一种三维五轴激光加工智能装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光加工设备，具体地说是一种三维五轴激光加工智能装置。


背景技术：

2.激光切割是利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。
3.随着光纤激光切割智能装备的飞速发展，市场上对三维曲面零件的切边、切孔需求越来越多，因此对三维五轴激光加工智能装备的需求增长快速，涉及的行业有航空航天、轨道交通、汽车覆盖件、模具行业等。
4.市场现有的三维五轴激光切割设备经历快速发展，常见结构有悬臂结构三维五轴激光切割机、龙门结构三维五轴激光切割机，但是这些设备结构较为复杂，成本高且稳定性差，故如何在满足行程的条件下提高设备整体紧凑性、稳定性以及降低制作成本是目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的技术任务是提供一种三维五轴激光加工智能装置，来解决如何在满足行程的条件下提高设备整体紧凑性、稳定性以及降低制作成本的问题。
6.本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，一种三维五轴激光加工智能装置，包括机架，机架上设置有横梁组件，横梁组件一侧设置有z轴套筒组件，z轴套筒组件位于横梁组件一侧处，机架下侧设置有旋转工作台；
7.旋转工作台包括底座，底座上设置有转台，转台一侧设置有b轴伺服电机，伺服电机安装在转台上，转台上侧面设置有转台框架，转台框架上设置有隔板；b轴伺服电机驱动转台，转台带动转台框架转动180
°
，完成位置切换。
8.作为优选，所述机架是由连体立柱、回字形框架以及两个平行设置的单体立柱组成的框架结构；回字形框架上侧面设置有两平行设置有的x轴导轨，x轴导轨的一侧安装有x轴齿条；回字形框架的外侧面上设置有吊耳，方便机架吊装；旋转工作台位于两个单体立柱之间，连体立柱分别与两单体立柱平行设置，回字形框架位于连体立柱和单体立柱的上侧面，单体立柱以及连体立柱的下侧面均设置有脚垫，连体立柱内设置有嵌入式电控箱。
9.更优地，所述回字形框架包括两平行设置的横梁，两横梁之间设置有两平行设置的连接梁(连接梁采用矩形管)，横梁与连接梁连接处设置有横梁斜筋，横梁斜筋用于加固横梁与连接梁之间的连接部位；横梁是由横梁横筋和横梁筋板组成的镂空结构，横梁两侧面分别设置有横梁侧板一和横梁侧板二，横梁侧板一与横梁侧板二分别与横梁采用榫连接，横梁侧板一上设置有若干间隔设置的横梁减重孔；横梁两端处的底部设置有横梁安装板，单体立柱或连体立柱与横梁安装板相连接，横梁安装板外侧边缘处设置有若干间隔设置有的安装板加强筋。
10.更优地，所述连体立柱呈u字形，u字形连体立柱包括立柱底板，立柱底板两端分别设置有一立柱支撑架，两立柱支撑架之间设置有立柱侧板，立柱侧板上设置有若干立柱减重孔；立柱底板中间位置设置有若干间隔设置的立柱筋板一，立柱筋板一位于两立柱支撑架之间；立柱支撑架是由立柱筋板二和立柱竖筋组成的镂空结构，立柱支撑架下侧面部与立柱底板连接处的一侧位置设置有若干立柱加强筋，立柱支撑架上侧面设置有立柱安装板，立柱安装板与回字形框架相连接。
11.更优地，所述单体立柱包括单立柱主体部，单立柱主体部的上侧面设置有单立柱安装板，单立柱安装板与回字形框架相连接，单立柱主体部的下侧面设置有单立柱底板，单立柱底板与单立柱主体部相连接的一侧处设置有若干间隔设置的立柱加强筋；单立柱主体部是由单立柱筋板和单立柱竖筋组成的镂空结构。
12.作为优选，所述横梁组件包括毛毡轮、横梁焊接件和y轴滑板，毛毡轮设置在横梁焊接件的两侧处，横梁焊接件上设置有y轴齿条和多个y轴导轨，y轴导轨与y轴齿条平行设置，y轴滑板上设置有多个y轴滑块和z轴滑块，y轴导轨与y轴滑块滑动配合，使y轴滑板沿y轴方向滑行；y轴滑板上设置有y轴伺服电机和y轴减速机，y轴伺服电机的输出端转动连接y轴减速机，y轴减速机的输出端设置有y轴齿轮，y轴齿轮与y轴齿条相啮合；横梁焊接件的两端分别设置有x轴伺服电机和x轴减速机(x轴采用双驱)，x轴伺服电机的输出端转动连接x轴减速机，x轴减速机的输出端设置有x轴齿轮，x轴齿轮与x轴齿条相啮合配合，x轴导轨上设置有x轴滑块，x轴滑块与x轴导轨滑动配合，使横梁组件沿x轴方向滑行。
13.更优地，所述y轴滑板的内侧设置z轴伺服电机和z轴减速机，z轴伺服电机的输出端转动连接z轴减速机，z轴减速机的输出端设置有z轴齿轮。
14.更优地，所述z轴套筒组件包括z轴套筒和三维五轴切割头，三维五轴切割头设置在z轴套筒的一端端部，z轴套筒的一侧面上设置有相互平行的z轴齿条和z轴导轨，z轴齿条与z轴齿轮相啮合，z轴导轨与z轴滑块滑动配合，使z轴套筒组件沿z轴方向滑行。
15.更优地，所述横梁焊接件包括主体u型钣金，主体u型钣金内设置有内腔支撑架，内腔支撑架的外侧设置有主体侧板；主体u型钣金的两端处分别设置有钣金底座，钣金底座与主体u型钣金连接处的两侧位置分别设置有底座筋板a和底座筋板b；主体u型钣金的两端处分别设置有一钣金封板，钣金封板分别与主体u型钣金和主体侧板焊接连接；主体u型钣金顶部两侧处分别设置有带钢a和带钢b，带钢a和带钢b之间设置有带钢c，带钢c的一端处设置有油槽，油槽远离带钢c的一侧设置有缓冲器安装座；主体u型钣金与钣金底座连接处的另一侧设置有带钢d。
16.更优地，所述内腔支撑架是由回字型筋板与条形筋板焊接而成。
17.本实用新型的三维五轴激光加工智能装置具有以下优点：
18.(一)本实用新型能够在满足行程的条件下提高整体的紧凑型和稳定性，同时降低制作及生产成本；
19.(二)本实用新型能够在x/y/z轴现实直线运动，三维五轴切割头可实现c/a轴旋转运动；
20.(三)旋转工作台180度间歇运动，实现工件交替激光切割，提高切割效率。
21.故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
23.附图1为三维五轴激光加工智能装置的立体结构示意图；
24.附图2为附图1中三维五轴激光加工智能装置另一角度的立体结构示意图；
25.附图3为机架的立体结构示意图；
26.附图4为连体立柱的结构示意图；
27.附图5为单体立柱的结构示意图；
28.附图6为回字形框架的结构示意图；
29.附图7为横梁组件的结构示意图；
30.附图8为横梁焊接件的结构示意图；
31.附图9为附图8中横梁焊接另一角度的结构示意图；
32.附图10为内腔支撑架的结构示意图；
33.附图11为z轴套筒组件的结构示意图；
34.附图12为旋转工作台的结构示意图。
35.图中：1、机架，2、横梁组件，3、z轴套筒组件，4、旋转工作台；
36.101、连体立柱，102、单体立柱，103、回字形框架，104、嵌入式电控箱，105、x轴导轨，106、x轴齿条，107、脚垫，108、吊耳；
37.103-1、横梁筋板，103-2、横梁横筋，103-3、横梁侧板一，103-4、横梁侧板二，103-5、横梁安装板，103-6、安装板加强筋，103-7、连接梁，103-8、横梁斜筋；103-9、横梁，103-10、横梁减重孔；
38.101-1、立柱筋板一，101-2、立柱侧板，101-3、立柱底板，101-4、立柱加强筋，101-5、立柱筋板二，101-6、立柱竖筋，101-7、立柱安装板，101-8、立柱支撑架，101-9、立柱减重孔；
39.102-1、单立柱安装板，102-2、单立柱筋板，102-3、单立柱竖筋，102-4、单立柱底板，102-5、单立柱加强筋，102-6、单立柱主体部；
40.201、横梁焊接件，202、x轴伺服电机，203、x轴减速机，204、y轴导轨，205、y轴齿条，206、y轴伺服电机，207、y轴减速机，208、z轴伺服电机，209、z轴减速机，210、x轴滑块，211、x轴齿轮，212、y轴滑板，213、y轴滑块，214、y轴齿轮，215、z轴滑块，216、z轴齿轮，217、毛毡轮；
41.201-1、主体侧板，201-2、主体u型钣金，201-3、内腔支撑架，203-3-1、回字型筋板；203-3-2、条形筋板，201-4、钣金底座，201-5、钣金筋板a，201-6、钣金封板，201-7、钣金筋板b，201-8、带钢a，201-9、带钢b，201-10、带钢c，201-11、油槽，201-12、缓冲器安装座，201-13、带钢d；
42.301、z轴套筒，302、三维五轴切割头，303、z轴齿条，304、z轴导轨；401、底座，402、转台，403、转台框架，404、b轴伺服电机，405、隔板。
具体实施方式
43.参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种三维五轴激光加工智能装置作以下详细地说明。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.实施例：
47.如附图1和3所示，本实用新型的三维五轴激光加工智能装置，其结构包括机架1，机架1上安装有横梁组件2，y轴滑板212安装有z轴套筒组件3，机架1下侧安装有旋转工作台4。
48.如附图12所示，本实施例中的旋转工作台4包括底座401，底座401上安装有转台402，转台402一侧安装有b轴伺服电机404，伺服电机404安装在转台402上，转台402上侧面安装有转台框架403，转台框架403上安装有隔板405；b轴伺服电机404驱动转台，转台402带动转台框架403转动180
°
，完成位置切换。其中，转台框架403上可以根据需要安装夹具。
49.如附图2所示，本实施例中的机架1是由连体立柱101、回字形框架103以及两个平行设置的单体立柱102组成的框架结构；回字形框架103上侧面安装有两平行设置有的x轴导轨105，x轴导轨105的一侧安装有x轴齿条106；回字形框架103的外侧面上安装有吊耳108，方便机架1吊装；旋转工作台4位于两个单体立柱102之间，连体立柱101分别与两单体立柱102平行设置，回字形框架103位于连体立柱101和单体立柱102的上侧面，单体立柱102以及连体立柱101的下侧面均安装有脚垫107，连体立柱101内安装有嵌入式电控箱104。
50.如附图6所示，本实施例中的回字形框架103包括两平行设置有的横梁103-9，两横梁103-9之间安装有两平行设置的连接梁103-7(连接梁103-7采用矩形管)，横梁103-9与连接梁103-7连接处焊接有横梁斜筋103-8，横梁斜筋103-8用于加固横梁103-9与连接梁103-7之间的连接部位；横梁103-9是由横梁横筋103-2和横梁筋板103-1组成的镂空结构，横梁103-9两侧面分别安装有横梁侧板一103-3和横梁侧板二103-4，横梁侧板一103-3与横梁侧板二103-4分别与横梁103-9采用榫连接，横梁侧板一103-3上开设有若干间隔设置的横梁减重孔103-10；横梁103-9两端处的底部安装有横梁安装板103-5，单体立柱102或连体立柱101与横梁安装板103-5相连接，横梁安装板103-5外侧边缘处焊接有若干间隔设置有的安装板加强筋103-6。横梁筋板103-1中间镂空，四周6个插槽(上下各1个，左右各2个)，右侧有两个榫头,分布排列在横梁之中。与横梁103-9内壁三面连接，其榫头插入横梁侧板二114的榫槽之中。横梁横筋103-2通过插槽将若干个横梁筋板103-1连接。
51.如附图4所示，本实施例中的连体立柱101呈u字形，u字形连体立柱101包括立柱底板101-3，立柱底板101-3两端分别安装有一立柱支撑架101-8，两立柱支撑架101-8之间安装有立柱侧板101-2，立柱侧板101-2上开设有若干立柱减重孔101-9；立柱底板101-3中间位置焊接有若干间隔设置的立柱筋板一101-1，立柱筋板一101-1位于两立柱支撑架101-8
之间；立柱支撑架101-8是由立柱筋板二101-5和立柱竖筋101-6组成的镂空结构，立柱支撑架101-8下侧面部与立柱底板101-3连接处的一侧位置焊接有若干立柱加强筋101-4，立柱支撑架101-8上侧面安装有立柱安装板101-7，立柱安装板101-7与回字形框架103相连接。立柱筋板一101-1中间镂空，分布排列在连体立柱101之中，与内壁三面连接。立柱底板101-3用于安装脚垫，四周有若干立柱加强筋101-4。立柱筋板二101-5中间镂空，四周6个插槽(上下各1个，左右各2个)。立柱竖筋101-6通过插槽将若干个立柱筋板二101-5连接。立柱安装板101-7连接回字形框架103。
52.如附图5所示，本实施例中的单体立柱102包括单立柱主体部102-6，单立柱主体部102-6的上侧面安装有单立柱安装板102-1，单立柱安装板102-1与回字形框架103相连接，单立柱主体部102-6的下侧面安装有单立柱底板102-4，单立柱底板102-4与单立柱主体部102-6相连接的一侧处焊接有若干间隔设置的立柱加强筋102-5；单立柱主体部102-6是由单立柱筋板102-2和单立柱竖筋102-3组成的镂空结构。单立柱筋板102-2中间镂空，四周6个插槽(前后各1个，左右各2个)，分布排列在单体立柱102之中，与内壁四面连接。单立柱竖筋102-通过插槽将若干个单立柱筋板32连接。单立柱底板102-4用于连接脚杯，四周有若干个单立柱加强筋102-5。
53.如附图7所示，本实施例中的横梁组件2包括毛毡轮217、横梁焊接件201和y轴滑板212，毛毡轮217安装在横梁焊接件201的两侧处，y轴滑板212上安装有y轴齿条205和多个y轴导轨204，y轴导轨204与y轴齿条205平行设置，y轴滑板212上安装有多个y轴滑块213和z轴滑块215，y轴导轨204与y轴滑块213滑动配合，使y轴滑板212沿y轴方向滑行；横梁焊接件201的两端分别安装有y轴伺服电机206和y轴减速机207，y轴伺服电机206的输出端转动连接y轴减速机207，y轴减速机207的输出端转动连接有y轴齿轮214，y轴齿轮214与y轴齿条205相啮合；横梁焊接件201的另一端安装有x轴伺服电机202和x轴减速机203，x轴伺服电机202的输出端转动连接x轴减速机203，x轴减速机203的输出端转动连接有x轴齿轮211，x轴齿轮211与x轴齿条106相啮合配合，x轴导轨105上安装有x轴滑块210，x轴滑块210与x轴导轨105滑动配合，使横梁组件2沿x轴方向滑行。y轴滑板212上安装z轴伺服电机208和z轴减速机209，z轴伺服电机208的输出端转动连接z轴减速机209，z轴减速机209的输出端转动连接有z轴齿轮216。
54.如附图11所示，本实施例中的z轴套筒组件3包括z轴套筒301和三维五轴切割头302，三维五轴切割头302安装在z轴套筒301的一端端部，z轴套筒301的一侧面上安装有相互平行的z轴齿条303和z轴导轨304，z轴齿条303与z轴齿轮316相啮合，z轴导轨304与z轴滑块215滑动配合，使z轴套筒组件3沿z轴方向滑行。
55.如附图8和9所示，本实施例中的横梁焊接件201包括主体u型钣金201-2，主体u型钣金201-2内安装有内腔支撑架201-3，内腔支撑架201-3的外侧安装有主体侧板201-1；主体u型钣金201-2的两端处分别安装有钣金底座201-4，钣金底座201-4与主体u型钣金201-2连接处的两侧位置分别焊接有底座筋板a 201-5和底座筋板b 201-7；主体u型钣金201-2的两端处分别焊接有一钣金封板201-6，钣金封板201-6分别与主体u型钣金201-2和主体侧板201-1焊接连接；主体u型钣金201-2顶部两侧处分别安装有带钢a 201-8和带钢b 201-9，带钢a 201-8和带钢b 201-9之间安装有带钢c 201-10，带钢c 201-10的一端处开设有油槽201-11，油槽201-11远离带钢c 201-10的一侧安装有缓冲器安装座201-12；主体u型钣金
201-2与钣金底座201-4连接处的另一侧安装有带钢d 201-13。
56.主体u型钣金201-2侧面开减重孔，内腔支撑架201-3焊接主体侧板201-1，主体侧板201-1有榫槽，与主体u型钣金201-2焊接，与内腔支撑架201-3焊接；钣金封板201-6分别与主体u型钣金201-2、主体侧板201-1焊接连接；两侧钣金底座201-4边缘有折边加强筋，上方有减速机安装槽，下方有滑块安装台阶，与主体u型钣金201-2焊接连接；底座筋板a 201-5与钣金底座201-4、主体侧板201-1焊接连接；底座筋板b 201-7与钣金底座201-4、主体u型钣金201-2焊接连接；带钢a 201-8、带钢b 201-9、带钢c 201-10、油槽201-11、缓冲器安装座201-12、带钢d 201-13分别与主体u型钣金201-2焊接连接。
57.如附图10所示，本实施例中的内腔支撑架203-3是由回字型筋板203-3-1与条形筋板203-3-2焊接而成。回字型筋板203-3-1有榫头(与主体侧板201-1榫槽相对应焊接)，通过6个凹槽与条形筋板203-3-2焊接；条形筋板203-3-2其中三个分别至于带钢b 201-7、带钢c 201-10及带钢d 201-13正下方，起到支撑作用。
58.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。