一种三维多轴激光切割和焊接装置的制作方法

本发明涉及激光焊接切割，尤其是一种三维多轴激光切割和焊接装置。

背景技术：

1、激光切割装置主要由激光发生器、光路系统、控制系统、运动系统和辅助气体系统等部分组成，现有的激光焊接切割装置的倾斜角度常常不便于调节，在切割不同造型的材料较为麻烦，需要人工辅助切割，费时费力，无法适用于不同造型的材料切割，导致激光焊接切割装置的切割效率受到极大的影响，实用性较差；

2、公告号为“cn216966658u”的中国专利公开了一种可多角度调节的激光焊接切割装置，包括切割机本体、切割装置、第一活动杆、第二活动杆和限位调节机构，上述装置通过设置限位调节机构来对切割装置的角度进行调节，在对不同造型的材料切割时，通过限位调节机构的螺旋帽旋转带动螺纹竖杆，螺纹竖杆带动旋转横轴旋转，旋转横轴带动切割装置进行一定的角度旋转，以适应不同造型的材料切割；

3、尽管上述装置能够辅助调节角度，但在实际应用中，却只能简单地调节一个方向的角度，在实际的加工过程中，通常所面对的加工零件极为复杂，倘若零部件需要在另一个方向进行切割或者焊接加工，显然无法实现三维立体化的调整，此外，激光焊接头和激光切割头存在明显差别，首先，激光焊接需要将材料局部加热至熔点并使其融合，所以对光斑的能量分布和功率密度的要求与激光切割大不相同，焊接通常需要较宽和均匀的能量分布，从而形成良好的焊缝，而激光切割是通过高能量密度集中的光斑迅速使材料熔化、汽化，进而实现材料的分离，切割要求光斑能量高度集中，以此达到快速、精确地切断材料的目的，由此可见，激光焊接和激光切割无法共用一个激光头，因此，上述设备无法根据实际需求进行激光焊接或者激光切割加工，显然具有一定的缺陷和不足，故而需要对其加以改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种三维多轴激光切割和焊接装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种三维多轴激光切割和焊接装置，包括基座，所述基座的顶部固定安装有旋转位移机构，所述旋转位移机构的顶部固定安装有线性位移机构，所述线性位移机构的内侧活动安装有焊接切割机构，所述基座的顶部位于旋转位移机构的内侧固定安装有夹持机构；

3、所述焊接切割机构包括活动架，所述活动架活动安装于线性位移机构的内部，所述活动架的一侧固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端贯穿活动架的一侧固定安装有第一气缸，所述第一气缸转动连接于活动架的内部，所述第一气缸的输出端固定安装有焊接切割组件。

4、进一步的，所述焊接切割组件包括连接架，所述连接架固定安装于第一气缸的底部输出端，所述连接架的底部固定安装有轨架，所述轨架的一端固定安装有第二气缸，所述第二气缸的输出端管处内轨架固定安装有滑动架，所述滑动架滑动连接于轨架的内部，所述滑动架的两端均开设有滑孔，所述滑孔的内部滑动连接有滑杆，一个滑杆的底部固定安装有激光焊接头，另一个滑杆的底部固定安装有激光切割头，所述轨架的底部两侧均固定安装有导向组件。

5、进一步的，所述导向组件包括导向架，所述导向架固定安装于轨架的底部两侧，所述导向架的内侧中部和一端均滑动连接有滑块，四个滑块中两个滑块的内侧和激光焊接头固定连接，四个滑块中另外两个滑块的内侧和激光切割头固定连接，所述导向架的正面形状呈v字形设置。

6、进一步的，所述线性位移机构包括支撑杆，所述支撑杆固定安装于旋转位移机构的顶部两侧，所述支撑杆的顶部固定安装有顶架，所述活动架滑动连接于顶架的内部，所述活动架的一侧固定安装有驱动组件。

7、进一步的，所述驱动组件包括侧板，所述侧板固定安装于活动架的一侧两端，一个侧板的外侧固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端贯穿侧板固定安装有单向丝杆，所述单向丝杆转动连接于侧板的内侧之间，所述单向丝杆的外表面螺纹连接有滑套，所述滑套的一侧和活动架固定连接。

8、进一步的，所述旋转位移机构包括固定架和齿环，所述齿环转动连接于基座的顶部中间，所述固定架固定安装于基座的顶部一侧，所述固定架的顶部固定安装有第四电机，所述第四电机的输出端贯穿固定架固定安装有传动齿轮，所述传动齿轮和齿环啮合连接，所述齿环的顶部两侧和支撑杆的底部固定连接。

9、进一步的，所述基座的顶部固定安装有环状外壳，所述环状外壳覆盖于齿环的外侧。

10、进一步的，所述夹持机构包括支撑臂，所述支撑臂固定安装于基座的顶部两侧，所述支撑臂设置于齿环的内侧，所述支撑臂的顶部固定安装有夹持组件，一个支撑臂的内侧上端固定安装有第五电机，所述第五电机的输出端贯穿支撑臂固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮和夹持组件的一端啮合连接。

11、进一步的，所述夹持组件包括导轨，所述导轨固定安装于支撑臂的顶部，所述导轨的内部转动连接有双向丝杆，所述双向丝杆的两端螺纹旋向相反，所述双向丝杆的两端均螺纹连接有滑移块，所述滑移块滑动连接于导轨的内部两端，所述双向丝杆的一端固定安装有从动齿轮，所述从动齿轮和驱动齿轮啮合连接，所述滑移块的顶部固定安装有夹持架，所述夹持架的内部转动连接有传送履带，传送履带为现有技术的传送履带，能够传送物料移动。

12、进一步的，所述夹持架的整体截面形状呈l形，所述夹持架的顶部内端固定安装有基板，所述基板的顶部等间距转动连接有滚珠。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、其一，本发明中，通过旋转位移机构和线性位移机构相配合，使用时启动第三电机，带动单向丝杆转动，驱动滑套在顶架一侧滑动，从而带动活动架横向位移，进而辅助带动焊接切割机构横向活动，启动第四电机，其带动传动齿轮和齿环转动，使支撑杆转动，改变线性位移机构的横向位移方向，这种配合能在使用中调节焊接切割机构的转动，还能在旋转基础上调整线性位移，让装置在夹持机构顶部能灵活调整，适配任意方向的焊接加工，增强了焊接加工的适配能力；

15、其二，本发明中，通过将加工产品置于夹持架内侧，l形夹持架能稳定夹持产品，滚珠顶部与产品底部贴合，传送履带内侧与产品两侧贴合，启动第五电机，带动驱动齿轮转动，因其与从动齿轮啮合，从而带动导轨内双向丝杆转动，辅助滑移块在导轨内侧往复滑动，带动夹持架往复位移，能夹持不同大小产品，启动传动履带能带动产品前后位移，便于快速线性切割或焊接，提高加工便利性和适配性，还能自动排出加工完毕的产品，利于连续切割加工；

16、其三，本发明中，通过启动旋转位移机构和线性位移机构可灵活调整其位置，确定位置和方向后，启动第一电机带动第一气缸旋转以调整焊接角度，启动第一气缸带动焊接切割组件靠近产品，配合传送履带实现位移，加工中切割转焊接时，启动第二气缸驱动滑动架在轨架内侧滑动，带动滑孔内滑杆横向位移，因导向组件导向，滑块沿v字形导向架滑动，使滑杆在滑孔内上下滑动，调整激光焊接头或切割头位置，滑孔和滑杆加固导向，让装置能进行激光焊接或切割加工，提高适配性能。

技术特征：

1.一种三维多轴激光切割和焊接装置，其特征在于，包括基座（1），所述基座（1）的顶部固定安装有旋转位移机构（2），所述旋转位移机构（2）的顶部固定安装有线性位移机构（3），所述线性位移机构（3）的内侧活动安装有焊接切割机构（4），所述基座（1）的顶部位于旋转位移机构（2）的内侧固定安装有夹持机构（5）；

2.根据权利要求1所述的一种三维多轴激光切割和焊接装置，其特征在于，所述导向组件（449）包括导向架（4491），所述导向架（4491）的正面形状呈v字形设置。

3.根据权利要求1所述的一种三维多轴激光切割和焊接装置，其特征在于，所述线性位移机构（3）包括支撑杆（31），所述支撑杆（31）固定安装于旋转位移机构（2）的顶部两侧，所述支撑杆（31）的顶部固定安装有顶架（32），所述活动架（41）滑动连接于顶架（32）的内部，所述活动架（41）的一侧固定安装有驱动组件（33）。

4.根据权利要求3所述的一种三维多轴激光切割和焊接装置，其特征在于，所述驱动组件（33）包括侧板（331），所述侧板（331）固定安装于活动架（41）的一侧两端，一个侧板（331）的外侧固定安装有第三电机（332），所述第三电机（332）的输出端贯穿侧板（331）固定安装有单向丝杆（333），所述单向丝杆（333）转动连接于侧板（331）的内侧之间，所述单向丝杆（333）的外表面螺纹连接有滑套（334），所述滑套（334）的一侧和活动架（41）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种三维多轴激光切割和焊接装置，其特征在于，所述基座（1）的顶部固定安装有环状外壳（25），所述环状外壳（25）覆盖于齿环（22）的外侧。

技术总结
本发明涉及激光焊接切割技术领域，具体公开了一种三维多轴激光切割和焊接装置，包括基座，所述基座的顶部固定安装有旋转位移机构，通过启动旋转位移机构和线性位移机构可灵活调整其位置，确定位置和方向后，启动第一电机带动第一气缸旋转以调整焊接角度，启动第一气缸带动焊接切割组件靠近产品，配合传送履带实现位移，加工中切割转焊接时，启动第二气缸驱动滑动架在轨架内侧滑动，带动滑孔内滑杆横向位移，因导向组件导向，滑块沿V字形导向架滑动，使滑杆在滑孔内上下滑动，调整激光焊接头或切割头位置，滑孔和滑杆加固导向，促使激光焊接头和激光切割头能够调整居中，让装置能进行激光焊接或切割加工，提高适配性能。

技术研发人员：孙斌,孙逊
受保护的技术使用者：扬州博日机械配件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/28