專利名稱：一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光切割機，尤其涉及用于更換噴嘴的轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置。
背景技術(shù)：
激光切割作為一種新型熱切割技術(shù)，具有切割速度快，生產(chǎn)效率高，切割端面質(zhì)量好，熱影響區(qū)小和環(huán)保等優(yōu)點，已經(jīng)成為主要的金屬板材切割方式之一，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。然而，在加工不同厚度、材料等板材的生產(chǎn)加工過程中，必須將不同類型的噴嘴安裝到激光切割頭上，才能實現(xiàn)正常的工作。現(xiàn)有技術(shù)中，手動更換是常用的更換方式，相對時間長，影響加工效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，方便快速更換噴嘴、提高了工作效率的激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述激光切割機包括工作臺、切割頭和噴嘴，所述噴嘴可拆卸連接在所述切割頭上；在所述工作臺的任一邊角位置設(shè)置有所述噴嘴自動更換裝置，所述噴嘴自動更換裝置包括轉(zhuǎn)臺、噴嘴接收構(gòu)件、箱體、傳動軸、升降氣缸和齒輪傳動機構(gòu)；
所述轉(zhuǎn)臺的頂面在同一圓周上均布若干孔，所述噴嘴接收構(gòu)件設(shè)在所述孔內(nèi)；
所述箱體的頂面設(shè)有一轉(zhuǎn)臺安置孔和傳動軸安置孔一，所述箱體的底面設(shè)有傳動軸安置孔二，所述齒輪傳動機構(gòu)設(shè)置在所述箱體內(nèi)；
所述轉(zhuǎn)臺活動連接在所述轉(zhuǎn)臺安置孔內(nèi)；所述傳動軸活動連接在所述傳動軸安置孔一和傳動軸安置孔二之間、且能做軸向運動；
所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在所述傳動軸下部的動力接收齒輪、設(shè)置在所述傳動軸中部的小齒輪、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺下部的大齒輪；所述傳動軸設(shè)在所述升降氣缸上，所述大齒輪和小齒輪在所述升降氣缸的驅(qū)動下做嚙合、分離切換；
所述傳動軸軸線與所述轉(zhuǎn)臺頂面若干孔同一圓周的圓周線垂直交匯。所述噴嘴通過螺紋連接在所述切割頭上，所述孔呈上大下小的階梯孔，所述噴嘴接收構(gòu)件包括轉(zhuǎn)軸和噴嘴固定塊，所述轉(zhuǎn)軸截面呈階梯形，所述轉(zhuǎn)軸與所述孔相適配；所述轉(zhuǎn)軸的頂面開設(shè)有連接孔，所述噴嘴固定塊呈筒狀，所述噴嘴固定塊連接在所述轉(zhuǎn)軸的連接孔內(nèi)；
所述噴嘴可拆卸連接在所述噴嘴固定塊上，所述噴嘴固定塊的上筒口在內(nèi)圈上開設(shè)了一對相對的沉槽，且連通所述沉槽分別開設(shè)了相對的卡槽，所述噴嘴呈錐狀，在所述噴嘴的圓周面上設(shè)有一對相對的卡齒，所述卡齒與所述卡槽相適配；所述噴嘴通過卡齒活動連接在所述噴嘴固定塊的沉槽內(nèi)；
所述轉(zhuǎn)軸的底面設(shè)有型孔，所述傳動軸的頂部截面呈與所述型孔相適配的型面。還包括滑塊和彈簧，所述滑塊和彈簧設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸的連接孔內(nèi)；所述滑塊具有中孔，所述滑塊的頂面開設(shè)有噴嘴口，所述噴嘴口的尺寸小于所述中孔的尺寸；所述滑塊的底面設(shè)有一圈凸環(huán)，所述彈簧與所述滑塊的中孔相適配，所述滑塊通過彈簧呈間隙配合連接在所述噴嘴固定塊的下筒口。所述傳動軸的頂部截面呈帶切口的圓形、方形或六邊形。本發(fā)明在工作臺上設(shè)置了噴嘴自動更換裝置，在更換過程中，切割頭移動到轉(zhuǎn)臺上，通過旋轉(zhuǎn)工作臺，選擇所需噴嘴與切割頭位置對應(yīng)，然后傳動軸通過齒輪傳動機構(gòu)實現(xiàn)噴嘴的安裝或拆卸。噴嘴接收裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)臺的孔內(nèi)，能夠有效的固定和夾緊噴嘴，保證了噴嘴更換動作的可靠性。使用噴嘴自動更換裝置，可讓機床快速地進入運行模式，在加工新任務(wù)時，噴嘴自動更換裝置會立即發(fā)揮作用，移開正在加工的噴嘴，然后從噴嘴庫中調(diào)入一個新的噴嘴。本發(fā)明不需要操作者進行操作，尤其在自動運行的模式下，縮短了非生產(chǎn)時間，提高了工作效率、節(jié)約成本。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是圖1中A-A面的剖視圖，
圖3是本發(fā)明中噴嘴接收構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4是圖3的俯視圖，
圖5是圖4中B-B面的剖視圖，
圖6是本發(fā)明中噴嘴接收構(gòu)件的立體結(jié)構(gòu)示意圖，
圖7是本發(fā)明中噴嘴固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖8是本發(fā)明中噴嘴固定塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖一，
圖9是本發(fā)明中噴嘴固定塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖二，
圖10是本發(fā)明中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖11是圖10的俯視圖，
圖12是本發(fā)明中噴嘴的立體結(jié)構(gòu)示意圖，
圖13是本發(fā)明中噴嘴更換動作的視圖一，
圖14是本發(fā)明中噴嘴更換動作的視圖二，
圖15是本發(fā)明中噴嘴更換動作的視圖三，
圖16是本發(fā)明中噴嘴更換動作的視圖四；
圖中I是電機，2是箱體，3是主動齒輪，4是脹緊套，5是大齒輪，6是鎖緊螺母，7是角接觸球軸承，8是壓蓋，9是轉(zhuǎn)臺，90是孔，10是升降氣缸，11是傳動軸，110是小齒輪，12是深溝球軸承，13是從動齒輪，14是軸承座，15是噴嘴接收構(gòu)件，16是噴嘴，160是卡齒，17是切割頭，18是轉(zhuǎn)軸壓蓋，19是轉(zhuǎn)軸軸承座，20是轉(zhuǎn)軸，200是型孔，21是噴嘴固定塊，211是沉槽，212是卡槽，22是彈簧，23是滑塊，24是螺母。
具體實施例方式本發(fā)明如圖1-16所示，所述激光切割機包括工作臺、切割頭17和噴嘴16，所述噴嘴16可拆卸連接在所述切割頭17上；在所述工作臺的任一邊角位置設(shè)置有所述噴嘴自動更換裝置，所述噴嘴自動更換裝置包括轉(zhuǎn)臺9、噴嘴接收構(gòu)件15、箱體2、傳動軸11、升降氣缸10和齒輪傳動機構(gòu)； 所述轉(zhuǎn)臺9的頂面在同一圓周上均布若干孔90，所述噴嘴接收構(gòu)件15設(shè)在所述孔90
內(nèi)；
所述箱體2的頂面設(shè)有一轉(zhuǎn)臺安置孔和傳動軸安置孔一，所述箱體2的底面設(shè)有傳動軸安置孔二，所述齒輪傳動機構(gòu)設(shè)置在所述箱體2內(nèi)；在傳動軸安置孔一和傳動軸安置孔二內(nèi)，分別設(shè)有深溝球軸承12，提高傳動軸11的傳動可靠性。所述轉(zhuǎn)臺9活動連接在所述轉(zhuǎn)臺安置孔內(nèi)；所述傳動軸活動連接在所述傳動軸安置孔一和傳動軸安置孔二之間、且能做軸向運動；在實際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)臺安置孔呈階梯沉孔，在階梯沉孔內(nèi)設(shè)有一對角接觸軸承7，所述轉(zhuǎn)臺9穿過所述轉(zhuǎn)臺安置孔、且通過臺階面連接在一對角接觸軸承7上，同時，在一對角接觸軸承7的頂面和底面分別設(shè)有壓蓋8和鎖緊螺母6 (鎖緊螺母6連接在轉(zhuǎn)臺9上、且鎖緊螺母6位于角接觸軸承7的下方)，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺9位置的固定；
所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在所述傳動軸11下部的動力接收齒輪(即從動齒輪13)、設(shè)置在所述傳動軸11中部的小齒輪110、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺9下部的大齒輪5，大齒輪5通過固定連接在轉(zhuǎn)臺9上的脹緊套4，從而實現(xiàn)固定連接轉(zhuǎn)臺9，其中脹緊套4位于鎖緊螺母6的下部；所述傳動軸11設(shè)在所述升降氣缸10上，所述大齒輪5和小齒輪110在所述升降氣缸10的驅(qū)動下做嚙合、分離切換；在箱體2上設(shè)有軸承座14，軸承座14位于小齒輪110和動力接收齒輪之間，提高了傳動軸11動作的可靠性；
在驅(qū)動方面，本案采用的是電機I驅(qū)動主動齒輪3，從而驅(qū)動動力接收齒輪實現(xiàn)傳動軸11的動作。所述傳動軸11軸線與所述轉(zhuǎn)臺9頂面若干孔同一圓周的圓周線垂直交匯。所述噴嘴16通過螺紋連接在所述切割頭17上，所述孔90呈上大下小的階梯孔，所述噴嘴接收構(gòu)件15包括轉(zhuǎn)軸20和噴嘴固定塊21，所述轉(zhuǎn)軸20截面呈階梯形，所述轉(zhuǎn)軸20與所述孔90相適配；所述轉(zhuǎn)軸20的頂面開設(shè)有連接孔，所述噴嘴固定塊21呈筒狀，所述噴嘴固定塊21連接在所述轉(zhuǎn)軸20的連接孔內(nèi)；實際中，可以在轉(zhuǎn)軸20頂面開設(shè)螺紋孔，所述噴嘴固定塊21的外表面設(shè)有螺紋，所述噴嘴固定塊21通過螺紋連接在所述轉(zhuǎn)軸20的螺紋孔內(nèi)，便于噴嘴固定塊21的生產(chǎn)加工，實現(xiàn)兩者的可拆卸連接、易更換；也可以將噴嘴固定塊21固定連接在轉(zhuǎn)軸20上；其中噴嘴16的螺紋旋向與所述噴嘴固定塊21的螺紋旋向相反；
所述嗔嘴16可拆卸連接在所述嗔嘴固定塊21上,所述嗔嘴固定塊21的上筒口在內(nèi)圈上開設(shè)了一對相對的沉槽211，且連通所述沉槽211分別開設(shè)了相對的卡槽212，所述噴嘴16呈錐狀，在所述噴嘴16的圓周面上設(shè)有一對相對的卡齒160，所述卡齒160與所述卡槽212相適配；所述噴嘴通過卡齒160活動連接在所述噴嘴固定塊21的沉槽211內(nèi)；
所述轉(zhuǎn)軸20的底面設(shè)有型孔200，所述傳動軸11的頂部截面呈與所述型孔200相適配的型面。還包括滑塊23和彈簧22，所述滑塊23和彈簧22設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸20的連接孔內(nèi)；所述滑塊23具有中孔，所述滑塊23的頂面開設(shè)有噴嘴口，所述噴嘴口的尺寸小于所述中孔的尺寸；所述滑塊23的底面設(shè)有一圈凸環(huán)，所述彈簧22與所述滑塊23的中孔相適配，所述滑塊23通過彈簧22呈間隙配合連接在所述噴嘴固定塊21的下筒口。彈簧22所支配的滑塊23適應(yīng)了噴嘴16上升或下降的過程，使得噴嘴16的安裝和拆卸過程可靠性高。
所述傳動軸11的頂部截面呈帶切口的圓形、方形或六邊形。傳動軸11以型面連接帶動噴嘴接收構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)，具有:1)、對中性好；2)、連接面上沒有應(yīng)力鍵槽，減少應(yīng)力集中；3)、可傳遞較大扭矩。如圖3-6所示，實際應(yīng)用中，噴嘴接收構(gòu)件15還包括轉(zhuǎn)軸壓蓋18和轉(zhuǎn)軸軸承座19 ;轉(zhuǎn)軸20通過軸承連接在轉(zhuǎn)軸軸承座19上，轉(zhuǎn)軸壓蓋18設(shè)在轉(zhuǎn)軸軸承座19上，在轉(zhuǎn)軸20上還設(shè)有螺母24，螺母24設(shè)在軸承的下方，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)軸20位置的固定、鎖緊；
噴嘴接收構(gòu)件15中的轉(zhuǎn)軸軸承座19可以通過四顆螺釘固定連接在轉(zhuǎn)臺9上的孔90內(nèi)；也可以通過四顆改制螺釘、內(nèi)置彈簧，在噴嘴接收構(gòu)件15與轉(zhuǎn)臺9之間有緩沖間隙，實現(xiàn)兩者之間的柔性連接。其動作方式為:轉(zhuǎn)軸20帶動噴嘴固定塊21繞自身軸線旋轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))，安裝或拆卸噴嘴16，更換中，噴嘴卡齒160逐漸伸入到沉槽211內(nèi)，噴嘴16下部對應(yīng)連接滑塊23噴嘴口，噴嘴固定塊21旋轉(zhuǎn)，將卡齒160旋入卡槽212內(nèi)固定，旋轉(zhuǎn)進行拆卸。噴嘴16拆卸后，噴嘴卡齒160設(shè)在噴嘴固定塊21的卡槽212內(nèi)，通過彈簧22推動滑塊23將噴嘴16固定在噴嘴固定塊21上，滑塊23與噴嘴固定塊21為間隙配合，滑塊底面的凸環(huán)起限位的作用。噴嘴安裝時，卡齒160的位置處于沉槽211內(nèi)。其中，在噴嘴固定塊21與轉(zhuǎn)軸20螺紋連接時，噴嘴固定塊21與轉(zhuǎn)軸20的擰緊扭力大于噴嘴16與切割頭17的擰緊扭力。如圖13-16所示，本案的動作過程為:在機床更換噴嘴16時，電機I通過減速齒輪帶動轉(zhuǎn)臺9將噴嘴接收構(gòu)件15繞自身中心線旋轉(zhuǎn)至與傳動軸11同軸線；同時，切割頭17運動至與傳動軸11同軸線，切割頭17下降，噴嘴16與噴嘴接收構(gòu)件15相結(jié)合；此時，升降氣缸10向上頂傳動軸11，使傳動軸11脫離大齒輪5,同時傳動軸11頂部插入噴嘴接收構(gòu)件15，起定位和傳動的作用。電機I通過驅(qū)動主動齒輪3，實現(xiàn)動力接收齒輪和傳動軸11帶動噴嘴接收構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)，將噴嘴16旋離激光切割頭17 ;切割頭17升起，升降氣缸10向下動作，將傳動軸11中部小齒輪110與大齒輪5嚙合，電機I帶動轉(zhuǎn)臺9旋轉(zhuǎn)，將待更換噴嘴16運動至切割頭17下方，切割頭17下移，升降氣缸10上頂，電機I帶動噴嘴16旋入激光切割頭17上。
權(quán)利要求
1.一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置，所述激光切割機包括工作臺、切割頭和噴嘴，所述噴嘴可拆卸連接在所述切割頭上；其特征在于，在所述工作臺的任一邊角位置設(shè)置有所述噴嘴自動更換裝置，所述噴嘴自動更換裝置包括轉(zhuǎn)臺、噴嘴接收構(gòu)件、箱體、傳動軸、升降氣缸和齒輪傳動機構(gòu)； 所述轉(zhuǎn)臺的頂面在同一圓周上均布若干孔，所述噴嘴接收構(gòu)件設(shè)在所述孔內(nèi)； 所述箱體的頂面設(shè)有一轉(zhuǎn)臺安置孔和傳動軸安置孔一，所述箱體的底面設(shè)有傳動軸安置孔二，所述齒輪傳動機構(gòu)設(shè)置在所述箱體內(nèi)； 所述轉(zhuǎn)臺活動連接在所述轉(zhuǎn)臺安置孔內(nèi)；所述傳動軸活動連接在所述傳動軸安置孔一和傳動軸安置孔二之間、且能做軸向運動； 所述齒輪傳動機構(gòu)包括設(shè)置在所述傳動軸下部的動力接收齒輪、設(shè)置在所述傳動軸中部的小齒輪、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)臺下部的大齒輪；所述傳動軸設(shè)在所述升降氣缸上，所述大齒輪和小齒輪在所述升降氣缸的驅(qū)動下做嚙合、分離切換； 所述傳動軸軸線與所述轉(zhuǎn)臺頂面若干孔同一圓周的圓周線垂直交匯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置，其特征在于，所述噴嘴通過螺紋連接在所述切割頭上，所述孔呈上大下小的階梯孔，所述噴嘴接收構(gòu)件包括轉(zhuǎn)軸和噴嘴固定塊，所述轉(zhuǎn)軸截面呈階梯形，所述轉(zhuǎn)軸與所述孔相適配；所述轉(zhuǎn)軸的頂面開設(shè)有連接孔，所述噴嘴固定塊呈筒狀，所述噴嘴固定塊設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸的連接孔內(nèi)； 所述噴嘴可拆卸連接在所述噴嘴固定塊上，所述噴嘴固定塊的上筒口在內(nèi)圈上開設(shè)了一對相對的沉槽，且連通所述沉槽分別開設(shè)了相對的卡槽，所述噴嘴呈錐狀，在所述噴嘴的圓周面上設(shè)有一對相對的卡齒，所述卡齒與所述卡槽相適配；所述噴嘴通過卡齒活動連接在所述噴嘴固定塊的沉槽內(nèi)； 所述轉(zhuǎn)軸的底面設(shè)有型孔，所述傳動軸的頂部截面呈與所述型孔相適配的型面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置，其特征在于，還包括滑塊和彈簧，所述滑塊和彈簧設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸的連接孔內(nèi)；所述滑塊具有中孔，所述滑塊的頂面開設(shè)有噴嘴口，所述噴嘴口的尺寸小于所述中孔的尺寸；所述滑塊的底面設(shè)有一圈凸環(huán)，所述彈簧與所述滑塊的中孔相適配，所述滑塊通過彈簧呈間隙配合連接在所述噴嘴固定塊的下筒口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置，其特征在于，所述傳動軸的頂部截面呈帶切口的圓形、方形或六邊形。
全文摘要
一種激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置。提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，方便快速更換噴嘴、提高了工作效率的激光切割機轉(zhuǎn)塔式噴嘴自動更換裝置。所述激光切割機包括工作臺、切割頭和噴嘴，所述噴嘴可拆卸連接在所述切割頭上；在所述工作臺的任一邊角位置設(shè)置有所述噴嘴自動更換裝置，所述噴嘴自動更換裝置包括轉(zhuǎn)臺、噴嘴接收構(gòu)件、箱體、傳動軸、升降氣缸和齒輪傳動機構(gòu)。本發(fā)明不需要操作者進行操作，尤其在自動運行的模式下，縮短了非生產(chǎn)時間，提高了工作效率、節(jié)約成本。
文檔編號B23K26/42GK103143846SQ20131008935
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者龔立新, 崔凱, 周鵬飛 申請人:江蘇揚力數(shù)控機床有限公司