CN106735941A - 一种小口径管材的激光切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种小口径管材的激光切割装置。一种小口径管材的激光切割装置，包括机台；机台的上方设有管材输送机构，用于控制管材的平移和自转；管材输送机构的左侧的上方设有激光切割机构；机台的左侧位于激光切割机构的下方设有收料水槽；收料水槽底部设有进水管；进水管的另一端连接设在机台正面的真空水泵的进水口；真空水泵的出水口连接有出水管；出水管的另一端接入至管材输送机构右端，用于连接管材右端内芯。本发明的一种小口径管材的激光切割装置，实现精细加工0.1～20mm区间内任一管径产品，切缝平整，断面平滑，避免激光切割时产生的高温形变，确保了加工材料的原始形状，提高了加工速度，结构简单，制造成本低。

Description

一种小口径管材的激光切割装置
技术领域
本发明涉及小口径管材的激光切割领域，特别是涉及一种小口径管材的激光切割装置。
背景技术
目前，激光切管技术在管材加工中已经广泛应用，伴随我国金属管材产量和消费的迅速增长，目前中国已经发展成为世界钢材生产与消费的第一大国，近年来，为满足工业市场的需求，各种用于管材和其他三维工件切割的激光加工设备产品相继问世并用于实际工业生产，特别是在汽车制造、石油开采、机械制造、管材加工及五金饰品等行业得到广泛应用，其相应的加工工艺与技术研究亦愈来愈受到激光行业的重视。随着市场对激光切割产品的多样化需求，管材加工的产品外观尺寸和形状大小也日益增多，可谓各式各样，大小不一。由于常规的激光切管机能够成熟应用和稳定加工的管材直径普遍处于20～300mm区间内，一旦遇到管材直径小于20mm，例如管材直处于0.1～20mm区间的产品欲对其做精细加工时就一筹莫展，无能为力了。目前，这种小口径管材的加工工艺和技术所面临的瓶颈问题在激光切管领域几乎普遍存在。
目前，激光切管技术在管材加工中已经广泛应用，无论是激光切管设备的研发制造厂家，还是激光设备的终端使用客户，都在注重如何快速上下料和提高管材直径的加工范围，即尽快使各种管径范围内的管材源源不断的送到夹具平台上准备连续切割。由于激光切割是将从激光器发射出的激光束聚焦成高功率高密度的能量光照射到工件表面使工件达到熔点或沸点，随着光束与工件相对位置的移动，同时与光束同轴的高压气体将熔化或汽化的金属吹走最终使材料形成切缝从而达到切割的目的，所以，激光切割加工时会面临熔点处高温能量扩散对产品切缝周边的影响，同时高压气流吹走高温熔渣时溅起的放射状火星会对产品周边材料造成损伤，但是这些缺点并没有影响大量的平板切割及大管径管材的切割效果，主要是因为这些产品能够提供较大的缓冲空间用以避开其缺点，例如切割平板时板材下面是空旷的，底部是支撑杆没有待加工原材料；切割常规管材时由于管径较大，缓冲空间也较大，不会伤及产品割缝周边待加工原材料。但是，对于缓冲空间狭小的小口径管材如何进行激光切割加工却是个瓶颈性难道，一直没有获得大的突破，为了实现这种突破愿望，市场上也出现了几种卓有成效的方案，方案一：小管的激光切割方案，见佛山市宏石激光技术有限公司的一个专利，申请号CN201610773861.2，一种小管激光切管机及其切管方法，方案二：管材多角度切割的激光切割方案，见广州通锐激光设备有限公司的一个专利，申请号CN201510831101.8，激光切管机及其切管方法，这些方案总体上都明显提升了管材加工效率和创新了管材加工方法，但这些激光设备面对的都是常规较大管径管材的切割，如何实现0.1～20mm区间内任一管径产品的精细加工的问题却没有足够重视，导致小口径管材的产品无法完成加工。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种小口径管材的激光切割装置，在小口径管材内芯注入高流量冷却水进行辅助切割，可实现精细加工0.1～20mm区间内任一管径产品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小口径管材的激光切割装置，它包括机台；所述机台的上方设置有管材输送机构，用于控制管材的平移和自转；所述管材输送机构的左侧的上方设置有激光切割机构；所述机台的左侧位于激光切割机构的下方设置有收料水槽；所述收料水槽的底部还设置有进水管；所述进水管的另一端连接设置在机台正面的真空水泵的进水口；所述真空水泵的出水口连接有出水管；所述出水管的另一端接入至管材输送机构右端，用于连接管材右端内芯。
所述收料水槽的上方与管材左端口相对应的位置设置有水流缓冲挡板。
所述管材输送机构包括安装在机台上的滑轨、与滑轨配合的滑座、驱动滑座平移的平移伺服电机；所述滑座上设置有右端定卡盘和旋转伺服电机；所述旋转伺服电机控制定卡盘做旋转运动；所述滑轨的左端的机台上还设置有左端定卡盘。
所述左端定卡盘为被动旋转式。
所述右端定卡盘内设置有与出水管配合使用的橡胶连接塞配套水管接头，实现出水管与管材右端内芯的连接。
所述激光切割机构包括激光切割头和控制激光切割头升降的升降机构；所述升降机构安装在管材输送机构的左侧的上方，并通过升降伺服电机驱动；所述激光切割头设置在管材左端的上方。
所述真空水泵安装在设置与机台正面的气路柜中，所述气路柜的外侧设置有真空水泵控制按钮。
所述气路柜中还设置有高压气泵，其出气口设置在管材待切割位置附近，用于吹走加工时管材切割位置的高温熔渣。
本发明的有益效果：本发明的一种小口径管材的激光切割装置，在小口径管材内芯注入高流量冷却水进行辅助切割，实现精细加工0.1～20mm区间内任一管径产品，切缝平整，断面平滑，避免激光切割时产生的高温形变，确保了加工材料的原始形状，提高了加工速度，结构简单，制造成本低。
附图说明
图1为实施例的一种小口径管材的激光切割装置的示意图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种小口径管材的激光切割装置，它包括机台；所述机台的上方设置有管材输送机构，用于控制管材的平移和自转；所述管材输送机构的左侧的上方设置有激光切割机构；所述机台的左侧位于激光切割机构的下方设置有收料水槽2；所述收料水槽2的底部还设置有进水管3；所述进水管3的另一端连接设置在机台正面的真空水泵5的进水口；所述真空水泵5的出水口连接有出水管6；所述出水管6的另一端接入至管材输送机构右端，用于连接管材10右端内芯；所述收料水槽2的上方与管材10左端口相对应的位置设置有水流缓冲挡板1；所述管材输送机构包括安装在机台上的滑轨、与滑轨配合的滑座、驱动滑座平移的平移伺服电机7；所述滑座上设置有右端定卡盘9和旋转伺服电机8；所述旋转伺服电机8控制定卡盘9做旋转运动；所述滑轨的左端的机台上还设置有左端定卡盘13；所述左端定卡盘13为被动旋转式；所述右端定卡盘9内设置有与出水管6配合使用的橡胶连接塞配套水管接头，实现出水管6与管材10右端内芯的连接；所述激光切割机构包括激光切割头12和控制激光切割头12升降的升降机构；所述升降机构安装在管材输送机构的左侧的上方，并通过升降伺服电机11驱动；所述激光切割头12设置在管材10左端的上方；所述真空水泵5安装在设置与机台正面的气路柜中，所述气路柜的外侧设置有真空水泵控制按钮4；所述气路柜中还设置有高压气泵，其出气口设置在管材待切割位置附近，用于吹走加工时管材切割位置的高温熔渣。
图1为本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的水流缓冲挡板，其中部份结构由于遮盖其他重要部件，故未画出。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的水流缓冲挡板，它用来缓冲从正在加工中的小口径管材内芯流出的水流冲击和引导水流进入下方的收料水槽中，防止冷却水外溢。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的收料水槽，不仅可收集加工后的产成品，还可收纳上方管材内流出的冷却水。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的平移伺服电机用来控制待加工管材的进给送料。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的旋转伺服电机用来带动右端定卡盘做旋转运动，实现定卡盘中心夹持的待加工管材同步旋转切割。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的升降伺服电机用来控制激光切割头做升降运动。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的激光切割头用来固定来自激光器的光纤头，实现光纤头内发出的高能量激光束合理利用。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置的右端定卡盘用来固定各种口径的待加工管材，防止松动，同时，卡盘内部装置各种规格的橡胶连接塞配套水管接头，实现出水管一端跟各种口径待加工管材内芯的顺利连接；左端定卡盘与右端定卡盘配套使用，共同实现管材的自动进给、旋转进行激光加工。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置，在加工时，只需将气路柜的真空水泵控制按钮按下，真空水泵就会立即工作，启动抽水，通过进水管将收料水槽内的冷却水抽出，再经过出水管将水流引至右端定卡盘内连上橡胶塞配套水管接头，这样冷却水就被转接入待加工的管材内芯了，然后经管内芯流到管材另一端溢出，同时，用水流缓冲挡板缓冲管材端口溢出的水流冲击并引导水流进入下方的收料水槽中供进水管抽取，如此循环，水流不断；再通过平移伺服电机控制管材自动进给送料，通过旋转伺服电机控制右端定卡盘做旋转运动，辅以左端定卡盘的配套使用共同实现卡盘中心夹持的管材同步旋转，通过升降伺服电机控制激光切割头做升降随动切割。
本实施例的一种小口径管材的激光切割装置加工范围更广，不但可加工常规口径的管材，而且解决了直径在0.1～20mm区间内的任一口径管材的激光切割加工难题，实现了顺利加工；由于管材内芯接入了高流量冷却水，可以更快的冷却管材切口断面周围的高温，使其切缝平整，断面平滑；由于管材的整个内芯都充满了带有一定水压的高流量冷却水，切缝周围的待加工材料也受到快速冷却，避免了激光切割时产生的高温形变，确保了加工材料的原始形状；由于待加工材料内部有高流量冷却水降温，外部有高压气流吹走高温熔渣降温，这种内外兼顾的材料环境更利于激光切割性能的出色发挥，可明显提高加工速度；结构简单，只需向管芯内注入高流量冷却水即可顺利加工，无需复杂的机械夹具系统和电气控制系统，设备制造成本大幅节省。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：它包括机台；所述机台的上方设置有管材输送机构，用于控制管材的平移和自转；所述管材输送机构的左侧的上方设置有激光切割机构；所述机台的左侧位于激光切割机构的下方设置有收料水槽；所述收料水槽的底部还设置有进水管；所述进水管的另一端连接设置在机台正面的真空水泵的进水口；所述真空水泵的出水口连接有出水管；所述出水管的另一端接入至管材输送机构右端，用于连接管材右端内芯。
2.根据权利要求1所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述收料水槽的上方与管材左端口相对应的位置设置有水流缓冲挡板。
3.根据权利要求1所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述管材输送机构包括安装在机台上的滑轨、与滑轨配合的滑座、驱动滑座平移的平移伺服电机；所述滑座上设置有右端定卡盘和旋转伺服电机；所述旋转伺服电机控制定卡盘做旋转运动；所述滑轨的左端的机台上还设置有左端定卡盘。
4.根据权利要求3所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述左端定卡盘为被动旋转式。
5.根据权利要求3或4所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述右端定卡盘内设置有与出水管配合使用的橡胶连接塞配套水管接头，实现出水管与管材右端内芯的连接。
6.根据权利要求1或3所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述激光切割机构包括激光切割头和控制激光切割头升降的升降机构；所述升降机构安装在管材输送机构的左侧的上方，并通过升降伺服电机驱动；所述激光切割头设置在管材左端的上方。
7.根据权利要求1所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述真空水泵安装在设置与机台正面的气路柜中，所述气路柜的外侧设置有真空水泵控制按钮。
8.根据权利要求7所述的一种小口径管材的激光切割装置，其特征在于：所述气路柜中还设置有高压气泵，其出气口设置在管材待切割位置附近，用于吹走加工时管材切割位置的高温熔渣。
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