激光三維切割的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光三維切割機(jī)，包括光纖激光器、激光切割頭、隨動裝置以及機(jī)器人，所述機(jī)器人包括機(jī)械手和用于控制所述機(jī)械手的控制柜，所述機(jī)械手內(nèi)設(shè)有用于控制所述機(jī)械手運(yùn)動的驅(qū)動裝置，所述光纖激光器設(shè)于所述控制柜內(nèi)，所述光纖激光器依次通過光纖光纜和準(zhǔn)直擴(kuò)束器連接至所述激光切割頭，所述隨動裝置分別與所述準(zhǔn)直擴(kuò)束器和所述機(jī)械手連接。本實(shí)用新型提供的激光三維切割機(jī)通過激光切割頭和隨動裝置將光纖激光器和機(jī)器人完美地結(jié)合起來，能很好地實(shí)現(xiàn)激光三維立體切割，大大縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】激光三維切割機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光切割【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，是涉及一種可實(shí)現(xiàn)三維立體切割的激光切割機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在制造行業(yè)，模具的應(yīng)用非常廣泛，不同形狀的工件需要制造不同的模具，尤其在汽車行業(yè)，車身的制造需要大量的模具，而模具的生產(chǎn)周期長，成本高，并且制造不同車型或車身有變化時，都需要重新制作模具，這樣研發(fā)時間長，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低下，尤其是三維零件的制作，不能適應(yīng)市場多樣化發(fā)展的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容 [0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述【背景技術(shù)】中所提到的問題，提供了一種激光三維切割機(jī)，該切割機(jī)通過激光切割頭和隨動裝置將光纖激光器和機(jī)器人完美地結(jié)合起來，能很好地實(shí)現(xiàn)激光三維立體切割，具有方便三維零件的加工，操作簡單的特點(diǎn)，其適用于汽車金屬零部件的切割，可以根據(jù)不同的車型或車身的形狀在平面或曲線鋼板上切割出零件，最終組裝出新的車身，大大縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種激光三維切割機(jī)，包括光纖激光器、激光切割頭、隨動裝置以及機(jī)器人，所述機(jī)器人包括機(jī)械手和用于控制所述機(jī)械手的控制柜，所述機(jī)械手內(nèi)設(shè)有用于控制所述機(jī)械手運(yùn)動的驅(qū)動裝置，所述光纖激光器設(shè)于所述控制柜內(nèi)，所述光纖激光器依次通過光纖光纜和準(zhǔn)直擴(kuò)束器連接至所述激光切割頭，所述隨動裝置分別與所述準(zhǔn)直擴(kuò)束器和所述機(jī)械手連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述機(jī)械手為六軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動裝置包括六個分別用于控制所述機(jī)械手六個軸的第一伺服電機(jī)和六個分別用于控制所述第一伺服電機(jī)的第一伺服驅(qū)動器。
[0008]進(jìn)一步地，所述隨動裝置包括滑臺，所述滑臺上設(shè)有滑塊和機(jī)械手安裝座，所述滑臺通過所述滑塊與所述準(zhǔn)直擴(kuò)束器連接，所述滑臺通過所述機(jī)械手安裝座與所述機(jī)械手連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述滑臺內(nèi)設(shè)有第二伺服電機(jī)、控制所述第二伺服電機(jī)的第二伺服驅(qū)動器以及由所述第二伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠。
[0010]進(jìn)一步地，所述激光切割頭還連接有信號傳輸線，所述信號傳輸線與所述第二伺服驅(qū)動器連接。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述激光三維切割機(jī)還包括激光冷水機(jī)。
[0012]進(jìn)一步地，所述激光冷水機(jī)與所述光纖激光器連接。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:本實(shí)用新型通過激光切割頭和隨動裝置將光纖激光器和機(jī)器人完美地結(jié)合起來，能很好地實(shí)現(xiàn)激光三維立體切割，具有方便三維零件的加工，操作簡單的特點(diǎn)，其適用于汽車金屬零部件的切割，可以根據(jù)不同的車型或車身的形狀在平面或曲線鋼板上切割出零件，最終組裝出新的車身，大大縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型中控制柜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖標(biāo)記:1_機(jī)械手,2-控制柜,3-光纖光纜,4-準(zhǔn)直擴(kuò)束器,5-激光切割頭，6-滑臺，7-滑塊，8-控制部分，9-光纖激光器。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]參照圖1、圖2可知，一種激光三維切割機(jī)，包括光纖激光器9、激光切割頭5、隨動裝置以及機(jī)器人，機(jī)器人包括機(jī)械手I和用于控制機(jī)械手I的控制柜2，機(jī)械手I內(nèi)設(shè)有用于控制機(jī)械手I運(yùn)動的驅(qū)動裝置，光纖激光器9設(shè)于控制柜2內(nèi)，光纖激光器9依次通過光纖光纜3和準(zhǔn)直擴(kuò)束器4連接至激光切割頭5，隨動裝置分別與準(zhǔn)直擴(kuò)束器4和機(jī)械手I連接。
[0020]本實(shí)施例中，機(jī)械手I為六軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動裝置包括六個分別用于控制機(jī)械手I六個軸的第一伺服電機(jī)和六個分別用于控制第一伺服電機(jī)的第一伺服驅(qū)動器。
[0021]本實(shí)施例中，隨動裝置包括滑臺6，滑臺6上設(shè)有滑塊7和機(jī)械手安裝座，滑臺6通過滑塊7與準(zhǔn)直擴(kuò)束器4連接，滑臺6通過機(jī)械手安裝座與機(jī)械手I連接，滑臺6內(nèi)設(shè)有第二伺服電機(jī)、控制第二伺服電機(jī)的第二伺服驅(qū)動器以及由第二伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠，激光切割頭5還連接有信號傳輸線，信號傳輸線與第二伺服驅(qū)動器連接。
[0022]本實(shí)施例中，激光三維切割機(jī)還包括激光冷水機(jī)，激光冷水機(jī)與光纖激光器9連接。
[0023]本實(shí)用新型將光纖激光器9、激光切割頭5、隨動裝置以及機(jī)器人結(jié)合到一起，由光纖激光器9發(fā)出高質(zhì)量的激光光束，通過光纖光纜3傳輸?shù)綔?zhǔn)直擴(kuò)束器4，準(zhǔn)直擴(kuò)束器4收集從光纖光纜3中傳輸出的激光光束，光束經(jīng)過準(zhǔn)直擴(kuò)束器4準(zhǔn)直、擴(kuò)束后射向激光切割頭5內(nèi)的聚焦透鏡，聚焦透鏡使光束從氣流噴嘴尖端的小孔中射出，對工件進(jìn)行切割，同時，通過第二伺服驅(qū)動器控制第二伺服電機(jī)，控制滾珠絲杠運(yùn)動，從而帶動滑塊7滑動，使與準(zhǔn)直擴(kuò)束器4連接的激光切割頭5運(yùn)動，使尖端跟隨工件表面運(yùn)動，從而確保運(yùn)動的順暢以及長時間的穩(wěn)定，噴嘴處還配備了電信號反饋，電信號通過信號傳輸線傳輸至控制第二伺服電機(jī)的第二伺服驅(qū)動器，第二伺服驅(qū)動器根據(jù)此信號控制激光切割頭5運(yùn)動，以保持尖端與工件之間的距離恒定，并且機(jī)械手I為六軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其配備的驅(qū)動裝置包括六個分別用于控制機(jī)械手I六個軸的第一伺服電機(jī)和六個分別用于控制第一伺服電機(jī)的第一伺服驅(qū)動器，隨動裝置分別與準(zhǔn)直擴(kuò)束器和機(jī)械手I連接，隨動裝置包括滑臺6，滑臺6上設(shè)有滑塊7和機(jī)械手安裝座，滑臺6通過滑塊7與準(zhǔn)直擴(kuò)束器4連接，滑臺6通過機(jī)械手安裝座與機(jī)械手I連接，準(zhǔn)直擴(kuò)束器4與激光切割頭5連接，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手I立體旋轉(zhuǎn)并帶動激光切割頭5旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)三維切割。
[0024]本實(shí)施例中，由光纖激光器9發(fā)出切割用激光光束，通過光纖光纜3傳輸?shù)郊す馇懈铑^5進(jìn)行切割，由于激光光束采用光纖光纜3傳輸，可將激光光束傳送到遠(yuǎn)距離加工點(diǎn)，實(shí)際操作時，將待加工工件一次定位，將機(jī)械手I連接在控制柜2上，控制柜2包括控制部分8和光纖激光器9，機(jī)械手I具有360度多角度可變換位置，通過控制柜2對機(jī)械人I動作進(jìn)行控制，并同時啟動光纖激光器9，光纖激光器9產(chǎn)生具有很高亮度的激光光束經(jīng)過光路傳導(dǎo)及反射并通過聚焦透鏡聚焦后照射在物體表面上時，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生上萬度的高溫，可氣化照射的物質(zhì)形成穿透孔，連續(xù)運(yùn)動照射可形成穿透帶，因此，可以把激光當(dāng)成切割鋼板的刀子，光纖激光器9與機(jī)器人同時工作，激光切割頭5和被加工材料按預(yù)先設(shè)計的圖形進(jìn)行連續(xù)相對運(yùn)動打點(diǎn)，切割出設(shè)計所需的零件，切割方式靈活，切割效率高。
[0025]本實(shí)用新型通過激光切割頭5和隨動裝置將光纖激光器9和機(jī)器人完美地結(jié)合起來，能很好地實(shí)現(xiàn)激光三維立體切割，具有方便三維零件的加工，操作簡單的特點(diǎn)，其適用于汽車金屬零部件的切割，可以根據(jù)不同的車型或車身的形狀在平面或曲線鋼板上切割出零件，最終組裝出新的車身，大大縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0026]本實(shí)用新型尤其適用于汽車鈑金覆蓋件的切割，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開模沖壓、等離子切割和五軸機(jī)床激光切割，切割、焊接是汽車車身制造中的重要生產(chǎn)工藝，尤其在新車型開發(fā)和小批量定制中，采用先進(jìn)的激光切割可以大大提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本，其能夠保證加工精度，適應(yīng)產(chǎn)品的快速變化，加工速度快，勞動強(qiáng)度低。
[0027]本實(shí)用新型采用光纖激光器9，光纖激光技術(shù)是近幾年來高速發(fā)展的激光技術(shù)，具有光學(xué)系統(tǒng)簡單、結(jié)構(gòu)更緊湊、聚焦光斑更小、工作效率更高、加工質(zhì)量更好的特點(diǎn)；由于光纖激光器9具有柔性傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，并且光束質(zhì)量好，可以通過光纖光纜3進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，方便與機(jī)器人相結(jié)合，可對三維零件進(jìn)行空間切割，實(shí)現(xiàn)柔性加工，可節(jié)約大量的模具成本，可以隨意切割，具有超高的光電轉(zhuǎn)換效率，綜合使用成本低，高可靠性，易操作，超長使用壽命，體積小的特點(diǎn)。
[0028]主要技術(shù)參數(shù):
[0029]激光功率:300W-4000W。
[0030]激光波長:1070nm。
[0031]切割速度:0-15米/分鐘，根據(jù)功率大小和工件材質(zhì)與厚度可調(diào)。
[0032]供電電源:三相交流380V。
[0033]冷卻方式:水冷。
[0034]切割頭焦距:5-7英寸，根據(jù)工件厚度可選。
[0035]機(jī)械手重復(fù)定位精度:正負(fù)0.1mm。
[0036]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，包括光纖激光器、激光切割頭、隨動裝置以及機(jī)器人，所述機(jī)器人包括機(jī)械手和用于控制所述機(jī)械手的控制柜，所述機(jī)械手內(nèi)設(shè)有用于控制所述機(jī)械手運(yùn)動的驅(qū)動裝置，所述光纖激光器設(shè)于所述控制柜內(nèi)，所述光纖激光器依次通過光纖光纜和準(zhǔn)直擴(kuò)束器連接至所述激光切割頭，所述隨動裝置分別與所述準(zhǔn)直擴(kuò)束器和所述機(jī)械手連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述機(jī)械手為六軸聯(lián)動機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括六個分別用于控制所述機(jī)械手六個軸的第一伺服電機(jī)和六個分別用于控制所述第一伺服電機(jī)的第一伺服驅(qū)動器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述隨動裝置包括滑臺，所述滑臺上設(shè)有滑塊和機(jī)械手安裝座，所述滑臺通過所述滑塊與所述準(zhǔn)直擴(kuò)束器連接，所述滑臺通過所述機(jī)械手安裝座與所述機(jī)械手連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述滑臺內(nèi)設(shè)有第二伺服電機(jī)、控制所述第二伺服電機(jī)的第二伺服驅(qū)動器以及由所述第二伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠。
6.如權(quán)利要求5所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述激光切割頭還連接有信號傳輸線，所述信號傳輸線與所述第二伺服驅(qū)動器連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述激光三維切割機(jī)還包括激光冷水機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種激光三維切割機(jī)，其特征在于，所述激光冷水機(jī)與所述光纖激光器連接。
【文檔編號】B23K26/08GK203509355SQ201320597626
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】付俊斌, 李必剛, 吳杰, 陳燎原 申請人:武漢瑞豐光電技術(shù)有限公司