CN110877149A - 激光复合制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光复合制造装置，包括支撑底座，激光工具和安装架；支撑底座上表面一侧设有第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨，支撑底座的另一侧设有加工平台；安装架包括Y轴支撑横梁，滑块和Z轴活动架；Z轴活动架的底部设有可绕Z轴转动的激光工具，激光工具位于加工平台的正上方；Y轴支撑横梁与第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动连接，第一X轴滑轨设有第一直线电机；第二X轴滑轨设有第二直线电机，第二直线电机的动子与第二X轴滑轨固定连接；第三X轴滑轨设有第三直线电机；它的优点是稳定性能好，加工精度高，使用寿命长。

Description

激光复合制造装置

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其是一种激光复合制造装置。

背景技术

激光切割机具有加工效率高，精度高等优点，广受市场青睐。现有的三维激光切割机通常是采用激光工具在三维空间内任意角度、任意位置的旋转来加工立体工件。为了实现激光工具任意角度的灵活运转，就需要激光工具可以在X轴，Y轴和Z轴方向任意移动，由于现有的激光切割设备体积比较大，在X轴，Y轴和Z轴方向移动过程不稳定，支撑底座刚性不好，影响激光工具的加工精度。同时由于现有的激光切割设备在加工过程中，会产生粉尘，粉尘进入到移动导轨，会影响驱动设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种激光复合制造装置。

本发明的一种技术方案：

一种激光复合制造装置，包括支撑底座，激光工具和安装架；所述支撑底座上表面一侧设有平行的第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨，支撑底座的另一侧设有加工平台；所述安装架包括Y轴支撑横梁，滑块和Z轴活动架，所述滑块与Y轴支撑横梁在Y轴方向滑动连接，所述滑块与Z轴活动架在Z轴方向滑动连接；所述Z轴活动架的底部设有可绕Z轴转动的激光工具，所述激光工具位于加工平台的正上方；所述Y轴支撑横梁横跨第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨且与第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动连接，所述第一X轴滑轨设有第一直线电机；所述第一直线电机的定子与第一X轴滑轨固定连接，第一直线电机的动子与Y轴支撑横梁的一端固定连接；所述第二X轴滑轨设有第二直线电机，所述第二直线电机的动子与第二X轴滑轨固定连接，第二直线电机的定子与Y轴支撑横梁的中部固定连接；所述第三X轴滑轨设有第三直线电机，所述第三直线电机的定子与第三X轴滑轨固定连接，第三直线电机的动子与Y轴支撑横梁的另一端固定连接；第一直线电机，第二直线电机和第三直线电机带动Y轴支撑横梁沿着第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动，激光工具包括激光3D打印头、激光切割头以及激光焊接头中的任意一种。

一种优选的方案是所述加工平台一侧设有用于吸附加工灰尘的吸尘装置，所述吸尘装置的吸附口对准加工平台。

一种优选的方案是所述吸尘装置包括长方形的收集槽，弧形的调节门以及抽风口；所述收集槽靠近加工平台的一侧设有灰尘吸入口，所述调节门的两端与收集槽的两端转动连接且用于调节灰尘吸入口的大小，所述抽风口设置在收集槽远离加工平台的一侧，抽风口内设有抽风机。

一种优选的方案是所述Y轴支撑横梁设有第四直线电机，所述第四直线电机的动子与Y轴支撑横梁固定连接，第四直线电机的定子与滑块固定连接，第四直线电机带动滑块沿着Y轴支撑横梁滑动。

一种优选的方案是所述加工平台上设有固定架，所述固定架上装有第一夹具和第二夹具，所述第一夹具的夹持口与Z轴平行，所述第二夹具夹持口与Y轴平行。

一种优选的方案是所述固定架包括与X轴平行的一对第一支撑杆，与Y轴平行的一对第二支撑杆，以及与Z轴平行的若干第三支撑杆；所述第一支撑杆沿其长度方向设有若干第一调节孔，所述第二支撑杆的两端横跨一对第一支撑杆且两端与对应的第一支撑杆固定连接；所述第三支撑杆沿其长度方向设有设有若干第三调节孔，所述第一支撑杆与第三支撑杆的相对高度通过第一调节孔和第三调节孔调节。

一种优选的方案是所述固定架的一侧设有开关门，所述固定架的下方设有转动盘，转动盘上固定有一对第三夹具的转动盘，开关门位于转动盘正上方，且转动盘一半位于开关门的一侧，另一半位于开关门的另一侧，一个第三夹具位于开关门的一侧，另一个第三夹具位于开关门的另一侧，当一个第三夹具转动至开关门一侧且位于激光工具正下方时，另一个第三夹具转动至开关门的另一侧。

一种优选的方案是所述固定架的正下方还设有传送带，所述传送带的移动方向与Y轴平行。

一种优选的方案是所述支撑底座由矿物铸压形成。

一种优选的方案是Y轴支撑横梁安装有用于检测滑块活动位置的光栅尺，所述Y轴支撑横梁的两端设有限制滑块滑动的限位块。

一种优选的方案是Y轴支撑横梁安装有用于检测滑块活动位置的光栅尺，所述Y轴支撑横梁的两端设有限制滑块滑动的限位块。

综合上述技术方案，本发明的有益效果：支撑底座体积大，Y轴支撑横梁横长度长，Y轴支撑横梁横跨第一X轴滑轨、第二X轴滑轨和第三X轴滑轨且与第一X轴滑轨、第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动连接，Y轴支撑横梁滑动稳定；第一直线电机的定子与动子，所述第二直线电机的动子与定子，第三直线电机的动子与定子，安装位置相互错开，使得Y轴支撑横梁滑动更加平稳，在X轴，Y轴和Z轴方向移动稳定，支撑底座刚性好，激光工具的加工精度高；切割过程中产生粉尘被吸尘装置吸收，粉尘无法进入到第一直线电机，第二直线电机，第三直线电机和第四直线电机内，提高了它们的使用寿命；支撑座与挡板形成相对独立的空间，进一步减少了灰尘进入到第二直线电机内，提高了第二直线电机的使用寿命；不仅可以进行激光3D打印、激光切割、激光焊接，同时还可以进行金属切削加工，使零件一次成型，大大提高了零件的加工制造效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的立体图一；

图2是本发明中支撑底座的立体图；

图3是本发明中固定架的立体图；

图4是本发明中第二X轴滑轨的爆炸图；

图5是本发明中吸尘装置的立体图；

图6是本发明的立体图二。

具体实施方式

为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图6所示，一种激光复合制造装置，包括支撑底座10，激光工具和安装架30。支撑底座10上表面一侧设有第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13，第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13相互平行，支撑底座10的另一侧设有加工平台14；第二X轴滑轨12位于第一X轴滑轨11和第三X轴滑轨13之间。安装架30包括Y轴支撑横梁31，滑块32和Z轴活动架33，滑块32与Y轴支撑横梁31在Y轴方向滑动连接，滑块32与Z轴活动架33在Z轴方向滑动连接；Z轴活动架33的底部设有可绕Z轴转动的激光工具，激光工具位于加工平台14的正上方；Y轴支撑横梁31横跨第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13且与第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13滑动连接，第一X轴滑轨11设有第一直线电机111；第一直线电机111的定子与第一X轴滑轨11固定连接，第一直线电机111的动子与Y轴支撑横梁31的一端固定连接；第二X轴滑轨12设有第二直线电机121，第二直线电机121的动子与第二X轴滑轨12固定连接，第二直线电机121的定子与Y轴支撑横梁31的中部固定连接；第三X轴滑轨13设有第三直线电机131，第三直线电机131的定子与第三X轴滑轨13固定连接，第三直线电机131的动子与Y轴支撑横梁31的另一端固定连接；第一直线电机111，第二直线电机121和第三直线电机131带动Y轴支撑横梁31沿着第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13滑动，激光工具包括激光3D打印头、激光切割头20以及激光焊接头中的任意一种。支撑底座10的体积比较大，Y轴支撑横梁31比较长，第一X轴滑轨11，第二X轴滑轨12和第三X轴滑轨13分别支撑Y轴支撑横梁31，使得支撑横梁31滑动比较平稳，同时由于第二直线电机121的动子与第二X轴滑轨12固定连接，第二直线电机121的定子与Y轴支撑横梁31的中部固定连接，使得支撑横梁31滑动更加平稳，提高了激光工具的加工精度和加工稳定性。激光工具包括激光3D打印头、激光切割头20以及激光焊接头中的任意一种，不仅可以进行激光3D打印、激光切割、激光焊接，同时还可以进行金属切削加工，使零件一次成型，大大提高了零件的加工制造效率。

如图1至图6所示，支撑底座10向内凹设有凹槽18，凹槽18位于第一X轴滑轨11与第三X轴滑轨13之间，且与第一X轴滑轨11平行，第二X轴滑轨12设置在凹槽18内，第二X轴滑轨12包括U形的支撑座125和活动块122，支撑座125的底部设有支撑块123，支撑块123的上表面设有轨道124，活动块122的底部与轨道124滑动连接，活动块122的顶部与Y轴支撑横梁31固定连接，第二直线电机121的动子设置在支撑座125的内侧壁，第二直线电机121的定子与活动块122固定连接。支撑座125的上表面设有挡板126，支撑座125，挡板126和活动块122形成围成相对独立的空间，支撑座125，挡板126可以防止加工粉尘进入到支撑座125内，减少了粉尘对第二直线电机121的影响，提高了第二直线电机121的使用寿命和移动精度。

如图1至图6所示，加工平台14一侧设有用于吸附加工灰尘的吸尘装置15，吸尘装置15的吸附口对准加工平台14，吸尘装置15可以吸附加工过程中产生的粉尘，防止粉尘对第一直线电机111，第二直线电机121和第三直线电机131的影响。优选的，吸尘装置15包括长方形的收集槽151，弧形的调节门152以及抽风口153；收集槽151靠近加工平台14的一侧设有灰尘吸入口154，调节门152的两端与收集槽151的两端转动连接且用于调节灰尘吸入口154的大小，抽风口153设置在收集槽151远离加工平台14的一侧，抽风口153内设有抽风机，当激光工具在加工过时，抽风机将加工周围的粉尘抽入收集槽151内，防止灰尘四处散发。收集槽151的两侧设有弧形调节槽155，调节门152沿着弧形调节槽155转动连接，调节门152沿着弧形调节槽155转动时可以调节灰尘吸入口154的大小。

如图1至图6所示，Y轴支撑横梁31设有第四直线电机34，第四直线电机34的动子与Y轴支撑横梁31固定连接，第四直线电机34的定子与滑块32固定连接，第四直线电机34带动滑块32沿着Y轴支撑横梁31滑动，从而调节Z轴活动架33在Y轴方向的位置。

如图1至图6所示，加工平台14上设有固定架19，固定架19上装有第一夹具16和第二夹具17，第一夹具16的夹持口与Z轴平行，第二夹具17夹持口与Y轴平行。第一夹具16与第二夹具17夹持零件的方向相互垂直，第一夹具16通过第一固定座161与固定架19固定连接，第二夹具17通过第二固定座162与固定架19固定连接。第一夹具16与第二夹具17夹持零件的方向不同，可以对零件的不同位置加工。

如图1至图6所示，固定架19包括与X轴平行的一对第一支撑杆191，与Y轴平行的一对第二支撑杆192，以及与Z轴平行的若干第三支撑杆193；第一支撑杆191沿其长度方向设有若干第一调节孔，第二支撑杆192的两端横跨一对第一支撑杆191且两端与对应的第一支撑杆191固定连接；第三支撑杆193沿其长度方向设有设有若干第三调节孔，第一支撑杆191与第三支撑杆193的相对高度通过第一调节孔和第三调节孔调节。

如图1至图6所示，固定架19的一侧设有开关门(图中未标记)，固定架19的下方设有转动盘(图中未标记)，转动盘上固定有一对第三夹具(图中未标记)，开关门位于转动盘正上方，且转动盘一半位于开关门的一侧，另一半位于开关门的另一侧，一个第三夹具位于开关门的一侧，另一个第三夹具位于开关门的另一侧，当一个第三夹具转动至开关门一侧且位于激光工具正下方时，另一个第三夹具转动至开关门的另一侧。所述转动盘一半位于开关门的一侧，另一半位于开关门的另一侧，所述转动盘设有两个工装夹位，当转动盘转动时，其中一个工装夹位转动至开关门内侧且位于激光工具正下方时，另一个工装夹位转动至开关门的外侧。当一个第三夹具夹紧工件且位于激光工具正下方加工时，另一第三夹具可以夹持另一待加工零件，提高了加工效率。

如图1至图6所示，固定架19的正下方还设有传送带(图中未标记)，传送带的移动方向与Y轴平行。传送带将工件传输至激光工具的正下方时，激光工具对工件加工。

如图1至图6所示，支撑底座10体积大，支撑底座10由矿物铸压形成。矿物铸压形成的支撑底座10具有刚性好，稳定性好，精度高，负载大的优点。

如图1至图6所示，所述Y轴支撑横梁31安装有用于检测滑块32活动位置的光栅尺，所述Y轴支撑横梁31的两端设有限制滑块32滑动的限位块。

以上是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光复合制造装置，其特征在于，包括支撑底座，激光工具和安装架；所述支撑底座上表面一侧设有平行的第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨，支撑底座的另一侧设有加工平台；所述安装架包括Y轴支撑横梁，滑块和Z轴活动架，所述滑块与Y轴支撑横梁在Y轴方向滑动连接，所述滑块与Z轴活动架在Z轴方向滑动连接；所述Z轴活动架的底部设有可绕Z轴转动的激光工具，所述激光工具位于加工平台的正上方；所述Y轴支撑横梁横跨第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨且与第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动连接，所述第一X轴滑轨设有第一直线电机；所述第一直线电机的定子与第一X轴滑轨固定连接，第一直线电机的动子与Y轴支撑横梁的一端固定连接；所述第二X轴滑轨设有第二直线电机，所述第二直线电机的动子与第二X轴滑轨固定连接，第二直线电机的定子与Y轴支撑横梁的中部固定连接；所述第三X轴滑轨设有第三直线电机，所述第三直线电机的定子与第三X轴滑轨固定连接，第三直线电机的动子与Y轴支撑横梁的另一端固定连接；第一直线电机，第二直线电机和第三直线电机带动Y轴支撑横梁沿着第一X轴滑轨，第二X轴滑轨和第三X轴滑轨滑动，激光工具包括激光3D打印头、激光切割头以及激光焊接头中的任意一种。

2.根据权利要求1所述激光复合制造装置，其特征在于，所述加工平台一侧设有用于吸附加工灰尘的吸尘装置，所述吸尘装置的吸附口对准加工平台。

3.根据权利要求2所述激光复合制造装置，其特征在于，所述吸尘装置包括长方形的收集槽，弧形的调节门以及抽风口；所述收集槽靠近加工平台的一侧设有灰尘吸入口，所述调节门的两端与收集槽的两端转动连接且用于调节灰尘吸入口的大小，所述抽风口设置在收集槽远离加工平台的一侧，抽风口内设有抽风机。

4.根据权利要求1所述激光复合制造装置，其特征在于，所述Y轴支撑横梁设有第四直线电机，所述第四直线电机的动子与Y轴支撑横梁固定连接，第四直线电机的定子与滑块固定连接，第四直线电机带动滑块沿着Y轴支撑横梁滑动。

5.根据权利要求1所述激光复合制造装置，其特征在于，所述加工平台上设有固定架，所述固定架上装有第一夹具和第二夹具，所述第一夹具的夹持口与Z轴平行，所述第二夹具夹持口与Y轴平行。

6.根据权利要求5所述激光复合制造装置，其特征在于，所述固定架包括与X轴平行的一对第一支撑杆，与Y轴平行的一对第二支撑杆以及与Z轴平行的若干第三支撑杆；所述第一支撑杆沿其长度方向设有若干第一调节孔，所述第二支撑杆的两端横跨一对第一支撑杆且两端与对应的第一支撑杆固定连接；所述第三支撑杆沿其长度方向设有设有若干第三调节孔，所述第一支撑杆与第三支撑杆的相对高度通过第一调节孔和第三调节孔调节。

7.根据权利要求6所述激光复合制造装置，其特征在于，所述固定架的一侧设有开关门，所述固定架的下方设有转动盘，所述转动盘上固定有一对第三夹具的转动盘，所述开关门位于转动盘正上方，且转动盘一半位于开关门的一侧，另一半位于开关门的另一侧，一个第三夹具位于开关门的一侧，另一个第三夹具位于开关门的另一侧，当一个第三夹具转动至开关门一侧且位于激光工具正下方时，另一个第三夹具转动至开关门的另一侧。

8.根据权利要求6所述激光复合制造装置，其特征在于，所述固定架的正下方还设有传送带，所述传送带的移动方向与Y轴平行。

9.根据权利要求1所述激光复合制造装置，其特征在于，所述支撑底座由矿物铸压形成。

10.根据权利要求1所述激光复合制造装置，其特征在于，所述Y轴支撑横梁安装有用于检测滑块活动位置的光栅尺，所述Y轴支撑横梁的两端设有限制滑块滑动的限位块。

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