CN104014938B - 一种用于切割锯带的激光连续切割装置及切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于切割锯带的激光连续切割装置及切割方法。为了解决现有技术无法实现锯齿的连续切割成型，工装辅助时间占比过大，切割效率低的问题，所述激光连续切割装置有基座，所述基座上依次布置有用于调整锯带进给速度的主动摩擦辊、用于压紧锯带的压紧轮组、工作平台、以及由驱动装置带动的驱动轮组；所述工作平台上方还设有装在Z轴上对锯带进行切割的激光头；所述工作平台上装有对刀块和对锯带进行定位的横向定位机构；切割工作中，所述滑台X1的速度与锯带进给速度相同。本发明激光切割锯齿连续成形技术不需要制作铣刀，能够十分快捷的响应制造出任意二维形状的锯齿。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于切割锯带的激光连续切割装置及切割方法，主要应用于双金属带锯条锯齿的形成。
背景技术
作为金属切断的主要方式，带锯切割已广泛应用于金属加工的各行各业。至于带锯锯齿成形方法，一般常用成形铣的方法。其中，铣齿成本主要来源于铣床折旧以及铣刀；其次，铣齿所成形的锯齿形状受限与铣刀刃口及其空间轨迹，难以成形一些不规则的异形齿；再者，对于日趋变化的市场，铣齿工艺响应的周期过长；铣刀生产和制造周期一般在2个月以上，每一把铣刀一般要生产几万米才能够消耗完。然而，激光切割技术在锯齿成形加工中的应用也存在下述几个方面的问题：
1）无法实现连续锯齿连续成形，切割效率低；
2）在铣齿工艺，常规技术一般采用20~40根一次成形。而激光切割技术仅能够单根成形，为了达到铣齿的锯齿成形速率，激光切割速度必须非常快。但是，目前所公布激光切割锯齿成形技术中，工装辅助时间占比过大，使得锯齿成形效率非常低；
3）一般采用分段切割方法，成形一段，收卷一段，这样便存在段与段之间接刀误差的问题。
发明内容
为了克服现有的激光切割技术无法实现锯齿的连续切割成型，工装辅助时间占比过大，切割效率低的不足，本发明旨在提供一种用于切割锯带的激光连续切割装置及切割方法，该激光切割锯齿连续成形技术不需要制作铣刀，能够十分快捷的响应制造出任意二维形状的锯齿。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于切割锯带的激光连续切割装置，有基座，其结构特点是，所述基座上依次布置有用于调整锯带进给速度的主动摩擦辊、用于压紧锯带的压紧轮组、工作平台、以及由驱动装置带动的驱动轮组；所述基座上装有可沿着锯带长度方向往复移动的滑台X1，装在滑台X1上可沿着垂直于锯带长度方向往复移动的滑台Y，装在滑台Y上可沿着锯带长度方向往复移动的滑台X2，以及装在滑台X2上的Z轴；所述工作平台上方还设有装在Z轴上对锯带进行切割的激光头；所述工作平台上装有对刀块和对锯带进行定位的横向定位机构；切割过程中，滑台X1与锯带保持相对静止。
以下为本发明的进一步改进的技术方案：
所述横向定位机构包括固定横向限位轮和浮动横向限位轮；所述固定横向限位轮和浮动横向限位轮之间形成所述锯带的通过间隙。
所述驱动轮组后侧设有另一个主动摩擦辊。
所述驱动轮组后侧设有检测锯带进给长度的编码器。
一种利用上述激光连续切割装置对锯带进行切割的方法，其特点是，包括如下步骤：
1）、首先，锯带匀速单方向进给，滑台X1与锯带同向运动；
2）、激光头对刀，选定激光头的对刀块处为起割位置点A(x1,y1) ，当滑台X1（11）的速度与锯带速度相同，即两者相对静止，此时，激光头对锯带进行切割，激光头每次切割完成位置为B(x2,y2)，激光头完成一次切割时，锯带的起割点运行至A’点，设A点与A’点之间的距离为S1；当激光头切割完一组齿或多组齿后，滑台X1返回至起始点O1，滑台X2返回至起始点O2，激光头返回至起割点(x1,y1)；所述激光头完成一次切割后返回至起割点(x1,y1)时，锯带起割点(x1,y1)运行至A’’点，运行距离AA’’为S2，则S1+S2≤N*L，N=1，2，L为一组齿长度；
3）、当激光头切割完一组齿或多组齿返回至起割点A(x1,y1)后，当锯带进给长度为N*L时，N=1，2，激光头进行下一次如步骤1）的切割。
优选地，所述激光头切割完成位置为锯带的齿尖位置。
在上述方案中，优选地，所述激光头在坐标系O2X2Y中X2方向切割速度V1以及单次工作行程所费时间t1与锯带的进给速度V之间的关系是：V*t1<N*L ; t1=N*L/V1 (N=1，2) ；在切割过程中滑台X1与锯带相对静止，锯带匀速进给。其中坐标系O2X2Y的为滑台X2的移动方向，Y为滑台Y的移动方向，O2为滑台X2的起点位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明激光切割锯齿连续成形技术，不需要制作铣刀，能够十分快捷的响应制造出任意二维形状的锯齿。精度高，切缝窄，切割面光滑，速度快，切割质量好，无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件热变形。不损伤工件，激光切割头不会与材料表面相接触。不受被切材料的硬度影响。
总之，本发明实现了激光连续切割锯齿成形方法代替铣齿等传统工艺；实现了高效率的批量生产，提高了激光切割效率，同时降低了锯齿成形成本。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
附图说明
图1是本发明所述切割装置的结构原理图；
图2是本发明所述切割装置的结构示意图；
图3是本发明所述切割方法的切割原理图。
在图中
1-主动摩擦轮辊；2-压紧轮组；3-对刀块；4-激光头；5-锯带；6-落屑槽；7-固定横向限位轮；8-驱动轮组；9-电机；10-编码器；11-滑台X1；12-Z轴；13-滑台X2；14-滑台Y。
具体实施方式
一种激光连续切割装置及切割方法，基于数控运动合成能够实现高精度的激光锯齿连续切割，如图1和3所示，具体切割过程如下：
1)、在整个工作过程中，双金属带匀速单方向进给；
2)、编码检测器固定为一个机床坐标(x 3 ,y 3 )，用来检测锯带进给长度，激光头的起割位置为A(x 1 ,y 1 )，激光头每次切割完成位置为B(x 2 ,y 2 )；
3)、激光切割完成位置为齿尖位置,切割完一组齿（或多组齿）之后，激光头迅速返回至起割点A(x1,y1)；
4)、激光头回到起割点A(x1,y1)后，作新一轮切割准备；
5)、此时，激光头切割完成位置到起割位置在X方向上的位移为x 2 -x 1 ；当锯带进给的长度达到一组齿长（或多组齿）时，激光头再次起割。
一种用于切割锯带的激光连续切割装置，如图2所示，锯带通过主动摩擦轮辊1后，经由压紧轮组2，从固定横向限位轮和浮动横向限位轮之间穿出，通过激光头4下的工作平台，由固定横向限位轮7限位，再经驱动轮组8和编码器10，最后从主动摩擦轮辊中穿出。图示O1-X1YZ坐标系与02-X2YZ坐标系中，X轴方向的运动包括有：O1-X1YZ坐标系中滑台1的运动与02-X2YZ坐标系中激光头座即滑台X2的运动。滑台X1在X1方向上的运动用于追赶锯带并与锯带运行速度保持一致，及返回作新一轮切割准备。激光头座即滑台X2的运动用于齿形成型。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1. 一种用于切割锯带的激光连续切割装置，有基座，其特征在于，所述基座上依次布置有用于调整锯带（5）进给速度的主动摩擦辊（1）、用于压紧锯带（5）的压紧轮组（2）、工作平台、以及由驱动装置带动的驱动轮组（8）；所述基座上装有可沿着锯带长度方向往复移动的滑台X1（11），装在滑台X1（11）上可沿着垂直于锯带长度方向往复移动的滑台Y（14），装在滑台Y（14）上可沿着锯带长度方向往复移动的滑台X2（13），以及装在滑台X2（13）上的Z轴（12）；所述工作平台上方还设有装在Z轴（12）上对锯带（5）进行切割的激光头（4）；所述工作平台上装有对刀块（3）和对锯带（5）进行定位的横向定位机构；切割过程中，滑台X1（11）与锯带（5）保持相对静止。
2. 根据权利要求1所述的激光连续切割装置，其特征在于，所述横向定位机构包括固定横向限位轮（7）和浮动横向限位轮；所述固定横向限位轮（7）和浮动横向限位轮之间形成所述锯带（5）的通过间隙。
3. 根据权利要求1所述的激光连续切割装置，其特征在于，所述驱动轮组（8）后侧设有另一个主动摩擦辊。
4. 根据权利要求1所述的激光连续切割装置，其特征在于，所述驱动轮组（8）后侧设有检测锯带（5）进给长度的编码器（10）。
5. 一种利用权利要求1-4之一所述激光连续切割装置对锯带进行切割的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、首先，锯带（5）匀速单方向进给，滑台X1（11）与锯带同向运动；
2）、激光头对刀，选定激光头（4）的对刀块（3）处为起割位置点A(x1,y1) ，当滑台X1（11）的速度与锯带速度相同，即两者相对静止，此时，激光头（4）对锯带（5）进行切割，激光头（4）每次切割完成位置为B(x2,y2)，激光头（4）完成一次切割时，锯带（5）的起割点运行至A’点，设A点与A’点之间的距离为S1；当激光头（4）切割完一组齿或多组齿后，滑台X1返回至起始点O1，滑台X2返回至起始点O2，激光头（4）返回至起割位置点A(x1,y1)；所述激光头（4）完成一次切割后返回至起割位置点A(x1,y1)时，锯带起割位置点A(x1,y1)运行至A’’点，运行距离AA’’为S2，则S1+S2≤N*L，N=1，2，L为一组齿长度；
3）、当激光头（4）切割完一组齿或多组齿返回至起割位置点A(x1,y1)后，当锯带进给长度为N*L时，N=1，2，激光头（4）进行下一次如步骤2）的切割。
6. 根据权利要求5所述激光连续切割装置对锯带进行切割的方法，其特征在于，所述激光头（4）切割完成位置为锯带（5）的齿尖位置。
7. 根据权利要求5所述激光连续切割装置对锯带进行切割的方法，其特征在于，所述激光头（4）在坐标系O2X2Y中X2方向切割速度V1以及单次工作行程所费时间t1与锯带的进给速度V之间的关系是：V*t1<N*L ; t1=N*L/V1 (N=1，2) ；在切割过程中滑台X1与锯带相对静止，锯带匀速进给。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221229 Address after: No.68, Taijia Road, Wangcheng economic and Technological Development Zone, Changsha, Hunan 410200 Patentee after: Hunan Taijia Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: No. 68, Taijia Road, Wangcheng Economic Development Zone, Changsha City, Hunan Province Patentee before: BICHAMP CUTTING TECHNOLOGY (HUNAN) Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |