[发明专利]复合驱动激光头旋转装置

说明书

技术领域

 本发明涉及机械设备领域，具体涉及激光切割机激光头旋转装置。

技术背景

随着激光切割技术应用的普及，三维空间曲线的激光切割以其先进、灵活、适应性强等特点，在国内外汽车、航空航天等诸多领域都取得了广泛应用。使用三维激光切割，不仅可以节省样板及工装设备费用，还可大大缩短生产准备周期，在很大程度上可以提升企业的竞争力。国际上三维激光切割设备厂商主要有德国TRUMPF、意大利PRIMA、日本NTC及MAZAK等。三维五轴激光切割机的运动主要包括X、Y、Z三个直线轴运动和C、A两个旋转轴运动。其中X、Y、Z直线轴运动采用滚珠丝杠、齿轮齿条等方式进行传动，与传统的二维激光切割机相同，其机床制造的核心技术在于如何通过激光头旋转机构来实现C、A两个旋转轴的精确、快速运动。作为三维激光切割机的核心部件，激光头旋转装置目前完全依赖进口，价格相当昂贵，可以说如果没有自主研发的激光头旋转机构，三维激光切割机的自主研发就是一纸空谈。

发明内容

针对以上问题，本发明提供货一种结构简单，后续控制编程方便，传动部件均为最为简单的齿轮、锥齿轮、普通的伺服电机，成本低廉，负载能力强，精度高，动态响应速度快，操控性更优越的复合驱动激光头旋转装置。

本发明复合驱动激光头旋转装置，包括连接座、固定座、反射镜座、双联齿轮、锥齿轮、激光头、聚焦镜、C轴电机、A轴电机以及反射镜，连接座通过上端的法兰与机床的X、Y、Z轴直线运动轴连接，所述连接座两侧分别固定有A轴电机和C轴电机，固定座的上部的外圆柱面与连接座的内圆柱面转动相连，所述固定座外圆柱面下方设有锥齿轮，锥齿轮与连接在C轴电机轴上的齿轮相啮合，双联齿轮的内圆柱面与固定座中部的外圆柱面转动相连，固定座上部和下部分别设有直齿轮和锥齿轮，所述锥齿轮的内圆柱面与固定座下部的外圆柱面转动相连，端面与反射镜座连接。

优选地，A轴电机与C轴电机的中心轴线相互垂直。

优选地，固定座上部设置的直齿与A轴电机轴上的齿轮啮合，下部设置的锥形齿与锥齿轮啮合。

本发明结构简单，后续控制编程方便，传动部件均为最为简单的齿轮、锥齿轮、普通的伺服电机，成本低廉，负载能力强，精度高，动态响应速度快，操控性更优越。

附图说明

图1为复合驱动激光旋转装置的剖视图。

附图标记：1-连接座，2-A轴电机，3-C轴电机，4-锥齿轮，5-双联齿轮，6-反射镜，7-反射镜座，8-激光头。

具体实施方式

复合驱动激光头旋转装置，包括连接座1、固定座、反射镜座7、双联齿轮5、锥齿轮4、激光头8、C轴电机3、A轴电机2以及反射镜6，连接座1通过上端的法兰与机床的X、Y、Z轴直线运动轴连接，所述激光头8设置在反射镜座7上，其特征在于所述连接座1两侧分别固定有A轴电机2和C轴电机3，固定座的上部的外圆柱面与连接座1的内圆柱面转动相连，所述固定座外圆柱面下方设有锥齿轮4，锥齿轮4与连接在C轴电机3轴上的齿轮相啮合，双联齿轮5的内圆柱面与固定座中部的外圆柱面转动相连，固定座上部和下部分别设有直齿轮和锥形齿轮，所述锥齿轮4的内圆柱面与固定座下部的外圆柱面转动相连，端面与反射镜座7连接，A轴电机2与C轴电机3的中心轴线相互垂直，固定座上部设置的直齿与A轴电机轴2上的齿轮啮合，下部设置的锥形齿与锥齿轮4啮合。

A轴的运动是单独通过A轴电机2的驱动来实现的，c轴的运动是通过C轴电机3和A轴电机2的复合运动实现的。两个驱动电机都位于旋转机构的上部，偏置距离小，下部结构更加简单、紧凑，能够有效避免工作过程中管线缠绕的问题，机械啮合传动部分与光路传输部分完全隔离开，从根本上解决了传动部件对光路的污染问题。该机构的传动部件都是最为简单的齿轮、锥齿轮、普通的伺服电机，价格低廉，负载能力强，精度高，动态响应速度快。