[发明专利]一种新型三维五轴激光切割头结构

说明书

本发明公开了一种新型三维五轴激光切割头结构，包括可变准直系统、光路系统、随动系统、防碰撞系统、B轴主体、双曲线齿轮减速机构、切割头主体、上盖和前盖，所述可变准直系统由准直电机、旋转轴、导轨、可变准直座、准直镜组座和准直模块组成；所述光路系统由一号轴、第一折返镜、二号轴、第二折返镜、切割头主体、聚焦模块、和切割嘴组成，所述随动系统由随动电机、斜齿轮直角传动机构、传动丝杠、第二导轨和升降连接件组成。本发明通过设置有可变准直系统，具备可调节功能：现有的带准直功能的激光切割头维护或更换步骤非常繁琐，工作量高，调整周期长，本系统设计了调节装置，可直接调整准直镜组轴向位置，大幅减少拆装时间。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种新型三维五轴激光切割头结构。

背景技术

三维五轴激光切割系统，广泛应用于三维金属钣金件、金属管类件的激光切割，是汽车行业高强钢、热成型钢、低碳钢、镀锌板材、铝、不锈钢等材料零部件的高效率、高智能的加工装备。当前，我国发展成为全球最大的汽车市场，对能够实现复杂曲面三维零件或异型管件的高速高精三维激光切割设备需求日益迫切，因此对三维五轴激光切割系统的开发研究意义重大。

在激光切割中，原始激光束穿过光路后经由喷嘴照射到加工物体表面。现有三维激光切割结构存在光路结构复杂，调试难度大，维护成本高，光路不稳定的问题，且随动系统普遍精度较低、响应速度慢，防碰撞系统无法及时反馈碰撞信息等，影响切割质量，提高切割难度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有三维激光切割结构存在光路结构复杂，调试难度大，维护成本高，光路不稳定的问题，且随动系统普遍精度较低、响应速度慢，防碰撞系统无法及时反馈碰撞信息等，影响切割质量，提高切割难度的缺点，而提出的一种新型三维五轴激光切割头结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型三维五轴激光切割头结构，包括可变准直系统、光路系统、随动系统、防碰撞系统、B轴主体、双曲线齿轮减速机构、切割头主体、上盖和前盖，所述可变准直系统由准直电机、旋转轴、导轨、可变准直座、准直镜组座和准直模块组成；所述光路系统由一号轴、第一折返镜、二号轴、第二折返镜、切割头主体、聚焦模块、和切割嘴组成，所述随动系统由随动电机、斜齿轮直角传动机构、传动丝杠、第二导轨和升降连接件组成，所述防碰撞系统由上部连接件、电磁铁、耐热钕磁铁、上电路板、下电路板、上紧箍、波纹防护罩和下紧箍组成。

进一步的，所述可变准直座与准直模块相连接，准直电机带动旋转轴使准直镜组座沿导轨上下移动，实现准直镜组的轴向调节，光纤出来的激光束经过所述可变准直系统后变为理想的平行光束，平行光束在光路系统中经过一号轴、第一折返镜、二号轴、第二折返镜、切割头主体、聚焦模块，最后从切割嘴处聚焦到加工物体表面。

进一步的，所述双曲线齿轮减速机构安装在B轴主体内，带动切割头主体沿二号轴轴线旋转。

进一步的，所述随动系统中第二导轨连接在升降连接件上，通过随动电机带动斜齿轮直角传动机构旋转、斜齿轮直角传动机构与传动丝杠相连，将旋转运动转换为直线运动，升降连接件与上部连接件刚性连接，最终保证切割嘴与工件加工表面的高度一致。

进一步的，所述防碰撞系统中，上紧箍和下紧箍分别将波纹防护罩固定在上部连接件和聚焦模块之间，上电路板、电磁铁固定在上部连接件，下电路板、耐热钕磁铁固定在聚焦模块上，上电路板和下电路板采用触点连接方式。

进一步的，所述切割嘴与加工物体产生接触时，上部连接件和聚焦模块之间产生错位，触点断开，反馈到控制系统，机床停止移动规避撞击。

与现有技术相比，本发明提供了一种新型三维五轴激光切割头结构，具备以下有益效果：