[0113] 上述切割头随动调高装置S2中：检测器可采用满流式位置传感器等，检测出来的 激光切割头18的割嘴与工件之间的距离转换为电信号输出；控制器可为化C或嵌入忍片，可 W按照预设算法输出控制指令，运些控制指令可为PWM(脉冲宽度调制)信号;驱动器通常为 电机其传动机构，一般采用伺服电机和直线模组的组合方式，通过将伺服电机的旋转运动 转换成模组的直线运动，使得激光切割头18随着模组直线运动而运动，由此实现随动调高。
[0114] 对于激光切割机而言，激光切割头18的随动响应速度要快。若采用电机与直线模 组存在运动的转换，旋转运动转换成直线运动，难W实现高加速度随动;又因为运种结构的 部件较多，导致随动系统整体质量较大，不利于提高随动速度。为此，本实施例特别地进行 改进，由此得到下述的高加速度、质量较轻的切割头随动调高装置S2。
[0115] 参见图19~图22,本实施例切割头随动调高装置的检测器为电容传感器30,该电 容传感器设置于激光切割头18的割嘴底端，W便来检测并输出激光切割头18的割嘴与工件 之间的距离信号。运种电容传感器可W测量慢变化或微小量，具有测量范围大、灵敏度高、 动态响应快、稳定性好等优点，对于提高本实施例的切割头随动调高装置的性能十分有利。
[0116] 如图19~图22所示，本实施例切割头随动调高装置S2采用音圈电机(Voice Coil Actuator/Motor)17,其作为驱动器来驱动激光切割头18运动。运种音圈电机利用来自永久 磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动，来将电能 转化为机械能，可W实现直线型及有限摆角的运动。运种音圈电机是一种非换流型动力装 置，其定位精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈电机本身无关。采用合适的定位反馈及 感应装置时，其定位精度可W轻易达到10醒，加速度可达300g，运对于本实施例切割头随动 调高装置的高加速度、轻质量的设计要求是较为有利的。
[0117] 本实施例中，音圈电机17与激光切割头18直接连接在一起，可W在安装壳体31上 滑动。如图19-图22所示，激光切割头18固连于音圈电机17,该音圈电机17通过导轨滑块33 安装于B轴摆头16的安装壳体导轨32, W便驱动激光切割头1的往安装壳体导轨32运动，具体 安装方式进一步如下所述。
[0118] 如图19-图22所示，双摆头16的底壁开孔供激光切割头18与音圈电机17通过;双摆 头16的一个侧壁作为音圈电机17的安装壳体31，该安装壳体31上开设壳体开口 31-1，其两 侧设置安装壳体导轨32;音圈电机17由两个导轨滑块33上装配到安装壳体导轨32上，两个 导轨滑块33之间W滑块连杆32-1连为一体，W便使音圈电机17在壳体导轨32运行平稳;激 光切割头18的顶端设有L形的激光切割头连接套18-1，该激光切割头连接套18-1伸入壳体 开口 31-1，并将激光切割头18与音圈电机17连接为一体。运样，音圈电机17上下运动时驱动 激光切头18-起运动，由此调整激光切割头18的割嘴与工件之间的距离。运种安装方式十 分紧凑，可W保证激光切割头18随音圈电机17快速平稳地运动。
[0119] 上述实施例中使用电容传感器30及音圈电机17来实现激光切割头18的随动调高 的功能，其通过电容传感器30来感知切割头与切割工件之间的距离，通过控制器来调节音 圈电机17行程，从而调整激光切割头18的割嘴与工件之间的距离，实现切割随动调高功能。
[0120] W上实施例的激光切割机使用了电容传感器+音圈电机的随动调高装置，其主要 优点包括但不限于W下方面：
[0121 ] 1、随动加速度高。音圈电机直接带动切割头，可W实现更大的加速度；
[0122] 2、质量轻。采用音圈电机替代了伺服电机与直线模组，部件大大减少，质量减少明 思O
[0123] 3、价格低。采用音圈电机替代了伺服电机与直线模组，部件减少，有利于降低价 格。
[0124] 4、可靠性高。部件减少，故障率减低，运有利于提高可靠性。
[0125] W上实施例对本实用新型激光切割机进行了说明，其中重点对具有中空轴结构的 双摆头及切割头随动调高装置两部分进行了详细的说明。采取上述改进措施后，激光切割 机的性能得W较大改善，其产品性能优越，可靠性高，价格较低，具有较好的市场前景。
[0126] 本实用新型虽然W较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可W做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当W本实用新型权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1. 一种激光切割机，其特征在于，包括设置中空轴结构来传输激光束的双摆头，该双摆 头C轴摆臂和B轴摆头，其中C轴摆臂装于机架以绕第一方向的C轴旋转，B轴摆头装于C轴摆 臂以绕第二方向的B轴摆动，切割头随动调高装置装于B轴摆头以使得激光切割头沿工件加 工表面法线方向的A轴运动。2. 如权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，C轴摆臂的旋转轴包括直线形的C轴输 入轴，B轴摆头的旋转轴包括折线形的B轴输入轴和多级B轴传动轴，C轴输入轴由C轴驱动电 机驱动，B轴输入轴由B轴驱动电机驱动，末级B轴传动轴与B轴摆头连接座固连。3. 如权利要求2所述的激光切割机，其特征在于，B轴输入轴与首级B轴传动轴之间、相 邻的各级B轴传动轴之间通过螺旋锥齿轮副啮合。4. 如权利要求2所述的激光切割机，其特征在于，C轴输入轴、B轴输入轴及各级B轴传动 轴均设有轴向空腔，B轴输入轴套装于C轴输入轴内，各级B轴传动轴装于C轴摆臂的中空腔 体内。5. 如权利要求4所述的激光切割机，其特征在于，B轴输入轴与首级B轴传动轴之间、相 邻的各级B轴传动轴之间、末级B轴传动轴与B轴摆头之间的交会位置分别设置有激光反射 镜，所述激光反光镜按预设角度配置以使得激光束连续地反射到激光切割头的割嘴。6. 如权利要求5所述的激光切割机，其特征在于，B轴摆头的旋转轴包括三级:B轴输入 轴部分容纳C轴摆臂的空腔内；首级B轴传动轴和末级B轴传动轴均全部容纳于C轴摆臂的空 腔内；激光切割机的光路设置有四级激光反射镜片:第一级激光反射镜片安装于C轴摆臂上 B轴输入轴和首级B轴传动轴的交会位置，且它的反射面垂直于B轴输入轴和首级B轴传动轴 的轴线夹角平分线;第二级激光反射镜片安装于C轴摆臂上首级B轴传动轴的末级B轴传动 轴的交会位置，且它的反射面垂直于首级B轴传动轴的末级轴传动轴的轴线夹角平分线;第 三级激光反射镜片安装于B轴摆头底壁上接近末级B轴传动轴的出口位置;第四级激光反射 镜片安装于B轴摆头顶壁上第三级激光反射镜片反射激光束的到达位置，且第四级激光反 射镜片可反射激光束至激光切割头的割嘴。7. 如权利要求5所述的激光切割机，其特征在于，C轴摆臂和B轴摆头均由主体及封板组 装，且C轴摆臂和B轴摆头的主体均具有空腔，以便安装中空的各级B轴旋转轴及各级激光反 射镜组件。8. 如权利要求7所述的激光切割机，其特征在于，C轴摆臂的主体在相应位置设置可拆 卸的镜座安装盖，以便安装各级B轴旋转轴及调整激光反射镜组件的安装参数。9. 如权利要求5所述的激光切割机，其特征在于，C轴输入轴固定安装C轴输入齿轮来与 C轴驱动齿轮啮合，B轴输入轴上固定安装B轴输入齿轮来与B轴驱动齿轮啮合，C轴输入齿 轮、与C轴驱动齿轮、B轴输入齿轮及B轴驱动齿轮均容纳于齿轮箱内。10. 如权利要求9所述的激光切割机，其特征在于，齿轮箱的顶盖上通过激光传导管安 装座安装激光传导管，B轴输入轴与激光传导管连通来接收进入的激光束，以使得激光束进 入到激光传导管空腔后沿着激光切割机的光路传输至激光切割头的割嘴。
【专利摘要】本实用新型实施例公开一种激光切割机，包括设置中空轴结构来传输激光束的双摆头，该双摆头C轴摆臂和B轴摆头，其中C轴摆臂装于机架以绕第一方向的C轴旋转，B轴摆头装于C轴摆臂以绕第二方向的B轴摆动，切割头随动调高装置装于B轴摆头以使得激光切割头沿工件加工表面法线方向的A轴运动。本实用新型实施例的激光切割机设置中空轴结构的双摆头，通过两个旋转轴的运动可以灵活地调节刀具空间的法向矢量，激光切割头运动方式比较灵活，可以快捷、精准地到达预定位置来按照设定的方位、角度、距离来对工件表面进行切割。
【IPC分类】B23K26/04, B23K26/08, B23K26/38
【公开号】CN205111083
【申请号】CN201520888645
【发明人】钟胜波, 李芝春
【申请人】常州科乐为数控科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月9日