能够进行空间小轮廓快速切割的激光切割机床

摘要

本发明公开了一种能够进行空间小轮廓快速切割的激光切割机床，包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、A轴模组、C轴模组和激光切割头，其中，所述C轴模组固定在Z轴模组的滑动体上，所述A轴模组固定在C轴模组的转动体上，还包括C2轴模组和C3轴模组，所述C2轴模组固定安装在A轴模组的转动体上，所述C3轴模组固定安装在C2轴模组的转动体上，所述C2轴模组、C3轴模组以及C轴模组的转动中心线均与Z轴模组的滑动方向平行，所述激光切割头固定安装在C3轴模组的转动体上。本发明的有益效果是：在切割空间小轮廓时，X、Y、Z、A和C轴均能够保持不动，具有更高的切割效率。

说明书

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体涉及一种能够进行空间小轮廓快速切割的激光切割机床。

背景技术

龙门架构式五轴激光加工机床包括三个直线轴和两个旋转轴，具体为：X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴，其中，X轴、Y轴、Z轴为直线运动，A轴为中心线与X轴平行的旋转运动，C轴为中心线与Z轴平行的旋转运动。龙门式五轴激光加工机床能够适用于加工大尺寸零件，如：汽车板件、飞机板件等。

在现有技术中，五轴激光加工机床在板件上切割小轮廓(如小直径孔)时，不仅需要移动A和C轴电机，还需要移动质量更大X轴、Y轴和Z轴，所以运动过程中惯性大，移动困难，灵活性欠缺，从而导致空间小轮廓切割效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够进行空间小轮廓快速切割的激光切割机床，在切割空间小轮廓时，X、Y、Z、A和C轴均能够保持不动，具有更高的切割效率。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种能够进行空间小轮廓快速切割的激光切割机床，包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、A轴模组、C轴模组和激光切割头，其中，所述C轴模组固定在Z轴模组的滑动体上，所述A轴模组固定在C轴模组的转动体上，其关键在于：还包括C2轴模组和C3轴模组，所述C2轴模组固定安装在A轴模组的转动体上，所述C3轴模组固定安装在C2轴模组的转动体上，所述C2轴模组、C3轴模组以及C轴模组的转动中心线均与Z轴模组的滑动方向平行，所述激光切割头固定安装在C3轴模组的转动体上。

优选的，所述C2轴模组包括C2电机和第二旋转部件，所述第二旋转部件上设有中心线互相平行的左装配孔和右装配孔，所述C2电机的输出轴固定安装在右装配孔内；

所述C3轴模组包括C3电机和第三旋转部件，所述C3电机的输出轴转动设置在左装配孔内，所述第三旋转部件位于左装配孔内，并与C3电机的输出轴固定连接。

优选的，所述第二旋转部件对应左装配孔和右装配孔的位置分别设有左支撑筒和右支撑筒，所述左支撑筒的开口朝下，右支撑筒的开口朝上，所述A轴模组的转动体上设有开口朝下的连接筒，连接筒以转动配合的方式套装在右支撑筒上，所述C2电机固定在连接筒上端，所述C3电机固定在左支撑筒的上端。

优选的，所述第三旋转部件具有装配筒和从装配筒底部沿径向向外延伸的安装板，所述装配筒转动套装在所述左装配孔内，所述C3电机的输出轴固定安装在装配筒内部。

优选的，所述激光切割头与C3轴模组的转动体之间设有W轴模组，W轴模组为直线运动模组，其用于带动激光切割头升降运动。

优选的，所述连接筒与左支撑筒的上端齐平。

优选的，所述C轴模组包括C轴电机和第一旋转部件，其中，C轴电机固定安装在所述Z轴模组的滑动体上，第一旋转部件固定连接在C轴电机的输出轴上，所述A轴模组包括固定安装在第一旋转部件上的A轴电机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、当需要在板件上实施小轮廓切割时，仅让C2轴模组和C3轴模组协同动作即可实现小轮廓切割加工，此过程无需X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、A轴模组和C轴模组参与运动，切割运动具有更小的运动惯量，能够显著的提升小轮廓切割加工的工作效率。

2、C2轴模组和C3轴模组之间的装配衔接结构设计合理，可靠性好，具有安装方便、各部分旋转中心平行度高的技术优势。

附图说明

图1为激光切割机床的工作原理示意图；

图2为激光切割机床在C2轴、C3轴、C轴以及A轴位置的局部剖视图；

图3为展现第二旋转部件7b、第三旋转部件和A轴模组4转动体4b连接关系的局部分解示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种激光切割机床，其结构包括X轴模组1、Y轴模组2、Z轴模组3、A轴模组4、C轴模组5、激光切割头6、C2轴模组7和C3轴模组8。其中，X轴模组1、Y轴模组2、Z轴模组3均为现有的直线运动模组，此处不再进一步赘述。A轴模组4、C轴模组5、C2轴模组7和C3轴模组8均为旋转运动模组。C轴模组5固定在Z轴模组3的滑动体3a上，A轴模组4固定在C轴模组5的转动体上，C2轴模组7固定安装在A轴模组4的转动体上，C3轴模组8固定安装在C2轴模组7的转动体上，C2轴模组7、C3轴模组8以及C轴模组5的转动中心线均与Z轴模组3的滑动方向平行，激光切割头6固定安装在C3轴模组8的转动体上。

基于上述机床的结构设置，X轴模组1、Y轴模组2、Z轴模组3、A轴模组4和C轴模组5的设置，能够满足激光切割头6对大尺寸板件进行大轮廓切割。由于C2轴模组7能够带动C3轴模组8旋转，C3轴模组8能够带动激光切割头6旋转，并且各部分之间的转动中心线平行，所以当需要在板件上实施小孔一类的小轮廓切割时，仅需让C2轴模组7和C3轴模组8协同动作即可实现小轮廓切割加工，此过程无需X轴模组1、Y轴模组2、Z轴模组3、A轴模组4和C轴模组5参与运动，保持静止即可，使得小轮廓切割加工时具有更小的运动惯量，从而达到了提升加工效率的目的。

进一步的，再如图2所示，C轴模组5包括C轴电机5a和第一旋转部件5b，其中，C轴电机5a固定安装在Z轴模组3的滑动体3a上，第一旋转部件5b固定连接在C轴电机5a的输出轴c上，C轴模组5的转动体即第一旋转部件5b和输出轴c构成的总体。

A轴模组4包括A轴电机4a和第四旋转部件4b，其中A轴电机4a固定安装在第一旋转部件5b上，第四旋转部件4b固定连接在A轴电机4a的输出轴d上，A轴模组4的转动体即第四旋转部件4b和输出轴d构成的总体。

C2轴模组7包括C2电机7a和第二旋转部件7b，其中，C2电机7a固定安装在第四旋转部件4b上，第二旋转部件7b固定连接在C2电机7a的输出轴b上，C2轴模组7的转动体即第二旋转部件7b和输出轴b构成的总体。

C3轴模组8包括C3电机8a和第三旋转部件8b，其中，C3电机8a固定安装在第二旋转部件7b上，第三旋转部件8b固定连接在C3电机8a的输出轴a上，C3轴模组8的转动体即第三旋转部件8b和输出轴a构成的总体。

再如图2和3所示，第二旋转部件7b两端分布设有左支撑筒7b3和右支撑筒7b4，左支撑筒7b3具有开口朝下的左装配孔7b1，右支撑筒7b4具有开口朝上的右装配孔7b2，左装配孔7b1和右装配孔7b2中心线互相平行，C2电机7a的输出轴b固定安装在右装配孔7b2内，C3电机8a的输出轴a转动设置在左装配孔7b1内，第三旋转部件8b位于左装配孔7b1内，并与C3电机8a的输出轴a固定连接。

进一步的，再结合图3可以看出，A轴模组4的第四旋转部件4b上设有开口朝下的连接筒4b1，连接筒4b1以转动配合的方式套装在右支撑筒7b4上，C3轴模组8的第三旋转部件8b具有开口朝上的装配筒8b1，装配筒8b1转动套装在所述左装配孔7b1内，C2电机7a固定在连接筒4b1上端，C3电机8a固定在左支撑筒7b3的上端。以上装配结构具备的技术效果时：在装配时，以第二旋转部件7b为基准，在左端自下而上的装配第三旋转部件8b，在右端自上而下的装配第四旋转部件4b，不仅具有装配方便的技术优势，而且还保证了C2轴模组7和C3轴模组8旋转中心线的平行度。

产品组装完成后，连接筒4b1与左支撑筒7b3的上端齐平，如此设计，能够保持产品装配后的外观质量。

在本实施例中，激光切割头6通过W轴模组9安装在C3轴模组8的转动体上，W轴模组9为直线运动模组，其用于带动激光切割头6升降运动。当激光切割对象为曲面板材时，W轴模组9带动激光切割头6升降运动，能够保证激光切割头6距离激光切割对象的表面为恒定距离，有助于保证切割质量。W轴模组9的具体方式为：第三旋转部件8b的装配筒8b1底部设有沿径向向外延伸的安装板8b2，W轴模组9安装在激光切割头6与安装板8b2之间。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。