五轴激光切割机床旋转摆头结构设计开题报告

全文总字数：1816字

1. 研究目的与意义

采用solid works，进行旋转摆头的设计。课题需要根据整体设计方案进行产品的结构设计，能够对五轴激光切割数控机床的旋转摆头进行结构分析，并画出其三维图，并且需要通过对五轴数控机床的a轴、c轴旋转摆头的旋转速度的大小、角度的变化控制分析及力矩大小等等，能够确定其中空电机的型号，并进行重要零部件的设计和相关部件的选型。

本课题研究的意义：

本课题对__五轴激光切割机床旋转摆头结构设计进行了设计。激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点。五轴三维数控激光切割技术与数控装备代表了激光加工应用技术的最高水准，其采用六轴五联动方式形成激光焦点的空间运动轨迹，实现对复杂型面薄板类大型零件的三维切割，可以满足汽车覆盖件等复杂型面的全自动切割要求，加工速度与精度都很高。激光切割加工数控技术集激光技术、数控技术、精密机械技术于一体，涉及光、机、电、液、传感、信息等多方面知识，代表着一个国家制造业的水平，乃至综合国力的呈现。因此，将五轴数控机床应用于激光切割生产具有重要的意义！

2. 国内外研究现状分析

机床是一个国家制造业水平的象征，五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，而五轴激光切割机床旋转摆头结构设计是五轴联动机床的重要部件。

三维激光切割机国际上最早出现于上世纪70年代初期，我国的机器人三维切割以其先进、灵活、快速的柔性化加工特点仅应用于精度和效率要求不高的加工领域，无法满足对具有复杂曲面三维工件进行高质量、高精度、高效率精密切割加工要求。核心部件三维五轴切割头，出于保密和技术封锁等原因，国外公司几乎不对外出售，因此造就了目前行业市场上设备主要用依靠进口的格局，设备不仅价格高昂，而且交货期长。

中国是制造大国，向制造强国转变是大势所趋。特别是在汽车和航空、航天业，为了提高产品质量和加工效率，降低设备投入和维护成本，迫切需要开发出适合对具有复杂曲面的三维工件进行高质量、高精度、高效率精密加工的激光切割设备。经过这么多年的发展，我国五轴激光切割机已经有了很大的发展，从1991年第一台数控五轴联动激光划线切割机的诞生到如今已经在很多领域应用。

3. 研究的基本内容与计划

毕业设计的具体内容：

本课题需要灵活运用solid works软件进行画图，理解五轴激光切割机摆头的运动方式，能够对五轴激光切割数控机床的旋转摆头进行结构分析，并画出其三维图，并且需要通过对五轴数控机床的a轴、c轴旋转摆头的旋转速度的大小、角度的变化控制分析及力矩大小等等，能够确定其中空电机的型号，并进行重要零部件的设计和相关部件的选型。

研究周期与时间安排

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

采用三维五轴激光切割机床，不仅切割精度高，而且切割端面质量光滑，配备三维离线编程软件，结合稳定可靠的工件夹具，对客户的批量化工件可以真正做到一次编程、无限切割，保证工件品质的始终如一。

三维五轴激光切割机主要适用于航空航天、汽车制造、工程机械、模具、健身器材等领域的碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金等材料的三维精密柔性加工,具有以下特点：