[发明专利]一种少自由度并联五轴数控激光切割机

摘要

一种少自由度并联五轴数控激光切割机。涉及一种具有少自由度并联五轴驱动机构的激光切割机。包括机体、X向导轨、横梁、激光切割头和控制器，在横梁的侧面设有Y向导轨，激光切割头通过少自由度并联机构与Y向导轨活动连接；少自由度并联机构包括Y轴溜板装置、Z轴溜板装置、十字架、激光头安装支座、四只等长的连杆和四只直线驱动装置。本发明通过少自由度并联装置实现常规激光切割头的五轴运动。其中横梁相对于机身的运动实现基本X向运动；四只驱动块各自运动能够通过其各自的连杆驱动激光头安装支座做平动和旋转运动，四个驱动块间的相互运动，实现Y、Z、A、C轴的联合运动；各零部件结构灵巧，刚性大，惯性小，使得运动精度能得到保障。

主权项

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。