[发明专利]一种少自由度并联五轴数控激光切割机

权利要求书

1.一种少自由度并联五轴数控激光切割机，所述激光切割机包括机体（1）、设在机体（1）上的X向导轨（1a）、与X向导轨（1a）活动连接的横梁（2）、激光切割头（9）和控制器，在所述横梁（2）的侧面设有Y向导轨（2a），其特征在于，所述激光切割头（9）通过少自由度并联机构与所述横梁（2）侧面的Y向导轨（2a）活动连接；

所述少自由度并联机构包括与所述Y向导轨（2a）活动连接的Y轴溜板（3）装置、Z轴溜板（4）装置、十字架（5）、激光头安装支座（8）、四只等长的连杆（7）和四只直线驱动装置（6）；

所述Y轴溜板（3）装置中Y轴溜板（3）的背面设有与所述Y向导轨（2a）适配的导轨槽，并可以沿Y向导轨做直线往复运动、正面设有一对Z向导轨；

所述Z轴溜板（4）装置中的Z轴溜板（4）的背面设有一对与所述一对Z向导轨适配的Z向导轨槽、正面设有与X轴平行的枢接套（4a）；所述Z轴溜板（4）通过Z向导轨槽与所述Y轴溜板（3）上的Z向导轨活动连接，并可以沿Z向导轨作直线往复运动；

所述十字架（5）呈叉形，其根部设有用于活动连接所述枢接套（4a）的枢接轴（5a），两叉叉尖部位设有一对同轴的转孔；

所述激光头安装支座（8）包括板体和四只球窝，所述板体的一端设有用于活动连接所述转孔的转销（8b）、板体的另一端设有用于固定连接所述激光切割头的耳板（8a）；所述四只球窝中两只处于板体上部，另两只处于板体下部，且四只球窝的开口朝向所述转销（8b）的方向；

所述四只直线驱动装置（6）平均布设在所述Y轴溜板（3）的两侧，分别与所述Y向导轨（2a）活动连接；所述直线驱动装置包括直线驱动块和直线驱动块电机，所述直线驱动块朝向所述Y轴溜板（3）的侧面设有球窝；所述直线驱动块电机设在直线驱动块上，并驱动其在Y向导轨（2a）上作直线往复运动；

所述连杆（7）的两端分别设有球头，连杆（7）两端的球头分别与所述直线驱动块（6）上的球窝和所述激光头安装支座（8）上的球窝相连；

所述四个直线驱动块电机分别连接控制器。

2.根据权利要求1所述的一种少自由度并联五轴数控激光切割机，其特征在于，所述激光头安装支座（8）上的四只球窝的中心高度具有落差；

所述的四个连杆（7）的长度相等。

3.根据权利要求1所述的一种少自由度并联五轴激光切割机，其特征在于，所述横梁（2）沿X向导轨（1a）的X向运动为所述激光切割头的X轴向基本运动；

所述Y轴溜板（3）相对于所述横梁（2）的Y向运动为所述激光切割头的Y轴向运动；

所述Z轴溜板（4）相对于所述Y轴溜板（3）的Z向运动为所述激光切割头的Z轴向运动；

所述十字架（5）围绕所述Y轴溜板（3）上枢接轴（5a）的旋转运动为A轴向运动；

所述激光头安装支座（8）围绕所述十字架（5）上转孔的旋转运动为C轴向运动；

所述激光切割头（9）的Y、Z、A、C轴向运动是由所述四个驱动块（5）通过各自连杆驱动激光头安装支座（8）实现的；所述Y、Z、A、C轴向运动构成所述激光切割头的并联运动；

使得所述激光切割头（9）在所述X轴向基本运动与Y、Z、A、C轴向的并联运动共同构成的运动环境中实现少自由度并联五轴运动。