[发明专利]一种三维五轴激光切割系统的结构设计

说明书

本发明公开了一种三维五轴激光切割系统的结构设计，包括一号轴、二号轴和三号轴，所述一号轴上设置有二号轴，所述二号轴上设置有挂板，所述挂板上安装有变压器，所述变压器上电性连接有二级板，所述挂板上安装有皮带，所述皮带另一端安装有三号轴，所述三号轴上开设有安装孔，所述三号轴上设置有转动项圈，所述安装孔内电性连接有转动轴，所述转动轴上安装有连杆。本发明通过对激光头的多方位激光自主研发了一套系统，能将传统的三维系统上增加辅助切割路径设置、光束半径补偿、转角过烧设置和干涉预处理设置，来对激光头的运行做到更精准的切割，同时能对工件的三个面的多个角度进行切割，做到切割面光滑，完整连续。

技术领域

本发明涉及激光切割系统技术领域，具体涉及一种三维五轴激光切割系统的结构设计。

背景技术

三维五轴激光切割系统凭借其高效率、高精度、高适应性等特点,在汽车零部件、航空航天、模具等行业有着广泛的应用。但由于高性能三维五轴激光切割系统相关技术一直被国外设备制造商封锁,国内在该领域缺乏相应的设计方法与经验,导致国产同类产品存在着结构设计不合理、强度不足或过高、加工工艺落后等问题。因此,研发出拥有完全自主知识产权的三维五轴激光切割系统,不仅能加快我国激光加工装备和产业的发展,更能保持中国制造业的国际竞争力。

现有的激光切割系统不能满足多维度和多角度的激光作业，对工件表面激光的过程中高压和高温容易导致传统的视觉识别系统受到干扰，影响激光的精确度和灵敏性，容易导致激光作业的偏差，例如申请号为202110187491.5公开的激光切割系统，在实际应用中不能将多轴和多维度结合，保证激光作业不受高温高压的影响进行多角度多维度的转动激光切割。

因此，发明一种三维五轴激光切割系统的结构设计来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维五轴激光切割系统的结构设计，以解决技术中激光切割系统的激光切割头的切割范围受限，不能多面和多角度作业的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三维五轴激光切割系统的结构设计，包括一号轴、二号轴和三号轴，所述一号轴上设置有二号轴，所述二号轴上设置有挂板，所述挂板上安装有变压器，所述变压器上电性连接有二级板，所述挂板上安装有皮带，所述皮带另一端安装有三号轴，所述三号轴上开设有安装孔，所述三号轴上设置有转动项圈，所述安装孔内电性连接有转动轴，所述转动轴上安装有连杆，所述连杆上设置有一号控制器，所述一号控制器上电性连接有接线板，所述接线板上安装有二号控制器，所述二号控制器上设置有集成电路板，所述连杆上设置有滑块，所述滑块上安装有激光头。

优选的，所述一号轴上设置有定位器、卡槽和多轨道，所述定位器设置有两个，两个所述定位器分别设置在一号轴的两端，所述多轨道设置有三条。

优选的，所述卡槽与二号轴滑动连接，且三条所述多轨道其中一条内均匀分布有齿条，并且其余两条所述多轨道内均匀分布有滚珠转子，所述二号轴为“工”字形。

优选的，所述挂板与多轨道滑动连接，且所述挂板与变压器固定连接，并且所述挂板上开设有螺纹孔。

优选的，所述限位槽与三号轴滑动连接，且所述三号轴滑动的距离是三号轴自身高度的二分之一，所述滑块上开设有十字形槽。

优选的，包括由X轴、Y轴和Z轴组成的五轴系统以及三维系统，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。

优选的，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。