[实用新型]双支撑梯形缝激光加工机床

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种用于厚壁长筒管切缝的机床，可以在圆形厚壁长筒管上，用激光切割出缝宽为0.35mm以上、外窄内宽、锥度为1°～15°的梯形缝。

背景技术

一般厚壁长筒管在切割梯形缝时，会遇到以下问题：

1、厚壁长筒管长且重，传统的切割机床(无论激光切割或机械切割)是厚壁长筒管一端被夹紧，另一端被浮动托起支撑。激光加工需要对一条缝切割两次才能得到完整的梯形缝。当切完第一刀后，厚壁长筒管旋转分度，但此时由于被浮动托起支撑的厚壁长筒管长且重容易发生变形，厚壁长筒管中心位置发生偏移，导致激光焦点或刀具相对厚壁长筒管的位置也随之发生偏移。造成割缝在厚壁长筒管的圆周方向分布不均匀，而且常常会出现缝口过烧、尺寸超宽等质量缺陷，加工不出来形状规范、尺寸合格的梯形缝。

2、厚壁长筒管很长，激光切割头加工的总行程也比较长。由于激光束本身发散角的影响，在加工过程中光路的长度变化会导致光束直径的变化，从而影响加工质量。

3、切割头每次沿厚壁长筒管轴线方向加工行程有限(一般为2米左右)，无法一次性完成整根厚壁长筒管(一般为11米或更长)的加工，需要人工多次推动待加工的厚壁长筒管，而这种方法很难准确、迅速地将厚壁长筒管送到预定的位置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种双支撑梯形缝激光加工机床，该机床能使光路在加工过程中保持长度恒定不变，实现厚壁长筒管夹持、支撑和同步回转分度，并使厚壁长筒管能自动送进，高质量、高效率地切割出梯形缝来。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：双支撑梯形缝激光加工机床设置了一套恒光路系统。其作用是对光路进行补偿而使加工过程中光路长度恒定不变。激光在传播过程中会有发散，发散角通常为2毫弧度，即激光每传播1米，光束直径会增加2毫米。随着激光切割路程的增加，光束直径变大，会引起焦点位置的变化。激光由激光器发出，经过四面反射镜片导入激光切割头。其中，一面反射镜片固定在机床床身上不动，两面反射镜片固定在动反射镜模块上，一面反射镜片固定在悬臂梁的激光切割头上。动反射镜模块通过同步齿形带传动组件与悬臂梁联接，并跟随着悬臂梁按一定规律运动。设定同步齿形带传动组件中的两个齿轮齿数比满足2∶1的关系，即悬臂梁及激光切割头的运动速度是动反射镜模块运动速度的两倍，就可使得光路总长度恒定不变。因此实现光束直径不变，激光焦点位置不变，加工质量也不变；

还设置了一套双支撑装置。双支撑装置中的副夹头与双支撑装置本体的夹头严格对中，且同步转动。两个夹头除了起到夹持、支撑作用外，当厚壁长筒管需要分度回转时能够双双同步联动，保证在激光加工的工作行程内(一般为2米)，不因厚壁长筒管的长和重而造成当其旋转分度后，中心位置发生偏移；

还设置了一套自动送料装置。其作用是在满足支撑待加工厚壁长筒管的同时，还能根据加工的要求，通过安装其上的机械手及定位装置实现厚壁长筒管的自动送进和准确定位，以便提高加工效率和保证定位精度。

本实用新型的有益效果是，能使光路在加工过程中保持行程长度恒定不变，实现厚壁长筒管在夹持、支撑和同步回转分度的过程中，其中心线的位置不发生偏移，并使厚壁长筒管能自动送进和准确定位，高质量、高效率地切割出梯形缝。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图是本实用新型的机床结构示意图。

图中1.床身，2.从动齿轮，3.恒光路系统，4.激光发生器，5.同步齿形带传动组件，6.动反射镜模块，7.导光管，8.定反射镜模块，9.主动齿轮，10.自动送料支撑架，11.自动送料装置，12.机械手，13.自动送料定位架，14.双支撑装置，15.激光切割头，16.悬臂梁，17.副夹头。

具体实施方式

在附图中，床身(1)的作用是支撑恒光路系统(3)、悬臂梁(16)沿床身(1)的导轨往复运动，以便带动激光切割头(15)实现对厚壁长筒管的激光切割。

激光发生器(4)的作用是为激光加工提供光源。激光发生器(4)固定在床身(1)旁，通过导光管(7)将激光传入到恒光路系统(3)及悬臂梁(16)中。悬臂梁(16)可以带动激光切割头(15)完成沿厚壁长筒管轴向、径向和铅垂方向的往复运动，将激光输出到厚壁长筒管上进行切割。