CN109604820A - 一种用于激光加工装置中的组合式光头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于激光加工装置中的组合式光头，所述加工区域内设置有一组以上的T型梁组合，每组T型梁组合均由两个T型梁组成，所述T型梁由一根横梁和一根以上的竖梁组成，其中横梁的两端分别连接在两根X轴导轨上并与X轴导轨相垂直；所述全部的竖梁均位于两根横梁之间，竖梁的一端连接在横梁上并与横梁相垂直，激光头朝下安装在竖梁的另一端；所述横梁和竖梁上对应设置有独立的驱动装置进行驱动，所述驱动装置均与激光加工装置中的控制中心连接。该组合式光头结构简单，能够在加工时相互配合，单个光头加工柔性大，可以实现对加工区域内的全角度覆盖，极大的提高了针对复杂工件的加工效率。

Description

一种用于激光加工装置中的组合式光头
技术领域
本发明提供了一种组合式激光加工头，用于激光切割机或者激光焊接机中，属于激光加工技术领域。
背景技术
激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。与传统的板材加工方法相比，激光切割其具有高的切割质量、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功地应用于微、小型零件焊接中。与其它焊接技术比较，激光焊接的主要优点是：激光焊接速度快、深度大、变形小。能在室温或特殊的条件下进行焊接，焊接设备装置简单。
目前本领域中为了提高激光加工的工作效率，通过设置过光头同步加工是一个有效的方法。目前本领域中多光头组合的方式有以下四种：1、上下对位设置的双激光头，同步移动，共同配合对同一部位进行切割，例如CN200820191807和CN201110317220。2、在两根X轴之间设置有一根Y轴，安装于同一根Y轴上的两个激光头，两个激光头之间不能相对移动，只能整体沿着Y轴位移，例如专利CN201620921747和CN201721734555。3、在两根X轴之间设置有一根Y轴，Y轴上安装有两个沿轴移动的激光头，两个激光头之间能够相对移动，并且各自的位移单独由一个驱动装置进行控制。此类专利是近几年申请较多，例如CN201220753878、CN201410825174、CN201621021840、CN201720084309以及CN201820198877。4、同样是设置有两根平行的X轴，在X轴上设置有两根以上的Y轴，Y轴彼此之间任意移动，在Y轴上安装有激光头，且激光头能够沿Y轴任意移动，激光头的安装方向朝向同一个方向。例如专利CN201510801101和CN201721093415。
上述多光头组合的加工方式对于加工简单形状的工件能够提高加工效率，一个光头单独对应加工一个工件，彼此之间互不干涉。但是对于复杂外形的工件，需要多个光头配合进行加工时，由于结构的限制，无法进行相互配合加工。这是因为在现有的技术结构中，为避免加工头相互碰撞，均采用加工头同向布置的非T型结构。即使个别采用对置的两个激光头，对置激光头的出光点连线也避免与横梁平行。即设激光头出光点与横梁距离为S1，另一个距离为S2，光头横向有效距离H，两个横梁之间的距离S一定>S1+S2。且两个加工区域S1*H与S2*H之间没有重合部分，没有公共区域，两个横梁之间就是相互加工死角区，无法实现同步加工，大大削弱了加工效率。
发明内容
本发明提供了一种用于激光加工装置中的组合式光头，解决了背景技术中的不足，该组合式光头结构简单，能够在加工时相互配合，单个光头加工柔性大，可以实现对加工区域内的全角度覆盖，极大的提高了针对复杂工件的加工效率。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种用于激光加工装置中的组合式光头，至少包括激光头以及X轴导轨，所述的X轴导轨设置有两根，两根X轴导轨位于同一水平面上，两根X轴导轨之间的区域为加工区域，所述加工区域内设置有一组以上的T型梁组合，每组T型梁组合均由两个T型梁组成，所述T型梁由一根横梁和一根以上的竖梁组成，其中横梁的两端分别连接在两根X轴导轨上并与X轴导轨相垂直，横梁能够沿着X轴导轨移动；所述全部的竖梁均位于两根横梁之间，竖梁的一端连接在横梁上并与横梁相垂直，激光头朝下安装在竖梁的另一端，所述激光头的数量与竖梁的数量相对应，竖梁能够沿着横梁在Y轴方向上移动；所述横梁和竖梁上对应设置有独立的驱动装置进行驱动，所述驱动装置均与激光加工装置中的控制中心连接。
所述激光头安装于竖梁顶部的端面或侧面上。
所述T型梁中竖梁的长度不少于10厘米。
与现有技术相比，本发明提供的激光加工装置中的组合式光头具有以下的加工优势：本发明中由于在加工区域内设置有一组以上的T型梁组合，每组T型梁组合均由两个T型梁组成，在此结构下，假设每组T型梁组合中一个激光头的出光点与横梁距离为S1，另一个距离为S2，那个两个横梁之间的距离S<S1+S2，尤其是当S1＝S2时，由于T型梁可以允许两个加工头相互探入对方的加工区域(控制好加工轨迹与时间位置)，因此在动态工作下两个加工区域可以实现完全重合实现同步加工，扩展了光头的加工柔性，将极大提高加工效率，真正发挥多头同步加工的高效率优势。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的组合式光头的结构示意图；
图2为本发明实施例1中待加工的工件外形图；
图3为本发明实施例2提供的组合式光头的结构示意图；
图4为本发明实施例3提供的组合式光头的结构示意图；
图中：1-X轴导轨，2-横梁，3-竖梁，4-激光头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明。
实施例1
本实施例中所提供的组合式光头的结构如图1所示，所述的X轴导轨设置有两根，两根X轴导轨位于同一水平面上，两根X轴导轨之间的区域为加工区域，所述加工区域内设置有两个T型梁，T型梁由横梁和竖梁组成，其中横梁的两端分别连接在两根X轴导轨上并与X轴导轨相垂直，横梁能够沿着X轴导轨移动；两根竖梁均位于两根横梁之间，竖梁的一端连接在横梁上并与横梁相垂直，激光头朝下安装在竖梁的另一端，且激光头安装于竖梁顶部的端面或侧面上。所述竖梁的长度为30厘米。所述激光头对应设置有两个，竖梁能够沿着横梁在Y轴方向上移动；所述两根横梁和两个竖梁上对应设置有独立的四套驱动装置进行驱动，所述驱动装置均与激光加工装置中的控制中心连接。
采用本实施例中提供的组合式光头能够对于复杂结构的工件进行加工，待加工工件外形如图2所示，包括ABCDFEG七个大小不一的圆孔。采用本实施例中提供的组合式光头对其进行加工的流程如下：板材采用步进式伺服送料的方式沿着图2中箭头方向进料，单次送料步长一米，板材送料至加工位后，采用本实施例中提供的组合式光头对板材进行加工，根据待加工的行程，圆孔ABD分配由下光头加工，圆孔CEFG由上光头加工。在加工时，圆孔CEFG分布比较集中，上光头在此加工范围内进行加工，下光头首先完成后圆孔D的加工后，此时上光头还在圆孔CEFG区域内进行加工作业，此时下光头在竖梁的带动下沿着横梁在Y轴移动，到位后横梁在沿着X轴导轨移动，使下光头深入至上光头的背后，从而完成对圆孔AB的加工作业，上光头与下光头配合，共同完成对工件的加工作业，能够极大的提高加工效率。
实施例2
本实施例中所提供的组合式光头的结构如图3所示，所述的X轴导轨设置有两根，两根X轴导轨位于同一水平面上，两根X轴导轨之间的区域为加工区域，所述加工区域内设置有两组T型梁组合，每组T型梁组合的结构均与实施例1中一致。
实施例3
本实施例中所提供的组合式光头的结构如图4所示，所述的X轴导轨设置有两根，两根X轴导轨位于同一水平面上，两根X轴导轨之间的区域为加工区域，所述加工区域内设置有两个T型梁，一个T型梁由横梁和一个竖梁组成，另一个T型梁由横梁和两根竖梁组成，其中横梁的两端分别连接在两根X轴导轨上并与X轴导轨相垂直，横梁能够沿着X轴导轨移动；三根竖梁均位于两根横梁之间，竖梁的一端连接在横梁上并与横梁相垂直，激光头朝下安装在竖梁的另一端，且激光头安装于竖梁顶部的端面或侧面上。所述竖梁的长度为30厘米。所述激光头对应设置有三个，竖梁能够沿着横梁在Y轴方向上移动；所述两根横梁和三根竖梁上对应设置有独立的五套驱动装置进行驱动，所述驱动装置均与激光加工装置中的控制中心连接。

Claims (3)

1.一种用于激光加工装置中的组合式光头，至少包括激光头以及X轴导轨，其特征在于：所述的X轴导轨设置有两根，两根X轴导轨位于同一水平面上，两根X轴导轨之间的区域为加工区域，所述加工区域内设置有一组以上的T型梁组合，每组T型梁组合均由两个T型梁组成，所述T型梁由一根横梁和一根以上的竖梁组成，其中横梁的两端分别连接在两根X轴导轨上并与X轴导轨相垂直，横梁能够沿着X轴导轨移动；所述全部的竖梁均位于两根横梁之间，竖梁的一端连接在横梁上并与横梁相垂直，激光头朝下安装在竖梁的另一端，所述激光头的数量与竖梁的数量相对应，竖梁能够沿着横梁在Y轴方向上移动；所述横梁和竖梁上对应设置有独立的驱动装置进行驱动，所述驱动装置均与激光加工装置中的控制中心连接。
2.根据权利要求1所述的用于激光加工装置中的组合式光头，其特征在于：所述激光头安装于竖梁顶部的端面或侧面上。
3.根据权利要求1所述的用于激光加工装置中的组合式光头，其特征在于：所述T型梁中竖梁的长度不少于10厘米。
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