一種激光切割機橫梁的制作方法
【專利摘要】一種激光切割機橫梁，涉及激光切割技術(shù)領(lǐng)域，其包括空心結(jié)構(gòu)的本體，該本體底面的兩端分別設(shè)置有空心結(jié)構(gòu)的安裝座，且每個安裝座的底面均向前延伸形成安裝板，本體的前側(cè)面設(shè)置有第一U形加強筋，頂面設(shè)置有第二U形加強筋，后側(cè)面設(shè)置有第三U形加強筋；本體內(nèi)部設(shè)置有若干第一加強筋；安裝座內(nèi)設(shè)置有若干第二加強筋；安裝座的前側(cè)面與安裝板之間，設(shè)置有若干第三加強筋；本體的底面開設(shè)有若干第一減重孔；安裝座的底面開設(shè)有第二減重孔；第一加強筋開設(shè)有第三減重孔；第二加強筋開設(shè)有第四減重孔；第三加強筋開設(shè)有第五減重孔。本實用新型在具備較高的剛性的前提下，降低了橫梁的整體重量，使得激光切割機提高了切割速度。
【專利說明】
一種激光切割機橫梁
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及激光切割技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種激光切割機橫梁。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光設(shè)備在切割加工領(lǐng)域的普及，對于激光切割機的速度要求也越來越高，切割精度要求也越來越高。為了達到較高的切割精度，橫梁自身的剛性必須足夠。
[0003]目前激光切割機生產(chǎn)廠家，一般采用的是厚壁方管內(nèi)部加筋板的做法。這樣橫梁的自重較大。當(dāng)自重較大時在橫梁所配電機不變的情況下，速度就較低；如果橫梁自重較大，又想獲得較大速度時，就必須加大電機的功率，這樣就提高了成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種激光切割機橫梁，在具備較高的剛性的前提下，降低了橫梁的整體重量，使得激光切割機提高了切割速度。
[0005]為達到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是:一種激光切割機橫梁，包括空心結(jié)構(gòu)的本體，該本體底面的兩端分別設(shè)置有空心結(jié)構(gòu)的安裝座，且每個安裝座的底面均向前延伸形成安裝板，本體的前側(cè)面設(shè)置有第一 U形加強筋，本體的頂面設(shè)置有第二 U形加強筋，本體的后側(cè)面設(shè)置有第三U形加強筋；第一U形加強筋、第二U形加強筋和第三U形加強筋，均沿本體的長度方向設(shè)置;本體內(nèi)部設(shè)置有若干第一加強筋;安裝座內(nèi)設(shè)置有若干第二加強筋;安裝座的前側(cè)面與安裝板之間，設(shè)置有若干第三加強筋;各第一加強筋、第二加強筋、第三加強筋均沿本體的寬度方向設(shè)置;本體的底面開設(shè)有若干第一減重孔;安裝座的底面開設(shè)有第二減重孔;第一加強筋開設(shè)有第三減重孔;第二加強筋開設(shè)有第四減重孔;第三加強筋開設(shè)有第五減重孔。
[0006]進一步改進在于:所述第二加強筋的厚度和第三加強筋的厚度，均大于第一加強筋的厚度。
[0007]進一步改進在于:所述第一減重孔、第二減重孔、第三減重孔、第四減重孔均呈矩形結(jié)構(gòu);所述第五減重孔呈三角形結(jié)構(gòu)。
[0008]進一步改進在于:每相鄰的兩個第一加強筋之間，設(shè)置有一個第一減重孔。
[0009]進一步改進在于:所述第二加強筋設(shè)置有兩個，分別位于安裝座的左右兩端面;所述第三加強筋設(shè)置有兩個，分別位于安裝板的左右兩端面。
[0010]進一步改進在于:所述安裝板開設(shè)有安裝孔。
[0011]進一步改進在于:所述本體由船板鋼鈑金件制成。
[0012]進一步改進在于:所述本體和安裝座一體成型。
[0013]進一步改進在于:所述本體外包裹有一層航空鋁材。
[0014]進一步改進在于:所述本體的頂面設(shè)有齒條安裝面、直線導(dǎo)軌安裝面和廢油收集槽，且廢油收集槽位于齒條安裝面和直線導(dǎo)軌安裝面之間。
[0015]本實用新型的有益效果在于:
[0016]1、本實用新型中，本體的前側(cè)面設(shè)置有第一U形加強筋，本體的頂面設(shè)置有第二U形加強筋，本體的后側(cè)面設(shè)置有第三U形加強筋;第一 U形加強筋、第二 U形加強筋和第三U形加強筋，均沿本體的長度方向設(shè)置;通過在剛性要求較高的地方和鈑金工藝接口處增加U形加強筋，確保了橫梁的整體剛性。
[0017]2、本實用新型中，安裝座的前側(cè)面與安裝板之間，設(shè)置有若干第三加強筋;各第一加強筋、第二加強筋、第三加強筋均沿本體的寬度方向設(shè)置;本體的底面開設(shè)有若干第一減重孔;安裝座的底面開設(shè)有第二減重孔;第一加強筋開設(shè)有第三減重孔;第二加強筋開設(shè)有第四減重孔;第三加強筋開設(shè)有第五減重孔。在剛性有較大余量的地方，通過設(shè)置相應(yīng)的減重孔減輕整體的重量;在剛性要求較高的地方設(shè)置相應(yīng)的加強筋，增加了橫梁的整體剛性。
[0018]3、本實用新型中，第二加強筋的厚度和第三加強筋的厚度，均大于第一加強筋的厚度。即在受力大的地方使用厚加強筋(第二加強筋和第三加強筋)，受力小的地方使用薄加強筋(第一加強筋)，進一步減輕了整體的重量。
[0019]4、本實用新型中，本體外包裹有一層航空鋁材，由于航空鋁材的力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的鑄鋁合金材料，可抗性能更好，因此，增加了橫梁的整體剛性。另外，由于航空鋁材的成本較高，故將其設(shè)計在外層，內(nèi)層選用傳統(tǒng)的材料，使得橫梁的成本低、質(zhì)量高。
[0020]5、本實用新型中，本體的頂面設(shè)有齒條安裝面、直線導(dǎo)軌安裝面和廢油收集槽，且廢油收集槽位于齒條安裝面和直線導(dǎo)軌安裝面之間。該廢油收集槽能夠回收廢油，將廢油過濾后可重新使用，既環(huán)保又避免了浪費。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例中激光切割機橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1剖去部分本體后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實用新型實施例中激光切割機橫梁的后視圖；
[0024]圖4為圖3中A-A向的剖視圖；
[0025]圖5為本實用新型實施例中激光切割機橫梁的側(cè)視圖；
[0026]圖6為本實用新型實施例中激光切割機橫梁向前運動時，加速度達到IG時的形變分析圖；
[0027]圖7為本實用新型實施例中激光切割機橫梁向前運動時，加速度達到IG時的應(yīng)力分析圖；
[0028]圖8為本實用新型實施例中激光切割機橫梁向后運動時，加速度達到IG時的形變分析圖；
[0029]圖9為本實用新型實施例中激光切割機橫梁向后運動時，加速度達到IG時的應(yīng)力分析圖。
[0030]附圖標(biāo)記:
[0031 ]1-本體；11-第一U形加強筋；12-第二U形加強筋；13-第三U形加強筋；14-第一加強筋；15-第一減重孔;16-第二減重孔；
[0032]2-安裝座;21-第二加強筋;22-第二減重孔;23-第四減重孔；
[0033]3-安裝板;31-第二加強筋;32-第五減重孔;33-安裝孔。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細(xì)說明。
[0035]參見圖1所示，本實用新型實施例提供一種激光切割機橫梁，包括空心結(jié)構(gòu)的本體I，該本體I底面的兩端分別設(shè)置有空心結(jié)構(gòu)的安裝座2，且每個安裝座2的底面均向前延伸形成安裝板3，具體的，本體I由船板鋼鈑金件(4mm厚)制成，優(yōu)選的，本體I外包裹有一層航空鋁材。由于航空鋁材的力學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般的鑄鋁合金材料，可抗性能更好，因此，增加了橫梁的整體剛性。另外，由于航空鋁材的成本較高，故將其設(shè)計在外層，內(nèi)層選用傳統(tǒng)的材料，使得橫梁的成本低、質(zhì)量高。安裝板3開設(shè)有安裝孔33，且本體I和安裝座2—體成型。
[0036]參見圖2和圖5所示，本體I的前側(cè)面設(shè)置有第一U形加強筋11，本體I的頂面設(shè)置有第二 U形加強筋12，本體I的后側(cè)面設(shè)置有第三U形加強筋13;第一 U形加強筋11、第二 U形加強筋12和第三U形加強筋13，均沿本體I的長度方向設(shè)置;通過在剛性要求較高的地方和鈑金工藝接口處增加U形加強筋，確保了橫梁的整體剛性。
[0037]參見圖2、圖3和圖4所不，本體I內(nèi)部設(shè)置有若干第一加強筋14;安裝座2內(nèi)設(shè)置有若干第二加強筋21;安裝座2的前側(cè)面與安裝板3之間，設(shè)置有若干第三加強筋31;各第一加強筋14、第二加強筋21、第三加強筋31均沿本體I的寬度方向設(shè)置;具體的，第二加強筋21的厚度和第三加強筋31的厚度，均大于第一加強筋14的厚度。即在受力大的地方使用厚加強筋(第二加強筋21和第三加強筋31)，受力小的地方使用薄加強筋(第一加強筋14，進一步減輕了整體的重量。具體的，第二加強筋21設(shè)置有兩個，分別位于安裝座2的左右兩端面。第三加強筋31設(shè)置有兩個，分別位于安裝板3的左右兩端面。
[0038]參見圖4所示，本體I的底面開設(shè)有若干第一減重孔15;安裝座2的底面開設(shè)有第二減重孔22;第一加強筋14開設(shè)有第三減重孔16;第二加強筋21開設(shè)有第四減重孔23;第三加強筋31開設(shè)有第五減重孔32。通過設(shè)置相應(yīng)的減重孔減輕整體的重量，設(shè)置相應(yīng)的加強筋，增加了橫梁的整體剛性。具體的，第一減重孔15、第二減重孔22、第三減重孔16、第四減重孔23均呈矩形結(jié)構(gòu)。第五減重孔32呈三角形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，每相鄰的兩個第一加強筋14之間，設(shè)置有一個第一減重孔15。
[0039]優(yōu)選的，本體I的頂面設(shè)有齒條安裝面、直線導(dǎo)軌安裝面和廢油收集槽，且廢油收集槽位于齒條安裝面和直線導(dǎo)軌安裝面之間。該廢油收集槽能夠回收廢油，將廢油過濾后可重新使用，既環(huán)保又避免了浪費。
[0040]實驗數(shù)據(jù):
[0041 ] 激光切割機配置:臺達伺服系統(tǒng)為3臺1.8KW(ASD-A2-2023-L、ECMA-E11318RS)，在新3015激光切割機分別配置是Yl、Y2、X軸，I 臺400W抱閘(ASD-B2-0421-B、ECMA_C20604SS)
運用Z軸。
[0042]上述配置以速度V2 = 1600*60/1000 = 96M/min，空程加速度1.2G，加工加速度IG來運行，測試伺服慣量，回升能力，以及過載能力。
[0043]通過伺服示波器波形分析，伺服雙Y軸慣量為2，X軸慣量為I;XY軸平均負(fù)載電流在10%_20%，不會產(chǎn)生過載報警;在測試圖形中回生能量能即時被外置回生電阻吸收，不會累計上升導(dǎo)致伺服回生報警;圖形加工切割精度都在客戶要求范圍內(nèi)。
[0044]綜上所述，臺達A2 1.8KW伺服在新3015配置特性如下:速度:lOOM/min;空程加速度:1.2G;加工加速度:1.0G。即運用本實用新型激光切割機橫梁后，在橫梁所配電機不變的情況下，其切割速度明顯提高。
[0045]應(yīng)力分析計算(分兩種情況進行計算)
[0046]一、向前運動時，加速度達到IG時的受力分析:
[0047]a、參見圖6所示，該工作狀況下的形變分析如下
[0048]該零件的實際形變較小，故本圖采用了放大的表示方法來表示，本圖的放大倍數(shù)為6228倍，本圖使用顏色來表示形變的大小，顏色越偏淺色形變越小，顏色越偏深色形變越大。右側(cè)有不同顏色對應(yīng)的不同形變大小的柱狀圖。
[0049]從本圖可以得知該橫梁形變分布從最小為l*10-3mm到最大3.943*10-2mm總的形變較小，能滿足激光切割的使用需求。
[0050]b、參見圖7所示，該工作狀況下的應(yīng)力分析如下
[0051 ] 本圖使用顏色來表示應(yīng)力的大小，顏色越偏淺色應(yīng)力越小，顏色越偏深色應(yīng)力越大。右側(cè)有不同顏色對應(yīng)的不同應(yīng)力大小的柱狀圖。
[0052]從本圖可以得知該橫梁應(yīng)力分布從最小為2227214N/m2到最大31981256N/m2從色彩圖上觀察顏色過渡趨于平緩，說明無應(yīng)力集中現(xiàn)象，最大應(yīng)力為31981256N/m2〈〈235000000N/m2(Q235的屈服強度)，而船板鋼的屈服強度大于Q235的屈服強度，故向前運動時速度達到IG時，結(jié)構(gòu)強度滿足工況要求。
[0053]二、向后運動時，加速度達到IG時的受力分析:
[0054]a、參見圖8所示，該工作狀況下的形變分析如下
[0055]該零件的實際形變較小，故本圖采用了放大的表示方法來表示，本圖的放大倍數(shù)為6592倍，本圖使用顏色來表示形變的大小，顏色越偏淺色形變越小，顏色越偏深色形變越大。右側(cè)有不同顏色對應(yīng)的不同形變大小的柱狀圖。
[°°56] 從本圖可以得知該橫梁形變分布從最小為l*10-3mm到最大3.672*10-2mm總的形變較小，能滿足激光切割的使用需求。
[0057]b、參見圖9所示，該工作狀況下的應(yīng)力分析如下
[0058]本圖使用顏色來表示應(yīng)力的大小，顏色越偏淺色應(yīng)力越小，顏色越偏深色應(yīng)力越大。右側(cè)有不同顏色對應(yīng)的不同應(yīng)力大小的柱狀圖。
[0059]從本圖可以得知該橫梁應(yīng)力分布從最小為2384286N/m2到最大20472238N/m2從色彩圖上觀察顏色過渡趨于平緩，說明無應(yīng)力集中現(xiàn)象，最大應(yīng)力為20472238N/m2〈〈235000000N/m2(Q235的屈服強度)，而船板鋼的屈服強度大于Q235的屈服強度，故向后運動時速度達到IG時，結(jié)構(gòu)強度滿足工況要求。
[0060]綜上所述，該橫梁在向前Ig加速度和向后Ig加速度這兩種運動工況下，形變均能滿足激光切割要求，該結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強度均能滿足這兩種工況。而這兩種工況在整個激光切割中為最惡劣的工況，故該結(jié)構(gòu)能滿足該橫梁Ig加速度的使用工況。
[0061]本實用新型不僅局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實用新型相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光切割機橫梁，包括空心結(jié)構(gòu)的本體(I)，該本體(I)底面的兩端分別設(shè)置有空心結(jié)構(gòu)的安裝座(2)，且每個安裝座(2)的底面均向前延伸形成安裝板(3)，其特征在于: 本體(I)的前側(cè)面設(shè)置有第一U形加強筋(11)，本體(I)的頂面設(shè)置有第二U形加強筋(12)，本體(I)的后側(cè)面設(shè)置有第三U形加強筋(13);第一 U形加強筋(11)、第二 U形加強筋(12)和第三U形加強筋(13)，均沿本體(I)的長度方向設(shè)置； 本體(I)內(nèi)部設(shè)置有若干第一加強筋(14);安裝座(2)內(nèi)設(shè)置有若干第二加強筋(21);安裝座(2)的前側(cè)面與安裝板(3)之間，設(shè)置有若干第三加強筋(31);各第一加強筋(14)、第二加強筋(21)、第三加強筋(31)均沿本體(I)的寬度方向設(shè)置； 本體(I)的底面開設(shè)有若干第一減重孔(15);安裝座(2)的底面開設(shè)有第二減重孔(22);第一加強筋(14)開設(shè)有第三減重孔(16);第二加強筋(21)開設(shè)有第四減重孔(23);第三加強筋(31)開設(shè)有第五減重孔(32)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述第二加強筋(21)的厚度和第三加強筋(31)的厚度，均大于第一加強筋(14)的厚度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述第一減重孔(15)、第二減重孔(22)、第三減重孔(16)、第四減重孔(23)均呈矩形結(jié)構(gòu);所述第五減重孔(32)呈三角形結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:每相鄰的兩個第一加強筋(14)之間，設(shè)置有一個第一減重孔(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述第二加強筋(21)設(shè)置有兩個，分別位于安裝座(2)的左右兩端面;所述第三加強筋(31)設(shè)置有兩個，分別位于安裝板(3)的左右兩端面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述安裝板(3)開設(shè)有安裝孔(33)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述本體(I)由船板鋼鈑金件制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述本體(I)和安裝座(2)—體成型。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述本體(I)外包裹有一層航空招材。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機橫梁，其特征在于:所述本體(I)的頂面設(shè)有齒條安裝面、直線導(dǎo)軌安裝面和廢油收集槽，且廢油收集槽位于齒條安裝面和直線導(dǎo)軌安裝面之間。
【文檔編號】B23K26/70GK205571746SQ201620390186
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】胡中元, 王偉, 李廣生, 劉國慶
【申請人】武漢天琪激光設(shè)備制造有限公司