺旋軸6的上端口增設(shè)反射鏡組三31，用于將水平的光束5 (在圖中以點(diǎn)線表示)反射入雙向空心螺旋軸6的軸孔內(nèi)。
所述導(dǎo)光筒8與所述雙向空心螺旋軸6之間的夾角為70-110°。尤其是當(dāng)夾角小于90°時(shí)，激光切割頭4的最低端能提高，或者說激光切割頭4的最低端更接近反射鏡組一 32的最低端，使得結(jié)構(gòu)更加緊湊；不排除在一些特殊機(jī)型橫梁2與工作臺之間高度差較大， 此時(shí)夾角大于90°時(shí)，能時(shí)激光切割頭4更接近工作臺。
激光切割頭4與所述雙向空心螺旋軸6平行。
權(quán)利要求
1.一種二維激光切割機(jī)，所述激光切割機(jī)包括機(jī)體、橫梁、激光切割頭和激光發(fā)生器， 所述機(jī)體和橫梁通過設(shè)在機(jī)體上的X向?qū)к壪噙B，所述橫梁的側(cè)面設(shè)有Y向?qū)к?，其特征在于，所述激光切割頭通過局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)活動連接在所述橫梁側(cè)面的Y向?qū)к壣?；所述局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動支座、雙向空心螺旋軸、導(dǎo)光筒、絲母一、驅(qū)動電機(jī)一、 絲母二、驅(qū)動電機(jī)二和至少兩只反射鏡組；所述Y向運(yùn)動支座的背面設(shè)有用于連接所述Y向?qū)к壍幕郏凰鯵向運(yùn)動支座的正面設(shè)有上、下相互平行的支撐耳一和支撐耳二，所述支撐耳一上開設(shè)有孔一、支撐耳二開設(shè)有孔二，所述孔一和孔二同軸心；所述絲母一設(shè)置在孔一內(nèi)，所述絲母二設(shè)置在孔二內(nèi)，所述絲母一和絲母二的旋向相反；所述雙向空心螺旋軸的外表面的上半部分和下半部分分別設(shè)有旋向相反、螺距相等的外螺紋，上半部分螺紋與所述絲母一相連、下半部分螺紋與所述絲母二相連；所述至少兩只反射鏡組包括反射鏡組一和反射鏡組二，所述反射鏡組一固定連接在所述雙向空心螺旋軸的下端，反射鏡組二通過所述導(dǎo)光筒與所述反射鏡組一相連；所述激光切割頭固定連接反射鏡組二。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維激光切割機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)光筒與所述雙向空心螺旋軸之間的夾角為70-110°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種二維激光切割機(jī)，其特征在于，激光切割頭與所述雙向空心螺旋軸平行。
全文摘要
一種二維激光切割機(jī)。涉及具有局部高速切割功能的激光切割機(jī)的切割頭在中小范圍內(nèi)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的的改進(jìn)。提供了一種結(jié)構(gòu)簡化，后續(xù)控制編程方便的二維激光切割機(jī)。激光切割機(jī)包括機(jī)體、橫梁、激光切割頭和激光發(fā)生器，所述機(jī)體和橫梁通過設(shè)在機(jī)體上的X向?qū)к壪噙B，所述橫梁的側(cè)面設(shè)有Y向?qū)к?，所述激光切割頭通過局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)活動連接在所述橫梁側(cè)面的Y向?qū)к壣?；所述局部運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括Y向運(yùn)動支座、雙向空心螺旋軸、導(dǎo)光筒、絲母一、驅(qū)動電機(jī)一、絲母二、驅(qū)動電機(jī)二和至少兩只反射鏡組；在Y向運(yùn)動支座上設(shè)置“直立”的雙向空心螺旋軸，在該軸與激光頭之間設(shè)置一導(dǎo)光筒，導(dǎo)光筒起“橫桿”的作用。使得整機(jī)防護(hù)簡單、速度、精度、剛性顯著提升。
文檔編號B23K26/08GK102528287SQ201110396779
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月5日
發(fā)明者周鵬飛, 潘志華, 胡金龍 申請人:江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司