激光切割設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光切割設備。該激光切割設備包括：機床，所述機床上設置有工作臺，所述工作臺構造為能夠繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；工作臺驅(qū)動裝置，其連接至所述工作臺，以驅(qū)動所述工作臺旋轉(zhuǎn)；激光切割器，其包括激光發(fā)生器和激光切割頭，所述激光切割器構造為能夠相對于所述工作臺沿水平橫向、水平縱向和豎直方向移動，且能夠繞與水平橫向平行的水平軸線擺動；激光切割器驅(qū)動裝置，其連接至所述激光切割器，以驅(qū)動所述激光切割器移動和/或擺動；以及控制裝置，其用于根據(jù)預定的切割曲面控制所述工作臺驅(qū)動裝置和所述激光切割器驅(qū)動裝置。根據(jù)本實用新型的激光切割設備能夠加工復雜的圓弧、曲線。
【專利說明】激光切割設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光切割【技術領域】，具體地涉及一種激光切割設備。

【背景技術】
[0002]激光切割設備是一種通過激光器的高功率密度能量來切割工件的設備。激光切割工件時，激光熔化或者氣化被切割工件材料。激光器吹出的氣體與被切割工件材料產(chǎn)生熱效應反映，氣流還能夠冷卻已切割面和減少熱影響區(qū)。激光切割無刀具磨損，激光的可控性強，具有高的柔性。激光切割與等離子切割其他切割方法相比，具有切割縫細、切割面質(zhì)量好、切割效率高等優(yōu)點，廣泛應用于車身板件、航空航天領域的鋁合金、鈦合金等特種航空材料的切割。然而，現(xiàn)有的普通的激光切割設備難以實現(xiàn)復雜圓弧、曲面加工。
[0003]因此，有必要提出一種激光切割設備，以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]在實用新型內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本實用新型的實用新型內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0005]為了解決上述問題，根據(jù)本實用新型的一個方面，公開了一種激光切割設備。該激光切割設備包括:機床，所述機床上設置有工作臺，所述工作臺構造為能夠繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)；工作臺驅(qū)動裝置，所述工作臺驅(qū)動裝置連接至所述工作臺，以驅(qū)動所述工作臺旋轉(zhuǎn)；激光切割器，所述激光切割器包括激光發(fā)生器和激光切割頭，所述激光切割器構造為能夠相對于所述工作臺沿水平橫向、水平縱向和豎直方向移動，且能夠繞與水平橫向平行的水平軸線擺動；激光切割器驅(qū)動裝置，所述激光切割器驅(qū)動裝置連接至所述激光切割器，以驅(qū)動所述激光切割器移動和/或擺動；以及控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)預定的切割曲面控制所述工作臺驅(qū)動裝置和所述激光切割器驅(qū)動裝置。
[0006]優(yōu)選地，所述激光切割器驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器，所述第一驅(qū)動器設置在所述機床上，用于驅(qū)動所述激光切割器沿所述水平橫向移動；且所述第二驅(qū)動器設置在所述激光切割器上，用于驅(qū)動所述激光切割器的所述激光切割頭沿所述豎直方向和/或所述水平縱向移動、和/或繞所述水平橫向平行的水平軸線擺動。
[0007]優(yōu)選地，所述控制裝置包括:第一控制裝置，所述第一控制裝置用于根據(jù)預定的切割曲面控制所述工作臺驅(qū)動裝置和所述第一驅(qū)動器；以及第二控制裝置，所述第二控制裝置用于根據(jù)所述預定的切割曲面控制所述第二驅(qū)動器。
[0008]優(yōu)選地，所述激光切割器還包括電容傳感器，所述電容傳感器連接至所述第二控制裝置，用于實時檢測所述激光切割頭與被切割工件之間的電容值，所述第二控制裝置接收所述電容傳感器的所述電容值，且基于預定離焦量并根據(jù)所述電容值而產(chǎn)生控制信號，以實時控制所述第二驅(qū)動器。
[0009]優(yōu)選地，所述激光切割設備還包括排屑機構，所述排屑機構包括:排屑驅(qū)動電機；多個鏈輪，所述多個鏈輪能夠在所述排屑驅(qū)動電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)；鏈板，所述鏈板套設在所述多個鏈輪上，且所述多個鏈輪和所述鏈板設置在所述機床的下方，用于接收切割屑；以及料斗，所述料斗設置在所述鏈板的端部，用于收集來自所述鏈板的切割屑。
[0010]優(yōu)選地，所述機床還包括機床驅(qū)動設備，所述機床驅(qū)動設備用于驅(qū)動所述工作臺沿所述水平橫向、所述水平縱向和所述豎直方向移動。
[0011]根據(jù)本實用新型的激光切割設備的激光切割器能夠沿水平橫向、水平縱向以及豎直方向移動和/或繞與水平橫向平行的水平軸線擺動，此外工作臺還可以繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)，因此該激光切割設備具有五個自由度，能夠加工復雜圓弧、曲線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本實用新型實施例的下列附圖在此作為本實用新型的一部分用于理解本實用新型。附圖中示出了本實用新型的實施方式及其描述，用來解釋本實用新型的原理。在附圖中，
[0013]圖1為根據(jù)本實用新型的一個實施例的激光切割設備的示意性框圖；
[0014]圖2為根據(jù)本實用新型的一個實施例的激光切割設備的結(jié)構示意圖；以及
[0015]圖3為根據(jù)本實用新型的一個實施例的激光切割器的示意性框圖。

【具體實施方式】
[0016]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本實用新型更為徹底的理解。然而，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本實用新型實施例可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本實用新型實施例發(fā)生混淆，對于本領域公知的一些技術特征未進行描述。
[0017]為了徹底了解本實用新型實施例，將在下列的描述中提出詳細的結(jié)構。顯然，本實用新型實施例的施行并不限定于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本實用新型的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本實用新型還可以具有其他實施方式。
[0018]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種激光切割設備。該激光切割設備包括機床10、工作臺驅(qū)動裝置11、激光切割器(可以包括激光發(fā)生器12A和激光切割頭12B)、激光切割器驅(qū)動裝置13 (可以包括第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器13A)以及控制裝置14 (可以包括第一控制裝置14A和第二控制裝置14B)。下面將結(jié)合圖1-3詳細描述該激光切割設備。
[0019]機床10 —般可以為數(shù)控機床，以實現(xiàn)自動化、智能化切割。機床10上設置有工作臺10A，該工作臺1A可以用來承載被切割的工件。該工作臺1A可以根據(jù)需要在機床10上移動。此外，為了能夠加工出復雜的圓弧、曲線，該工作臺1A還構造為能夠繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)復雜圓弧、曲面加工。工作臺1A的旋轉(zhuǎn)可以通過連接至工作臺1A的工作臺驅(qū)動裝置11驅(qū)動。其中，工作臺驅(qū)動裝置11的驅(qū)動方式可以有多種，這將在下文中詳細描述。
[0020]激光切割器可以包括激光發(fā)生器12A和激光切割頭12B。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，激光發(fā)生器12A可以為光纖激光發(fā)生器。光纖激光發(fā)生器具有功率大、切割加工邊緣整齊、光電轉(zhuǎn)化率高、切割速度快、切割效率高等優(yōu)點。激光切割器構造為能夠相對于工作臺1A沿水平橫向、水平縱向和豎直方向移動，且能夠繞與水平橫向平行的水平軸線擺動。需要說明的是，在實際切割過程中，可以是激光切割器或工作臺1A中的一個沿水平橫向、水平縱向移動，也可以是激光切割器或工作臺1A中的兩個均沿水平橫向、水平縱向移動，以產(chǎn)生相對移動。其中，這二者的移動可以由不同的驅(qū)動裝置控制。激光切割器沿上述各個方向的移動和/或擺動可以通過連接至激光切割器的激光切割器驅(qū)動裝置13驅(qū)動。激光切割器驅(qū)動裝置13的具體設置形式將在下文中詳細描述。
[0021]此外，為了能夠智能控制激光切割工藝，該激光切割設備還包括控制裝置14?？刂蒲b置14用于根據(jù)預定的切割曲面控制工作臺驅(qū)動裝置11和所述激光切割器驅(qū)動裝置。
[0022]可以看出，該激光切割設備的激光切割器可以相對于工作臺1A上的被切割工件沿水平橫向、水平縱向、豎直方向移動，且能夠繞平行于水平橫向的水平軸線擺動、此外工作臺1A還可以繞豎直軸線轉(zhuǎn)動。因此，該激光切割設備在對被切割工件進行切割時，具有五個自由度，能夠完成復雜的圓弧、曲線加工。
[0023]如上所述的，激光切割器沿各個方向的移動和/或擺動可以由激光切割器驅(qū)動裝置13驅(qū)動。作為示例，激光驅(qū)動器驅(qū)動裝置可以包括第一驅(qū)動器(未示出)和第二驅(qū)動器13A。第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器13A均可以為步進電機。其中，第一驅(qū)動器可以設置在機床1A上，用于驅(qū)動激光切割器沿水平橫向移動。第二驅(qū)動器13A可以設置在激光切割器上，用于驅(qū)動激光切割器沿豎直方向和/或水平縱向移動、和/或繞水平橫向平行的水平軸線擺動。特別地，在激光切割過程中，可能只需要激光切割頭12B沿上述方向移動或擺動即可，因此，第二驅(qū)動器13A可以構造為驅(qū)動激光切割器的激光切割頭12B沿豎直方向和/或水平縱向移動、和/或繞水平橫向平行的水平軸線擺動。
[0024]相對應的，控制裝置14也可以包括第一控制裝置(未示出)和第二控制裝置14A。該第一控制裝置用于根據(jù)預定的切割曲面控制工作臺驅(qū)動裝置11驅(qū)動工作臺1A旋轉(zhuǎn)以及控制第一驅(qū)動器驅(qū)動激光切割器沿水平橫向移動。該第二控制裝置14A可以用于根據(jù)預定的切割曲面控制第二驅(qū)動器13A。
[0025]此外，在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，激光切割器還包括電容傳感器12C，該電容傳感器12C可以用于實時檢測激光切割頭12B與被切割工件之間的電容值。該電容傳感器12C可以連接至第二控制裝置14B，第二控制裝置14B接收電容傳感器12C的電容值，且基于預定離焦量根據(jù)電容值產(chǎn)生控制信號，以實時控制第二驅(qū)動器13A。
[0026]為了能夠使激光切割器能夠沿水平橫向、水平縱向以及豎直方向移動，根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例，激光切割設備還可以包括兩個導軌1B和移動橫梁10C。其中兩個導軌1B沿水平橫向彼此平行地設置在機床1A上。移動橫梁1C沿水平縱向橫跨在兩個導軌1B上且能夠沿兩個導軌1B滑動。例如移動橫梁1C可以設置為包括兩個豎直段和設置在兩個豎直段上部之間的水平段。兩個豎直段的底部可以設置在兩個導軌1B內(nèi)，且能夠沿導軌1B滑動，從而帶動水平段滑動。激光切割頭12B設置在移動橫梁1C的上，且構造為能夠沿水平縱向和豎直方向移動。作為示例，移動橫梁1C上可以設置相對應的滑槽，以使激光切割頭12B能夠在滑槽內(nèi)移動。
[0027]如上所述的，工作臺1A的旋轉(zhuǎn)通過工作臺驅(qū)動裝置11驅(qū)動。下面將詳細討論工作臺驅(qū)動裝置11。如圖2所示，工作臺驅(qū)動裝置11可以包括工作臺驅(qū)動電機IlA和蝸輪蝸桿11B。其中蝸輪蝸桿IlB的蝸桿端可以通過聯(lián)軸器(例如彈性聯(lián)軸器)等連接至驅(qū)動電機IlA的輸出軸，以使蝸輪蝸桿IlB的蝸桿端與驅(qū)動電機IlA的輸出軸一起旋轉(zhuǎn)。而蝸輪蝸桿IlB的蝸輪端連接至工作臺10A，以驅(qū)動工作臺1A旋轉(zhuǎn)。通過蝸輪蝸桿IlB傳動可以獲得較大的傳動比，且由于蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，其與蝸輪齒的嚙合是逐漸進入的，因此傳動平穩(wěn)且振動小。
[0028]此外，還可以在蝸輪端上設置有旋轉(zhuǎn)編碼器11C。該旋轉(zhuǎn)編碼器IlC用于測量工作臺1A的與旋轉(zhuǎn)有關的參數(shù)，例如旋轉(zhuǎn)速率等。通過旋轉(zhuǎn)編碼器IlC可以檢測工作臺1A的旋轉(zhuǎn)從而可以調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速率，使切割質(zhì)量更好，且可以計算切割量。
[0029]在激光切割過程中，一般會產(chǎn)生大量的切割屑。因此，在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，激光切割設備還可以包括排屑機構15。如圖2所示，該排屑機構15可以包括排屑驅(qū)動電機15A、多個鏈輪15B、鏈板15C以及料斗15D。其中多個鏈輪15B和鏈板15C可以設置在機床10的下方，用于接收切割屑多個鏈輪15B的數(shù)目例如可以為2個。鏈板15C套設在多個鏈輪15B上，多個鏈輪15B能夠在排屑驅(qū)動電機15A的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，鏈板15C作為傳送帶，能夠繞多個鏈輪15B的帶動下周向移動。料斗KD設置在鏈板15C的端部，用于收集來自鏈板15C的切割屑。該排屑裝置可以將切割過程中產(chǎn)生的切割屑及時排走。
[0030]在激光切割過程中，激光切割器的激光發(fā)生器往往會產(chǎn)生大量的熱量。因此，在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，激光切割設備還可以包括水冷裝置16。該水冷裝置16用于冷卻激光發(fā)生器12A，以實現(xiàn)激光發(fā)生器12A恒溫下工作。
[0031]此外，激光切割設備還可以包括吹氣冷卻裝置(未示出)。該吹氣冷卻裝置可以由第二控制裝置控制，用于向切割處吹送具有壓力的氣體，以防止切割材料硬化并將切割融化的金屬熔渣吹掉。
[0032]一般來說，激光切割器及其激光切割頭不能無限制地移動。在根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，機床1A和移動橫梁1C上設置有限位開關(未示出)，以控制激光切割器和激光切割頭12B的行程。例如，該限位開關可以為傳感器，當激光切割器或激光切割頭12B接觸限位開關時，該限位開關可以將信號發(fā)送至控制裝置14。控制裝置14根據(jù)限位開關發(fā)送的信號控制激光切割器和激光切割頭12B移動。
[0033]如上所述的，在實際切割過程中，工作臺1A也可以沿水平橫向、水平縱向移動。因此，在根據(jù)本實用新型的一個實施例中，機床10還可以包括機床驅(qū)動裝置(未示出)。該機床驅(qū)動裝置同樣可以為步進電機，用于驅(qū)動工作臺1A沿水平橫向、水平縱向和豎直方向移動。
[0034]綜上所述，根據(jù)本實用新型的激光切割設備的激光切割器能夠沿水平橫向、水平縱向以及豎直方向移動和/或繞與水平橫向平行的水平軸線擺動，此外工作臺還可以繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)，因此該激光切割設備具有五個自由度，能夠加工復雜圓弧、曲線。
[0035]本實用新型已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本實用新型限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領域技術人員可以理解的是，本實用新型并不局限于上述實施例，根據(jù)本實用新型的教導還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實用新型所要求保護的范圍以內(nèi)。
【權利要求】
1.一種激光切割設備，其特征在于，所述激光切割設備包括: 機床，所述機床上設置有工作臺，所述工作臺構造為能夠繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)； 工作臺驅(qū)動裝置，所述工作臺驅(qū)動裝置連接至所述工作臺，以驅(qū)動所述工作臺旋轉(zhuǎn)；激光切割器，所述激光切割器包括激光發(fā)生器和激光切割頭，所述激光切割器構造為能夠相對于所述工作臺沿水平橫向、水平縱向和豎直方向移動，且能夠繞與水平橫向平行的水平軸線擺動； 激光切割器驅(qū)動裝置，所述激光切割器驅(qū)動裝置連接至所述激光切割器，以驅(qū)動所述激光切割器移動和/或擺動；以及 控制裝置，所述控制裝置用于根據(jù)預定的切割曲面控制所述工作臺驅(qū)動裝置和所述激光切割器驅(qū)動裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的激光切割設備，其特征在于，所述激光切割器驅(qū)動裝置包括第一驅(qū)動器和第二驅(qū)動器， 所述第一驅(qū)動器設置在所述機床上，用于驅(qū)動所述激光切割器沿所述水平橫向移動；且 所述第二驅(qū)動器設置在所述激光切割器上，用于驅(qū)動所述激光切割器的所述激光切割頭沿所述豎直方向和/或所述水平縱向移動、和/或繞所述水平橫向平行的水平軸線擺動。
3.根據(jù)權利要求2所述的激光切割設備，其特征在于，所述控制裝置包括: 第一控制裝置，所述第一控制裝置用于根據(jù)預定的切割曲面控制所述工作臺驅(qū)動裝置和所述第一驅(qū)動器；以及 第二控制裝置，所述第二控制裝置用于根據(jù)所述預定的切割曲面控制所述第二驅(qū)動器。
4.根據(jù)權利要求3所述的激光切割設備，其特征在于，所述激光切割器還包括電容傳感器，所述電容傳感器連接至所述第二控制裝置，用于實時檢測所述激光切割頭與被切割工件之間的電容值，所述第二控制裝置接收所述電容傳感器的所述電容值，且基于預定離焦量并根據(jù)所述電容值而產(chǎn)生控制信號，以實時控制所述第二驅(qū)動器。
5.根據(jù)權利要求1所述的激光切割設備，其特征在于，所述激光切割設備還包括排屑機構，所述排屑機構包括: 排屑驅(qū)動電機； 多個鏈輪，所述多個鏈輪能夠在所述排屑驅(qū)動電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)； 鏈板，所述鏈板套設在所述多個鏈輪上，且所述多個鏈輪和所述鏈板設置在所述機床的下方，用于接收切割屑；以及 料斗，所述料斗設置在所述鏈板的端部，用于收集來自所述鏈板的切割屑。
6.根據(jù)權利要求1所述的激光切割設備，其特征在于，所述機床還包括機床驅(qū)動設備，所述機床驅(qū)動設備用于驅(qū)動所述工作臺沿所述水平橫向、所述水平縱向和所述豎直方向移動。
【文檔編號】B23K26/08GK203830912SQ201420123886
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2014年3月18日
【發(fā)明者】肖海兵, 周受欽, 謝恒星 申請人:中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 深圳中集智能科技有限公司