本实用新型涉及切割机，尤其涉及一种小幅面高速精密激光切割机。
背景技术：
激光切割是指将激光束照射在工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，已达到切割和雕刻的目的。它是利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。
目前市场上的精密激光切割机采用丝杆导轨驱动的，而且不带视觉功能，丝杆导轨的运行速度比较慢，长期运行磨损严重，精度不高，加速度、定位精度和响应速度比较慢。针对小零件，利用肉眼很难定位，而且工装夹具也很复杂并且成本比较高，生产效率也不高。因此，研发一种小幅面高速精密激光切割机，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型是为了解决上述不足，提供了一种小幅面高速精密激光切割机。
本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种小幅面高速精密激光切割机，包括机柜，所述机柜上端面安装一大理石基座和控制箱，机柜内安装有光纤激光器和电脑主机，大理石基座上安装有两套平行设置的y轴直线运动组件，两套平行设置的y轴直线运动组件上固定有x轴直线运动组件，x轴直线运动组件上连接有z轴升降组件和ccd相机，z轴升降组件下端连接激光切割头，激光切割头一侧安装有电容调高器；所述控制箱正面设有显示器；所述机柜上设有封闭罩，封闭罩内顶部设有照明灯，机柜底部设有一收料箱。
进一步地，所述y轴直线运动组件包括y轴模组基座、y轴线性导轨、y轴直线电机定子、y轴直线电机动子、y轴光栅尺、y轴光学读头、y轴密封板、y轴防尘罩支架、y轴风琴罩、y轴滑块和y轴移动板，所述y轴模组基座固定在大理石基座上，y轴模组基座上设有y轴直线电机定子，y轴直线电机定子一侧设有y轴线性导轨，行程600mm；y轴线性导轨的一侧安装有y轴光栅尺（光栅尺也称为光栅尺位移传感器/光栅尺传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置）；y轴线性导轨上安装有y轴滑块，y轴滑块连接有y轴移动板，所述y轴移动板底部的y轴滑块一侧装有y轴直线电机动子，另一侧安装y轴光学读头，y轴光学读头连接在y轴光栅尺上；y轴模组基座上端面两端固定连接有y轴密封板，y轴密封板内侧端设有y轴防尘罩支架，所述y轴风琴罩安装于y轴防尘罩支架与y轴密封板之间。
进一步地，所述x轴直线运动组件包括x轴模组基座、x轴线性导轨、x轴直线电机定子、x轴直线电机动子、x轴光栅尺、x轴光学读头、x轴密封板、x轴防尘罩支架、x轴风琴罩、x轴滑块和x轴移动板，所述x轴模组基座固定在y轴移动板上端面，x轴模组基座的中间位置设有x轴直线电机定子，x轴直线电机定子两侧各设有一x轴线性导轨，x轴线性导轨的一侧安装有x轴光栅尺；x轴线性导轨上安装有x轴滑块，x轴滑块连接有x轴移动板，所述x轴移动板底部的x轴滑块一侧装有x轴直线电机动子，另一侧安装x轴光学读头，x轴光学读头连接在x轴光栅尺上；x轴模组基座上端面两端固定连接有x轴密封板，x轴密封板内侧端设有x轴防尘罩支架，所述x轴风琴罩安装于x轴防尘罩支架与x轴密封板之间。
进一步地，所述z轴升降组件连接在x轴移动板前端，起到激光焦点上下移动，z轴升降组件的z轴上固定连接有精密激光切割头，激光切割头右侧固定有电容调高器，根据板材与激光切割头之间的电压大小，来调整激光切割头的升降，激光的焦距始终保持不变。
进一步地，所述ccd相机镜头下方安装有led补光灯。
进一步地，所述控制箱正面设有急停按钮、钥匙开关按钮、驱动按钮和激光器按钮，且内部安装有激光切割控制卡及软件、电机驱动器、电气元件和电脑主机，电脑主机连接显示器，并配有鼠标键盘，鼠标键盘位于显示器下方。
本实用新型中，直线电机动子和定子原理：直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。
直线电机是将传统圆筒型电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级。在电机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，在初级和次级间产生气隙磁场，气隙磁场的分布情况与旋转电机相似，沿展开的直线方向呈正弦分布。当三相电流随时问变化时，使气隙磁场按定向相序沿直线移动，这个气隙磁场称为行波磁场。当次级的感应电流和气隙磁场相互作用便产生了电磁推力，如果初级是固定不动的，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动。即可实现高速机床的直线电机直接驱动的进给方式，把直线电机的初级和次级分别直接安装在高速机床的工作台与床身上。由于这种进给传动方式的传动链缩短为0，被称为机床进给系统的“零传动”。
进一步地，所述机柜和封闭罩均采用钣金制成；所述x轴风琴罩支架和y轴风琴罩支架均由金属材料制成；所述x轴模组基座和y轴模组基座采用铝合金材质制成；所述直线电机动子和定子是有磁钢研制而成。
进一步地，所述线性导轨采用日本thk精密直线导轨，定位精度高，磨损少；能长时间维持高精度，组装容易兼具互换性；所述光栅尺采用西班牙发格0.5um精度的光栅尺；所述激光切割头采用瑞士raytoolsbt2301kw光纤切割头，多元化的接口设置，使之能够搭配各种光纤激光器；所述激光切割机控制卡及软件采用上海柏楚研发的控制系统；所述驱动器采用高创品牌的驱动器；所述电脑主机采用中国台湾凌华工控电脑；所述显示器、鼠标、键盘采用戴尔显示器、鼠标、键盘。
进一步地，所述ccd相机采用高分辨率相机。
进一步地，所述激光器采用光纤连续激光器，波长1070nm。
本实用新型与现有技术相比的优点是：
本实用新型中直线运动组件采用直线电机平台驱动，由于直线电机不需要附加装置将旋转运动变为直线运动，系统本身的结构大大简化，重量和体积也大大减小；当需要直线运动时，直线电机可以实现直接传动，消除中间环节引起的各种定位误差。因此，定位精度高；反应速度快，灵敏度高，跟踪效果好。直线电机易于磁悬浮支撑，使转子与定子之间始终存在一定的气隙而无接触，消除了定子与定子之间的接触摩擦阻力，大大提高了系统的灵敏度、快速性和伺服性能；直线电机无接触传动力，机械摩擦损耗几乎为零，故障率低，免维护，运行安全可靠，使用寿命长；采用直线电机驱动平台比丝杆效率能提高20%左右。
本实用新型设备搭载ccd相机视觉定位系统，在对小尺寸产品加工过程中，通过ccd相机观察，操作人员不仅可以选择要切割的准确位置，而且还可以看到放大后产品切割效果，还能根据产品的局部特征自动抓取标记位置进行切割机，从而提高了加工效率。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的透视结构示意图。
图3是本实用新型中x轴直线运动组件、y轴直线运动组件及z轴升降组件的装配结构示意图。
图4是本实用新型中y轴直线运动组件的结构示意图。
图5是本实用新型中x轴直线运动组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详述。
如图1至图5所示，一种小幅面高速精密激光切割机，包括机柜1，所述机柜1上端面安装一大理石基座2和控制箱3，机柜1内安装有光纤激光器4和电脑主机5，大理石基座2上安装有两套平行设置的y轴直线运动组件6，两套平行设置的y轴直线运动组件6上固定有x轴直线运动组件7，x轴直线运动组件7上连接有z轴升降组件8和ccd相机9，z轴升降组件8下端连接激光切割头10，激光切割头10一侧安装有电容调高器11；所述控制箱3正面设有显示器12；所述机柜1上设有封闭罩13，封闭罩13内顶部设有照明灯14，机柜1底部设有一收料箱15。
进一步地，所述y轴直线运动组件6包括y轴模组基座6-1、y轴线性导轨6-2、y轴直线电机定子6-3、y轴直线电机动子6-4、y轴光栅尺6-5、y轴光学读头6-6、y轴密封板6-7、y轴防尘罩支架6-8、y轴风琴罩（图中未示）、y轴滑块6-9和y轴移动板6-10，所述y轴模组基座6-1固定在大理石基座2上，y轴模组基座6-1上设有y轴直线电机定子6-3，y轴直线电机定子6-3一侧设有y轴线性导轨6-2，行程600mm；y轴线性导轨6-2的一侧安装有y轴光栅尺6-5（光栅尺也称为光栅尺6-5位移传感器/光栅尺传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置）；y轴线性导轨6-2上安装有y轴滑块6-9，y轴滑块6-9连接有y轴移动板6-10，所述y轴移动板6-10底部的y轴滑块6-9一侧装有y轴直线电机动子6-4，另一侧安装y轴光学读头6-6，y轴光学读头6-6连接在y轴光栅尺6-5上；y轴模组基座6-1上端面两端固定连接有y轴密封板6-7，y轴密封板6-7内侧端设有y轴防尘罩支架6-8，所述y轴风琴罩安装于y轴防尘罩支架6-8与y轴密封板6-7之间。
进一步地，所述x轴直线运动组件7包括x轴模组基座7-1、x轴线性导轨7-2、x轴直线电机定子7-3、x轴直线电机动子7-4、x轴光栅尺7-5、x轴光学读头7-6、x轴密封板7-7、x轴防尘罩支架7-8、x轴风琴罩（图中未示）、x轴滑块7-9和x轴移动板7-10，所述x轴模组基座7-1固定在y轴移动板6-10上端面，x轴模组基座7-1的中间位置设有x轴直线电机定子7-4，x轴直线电机定子7-4两侧各设有一x轴线性导轨7-2，x轴线性导轨7-2的一侧安装有x轴光栅尺7-5；x轴线性导轨7-2上安装有x轴滑块7-9，x轴滑块7-9连接有x轴移动板7-10，所述x轴移动板7-10底部的x轴滑块一侧装有x轴直线电机动子7-4，另一侧安装x轴光学读头7-6，x轴光学读头7-6连接在x轴光栅尺7-5上；x轴模组基座7-1上端面两端固定连接有x轴密封板7-7，x轴密封板7-7内侧端设有x轴防尘罩支架7-8，所述x轴风琴罩安装于x轴防尘罩支架7-8与x轴密封板7-7之间。
进一步地，所述z轴升降组件8连接在x轴移动板7-10前端，起到激光焦点上下移动，z轴升降组件8的z轴上固定连接有精密激光切割头10，激光切割头10右侧固定有电容调高器11，根据板材与激光切割头10之间的电压大小，来调整激光切割头10的升降，激光的焦距始终保持不变。
进一步地，所述ccd相机9镜头下方安装有led补光灯（图中未示）。
进一步地，所述控制箱3正面设有急停按钮、钥匙开关按钮、驱动按钮和激光器按钮，且内部安装有激光切割控制卡及软件、电机驱动器、电气元件和电脑主机5，电脑主机5连接显示器12，并配有鼠标、键盘，鼠标、键盘位于显示器12下方。
本实用新型中，直线电机动子6-4和定子原理：直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中问任何转换装置的新颖电机，它具有系统结构简单、磨损少、噪声低、组合性强、维护方便等优点。旋转电机所具有的品种，直线电机几乎都有相对应的品种，其应用范围正在不断扩大，并在一些它所能独特发挥作用的地方取得了令人满意的效果。
直线电机是将传统圆筒型电机的初级展开拉直，变初级的封闭磁场为开放磁场，而旋转电机的定子部分变为直线电机的初级，旋转电机的转子部分变为直线电机的次级。在电机的三相绕组中通入三相对称正弦电流后，在初级和次级间产生气隙磁场，气隙磁场的分布情况与旋转电机相似，沿展开的直线方向呈正弦分布。当三相电流随时问变化时，使气隙磁场按定向相序沿直线移动，这个气隙磁场称为行波磁场。当次级的感应电流和气隙磁场相互作用便产生了电磁推力，如果初级是固定不动的，次级就能沿着行波磁场运动的方向做直线运动。即可实现高速机床的直线电机直接驱动的进给方式，把直线电机的初级和次级分别直接安装在高速机床的工作台与床身上。由于这种进给传动方式的传动链缩短为0，被称为机床进给系统的“零传动”。
进一步地，所述机柜1和封闭罩13均采用钣金制成；所述x轴风琴罩支架和y轴风琴罩支架均由金属材料制成；所述x轴模组基座7-1和y轴模组基座6-1采用铝合金材质制成；所述直线电机动子6-4和定子是有磁钢研制而成。
进一步地，所述线性导轨6-2采用日本thk精密直线导轨，定位精度高，磨损少；能长时间维持高精度，组装容易兼具互换性；所述光栅尺6-5采用西班牙发格0.5um精度的光栅尺6-5；所述激光切割头10采用瑞士raytoolsbt2301kw光纤切割头，多元化的接口设置，使之能够搭配各种光纤激光器4；所述激光切割机控制卡及软件采用上海柏楚研发的控制系统；所述驱动器采用高创品牌的驱动器；所述电脑主机5采用中国台湾凌华工控电脑；所述显示器12、鼠标、键盘采用戴尔显示器12、鼠标、键盘。
进一步地，所述ccd相机9采用高分辨率相机。
进一步地，所述激光器采用光纤连续激光器，波长1070nm。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：包括机柜，所述机柜上端面安装一大理石基座和控制箱，机柜内安装有光纤激光器和电脑主机，大理石基座上安装有两套平行设置的y轴直线运动组件，两套平行设置的y轴直线运动组件上固定有x轴直线运动组件，x轴直线运动组件上连接有z轴升降组件和ccd相机，z轴升降组件下端连接激光切割头，激光切割头一侧安装有电容调高器；所述控制箱正面设有显示器；所述机柜上设有封闭罩，封闭罩内顶部设有照明灯，机柜底部设有一收料箱。
2.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述y轴直线运动组件包括y轴模组基座、y轴线性导轨、y轴直线电机定子、y轴直线电机动子、y轴光栅尺、y轴光学读头、y轴密封板、y轴防尘罩支架、y轴风琴罩、y轴滑块和y轴移动板，所述y轴模组基座固定在大理石基座上，y轴模组基座上设有y轴直线电机定子，y轴直线电机定子一侧设有y轴线性导轨，行程600mm；y轴线性导轨的一侧安装有y轴光栅尺；y轴线性导轨上安装有y轴滑块，y轴滑块连接有y轴移动板，所述y轴移动板底部的y轴滑块一侧装有y轴直线电机动子，另一侧安装y轴光学读头，y轴光学读头连接在y轴光栅尺上；y轴模组基座上端面两端固定连接有y轴密封板，y轴密封板内侧端设有y轴防尘罩支架，所述y轴风琴罩安装于y轴防尘罩支架与y轴密封板之间。
3.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述x轴直线运动组件包括x轴模组基座、x轴线性导轨、x轴直线电机定子、x轴直线电机动子、x轴光栅尺、x轴光学读头、x轴密封板、x轴防尘罩支架、x轴风琴罩、x轴滑块和x轴移动板，所述x轴模组基座固定在y轴移动板上端面，x轴模组基座的中间位置设有x轴直线电机定子，x轴直线电机定子两侧各设有一x轴线性导轨，x轴线性导轨的一侧安装有x轴光栅尺；x轴线性导轨上安装有x轴滑块，x轴滑块连接有x轴移动板，所述x轴移动板底部的x轴滑块一侧装有x轴直线电机动子，另一侧安装x轴光学读头，x轴光学读头连接在x轴光栅尺上；x轴模组基座上端面两端固定连接有x轴密封板，x轴密封板内侧端设有x轴防尘罩支架，所述x轴风琴罩安装于x轴防尘罩支架与x轴密封板之间。
4.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述z轴升降组件连接在x轴移动板前端。
5.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述ccd相机镜头下方安装有led补光灯。
6.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述控制箱正面设有急停按钮、钥匙开关按钮、驱动按钮和激光器按钮，且内部安装有激光切割控制卡及软件、电机驱动器、电气元件和电脑主机，电脑主机连接显示器，并配有鼠标键盘，鼠标键盘位于显示器下方。
7.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述ccd相机采用高分辨率相机。
8.根据权利要求1所述的一种小幅面高速精密激光切割机，其特征在于：所述激光器采用光纤连续激光器，波长1070nm。
技术总结