[发明专利]一种三维五轴激光切割系统的结构设计

权利要求书

1.一种三维五轴激光切割系统的结构设计，包括一号轴(1)、二号轴(2)和三号轴(8)，其特征在于：所述一号轴(1)上设置有二号轴(2)，所述二号轴(2)上设置有挂板(3)，所述挂板(3)上安装有变压器(4)，所述变压器(4)上电性连接有二级板(5)，所述挂板(3)上安装有皮带(6)，所述皮带(6)另一端安装有三号轴(8)，所述三号轴(8)上开设有安装孔(9)，所述三号轴(8)上设置有转动项圈(801)，所述安装孔(9)内电性连接有转动轴(10)，所述转动轴(10)上安装有连杆(11)，所述连杆(11)上设置有一号控制器(12)，所述一号控制器(12)上电性连接有接线板(13)，所述接线板(13)上安装有二号控制器(14)，所述二号控制器(14)上设置有集成电路板(15)，所述连杆(11)上设置有滑块(16)，所述滑块(16)上安装有激光头(17)。

2.根据权利要求1所述的一种三维五轴激光切割系统的结构设计，其特征在于：所述一号轴(1)上设置有定位器(101)、卡槽(102)和多轨道(103)，所述定位器(101)设置有两个，两个所述定位器(101)分别设置在一号轴(1)的两端，所述多轨道(103)设置有三条。

3.根据权利要求2所述的一种三维五轴激光切割系统的结构设计，其特征在于：所述卡槽(102)与二号轴(2)滑动连接，且三条所述多轨道(103)其中一条内均匀分布有齿条，并且其余两条所述多轨道(103)内均匀分布有滚珠转子，所述二号轴(2)为“工”字形。

4.根据权利要求1所述的一种三维五轴激光切割系统的结构设计，其特征在于：所述挂板(3)与多轨道(103)滑动连接，且所述挂板(3)与变压器(4)固定连接，并且所述挂板(3)上开设有螺纹孔。

5.根据权利要求1所述的一种三维五轴激光切割系统的结构设计，其特征在于：所述限位槽(7)与三号轴(8)滑动连接，且所述三号轴(8)滑动的距离是三号轴(8)自身高度的二分之一，所述滑块(16)上开设有十字形槽。

6.根据权利要求1所述的一种三维五轴激光切割系统，包括由X轴、Y轴和Z轴组成的五轴系统以及三维系统，其特征在于：所述X轴、Y轴和Z轴以及各轴之间的运行方式均为齿轮齿条、滚珠丝杠、直线导轨与伺服电机的配套使用。

7.根据权利要求6所述的一种三维五轴激光切割系统，其特征在于：所述五轴系统利用ANSYS Workbench对三维五轴激光切割系统的床身、悬臂梁及三维激光切割头等关键部件进行分析，结果表明各关键部件的最大变形量分别为33.8μm、75.5μm、29.3μm,最大等效应力分别为6.73MPa、11.5MPa、3.85MPa，固有频率均在60Hz以上。

8.根据权利要求6所述的一种三维五轴激光切割系统，其特征在于：所述三维系统包括激光切割头定位、辅助切割路径设置、光束半径补偿、转角过烧设置和干涉预处理设置，利用有限元分析软件数值完成了22Mn B5热成型钢在不同激光切割工艺参数下的温度场分布变化。

9.根据权利要求6所述的一种三维五轴激光切割系统，其特征在于：所述三维系统内涵盖不同激光切割工艺参数对切割质量的影响规律，通过正交实验得出的工艺参数组合是激光功率1200W，切割速度2.4m/min，辅助气体压力1.2MPa。

10.根据权利要求6所述的一种三维五轴激光切割系统，其特征在于：所述三维五轴激光切割系统满足切割系统整体及相关键零部件的连接关系，确定了X、Y、Z各轴和三维激光切割头采用的结构形式及运动方式。