[发明专利]一种三维五轴数控激光切割机

摘要

一种三维五轴数控激光切割机。涉及复合运动并联五轴驱动机构的数控激光切割机。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，激光切割头通过复合运动并联机构与横梁侧面的Y向导轨活动连接。本发明通过复合运动并联机构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；而Y、Z、A、C四轴的运动是通过复合运动并联机构来实现的。本发明构思精巧，各零部件结构灵巧，刚性大，惯性小，运动精度能得到保障。本发明是机床技术、机器人技术以及数控技术相结合的产物，与传统的串联机床相比，结构简单，数学运算复杂精准。它具有刚度大、响应快、精度高、适应性强、技术附加值高等突出优点。

主权项

一种三维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）通过复合运动并联机构与所述横梁（2）侧面的Y向导轨（2a）活动连接；所述复合运动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（7）、激光头安装支座（8）、四只等长的连杆（6）和四只直线驱动装置（5）；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轴作直线往复运动、正面设有一对Z向导轨（3a）；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（4a）、正面设有与X轴平行的枢接套（4b）；所述Z轴溜板（4）通过Z向导轨槽（4a）与所述Y轴溜板（3）上的Z向导轨（3a）活动连接，并沿Z向导轨相对于Y轴溜板（3）作直线往复运动；所述十字架（7）呈叉形，其根部设有用于活动连接所述枢接套（4b）的枢轴（7a），两叉叉尖部位设有一对同轴的转孔（7b）；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）中的其中上部的两个分别布设在所述Y轴溜板（3）的两侧、与所述Y轴溜板（3）上的Z向导轨（3a）活动连接，另外下部的两个分别布设在所述Y轴溜板（3）的两侧、与所述Y向导轨（2a）活动连接；所述直线驱动装置（6）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激光头安装支座（8）的侧面设有球窝；所述直线驱动块电机设在直线驱动块上、驱动Y向导轨（2a）上的下部两只驱动块沿Y向导轨（2a）作直线往复运动、驱动Z向导轨（3a）上的上部两只驱动块沿Z向导轨（3a）作往复直线运动；所述连杆（7）的两端分别设有球头，连杆（6）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Z轴溜板驱动电机和四只所述直线驱动块电机分别连接控制器。