专利汇可以提供一种高精度石墨激光切割机及其加工高精度石墨管材的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种高 精度 石墨 激光切割 机及其加工高精度石墨管材的方法,包括L型架体、大理石 台面 、左夹持件、右夹持件、激光头、压缩空气喷头、X轴直线 电机 导轨 系统、Z轴直线电机导轨系统、Y轴直线电机导轨系统、 水 平滑 块 、竖直滑块和 控制器 专 门 针对脆性管材如石墨管材等的加工,同时使用于高紧密管材的加工,本发明的石墨激光切割机,其根据激光头加工 位置 ,具有将装夹 支撑 根据加工位置而自适应变为柔性支撑的功能,同时,通过简单的机械结构使得激光头可以动态的跟随待加工石墨管件的位移,进一步提高了激光切割的精度,该切割机自动化程度高,精度较高。,下面是一种高精度石墨激光切割机及其加工高精度石墨管材的方法专利的具体信息内容。
1.一种高精度石墨激光切割机,包括L型架体(1)、大理石台面(2)、石墨管件(3)、左夹持件(4)、右夹持件(5)、激光头(6)、压缩空气喷头(63)、X轴直线电机导轨系统(9)、Z轴直线电机导轨系统、Y轴直线电机导轨系统、水平滑块(7)、竖直滑块(8)和控制器,所述压缩空气喷头(63)固定设置于激光头(6)上,L型架体(1)包括底座(1-1)和背支撑架(1-2),大理石台面(2)固定设置于底座(1-1)上,其特征在于:X轴直线电机导轨系统(9)水平设置于背支撑架(1-2)上,水平滑块(7)滑动设置于X轴直线电机导轨系统(9)上,水平滑块(7)上设置有Z轴直线电机导轨系统,竖直滑块(8)滑动设置于Z轴直线电机导轨系统上,竖直滑块(8)上设置有Y轴直线电机导轨系统,激光头(6)滑动设置于Y轴直线电机导轨系统上,左夹持件(4)和右夹持件(5)分别设置于大理石台面(2)上,石墨管件(3)分别通过左夹持件(4)和右夹持件(5)装夹于大理石台面(2)上,左夹持件(4)包括左底部滑块(16)、左支撑杆(17)和左顶部插入件(62),左顶部插入件(62)通过左支撑杆(17)设置于左底部滑块(16)上,右夹持件(5)包括右底部滑块(26)、右支撑杆(27)和右顶部夹持件(28),右顶部夹持件(28)通过右支撑杆(27)设置于右底部滑块(26)上,左支撑杆(17)和右支撑杆(27)为圆柱状结构,左底部滑块(16)和右底部滑块(26)结构相同,均包括内壳体(39)、外壳体(40)、设置于内壳体(39)上部的导向套筒(41)、位于内壳体(39)和外壳体(40)之间的通电线圈(37)、设置于内壳体(39)内的磁流变液(38)以及固定设置于内壳体(39)底部的弹簧(44),左支撑杆(17)和右支撑杆(27)分别穿过导向套筒(41)并能在导向套筒(41)内进行上下滑动,左支撑杆(17)和右支撑杆(27)结构相同,在左支撑杆(17)和右支撑杆(27)下端均设置有上环状体(42)、下环状体(43),左支撑杆(17)和右支撑杆(27)下端分别伸入左底部滑块(16)和右底部滑块(26)的内壳体(39)内,下端抵接弹簧(44),控制器设置于L型架体(1)内,用于控制压缩空气喷头(63)持续喷射压缩空气、X轴直线电机导轨系统(9)、Z轴直线电机导轨系统和Y轴直线电机导轨系统的动作以及通电线圈(37)的工作。
2.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述弹簧(44)的偏置力在磁流变液为液体状态且支撑夹紧石墨管件(3)后仍然能够使得上环体(42)抵紧导向套筒(41)的下端部。
3.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述左顶部插入件(62)包括左顶部支撑座(18)、左插入杆件(19)和弹性体(20),左顶部支撑座(18)与左支撑杆(17)顶部固定连接,左插入杆件(19)固定连接于左顶部支撑座(18)上,弹性体(20)设置于左插入杆件(19)的外表面,左插入杆件(19)包括锥形杆体(24)和位于其表面的线圈(23),弹性体(20)包括设置于锥形杆体(24)外表面的弹性包裹膜(21),弹性包裹膜(21)内填充有磁流变液(22),弹性包裹膜(21)外部设置有减震垫(25),当需要对石墨管件(3)进行夹紧时,控制器对线圈(23)进行通电,石墨管件(3)内部插入左顶部插入件(62)外。
4.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述右顶部夹持件(28)包括左外支撑套(29)、右外支撑套(30)、支撑套铰轴(31)、联动杆(36)、左内夹管(32)、右内夹管(33)、张紧线(34)和锁紧电机(35),左外支撑套(29)和右外支撑套(30)通过支撑套铰轴(31)进行铰接,支撑套铰轴(31)固定设置于右支撑杆(27)顶部,左内夹管(32)和右内夹管(33)分别通过联动杆(36)设置于左外支撑套(29)和右外支撑套(30)内部,左内夹管(32)和右内夹管(33)为半圆管结构,左外支撑套(29)和右外支撑套(30)与支撑套铰轴(31)相对的另外一端通过张紧线(34)进行张紧,张紧线一端固定于左外支撑套(29)后穿过右外支撑套(30),然后再穿过左外支撑套(29),往返多次,锁紧电机(35)固定于右外支撑套(30)上,张紧线末端固定设置于锁紧电机(35)上。
5.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述X轴直线电机导轨系统(9)包括水平导轨(10)、X轴直线电机定子(11)和X轴直线电机动子(12),水平导轨(10)固定设置于背支撑架(1-2)上,X轴直线电机定子(11)固定设置于水平导轨(10)的上下两端,X轴直线电机动子(12)设置于水平滑块(7)上,且分别与X轴直线电机定子(11)相对应,在水平滑块(7)上还设置有水平滑块凹槽(13),水平导轨(10)配合伸入水平滑块凹槽(13)内;Z轴直线电机导轨系统包括Z轴直线电机动子(14)、Z轴直线电机定子和竖直滑块凹槽(15),Z轴直线电机动子固定设置于竖直滑块(8)上,Z轴直线电机定子固定设置于水平滑块(7)上,水平滑块(7)上设置有与竖直滑块(8)上的竖直滑块凹槽(15)配合的Z轴滑轨,Z轴滑轨配合伸入竖直滑块凹槽(15)内,Y轴直线电机导轨系统包括Y轴直线电机定子(47)和Y轴直线电机动子(48),Y轴直线电机定子(47)设置于竖直滑块(8)内,Y轴直线电机动子(48)设置于激光头(6)外,Y轴直线电机定子(47)和Y轴直线电机动子(48)相对设置。
6.如权利要求1或5所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述竖直滑块(8)为空心壳体结构,其包括竖直滑块主体(45)、位于竖直滑块主体(45)前端的凸出套筒(46),Z轴直线电机导轨系统位于竖直滑块主体(45)的后端,竖直滑块主体(45)内部固定设置有激光源(49)。
7.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述激光头(6)包括激光头主体(50)、位于激光头主体(50)下端的锥形套头(55)和位于激光头(6)侧端的激光头伸缩套(51),还包括反光镜(53)、透光镜(54),透光镜(54)设置于锥形套头(55)内,激光头伸缩套(51)能够滑动伸入凸出套筒(46)内,从而实现激光头(6)的Y轴位置调节,Y轴直线电机动子(48)固定设置于激光伸缩套(51)外侧,Y轴直线电机定子(47)固定设置于凸出套筒(46)的内侧,激光源(49)发射出激光后,经过反光镜(53)反光后穿过透光镜(54)后从锥形套头(55)透出。
8.如权利要求3所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述锥形杆体(24)通过铰接轴(56)转动设置于左顶部支撑座(18)上,实现锥形杆体(24)能够绕着Y轴转动,支撑套铰轴(31)与右支撑杆(27)也为铰接连接,实现右顶部夹持件(28)能够绕着Y轴转动。
9.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述石墨管件(3)和激光头(6)上套设有随动装置(57),激光头(6)中的激光头伸缩套(51)可相对于竖直滑块(8)的凸出套筒(46)转动。
10.如权利要求9所述的一种高精度石墨激光切割机,其特征在于:所述随动装置(57)包括工件锁紧套(59)、连接杆(58)和激光头锁紧套(60),连接杆(58)为L型结构,工件锁紧套(59)和激光头锁紧套(60)分别设置于连接杆(58)的两端,工件锁紧套(59)套在石墨管件(3)外部,激光头锁紧套(60)为由两半圆环铰接而成的套状结构,且在激光锁紧套(60)末端设置有锁紧头(61)。
11.一种如权利要求1-10任意一项所述的高精度石墨激光切割机加工高精度石墨管材的方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
步骤一:石墨管材夹紧:转动右夹持件到合适工位,将石墨管材穿过右夹持件内,然后转动右夹持件回复到原来工位,继续穿入石墨管材,直到左夹持件穿入石墨管材左端,夹紧左夹持件和右夹持件,完成石墨管材夹紧;
步骤二:激光头调整:通过控制器分别控制X轴直线电机导轨系统、Z轴直线电机导轨系统、Y轴直线电机导轨系统动作,调整激光头的中轴线与石墨管材的中轴线相交,共同形成XZ平面,完成激光头位置的调整;
步骤三:喷射压缩空气:通过控制器控制压缩空气喷头持续喷射压缩空气;
步骤四:控制夹持件在刚性支撑状态、柔性支撑状态间进行切换:控制器记录激光头的加工位置为P,实时获得激光头距离左夹持件支撑石墨管件的位置O的距离OP,右夹持件支撑石墨管件的位置为Q,控制器实时计算OP距离x并且判断OP与PQ的距离L是否满足条件x≥L/2,当满足上述条件时,使得左夹持件的左支撑杆为柔性支撑,可以上下轴向运动,释放石墨管件的弯曲变形;而右夹持件的右支撑杆仍然为刚性支撑;当x
步骤六:完成管材加工。
12.如权利要求1所述的一种高精度石墨激光切割机加工高精度石墨管材的方法,其特征在于:所述步骤一中,石墨管材夹紧步骤中使用随动装置,在夹持好石墨管件之前将随动装置的锁紧套工件先套入石墨管件外,然后在步骤二激光头调整步骤后,将随动装置的激光头锁紧套卡在激光头上。
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