CN107088704A - 一种矩形管材的激光切割方法及装置 - Google Patents

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常勇
张洪涛
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment

Abstract

本发明公开了一种矩形管材的激光切割方法，包括如下步骤：a、根据待加工的结构形状，通过CAM生成切割头的XY平面的移动代码；b、将切割头在待加工管材的平面上移动；c、利用随控探头控制切割头的Z轴移动；d、当加工到管材的拐角位置时，管材翻转，同时CAM输出切割头的Z轴移动指令，使得切割头快速上下移动。本发明又提供了一种矩形管材的激光切割装置，包括有切割头、控制装置，所述控制装置包括有X、Y轴联动驱动机构，所述控制装置还包括有Z轴驱动机构，所述切割头还包括有随动控制单元。本发明的切割方法，通过糅合了Z轴的联动控制以及随控技术，使得激光切割矩形管材的时候可以大大提高加工的效率，而且使用方便，控制稳定。

Description

一种矩形管材的激光切割方法及装置
技术领域
本发明涉及一种激光切割技术领域，特别是矩形管材的激光切割领域。
背景技术
随着近几年工业的快速发展，对激光材料加工的需求不断增大，同时对设备工艺的要求越来越高。钣金、航空、汽车及石油化工行业需要高质量的切割工件，提升产品的质量，满足客户的要求，因此激光切割的工艺就尤其突出。其中，对空间三维复杂曲线曲面的激光切割即激光切管需要更高的速度、效率、精度，加工时间短，热影响区小，热变形和加工变形小。激光切割头作为激光切管加工的重要部件，其起到了关键作用。
市面上现有的激光切割方管、矩形管的方法较多，但是都主要是应用钣金的切割方式进行加工(如中国专利：200810065007.6的《方形管的激光切割方法》)。即在传统的平面X\Y轴的插补基础上进行改进而来，其采用的方式就是在切割头上增加一个跟随机构，利用跟随机构控制切割头的Z轴移动，而由于管材一般都包括有多个加工面，而当加工时候，从一个加工面转到另外一个加工面的时候，切割头全部都是靠跟随被动式跟随过管材拐角，割时还是当成平面来切割，这种过拐角的方式比较被动，速度相对来说就很慢(如《方形管的激光切割方法》中，V2要小于V1)，同时由于不同管材的拐角的大小不一样，从而过拐角会很不稳定，切割的质量相对来说就会差很多。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种高效可靠的矩形管材的激光切割方法。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种矩形管材的激光切割方法，包括如下步骤：a、根据待加工的结构形状，通过CAM生成切割头的XY平面的移动代码；b、将切割头放置在待加工的管材表面，使得切割头根据步骤a中的代码在待加工管材的平面上移动；c、利用随控探头分析待加工管材的表面的平整度，并将随控探头的信号反馈到切割头的Z轴驱动机构；d、当加工到管材的拐角位置时，管材翻转，同时CAM输出切割头的Z轴移动指令，使得切割头快速上下移动，同时随控探头保持跟随信号。
作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤b中的切割头移动采用的是双联动驱动机构。
同时，本发明又提供了一种矩形管材的激光切割装置，包括有切割头、控制装置，所述控制装置驱动切割头移动，所述控制装置包括有X、Y轴联动驱动机构，所述控制装置还包括有Z轴驱动机构，所述切割头还包括有随动控制单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述随动控制单元包括有电容传感器、检测芯片与控制器，所述电容传感器设置在切割头1的喷嘴上，所述电容传感器与检测芯片电连接，所述检测芯片与控制器电连接，所述控制器与切割头驱动连接。
本发明的有益效果是：本发明的切割方法，通过糅合了Z轴的联动控制以及随控技术，使得激光切割矩形管材的时候可以大大提高加工的效率，而且使用方便，控制稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的矩形管材的激光切割装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
一种矩形管材的激光切割方法，包括如下步骤：a、根据待加工的结构形状，通过CAM生成切割头的XY平面的移动代码；b、将切割头放置在待加工的管材表面，使得切割头根据步骤a中的代码在待加工管材的平面上移动；c、利用随控探头分析待加工管材的表面的平整度，并将随控探头的信号反馈到切割头的Z轴驱动机构；d、当加工到管材的拐角位置时，管材翻转，同时CAM输出切割头的Z轴移动指令，使得切割头快速上下移动，同时随控探头保持跟随信号。传统的矩形管材在进行激光切割的时候，平面的加工效率较高，但是当需要进行多面切割的时候，为了保证精度，管材都是采用一次装夹加工成型，因此当一个面加工完成后，需要对管材进行转动90°后再进行继续加工，而由于切割头要实现翻转的难道较大，而且设备的制造成本更大，因此目前都是讲管材进行翻转，而当管材在翻转的时候，为了避免管材对切割头造成碰撞，切割头需要同步进行移动，二现有的切割头的移动都是通过随控反馈信号去控制，效率太低，极大地浪费了加工时间。而本发明的加工方法则不然，通过在编写加工代码的时候，同时将管材翻转时切割头的移动量生成代码，切割头在进行管材表面加工的时候，系统会根据相对应的管材将Z轴下降到管材表面的对应高度，然后开跟随开始切割，当管材在翻转的时候，系统会根据管材形状将切割头自动上升到拐角的高度，同时跟随信号始终存在，这样大大的提高过拐角的速度，同时保证加工的精度。
进一步作为优选的实施方式，，所述步骤b中的切割头移动采用的是双联动驱动机构。切割头在加工表面的时候，采用双联动驱动进行加工，不仅效率高，而且精度也更高。
同时，参照图1，本发明又提供了一种矩形管材的激光切割装置，包括有切割头1、控制装置2，所述控制装置2驱动切割头1移动，所述控制装置2包括有X、Y轴联动驱动机构，所述控制装置2还包括有Z轴驱动机构，所述切割头1还包括有随动控制单元11。
进一步作为优选的实施方式，所述随动控制单元11包括有电容传感器、检测芯片与控制器，所述电容传感器设置在切割头1的喷嘴上，所述电容传感器与检测芯片电连接，所述检测芯片与控制器电连接，所述控制器与切割头驱动连接。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种矩形管材的激光切割方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、根据待加工的结构形状，通过CAM生成切割头的XY平面的移动代码；
b、将切割头放置在待加工的管材表面，使得切割头根据步骤a中的代码在待加工管材的平面上移动；
c、利用随控探头分析待加工管材的表面的平整度，并将随控探头的信号反馈到切割头的Z轴驱动机构；
d、当加工到管材的拐角位置时，管材翻转，同时CAM输出切割头的Z轴移动指令，使得切割头快速上下移动，同时随控探头保持跟随信号。
2.根据权利要求2所述的矩形管材的激光切割方法，其特征在于：所述步骤b中的切割头移动采用的是双联动驱动机构。
3.一种应用如权利要求1或2所述的矩形管材的激光切割方法的装置，其特征在于：包括有切割头(1)、控制装置(2)，所述控制装置(2)驱动切割头(1)移动，所述控制装置(2)包括有X、Y轴联动驱动机构，所述控制装置(2)还包括有Z轴驱动机构，所述切割头(1)还包括有随动控制单元(11)。
4.根据权利要求3所述的矩形管材的激光切割装置，其特征在于：所述随动控制单元(11)包括有电容传感器、检测芯片与控制器，所述电容传感器设置在切割头(1)的喷嘴上，所述电容传感器与检测芯片电连接，所述检测芯片与控制器电连接，所述控制器与切割头驱动连接。
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