一种五轴球面激光切割装置的制作方法

1.本发明属于五轴激光切割装置制造技术领域，尤其涉及一种五轴球面激光切割装置。


背景技术：

2.激光切割是利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口。随着眼前储罐行业的不断发展，越来越多的行业和企业运用到激光切割储罐，越来越多的企业进入到了储罐行业。
3.在激光切割过程中，经常需要切割出球面或坡面，传统的球面或坡面切割是通过人工切割，费时费力，切割精度不高，质量较低，采用激光切割出球面或坡面需要设备具有很高的自由度，所以一些企业使用机械手配合，但是机械手不仅成本较高，而且不易操作控制，工作效率低下，还容易造成切割精度不高。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决传统的球面或坡口切割是通过人工切割，不仅费时费力，而且切割精度和质量较低，采用机械手切割的成本较高等问题而提供一种五轴球面激光切割装置。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：包括切割平台，切割平台两侧均设有第一纵向移动装置，两个第一纵向移动装置之间设有升降横梁，升降横梁一侧面上设有配重装置，升降横梁另一侧面上设有横向移动装置，横向移动装置一侧面上设有第二纵向移动装置，第二纵向移动装置下端面上设有伸缩臂，伸缩臂下端面上设有旋转装置，旋转装置一侧面上设有激光切割器，第一纵向移动装置一侧面上设有控制模块；
6.第一纵向移动装置包括移动槽，移动槽内部纵向设有隔板，隔板一侧且位于移动槽内部设有传动丝杆，传动丝杆一端设有第一电机，传动丝杆外径面设有传动块，传动块为“工”字型，移动槽在传动块对应位置开设有若干限位槽，传动块一侧设有支架，支架为“l”型，隔板在支架对应位置开设有滑槽，支架与传动块之间设有连接块，连接块贯穿支架和传动块，连接块两侧均设有第一导向柱，传动块在导向柱对应位置开设有第一导向孔，第一导向柱外径面上设有第一减震弹簧，支架与移动槽之间设有若干排轮，移动槽内部两端面上均设有第一距离传感器，移动槽上端面且位于传动丝杆上方设有槽盖，移动槽上端面且位于支架对应位置设有伸缩防尘罩。
7.进一步的，升降横梁包括横梁，横梁被支架贯穿，横梁与支架通过滑块连接，横梁两端内部均设有第二电机，横梁在第二电机对应位置开设有限位孔，第二电机与横梁之间设有若干第二导向柱，横梁在第二导向柱对应位置开设有第二导向孔，第二导向柱外径面上设有第二减震弹簧，第二减震弹簧与横梁之间均设有压力传感器，第二电机的传动轴一端设有第一传动齿轮，支架一侧面上且在第一传动齿轮对应位置设有第一传动齿条，支架
一侧面上两端均设有第二距离传感器。
8.进一步的，配重装置包括配重块，配重块与横梁通过滑块连接，配重块一侧面上设有第三电机，第三电机的传动轴端部设有第二传动齿轮，横梁在第二传动齿轮对应位置设有第二传动齿条，横梁两端均设有第三距离传感器。
9.进一步的，横向移动装置包括移动底座，移动底座与横梁通过滑块连接，移动底座底部一侧面上设有第四电机，第四电机的传动轴一端设有第三传动齿轮，横梁在第三传动齿轮对应位置设有第三传动齿条，移动底座另一侧面上设有纵向支架，纵向支架两端面均设有第四距离传感器。
10.进一步的，第二纵向移动装置包括移动块，移动块上端面设有第五电机，第五电机的传动轴端部设有第四传动齿轮，纵向支架在第四传动齿轮对应位置设有第四传动齿条，移动块在第五电机的传动轴对应位置开设有位移槽，第五电机外侧设有限位框，第五电机与限位框之间设有第三导向柱，限位框在第三导向柱对应位置开设有第三导向孔，第三导向柱外径面上设有第三减震弹簧。
11.进一步的，旋转装置包括固定板，固定板一侧面上设有第六电机，第六电机的传动轴端部设有第五传动齿轮，固定板一端面上设有连接轴，连接轴与固定板通过轴承连接，连接轴外径面上且位于第五传动齿轮对应位置设有从动齿轮，连接轴与激光切割器固定连接。
12.有益效果：本发明工艺简单，操作方便，切割平台可以便于待切割物的摆放与固定，第一纵向移动装置可以为设备提供纵向的快速移动，第一电机带动传动丝杆，传动丝杆与传动块配合，使传动块移动，传动块通过连接块带动支架，限位槽对传动块起到左右晃动限定的作用，第一导向柱和第一减震弹簧可以避免传动过程中上下晃动的误差，以此提高传动精度，升降横梁可以为设备提供高度方向上的快速移动，限位孔可以避免第二电机在传动过程中前后的晃动，第二导向柱和第二减震弹簧可以避免第一传动齿轮与第一传动齿条之间的间隙误差，提高高度移动的精准度，配重装置通过第三电机再横梁进行横向移动，可以通过第二减震弹簧与横梁之间的压力传感器来控制移动位置达到使横梁两端受力均匀，避免横梁变形影响切割精度，横向移动装置可以为装置提供横向移动，第二纵向移动装置可以为装置提供精确的纵向移动，限位框可以对第五电机的横向进行限位，通过第三导柱、位移槽和第三减震弹簧可以避免第五电机在传动过程中由于第四传动齿轮与第四传动齿条之间的间隙产生的移动误差，旋转装置可以对激光切割器进行角度的调整，以便切割坡面，这样不仅可以形成五轴自由度，便于切割坡面，还能提高切割精度，避免切割误差，降低了装置生产成本。
附图说明
13.图1为本发明结构示意图；
14.图2为本发明的第一纵向移动装置爆炸结构示意图；
15.图3为本发明的第一纵向移动装置全剖示意图；
16.图4为本发明的升降横梁爆炸结构示意图；
17.图5为本发明的升降横梁全剖结构示意图；
18.图6为本发明的配重装置结构示意图；
19.图7为本发明的横向移动装置结构示意图；
20.图8为本发明的第二纵向移动装置结构示意图；
21.图9为本发明的选装装置结构示意图。
22.图中：1
‑
切割平台、2
‑
第一纵向移动装置、3
‑
升降横梁、4
‑
配重装置、5
‑
横向移动装置、6
‑
第二纵向移动装置、7
‑
伸缩臂、8
‑
旋转装置、9
‑
激光切割器、10
‑
控制模块；
23.2001
‑
移动槽、2002
‑
隔板、2003
‑
传动丝杆、2004
‑
第一电机、2005
‑
传动块、2006
‑
限位槽、2007
‑
支架、2008
‑
滑槽、2009
‑
连接块、2010
‑
第一导向柱、2011
‑
第一导向孔、2012
‑
第一减震弹簧、2013
‑
排轮、2014
‑
第一距离传感器、2015
‑
槽盖、2016
‑
伸缩防尘盖；
24.3001
‑
横梁、3002
‑
第二电机、3003
‑
限位孔、3004
‑
第二导向柱、3005
‑
第二导向孔、3006
‑
第二减震弹簧、3007
‑
压力传感器、3008
‑
第一传动齿轮、3009
‑
第一传动齿条、3010
‑
第二距离传感器；
25.401
‑
配重块、402
‑
第三电机、403
‑
第二传动齿轮、404
‑
第二传动齿条、405
‑
第三距离传感器；
26.501
‑
移动底座、502
‑
第四电机、503
‑
第三传动齿轮、504
‑
第三传动齿条、505
‑
纵向支架、506
‑
第四距离传感器；
27.601
‑
移动块、602
‑
第五电机、603
‑
第四传动齿轮、604
‑
第四传动齿条、605
‑
位移槽、606
‑
限位框、607
‑
第三导向柱、608
‑
第三导向孔、609
‑
第三减震弹簧；
28.801
‑
固定板、802
‑
第六电机、803
‑
第五传动齿轮、804
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连接轴、805
‑
从动齿轮。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.结合图1至图9所示的一种五轴球面激光切割装置，包括切割平台1，切割平台1两侧均设有第一纵向移动装置2，两个第一纵向移动装置2之间设有升降横梁3，升降横梁3一侧面上设有配重装置4，升降横梁3另一侧面上设有横向移动装置5，横向移动装置5一侧面上设有第二纵向移动装置6，第二纵向移动装置6下端面上设有伸缩臂7，伸缩臂7下端面上设有旋转装置8，旋转装置8一侧面上设有激光切割器9，第一纵向移动装置2一侧面上设有控制模块10；
32.第一纵向移动装置2包括移动槽2001，移动槽2001内部纵向设有隔板2002，隔板2002一侧且位于移动槽2001内部设有传动丝杆2003，传动丝杆2003一端设有第一电机2004，传动丝杆2003外径面设有传动块2005，传动块2005为“工”字型，移动槽2001在传动块2005对应位置开设有若干限位槽2006，传动块2005一侧设有支架2007，支架2007为“l”型，
隔板2002在支架2007对应位置开设有滑槽2008，支架2007与传动块2005之间设有连接块2009，连接块2009贯穿支架2007和传动块2005，连接块2009两侧均设有第一导向柱2010，传动块2005在导向柱2010对应位置开设有第一导向孔2011，第一导向柱2010外径面上设有第一减震弹簧2012，支架2007与移动槽2001之间设有若干排轮2013，移动槽2001内部两端面上均设有第一距离传感器2014，移动槽2001上端面且位于传动丝杆2003上方设有槽盖2015，移动槽2001上端面且位于支架2007对应位置设有伸缩防尘罩2016。
33.其中，升降横梁3包括横梁3001，横梁3001被支架2007贯穿，横梁3001与支架2007通过滑块连接，横梁3001两端内部均设有第二电机3002，横梁3001在第二电机3002对应位置开设有限位孔3003，第二电机3002与横梁3001之间设有若干第二导向柱3004，横梁3001在第二导向柱3004对应位置开设有第二导向孔3005，第二导向柱3004外径面上设有第二减震弹簧3006，第二减震弹簧3006与横梁3001之间均设有压力传感器3007，第二电机3002的传动轴一端设有第一传动齿轮3008，支架2007一侧面上且在第一传动齿轮3008对应位置设有第一传动齿条3009，支架2007一侧面上两端均设有第二距离传感器3010，配重装置4包括配重块401，配重块401与横梁3001通过滑块连接，配重块401一侧面上设有第三电机402，第三电机402的传动轴端部设有第二传动齿轮403，横梁3001在第二传动齿轮403对应位置设有第二传动齿条404，横梁3001两端均设有第三距离传感器405，横向移动装置5包括移动底座501，移动底座501与横梁3001通过滑块连接，移动底座501底部一侧面上设有第四电机502，第四电机502的传动轴一端设有第三传动齿轮503，横梁3001在第三传动齿轮503对应位置设有第三传动齿条504，移动底座501另一侧面上设有纵向支架505，纵向支架505两端面均设有第四距离传感器506，第二纵向移动装置6包括移动块601，移动块601上端面设有第五电机602，第五电机602的传动轴端部设有第四传动齿轮603，纵向支架505在第四传动齿轮603对应位置设有第四传动齿条604，移动块601在第五电机602的传动轴对应位置开设有位移槽605，第五电机602外侧设有限位框606，第五电机602与限位框606之间设有第三导向柱607，限位框606在第三导向柱607对应位置开设有第三导向孔608，第三导向柱607外径面上设有第三减震弹簧609，旋转装置8包括固定板801，固定板801一侧面上设有第六电机802，第六电机802的传动轴端部设有第五传动齿轮803，固定板801一端面上设有连接轴804，连接轴804与固定板801通过轴承连接，连接轴804外径面上且位于第五传动齿轮803对应位置设有从动齿轮805，连接轴804与激光切割器9固定连接。
34.工作原理：本发明通过包括切割平台1可以便于待切割物的摆放与固定，第一纵向移动装置2可以为设备提供纵向的快速移动，第一电机2004带动传动丝杆2003，传动丝杆2003与传动块2005配合，使传动块2005移动，传动块2005通过连接块2009带动支架2007，限位槽2006对传动块2005起到左右晃动限定的作用，第一导向柱2010和第一减震弹簧2012可以避免传动过程中上下晃动的误差，以此提高传动精度，升降横梁3可以为设备提供高度方向上的快速移动，限位孔3003可以避免第二电机3002在传动过程中前后的晃动，第二导向柱3004和第二减震弹簧3006可以避免第一传动齿轮3008与第一传动齿条3009之间的间隙误差，提高高度移动的精准度，配重装置4通过第三电机402再横梁3001进行横向移动，可以通过第二减震弹簧3006与横梁3001之间的压力传感器3007来控制移动位置达到使横梁3001两端受力均匀，避免横梁3001变形影响切割精度，横向移动装置5可以为装置提供横向移动，第二纵向移动装置6可以为装置提供精确的纵向移动，限位框606可以对第五电机602
的横向进行限位，通过第三导柱607、位移槽605和第三减震弹簧609可以避免第五电机602在传动过程中由于第四传动齿轮603与第四传动齿条604之间的间隙产生的移动误差，旋转装置8可以对激光切割器9进行角度的调整，以便切割坡面，控制模块10与第一电机2004、第一距离传感器2014、第二电机3002、压力传感器3007、第二距离传感器3010、第三电机402、第三距离传感器405、第四电机502、第四距离传感器506、第五电机602和第六电机802均通过电性连接，这样不仅可以形成五轴自由度，便于切割坡面，还能提高切割精度，避免切割误差，降低了装置生产成本
35.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神.或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
36.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。