CN103949778A - 镂空灯管的切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镂空灯管的切割方法，包括以下步骤：①管材上料；由上料装置将待加工的管材输送到激光切割机内部；②长度测量；测量进入激光切割机内部所述管材的长度；③定位调整；对管材在激光切割机内的位置进行调整，使得管材的中心线和输送方向一致；④管材输送；由输送装置将调整好位置的管材向激光头方向进行输送；⑤夹紧切割；用夹紧旋转装置对输送过来的管材进行夹紧，然后利用激光头对管材进行相应的图案切割，并根据需要在切割的过程中对管材进行相应的旋转；⑥管材下料。本发明提供一种镂空灯管的切割方法，结构简单，使用方便，对管材的切割效果好，工作效率高。

Description

镂空灯管的切割方法
技术领域
本发明涉及灯管加工技术领域，更具体的说涉及一种镂空灯管的切割方法。
背景技术
在进行镂空的灯管加工的时候，一般采用激光切割机，由其能够产生激光束，将激光束照射到需要加工的工件表面时，能够释放出能量，使得工件被照射的部分融化并蒸发，进而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。专利申请号 CN 200610062285.7、申请公布日 2006.08.25的中国发明专利公开了一种激光切割方法该方法包括：利用一开裂器具在所述脆性材料基板上形成预切割线；利用激光束沿所述预切割线加热所述脆性材料基板；利用低于零摄氏度的气体冷却所述被加热的脆性材料基板，以使所述脆性材料基板沿所述预切割线开裂。该方法采用低于零摄氏度的气体冷却所述被激光束加热的脆性材料基板，不会有水汽渗入基板之间而影响基板的正常工作，从而可提高切割良率。但是，在利用现有的激光切割机在进行灯管切割的时候，发现切割出来灯管的图案效果不够好，工作效率比较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种镂空灯管的切割方法，其操作方便，对管材的切割效果好，工作效率高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：镂空灯管的切割方法，其特征在于包括以下步骤：
①管材上料；由上料装置将待加工的管材输送到激光切割机内部；
②长度测量；测量进入激光切割机内部所述管材的长度；
③定位调整；对管材在激光切割机内的位置进行调整，使得管材的中心线和输送方向一致；
④管材输送；由输送装置将调整好位置的管材向激光头方向进行输送；
⑤夹紧切割；用夹紧旋转装置对输送过来的管材进行夹紧，然后利用激光头对管材进行相应的图案切割，并根据需要在切割的过程中对管材进行相应的旋转；
⑥管材下料；将切割好的管材利用下料装置输送到激光切割机外，在进行管材下料过程中，下料装置的承接板进行翻转，使得承接板上的所述管材滑落到滚道上，管材在承接板上滑动过程中，所述管材始终和所述承接板贴合，且所述下料装置会对所述管材施加降低管材滑落速度的阻力。
作为优选，所述步骤⑥中，所述阻力为磁性引力。
作为优选，所述步骤⑤中，所述激光头对所述管材进行图案切割的时候，先对所述图案进行预切割，使得管材上被预切割的部分形成固液混合区，然后再进行切割，形成需要的图案。
作为优选，所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，先对管材进行第一次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第一固液混合区，所述第一固液混合区的厚度为管材壁厚的1/10-1/5，然后待第一固液混合区凝固之后，再进行第二次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第二固液混合区，所述第二固液混合区的厚度为管材壁厚的3/10-2/5。
作为优选，所述第一固液混合区的宽度为所述第二固液混合区宽度的4/5-9/10。
作为优选，所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，分为第一次预切割和第二次预切割，且所述第二次预切割和第一次预切割的间隔时间为0.5-1.5s。
作为优选，所述第一次预切割为间隔式切割，所述第一次预切割在所述管材上进行切割时形成多个第一分段区，相邻两个第一分段区之间有用于第二次预切割时进行切割的第二分段区。
作为优选，所述第一分段区的长度是所述第二分段区长度的2-3倍。
作为优选，所述步骤③中，对所述管材的位置调整是由两个位置调整装置完成的，所述两个位置调整装置包括固定座、设置在所述固定座上的旋转轴、固定在所述旋转轴上的弹性体及带动所述旋转轴转动的减速电机，所述弹性体上设有上宽下窄的管材调整开口。
作为优选，所述步骤⑤中，当所述管材需要加工的长度大于预设值时，采用分段切割的方式对所述管材进行切割；即将管材分成几段，每加工完一段之后，由输送装置将管材向激光头方向输送一段距离后，再由激光头进行切割，如此反复直至完成对管材的切割；在输送装置将管材向激光头方向输送过程中，管材被卡紧装置卡紧，防止在输送过程中管材发生位置偏移。
作为优选，所述下料装置包括安装底座、设置在所述安装底座上的倾翻机构、设置在所述安装底座上且沿着所述管材输送方向位于所述倾翻机构后方的卡紧机构以及设置在所述安装底座上且沿着所述管材输送方向位于所述倾翻机构前方的夹紧装置。
作为优选，所述倾翻机构包括铰接在所述安装底座上的承接板、驱动所述承接板进行转动的翻转驱动机构；所述翻转驱动机构包括一端和所述承接板铰接且另一端和所述安装底座铰接的输送气缸。
采用输送气缸带动承接板对管材进行下料，当输送气缸的活塞杆伸出的时候，承接板开始翻转，将管材翻转输送出去，实现下料，下料速度快。
作为优选，所述承接板端部设有倾斜板，所述倾斜板端部设有阻挡板。
承接板的端部设置倾斜板，而倾斜板的端部则设置阻挡板，阻挡部保证管材在进行下料的时候，不会从端部滑脱，同时，倾斜板起到过渡的作用，保证在下料的时候比较平顺。
作为优选，所述承接板和管材接触的表面为光滑平面，且所述承接板沿着所述管材在下料时候在所述承接板上滑动的路径上设有多个磁铁。
我们经过研究发现，如果倾翻的速度足够快，则管材的下落速度就很快，冲击就很大，容易对管材造成损伤，而如果倾翻的速度比较慢，则管材的下料速度就慢的多，冲击就小的多，但是，工作效率就下降了，而我们采用多个磁铁设置管材滑动的路径下，这样的方式，首先保证管材在下料过程中不会发生翻转，会和承接板表面相紧密贴合，进行滑动，同时，能够对管材施加一个磁性力，减缓管材下滑的速度，防止其受到过大的冲击而造成损伤；同样的，磁铁的设置，可以使得整个激光切割机能够适应多种型材的加工。
作为优选，所述多个磁铁以矩形阵列的方式排列在所述承接板上。
作为优选，所述卡紧机构包括和所述安装底座固定连接的铰接座、铰接在所述铰接座上的铰轴、固定在所述铰轴上具有卡紧槽的卡紧头以及带动所述铰轴转动的电机；所述卡紧槽的沿着所述铰轴轴向延伸的轴向宽度从内向外逐渐变宽。
管材在进行加工的时候，其设置在卡紧槽内，被卡紧槽卡紧，那么，当管材在被旋转夹紧装置松开，进行二次输送的时候，能够防止管材发生位置变化，保证在输送之后，对管材切割的正常、高效进行。
作为优选，所述夹紧装置包括一对相啮合的齿轮、和所述齿轮固定连接的转轴、固定在所述齿轮上的夹紧板、固定在所述夹紧板端部的夹紧头以及用于驱动所述一对齿轮旋转的驱动机构。
作为优选，所述夹紧头包括固定在所述夹紧板两侧的一对侧向板及设置在所述一对侧向板之间的夹紧块；所述夹紧块和所述侧向板之间设有弹性片，所述弹性片部分凸出所述夹紧块，当所述夹紧装置对所述管材进行夹紧时，所述管材在所述弹性片和所述管材接触并发生弹性变形之后再和所述夹紧块相接触。
作为优选，所述驱动机构包括一和所述一对齿轮中的一个铰接的气缸或和所述转轴固定连接的液压马达。
本发明有益效果在于：
本发明提供一种镂空灯管的切割方法，结构简单，使用方便，对管材的切割效果好，工作效率高。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构框图；
图2为本发明一实施例的结构示意图；
图3为图2中的倾翻机构结构示意图；
图4为图2中夹紧装置结构示意图。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的范围进行限定。
实施例，见附图1、2、3、4；镂空灯管的切割方法，包括以下步骤：
①管材上料；由上料装置将待加工的管材输送到激光切割机内部；上料装置采用输送滚道，或者输送带或输送链条，采用减速机带动；所述步骤①中，所述上料装置高度在1.0-1.2m之间，以便于上料，当被输送的管材接近所述激光切割机时，上料装置将所述管材顶升，然后使得管材翻转，进入激光切割机内部，管材的翻转，采用翻转装置进行，翻转装置可以采用这样的结构，包括铰接在机架上的倾斜板及带动所述倾斜板转动的气缸，气缸的活塞杆铰接在倾斜板上，缸体铰接在机架上，带动倾斜板进行翻转，也可以采用，液压马达，带动齿轮转动等结构，所述管材进行翻转时，翻转的角度为22.5-75°，角度太大，则容易对管材造成损伤，这个角度内，管材升起的高度已经足够进入激光切割机内。
②长度测量；测量进入激光切割机内部所述管材的长度；这个时候，测量到上料管材的长度，然后再和需要的长度进行对比，如果需要的管材的长度是需要长度的2倍及以上，则需要对管材在切割过程中进行截断，如果在2倍以下，则不需要截断，如果需要的长度比较长，比如2m、4m，则需要分段加工；
③定位调整；对管材在激光切割机内的位置进行调整，使得管材的中心线和输送方向一致；所述步骤③中，对所述管材的位置调整是由两个位置调整装置完成的，所述两个位置调整装置包括固定座、设置在所述固定座上的旋转轴、固定在所述旋转轴上的弹性体及带动所述旋转轴转动的减速电机，所述弹性体上设有上宽下窄的管材调整开口。
④管材输送；由输送装置将调整好位置的管材向激光头方向进行输送；输送装置可以采用滚道，输送的时候，采用工进-快进的方式进行，工进的时候速度在1-2m/min，快进的时候在5-6m/min。
⑤夹紧切割；用夹紧旋转装置对输送过来的管材进行夹紧，然后利用激光头对管材进行相应的图案切割，并根据需要在切割的过程中对管材进行相应的旋转；⑥管材下料；将切割好的管材利用下料装置输送到激光切割机外，在进行管材下料过程中，下料装置的承接板进行翻转，使得承接板上的所述管材滑落到滚道上，管材在承接板上滑动过程中，所述管材始终和所述承接板贴合，且所述下料装置会对所述管材施加降低管材滑落速度的阻力，以防止管材滑落的速度过快造成损伤，其中，较佳的，所述阻力为磁性引力，磁性引流的存在，既保证了管材在下滑过程中和承接板紧密接触、贴合，同时还保证管材具有合适的下滑速度，在保证效率的前提下避免管材损伤。
所述步骤⑤中，当所述管材需要加工的长度大于预设值时，比如3m，就会采用分段切割的方式对所述管材进行切割；即将管材分成几段，每加工完一段之后，夹紧旋转装置松开对管材夹紧，由输送装置将管材向激光头方向输送一段距离后，再次被夹紧旋转装置夹紧，由激光头进行切割，如此反复直至完成对管材的切割，这样的方式，能够保证管材的快速切割。所述步骤⑤中，当所述管材需要加工的长度大于预设值时，采用分段切割的方式对所述管材进行切割；即将管材分成几段，每加工完一段之后，由输送装置将管材向激光头方向输送一段距离后，再由激光头进行切割，如此反复直至完成对管材的切割；在输送装置将管材向激光头方向输送过程中，管材被卡紧装置卡紧，防止在输送过程中管材发生位置偏移。
我们在试验的时候发现，在切割的时候，因为管材本身内部应力的原因，会使得被切割的部分发生形变，这个形变会严重影响切割出来图案的美观，更重要的是，会严重影响投在目标面上光影图案的清晰度，为此，我们进行了改进，在步骤⑤中，所述激光头对所述管材进行图案切割的时候，先对所述图案进行预切割，使得管材上被预切割的部分形成固液混合区，然后再进行切割，形成需要的图案；进一步的，预切割可以采用这样的方式进行，所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，先对管材进行第一次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第一固液混合区，所述第一固液混合区的厚度为管材壁厚的1/10-1/5，然后待第一固液混合区凝固之后，再进行第二次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第二固液混合区，所述第二固液混合区的厚度为管材壁厚的3/10-2/5，经过两次预切割，能够有效的消除切割时候产生的应力，减小切割时候管材发生的变形，为了尽可能减小变形的产生，所述第一固液混合区的宽度为所述第二固液混合区宽度的4/5-9/10，这样，切割的时候有个渐进的过程。
此外，我们还可以采用下面的方式进行预切割，所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，分为第一次预切割和第二次预切割，且所述第二次预切割和第一次预切割的间隔时间为0.5-1.5s；第一次预切割和第二次预切割的切割速度相等，采用两个激光头进行切割；所述第一次预切割为间隔式切割，所述第一次预切割在所述管材上进行切割时形成多个第一分段区，相邻两个第一分段区之间有用于第二次预切割时进行切割的第二分段区；所述第一分段区的长度是所述第二分段区长度的2-3倍，这样的方式，在进行第一次预切割的时候，只是对需要加工的图案的一部分进行预切割，还有一部分没有进行预切割，尽可能的降低了切割时候管材发生变形的风险。
激光切割机，包括机架，所述机架上设有管材上料装置、用于将由管材上料装置传送过来的管材进行输送的工件输送装置、对由工件输送装置输送过来的管材进行夹紧的旋转夹紧装置、用于对由旋转夹紧装置夹紧的管材进行切割的激光头装置以及下料装置，管材上料装置包括滚道或输送链条，将放置在其上的管材输送进激光切割机，然后，工件输送装置将管材在激光切割机内进行输送，在输送的同时对管材进行准直，使得管材的中心线和输送方向一致，然后由旋转夹紧装置对管材进行夹紧，利用激光头装置对管材进行切割，然后由下料装置将切割好的管材送出激光切割机；因为上述装置都是本领域内的公知技术，在此不再详述；本申请对下料装置进行了改进，所述下料装置包括安装底座1、设置在所述安装底座1上的倾翻机构2、设置在所述安装底座1上且沿着所述管材输送方向位于所述倾翻机构2后方的卡紧机构3以及设置在所述安装底座1上且沿着所述管材输送方向位于所述倾翻机构2前方的夹紧装置4；所述倾翻机构2包括铰接在所述安装底座1上的承接板201、驱动所述承接板201进行转动的翻转驱动机构203；所述翻转驱动机构203包括一端和所述承接板201铰接且另一端和所述安装底座1铰接的输送气缸，输送气缸的活塞杆和所述承接板铰接，缸体和安装底座进行铰接，所述承接板201端部设有倾斜板204，所述倾斜板204端部设有阻挡板205；所述承接板201和管材接触的表面为光滑平面，且所述承接板201沿着所述管材在下料时候在所述承接板201上滑动的路径上设有多个磁铁202，磁铁202的数量根据实际情况进行确定，以保证既能够对管材进行吸附使得管材和承接板的表面贴合，且能够对管材产生一定的磁性力，以减缓管材在下滑过程中的冲击和速度；其中，较佳的，所述多个磁铁202以矩形阵列的方式排列在所述承接板201上。此外，我们还可在承接板上设置V字形凹槽，以利于管材的放置；在工作的时候，输送气缸的活塞杆伸出，使得承接板进行转动，进而将管材输送出去。
所述卡紧机构3包括和所述安装底座1固定连接的铰接座301、铰接在所述铰接座301上的铰轴303、固定在所述铰轴303上具有卡紧槽302的卡紧头304以及带动所述铰轴303转动的电机305；电机305和铰轴固定连接，通过电机的旋转带动铰轴旋转，进而实现卡紧头的转动，卡紧头304由弹性材料制成，采用弹性橡胶或聚氨酯，当管材送入卡紧槽内的时候，被卡紧槽卡紧，防止其位置发生变动，所述卡紧槽的沿着所述铰轴303轴向延伸的轴向宽度从内向外逐渐变宽，同时，卡紧槽的底面为中间高端低；当需要松开管材的时候，电机带动夹紧头转动，使得管材被松开。
夹紧装置，能够和旋转夹紧装置配合，当管材比较长的时候，在这端对管材进行夹紧，防止管材发生颤动，影响切割效果，所述夹紧装置4包括一对相啮合的齿轮401、和所述齿轮401固定连接的转轴402、固定在所述齿轮401上的夹紧板403、固定在所述夹紧板403端部的夹紧头404以及用于驱动所述一对齿轮401旋转的驱动机构405；转轴402安装在安装底座上，可以进行转动，一对齿轮401相啮合，在驱动机构的带动下，能够进行转动，实现一对夹紧板的同时张开或闭合，驱动结构可以采用气缸，或者液压马达或电机，采用液压马达或电机的时候，和转轴固定连接即可，本实施方式中，采用的是气缸，气缸的活塞杆和一个齿轮401固定连接，所述夹紧头404包括固定在所述夹紧板403两侧的一对侧向板及设置在所述一对侧向板之间的夹紧块；所述夹紧块和所述侧向板之间设有弹性片，所述弹性片部分凸出所述夹紧块，当所述夹紧装置对所述管材进行夹紧时，所述管材在所述弹性片和所述管材接触并发生弹性变形之后再和所述夹紧块相接触，弹性片采用弹性橡胶或聚氨酯，同时，为了提高夹紧效果，在夹紧板上设有多个向远离齿轮401方向延伸的气囊条，利用气囊条来使得夹紧板能够更好的对管材进行夹紧，气囊条设置在夹紧板的凹槽内，凹槽的延伸方向为从齿轮向夹紧块方向，可以克服因为管材形状的变化，而引起的夹紧牢固度问题。

Claims (9)

1.镂空灯管的切割方法，其特征在于包括以下步骤：
①管材上料；由上料装置将待加工的管材输送到激光切割机内部；
②长度测量；测量进入激光切割机内部所述管材的长度；
③定位调整；对管材在激光切割机内的位置进行调整，使得管材的中心线和输送方向一致；
④管材输送；由输送装置将调整好位置的管材向激光头方向进行输送；
⑤夹紧切割；用夹紧旋转装置对输送过来的管材进行夹紧，然后利用激光头对管材进行相应的图案切割，并根据需要在切割的过程中对管材进行相应的旋转；
⑥管材下料；将切割好的管材利用下料装置输送到激光切割机外，在进行管材下料过程中，下料装置的承接板进行翻转，使得承接板上的所述管材滑落到滚道上，管材在承接板上滑动过程中，所述管材始终和所述承接板贴合，且所述下料装置会对所述管材施加降低管材滑落速度的阻力。
2.根据权利要求1所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述步骤⑥中，所述阻力为磁性引力。
3.根据权利要求1所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述步骤⑤中，所述激光头对所述管材进行图案切割的时候，先对所述图案进行预切割，使得管材上被预切割的部分形成固液混合区，然后再进行切割，形成需要的图案。
4.根据权利要求3所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，先对管材进行第一次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第一固液混合区，所述第一固液混合区的厚度为管材壁厚的1/10-1/5，然后待第一固液混合区凝固之后，再进行第二次预切割，使得管材上被预切割的部分形成第二固液混合区，所述第二固液混合区的厚度为管材壁厚的3/10-2/5。
5.根据权利要求4所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述第一固液混合区的宽度为所述第二固液混合区宽度的4/5-9/10。
6.根据权利要求3所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述步骤⑤中对所述图案进行预切割时，分为第一次预切割和第二次预切割，且所述第二次预切割和第一次预切割的间隔时间为0.5-1.5s。
7.根据权利要求6所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述第一次预切割为间隔式切割，所述第一次预切割在所述管材上进行切割时形成多个第一分段区，相邻两个第一分段区之间有用于第二次预切割时进行切割的第二分段区。
8.根据权利要求7所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述第一分段区的长度是所述第二分段区长度的2-3倍。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的镂空灯管的切割方法，其特征在于：所述步骤⑤中，当所述管材需要加工的长度大于预设值时，采用分段切割的方式对所述管材进行切割；即将管材分成几段，每加工完一段之后，由输送装置将管材向激光头方向输送一段距离后，再由激光头进行切割，如此反复直至完成对管材的切割；在输送装置将管材向激光头方向输送过程中，管材被卡紧装置卡紧，防止在输送过程中管材发生位置偏移。
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