專利名稱：光纖激光頭用多軸支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光加工領(lǐng)域，具體涉及一種光纖激光頭用多軸支架。
背景技術(shù)：
激光加工一般通過光束與被加工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的激光加工設(shè)備通常只能實(shí)現(xiàn)光束與被加工件之間簡(jiǎn)單的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如使激光頭或工件在XY平面的移動(dòng)來(lái)完成激光加工，難于適用較復(fù)雜的激光加工諸如圓管類的旋轉(zhuǎn)焊接或切割等。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述問題提供一種光纖激光頭用多軸支架，可用于諸如圓管或異體管類的多角度旋轉(zhuǎn)焊接或切割。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是光纖激光頭用多軸支架，它包括機(jī)架、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、吊架、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、激光頭座19、激光頭20、光纖21，其特征是機(jī)架1的中間梁11上固定一X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上固定一Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊架6的中梁28固定連接，吊架6可相對(duì)機(jī)架1沿X軸、Y軸移動(dòng)；吊架6位于機(jī)架1的框架內(nèi)，吊架6的底部中梁31上設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸8的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂23的一端固定連接，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母32與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿12的上端固定連接，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下支桿14的下端活動(dòng)連接一激光頭座19，激光頭20固定在激光頭座19上，光纖21的一端與激光頭20相連接，另一端與激光器的輸出端相連接。
本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)，吊架6可隨X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸向移動(dòng)而移動(dòng)，即吊架6帶動(dòng)激光頭座19沿X軸、Y軸方向調(diào)整，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)以回轉(zhuǎn)軸8軸心為圓心旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)半徑由旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)手動(dòng)調(diào)整，調(diào)整Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)至回轉(zhuǎn)軸8的軸心的距離(即旋轉(zhuǎn)半徑)，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)上下調(diào)整，通過激光頭20實(shí)現(xiàn)圓管或異體管類的多角度旋轉(zhuǎn)焊接或切割。


圖1是本實(shí)用新型主視圖圖2是圖1左視圖圖3是本實(shí)用新型機(jī)架1、吊架6的俯視圖圖中1——機(jī)架、2——固定板、3——X軸方向、4——絲桿螺母副、5——螺母、6——吊架、7——固定座、8——回轉(zhuǎn)軸、9——齒輪換向機(jī)構(gòu)、10——電機(jī)、11——中間梁、12——上支桿、13——絲桿螺母副、14——下支桿、15——轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄、16——絲桿、17——減震墊鐵、18——滾輪、19——激光頭座、20——激光頭、21——光纖、22——絲桿螺母副、23——支臂、24——電機(jī)、25——電機(jī)、26——Y軸、27——固定座、28——上部中梁、29——螺母、30——絲桿螺母副、31——底部中梁、32——螺母、33——固定座。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3所示，光纖激光頭用多軸支架，它包括機(jī)架、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、吊架、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、激光頭座19、激光頭20、光纖21，機(jī)架1的中間梁11上固定一X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上固定一Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊架6的中梁28固定連接，吊架6可相對(duì)機(jī)架1沿X軸、Y軸移動(dòng)；吊架6位于機(jī)架1的框架內(nèi)，吊架6的底部中梁31上設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸8的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂23的一端固定連接，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母32與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿12的上端固定連接，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下支桿14的下端活動(dòng)連接一激光頭座19，激光頭20固定在激光頭座19上，光纖21的一端與激光頭20相連接，另一端與激光器的輸出端相連接。
如圖2所示，所述的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)24、固定板2、絲桿螺母副4、固定座7，固定座7與機(jī)架1的中間梁11固定連接，固定座7與中間梁11之間設(shè)有固定板2，固定座上設(shè)有絲桿螺母副4，絲桿螺母副4的絲桿與電機(jī)24的輸出軸相連接，電機(jī)24與固定座7連接，絲桿螺母副4的螺母5與Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定座27固定連接。電機(jī)24旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母5沿絲桿方向(X軸方向3移動(dòng))，帶動(dòng)固定座27沿X軸方向3移動(dòng)，從而帶動(dòng)吊架6沿X軸方向3移動(dòng)。
如圖1所示，所述的Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定座27、絲桿螺母副30、電機(jī)25，固定座27上設(shè)有絲桿螺母副30、絲桿螺母副30的絲桿與電機(jī)25的輸出軸相連接，絲桿螺母副30的螺母29與吊架6的上部中梁28固定連接，絲桿螺母副30與絲桿螺母副4的軸線互相垂直。電機(jī)25旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母29沿絲桿方向(Y軸方向26移動(dòng))，帶動(dòng)吊架6沿Y軸方向26移動(dòng)。
如圖1、圖2、所示，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)10、齒輪換向機(jī)構(gòu)9、回轉(zhuǎn)軸8、電機(jī)10，齒輪換向機(jī)構(gòu)9固定在吊架6的底部中梁31上，電機(jī)10的輸出軸與齒輪換向機(jī)構(gòu)9的輸入齒輪軸相連接，齒輪換向機(jī)構(gòu)9的輸出齒輪與回轉(zhuǎn)軸8相嚙合，回轉(zhuǎn)軸8繞Z軸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸8的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂23的一端固定連接。齒輪換向機(jī)構(gòu)的作用是將電機(jī)10輸出軸繞X軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向成回轉(zhuǎn)軸8繞Z軸旋轉(zhuǎn)。
如圖1所示，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支臂23、絲桿螺母副22，支臂23的右端與回轉(zhuǎn)軸8的下端固定連接，支臂23上設(shè)有絲桿螺母副22，絲桿螺母副22的螺母32與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿12的上端固定連接，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿螺母副22的絲桿，使螺母32沿絲桿移動(dòng)，帶動(dòng)上支桿12移動(dòng)，調(diào)整Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)至回轉(zhuǎn)軸8的軸心的距離(即旋轉(zhuǎn)半徑)。
如圖2所示，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括上支桿12、絲桿螺母副13、下支桿14、固定座33，上支桿12的上端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母32固定連接，上支桿12的下端與固定座33固定連接，固定座33上設(shè)有絲桿螺母副13，絲桿螺母副13的螺母與下支桿14的上端固定連接，下支桿14的下端與激光頭座19活動(dòng)連接。手動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿螺母副13，下支桿14可上下移動(dòng)，即沿Z軸方向移動(dòng)。
回轉(zhuǎn)軸8為可穿插光纖的空心軸。使用時(shí)，將與激光頭20連接的光纖21穿過空心軸。而激光頭20是通過徑向軸承激光頭座19連接，激光頭20可以在激光頭座19自由旋轉(zhuǎn)，這樣當(dāng)激光頭20隨回轉(zhuǎn)軸8繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可避免光纖21扭曲甚至折斷。
為了方便將本實(shí)用新型推至加工現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)架1上還可設(shè)有滾輪18，滾輪18安裝在與機(jī)架1螺紋連接的絲桿16上。機(jī)架1進(jìn)入加工現(xiàn)場(chǎng)后，轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄15使絲桿16帶動(dòng)滾輪18上升，機(jī)架1由設(shè)在機(jī)架1上的減震墊鐵17支撐，以保證加工過程中機(jī)架1的穩(wěn)定。減震墊鐵17可與機(jī)架1螺紋連接，以便機(jī)架1的調(diào)平。
本實(shí)用新型的工作過程簡(jiǎn)述如下將本實(shí)用新型推至加工現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄15使絲桿帶動(dòng)滾輪18上升，使機(jī)架1由減震墊鐵17支撐，調(diào)整減震墊鐵17使機(jī)架1平穩(wěn)；通過交流伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿螺母副使吊架6在XY平面移動(dòng)確定圓管的軸心；通過調(diào)整絲桿螺母副22使與激光頭相連的下支桿沿支臂23移動(dòng)確定回轉(zhuǎn)半徑；通過調(diào)整絲桿螺母副13使下支桿沿上支桿的移動(dòng)使激光頭對(duì)準(zhǔn)不同高度的加工位；轉(zhuǎn)動(dòng)激光頭可使激光束以需要的角度對(duì)準(zhǔn)加工位；通過交流伺服電機(jī)10驅(qū)動(dòng)齒輪換向機(jī)構(gòu)使回轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)支臂和與激光頭相連的下支桿沿Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)焊接或切割。另外，本實(shí)用新型也可通過吊架6(XY方向移動(dòng))和支臂23(繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng))的聯(lián)動(dòng)來(lái)完成其曲線的焊接或切割。這種方式可以適用于圓或非圓的多種曲線的加工。
權(quán)利要求1.光纖激光頭用多軸支架，它包括機(jī)架、X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、吊架、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、激光頭座(19)、激光頭(20)、光纖(21)，其特征是機(jī)架(1)的中間梁(11)上固定一X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上固定一Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊架(6)的中梁(28)固定連接，吊架(6)可相對(duì)機(jī)架(1)沿X軸、Y軸移動(dòng)；吊架(6)位于機(jī)架(1)的框架內(nèi)，吊架(6)的底部中梁(31)上設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸(8)的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂(23)的一端固定連接，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母(32)與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿(12)的上端固定連接，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下支桿(14)的下端活動(dòng)連接一激光頭座(19)，激光頭(20)固定在激光頭座(19)上，光纖(21)的一端與激光頭(20)相連接，另一端與激光器的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光頭用多軸支架，其特征是所述的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(24)、固定板(2)、絲桿螺母副(4)、固定座(7)，固定座(7)與機(jī)架(1)的中間梁(11)固定連接，固定座(7)與中間梁(11)之間設(shè)有固定板(2)，固定座上設(shè)有絲桿螺母副(4)，絲桿螺母副(4)的絲桿與電機(jī)(24)的輸出軸相連接，電機(jī)(24)與固定座(7)連接，絲桿螺母副(4)的螺母(5)與Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定座(27)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光頭用多軸支架，其特征是所述的Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定座(27)、絲桿螺母副(30)、電機(jī)(25)，固定座(27)上設(shè)有絲桿螺母副(30)、絲桿螺母副(30)的絲桿與電機(jī)(25)的輸出軸相連接，絲桿螺母副(30)的螺母(29)與吊架(6)的上部中梁(28)固定連接，絲桿螺母副(30)與絲桿螺母副(4)的軸線互相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光頭用多軸支架，其特征是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(10)、齒輪換向機(jī)構(gòu)(9)、回轉(zhuǎn)軸(8)、電機(jī)(10)，齒輪換向機(jī)構(gòu)(9)固定在吊架(6)的底部中梁(31)上，電機(jī)(10)的輸出軸與齒輪換向機(jī)構(gòu)(9)的輸入齒輪軸相連接，齒輪換向機(jī)構(gòu)(9)的輸出齒輪與回轉(zhuǎn)軸(8)相嚙合，回轉(zhuǎn)軸(8)繞Z軸旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)軸(8)的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂(23)的一端固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光頭用多軸支架，其特征是旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)包括支臂(23)、絲桿螺母副(22)，支臂(23)的右端與回轉(zhuǎn)軸(8)的下端固定連接，支臂(23)上設(shè)有絲桿螺母副(22)，絲桿螺母副(22)的螺母(32)與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿(12)的上端固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖激光頭用多軸支架，其特征是Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括上支桿(12)、絲桿螺母副(13)、下支桿(14)、固定座(33)，上支桿(12)的上端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母(32)固定連接，上支桿(12)的下端與固定座(33)固定連接，固定座(33)上設(shè)有絲桿螺母副(13)，絲桿螺母副(13)的螺母與下支桿(14)的上端固定連接，下支桿(14)的下端與激光頭座(19)活動(dòng)連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種光纖激光頭用多軸支架，其特征是機(jī)架(1)的中間梁(11)上固定一X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上固定一Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊架(6)的中梁(28)固定連接，吊架(6)可相對(duì)機(jī)架(1)沿X軸、Y軸移動(dòng)；吊架(6)的底部中梁(31)上設(shè)有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸(8)的下端與旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的支臂(23)的一端固定連接，旋轉(zhuǎn)半徑調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺母(32)與Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的上支桿(12)的上端固定連接，Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下支桿(14)的下端活動(dòng)連接一激光頭座(19)，激光頭(20)固定在激光頭座(19)上，光纖(21)的一端與激光頭(20)相連接，另一端與激光器的輸出端相連接。它可用于諸如圓管或異體管類的多角度旋轉(zhuǎn)焊接或切割。
文檔編號(hào)B23K26/08GK2712532SQ200420064948
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者孫文, 周鋼, 李建新 申請(qǐng)人:武漢楚天激光(集團(tuán))股份有限公司