[发明专利]大台面数控激光切割机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于切割金属板材的切割机，尤其涉及一种大台面数控激光切割机。

背景技术

激光切割作为一种新型热切割技术，具有切割速度快，生产效率高，切割表面质量好，热影响区小和环保等优点。已经成为主要的金属板材切割方式之一，得到越来越广泛的应用。随着大功率激光技术的不断发展，激光切割的加工能力、效率和质量都得到不断提高，激光切割应用领域也从薄板切割拓宽到中厚板材的切割加工。大台面数控切割机床作为中厚板材激光切割加工的必需设备，可加工板材的尺寸范围大，可以满足船舶、汽车、工程机械等行业对大尺寸中厚板材切割要求，市场需求量越来越大，拥有广泛的市场前情。

目前，国内的大台面激光切割机的机床本体是与激光器分离的，机械结构采用龙门式结构，即切割头安装在龙门式珩架上，通过大行程的齿轮齿条传动机构推动龙门式珩架运动，实现大尺寸板材的切割，但是这种结构的台面尺寸通常只能做到2×4米，如果需要更大台面的机床，则需采用龙门机载式结构。

现有技术的龙门式结构的大台面数控激光切割机主要存在以下不足：

1、由于激光器与机床本体分离，当机床行程较大时，激光器的光路过长，造成激光传输过程中的能量损失较大，因而影响加工质量；

2、激光切割头固定安装在龙门珩架上，由于龙门珩架惯量较大，无法满足小尺寸零件的高速精密切割，限制了零件的加工效率及局部加工质量。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种新型结构的大台面数控激光切割机。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种大台面数控激光切割机，包括连成一体的工作台与机床机座，安装在机床机座上的齿轮齿条传动机构、架设在齿轮齿条传动机构上的龙门珩架、安装在龙门珩架上的Y轴滚珠丝杆传动机构，以及激光器和激光切割头；其特点是，所述的激光器安装在龙门珩架上可随龙门珩架一起移动。

还包括悬臂梁和X轴滚珠丝杆传动机构；所述的悬臂梁安装在Y轴滚珠丝杆传动机构上可沿Y轴滚珠丝杆传动机构作Y轴方向运动，所述的X轴滚珠丝杆传动机构安装在悬臂梁上可随悬臂梁一起沿Y轴方向运动，所述的激光切割头安装在X轴滚珠丝杆传动机构上可沿X轴滚珠丝杆传动机构作X轴方向运动。

所述的齿轮齿条传动机构为同步消隙齿轮齿条传动机构。

本发明的大台面数控激光切割机与现有技术的大台面数控激光切割机相比，具有以下的优点和特点：

1、由于激光器采用了机载方式，即激光器直接安装在龙门珩架上与龙门珩架一起运动，使光路长度基本不变，消除了光路长度变化对加工台面尺寸的影响。

2、由于采用了复合结构机床本体，即将悬臂梁、龙门珩架、齿轮齿条传动机构与机床机座构成了复合结构，将高性能飞行光路悬臂式激光切割机与大台面龙门机载式切割机的机械结构相叠加，实现了大尺寸板材加工与高速加工的要求。

3、由于在龙门珩架上“叠加”了一个悬臂梁，通过轻质材料的悬臂梁的运动与悬臂梁内飞行光路运动，在一定范围内实现了高速高精度加工，避免了由于龙门惯量大而无法进行高速切割的不足，达到高速切割和大范围切割的完美结合。

附图说明

图1是本发明大台面数控激光切割机的基本结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的数控激光切割机，包括同步消隙齿轮齿条传动机构1、激光切割头2、X轴滚珠丝杆传动机构3、Y轴滚珠丝杆传动机构4、龙门珩架5、激光器6、悬臂梁7、工作台8与机床机座9。其中的工作台8与机床机座9连成一体，同步消隙齿轮齿条传动机构1安装在机床机座9上，龙门珩架5架设在同步消隙齿轮齿条传动机构1上，Y轴滚珠丝杆传动机构4安装在龙门珩架5上，激光器6安装在龙门珩架5上，悬臂梁7安装在Y轴滚珠丝杆传动机构4上，X轴滚珠丝杆传动机构3安装在悬臂梁上，激光切割头2安装在X轴滚珠丝杆传动机构3上。悬臂梁7、龙门珩架5、齿轮齿条传动机构1与机床机座9构成了复合结构。

本发明的工作过程和原理可结合图1说明如下：待加工板材安放在工作台8上。通过将激光器6安装在龙门珩架5上，可以实现激光器6与龙门珩架5同步运动，确保激光光路长度的稳定。Y轴滚珠丝杆传动机构4可以推动悬臂梁7沿Y轴方向运动。X轴滚珠丝杆传动机构3可以推动激光切割头2沿X轴方向运动。激光通过激光切割头2聚焦至待加工板材上，实现一定范围内板材的高速高精度切割。通过齿轮齿条传动机构1，龙门珩架5可以在大范围内沿X轴方向运动，实现大尺寸板材的切割。小范围的悬臂梁7的Y轴方向运动与激光切割头2的X轴方向运动，配合大范围的龙门珩架5的X轴方向运动，实现了高速高精度激光切割与大尺寸激光切割的完美结合，有效确保了切割的质量、效率和能力。