CN109848579A - 一种具有降温功能的高效型激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有降温功能的高效型激光切割机，包括主机、工作台、顶板、平面移动装置、平移板、切割机构、固定机构、四个支脚和两个支杆，切割机构包括升降组件、升降管、激光头、横管、竖管、降温组件和若干检测组件，降温组件包括风机、滤网、竖杆和密封块，固定机构包括若干固定组件，固定组件包括第一电机、转动板、平移组件、平移块和固定单元，该具有降温功能的高效型激光切割机在利用切割机构进行切割时，通过风机持续抽走热空气，使切割位置包围冷空气，实现降温，便于设备持续切割，从而提高加工效率，不仅如此，通过固定机构固定工件的位置，避免切割时检测组件带动工件滑动，从而保证了切割精度，提高了设备的实用性。

Description

一种具有降温功能的高效型激光切割机

技术领域

本发明涉及激光设备领域，特别涉及一种具有降温功能的高效型激光切割机。

背景技术

激光切割机是将激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

但是现有的激光切割机的激光头在对产品切割时，产品表面容易过热，因此在加工一段时间后需要暂停预定时间才能继续对产品进行切割，这样直接导致了激光切割机的加工效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有降温功能的高效型激光切割机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有降温功能的高效型激光切割机，包括主机、工作台、顶板、平面移动装置、平移板、切割机构、固定机构、四个支脚和两个支杆，四个支脚分别固定在工作台的四角处的下方，所述主机和支杆均固定在工作台的上方，所述主机内设有PLC，所述顶板架设在两个支杆上，所述平面移动装置、平移板和切割机构依次设置在顶板的下方，所述平面移动装置与平移板传动连接，所述固定机构设置在工作台的上方；

所述切割机构包括升降组件、升降管、激光头、横管、竖管、降温组件和若干检测组件，所述升降组件与升降管传动连接，所述升降管向下设置，所述激光头固定在升降管内的底部，所述检测组件周向均匀分布在升降管的底端的外周，所述横管的一端与升降管的中心处连通，所述横管的另一端与竖管的底端连通，所述降温组件包括风机、滤网、竖杆和密封块，所述密封块的形状为圆锥柱形，所述密封块的最大直径大于竖管的内径，所述密封块的最小直径小于竖管的内径，所述密封块的最小直径部位设置在竖管内的底部，所述滤网通过竖杆固定在密封块的下方，所述滤网位于横管的上方，所述风机位于滤网的上方，所述风机固定在竖管内，所述风机和激光头均与PLC电连接；

所述固定机构包括若干固定组件，所述固定组件周向均匀分布在顶板的下方，所述固定组件包括第一电机、转动板、平移组件、平移块和固定单元，所述第一电机固定在工作台的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转动板的一端传动连接，所述平移组件设置在转动板的上方，所述平移组件与平移块传动连接，所述固定单元设置在平移块的上方，所述平移块抵靠在转动板上。

作为优选，为了控制升降管的升降移动，所述升降组件包括第二电机、丝杆、套管和两个定向单元，所述第二电机固定在平移板的下方，所述第二电机与丝杆的顶端传动连接，所述第二电机与PLC电连接，所述丝杆的底端设置在套管内，所述套管的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的第一螺纹，所述套管与升降管固定连接，两个定向单元分别位于套管的两侧。

作为优选，为了固定升降管的移动方向，所述定向单元包括定向环和定向杆，所述定向环固定在套管上，所述定向杆固定在平移板的下方，所述定向环套设在定向杆上。

作为优选，为了进一步保证空气的过滤效果，所述滤网的上方设有密封环，所述密封环固定在竖管的内壁上，所述滤网抵靠在密封环上。

作为优选，为了便于检测升降管与工件表面的高度位置，所述检测组件包括固定板、压力传感器、弹簧、检测块和滚珠，所述固定板水平固定在升降管上，所述压力传感器固定在固定板的下方，所述压力传感器与PLC电连接，所述检测块通过弹簧与压力传感器连接，所述弹簧处于压缩状态，所述检测块的下方设有凹口，所述凹口与滚珠相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内。

作为优选，为了限制检测块的移动，所述弹簧的两侧均设有限位块和限位杆，所述限位块通过限位杆固定在检测块的上方，所述固定板套设在限位杆上。

作为优选，为了便于支撑转动板移动，所述转动板的远离第一电机的一端的下方设有万向轮，所述万向轮抵靠在工作台上。

作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移组件包括第三电机、轴承和螺杆，所述第三电机和轴承均固定在转动板上，所述第三电机与螺杆的一端传动连接，所述螺杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在螺杆上，所述平移块的与螺杆的连接处设有与螺杆匹配的第二螺纹。

作为优选，为了固定工件，所述固定单元包括吸盘、抽气管和排气管，所述吸盘固定在抽气管的上方，所述抽气管固定在平移块的上方，所述排气管固定在抽气管的底端的一侧，所述排气管内设有阀门，所述抽气管内设有抽气单元，所述阀门与PLC电连接。

作为优选，为了实现抽气功能，所述抽气单元包括抽气板、第四电机、第一连杆和第二连杆，所述抽气板的外周与抽气管的内壁密封连接，所述第四电机固定在抽气管内，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与抽气板铰接。

本发明的有益效果是，该具有降温功能的高效型激光切割机在利用切割机构进行切割时，通过风机持续抽走热空气，使切割位置包围冷空气，实现降温，便于设备持续切割，从而提高加工效率，不仅如此，通过固定机构固定工件的位置，避免切割时检测组件带动工件滑动，从而保证了切割精度，提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有降温功能的高效型激光切割机的结构示意图；

图2是本发明的具有降温功能的高效型激光切割机的切割机构的结构示意图；

图3是本发明的具有降温功能的高效型激光切割机的检测组件的结构示意图；

图4是本发明的具有降温功能的高效型激光切割机的固定组件的结构示意图；

图5是本发明的具有降温功能的高效型激光切割机的固定单元的结构示意图；

图中：1.主机，2.工作台，3.顶板，4.平移板，5.支脚，6.支杆，7.升降管，8.激光头，9.横管，10.竖管，11.风机，12.滤网，13.竖杆，14.密封块，15.第一电机，16.转动板，17.平移块，18.第二电机，19.丝杆，20.套管，21.定向环，22.定向杆，23.密封环，24.固定板，25.压力传感器，26.弹簧，27.检测块，28.滚珠，29.限位块，30.限位杆，31.万向轮，32.第三电机，33.轴承，34.螺杆，35.吸盘，36.抽气管，37.排气管，38.抽气板，39.第四电机，40.第一连杆，41.第二连杆。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有降温功能的高效型激光切割机，包括主机1、工作台2、顶板3、平面移动装置、平移板4、切割机构、固定机构、四个支脚5和两个支杆6，四个支脚5分别固定在工作台2的四角处的下方，所述主机1和支杆6均固定在工作台2的上方，所述主机1内设有PLC，所述顶板3架设在两个支杆6上，所述平面移动装置、平移板4和切割机构依次设置在顶板3的下方，所述平面移动装置与平移板4传动连接，所述固定机构设置在工作台2的上方；

该激光切割机中，由支脚5固定支撑工作台2，工作台2的上方，通过支杆6支撑顶板3，利用固定机构将待加工的工件进行固定后，用户可通过主机1操作顶板3下方的平面移动装置和切割机构运行，通过平面移动装置带动平移板4进行移动，调整切割机构的位置，通过切割机构向工件发射激光，实现对工件的切割。

如图2所示，所述切割机构包括升降组件、升降管7、激光头8、横管9、竖管10、降温组件和若干检测组件，所述升降组件与升降管7传动连接，所述升降管7向下设置，所述激光头8固定在升降管7内的底部，所述检测组件周向均匀分布在升降管7的底端的外周，所述横管9的一端与升降管7的中心处连通，所述横管9的另一端与竖管10的底端连通，所述降温组件包括风机11、滤网12、竖杆13和密封块14，所述密封块14的形状为圆锥柱形，所述密封块14的最大直径大于竖管10的内径，所述密封块14的最小直径小于竖管10的内径，所述密封块14的最小直径部位设置在竖管10内的底部，所述滤网12通过竖杆13固定在密封块14的下方，所述滤网12位于横管9的上方，所述风机11位于滤网12的上方，所述风机11固定在竖管10内，所述风机11和激光头8均与PLC电连接；

将工件固定完毕后，PLC控制升降组件运行，带动升降管7向下移动，使得升降管7底端的检测组件接触到工件的表面，升降管7贴近工件表面后，PLC控制激光头8运行，向下发射激光，使照射部位升温，对工件进行切割，为了避免工件表面温度过高，PLC控制竖管10内的风机11启动，通过横管9从升降管7中抽气，使得升降管7底端即激光照射部位周围的热空气进入升降管7中，再通过横管9进入竖管10内，向上流动，从竖管10的顶端排出，冷空气持续在照射部位流动，吸收工件表面的热量，达到对工件降温的效果，使设备切割时无需花费时间等待自然降温后再进行切割，从而提高了加工效率，且空气在竖管10内流动过程中，利用滤网12对空气进行过滤，避免气化的工件材料排到外部，使其集中在滤网12上，在设备切割工件完毕后，向下拉动密封块14，通过竖杆13可带动滤网12向下移动，从竖管10内抽出，而后可对滤网12进行清洗，清洗完毕后，将滤网12放置在竖管10内，密封块14塞进竖管10中，从而便于设备下次运行时，对竖管10内流动的空气进行过滤。

如图1和图4所示，所述固定机构包括若干固定组件，所述固定组件周向均匀分布在顶板3的下方，所述固定组件包括第一电机15、转动板16、平移组件、平移块17和固定单元，所述第一电机15固定在工作台2的上方，所述第一电机15与PLC电连接，所述第一电机15与转动板16的一端传动连接，所述平移组件设置在转动板16的上方，所述平移组件与平移块17传动连接，所述固定单元设置在平移块17的上方，所述平移块17抵靠在转动板16上。

固定机构由多个固定组件构成，可对工件的下表面的各处进行固定，从而固定工件的位置，避免升降管7贴近工件移动时带动工件滑动，保证了切割工件的精度。固定组件中，PLC可控制第一电机15转动，调整转动板16的转动角度，转动板16的上方，通过平移组件可带动平移块17贴在转动板16的表面进行平移，而后利用固定单元吸附在工件的下表面，从而完成了工件的固定。

如图2所示，所述升降组件包括第二电机18、丝杆19、套管20和两个定向单元，所述第二电机18固定在平移板4的下方，所述第二电机18与丝杆19的顶端传动连接，所述第二电机18与PLC电连接，所述丝杆19的底端设置在套管20内，所述套管20的与丝杆19的连接处设有与丝杆19匹配的第一螺纹，所述套管20与升降管7固定连接，两个定向单元分别位于套管20的两侧。

PLC控制第二电机18启动，带动丝杆19进行旋转，丝杆19通过第一螺纹作用在套管20上，使得套管20沿着丝杆19的轴线进行移动，在两个定向单元的作用下，套管20带动升降管7沿着竖直的方向进行升降移动。

作为优选，为了固定升降管7的移动方向，所述定向单元包括定向环21和定向杆22，所述定向环21固定在套管20上，所述定向杆22固定在平移板4的下方，所述定向环21套设在定向杆22上。利用固定在平移板4下方的定向杆22固定了定向环21的移动方向，由于定向环21和升降管7均与套管20固定连接，从而通过套管20固定了升降管7的移动方向。

作为优选，为了进一步保证空气的过滤效果，所述滤网12的上方设有密封环23，所述密封环23固定在竖管10的内壁上，所述滤网12抵靠在密封环23上。利用密封环23填补了滤网12的外周与竖管10的内壁之间的空隙，从而防止空气从密封环23外周与竖管10内壁的空隙处流动，保证了空气的过滤效果。

如图3所示，所述检测组件包括固定板24、压力传感器25、弹簧26、检测块27和滚珠28，所述固定板24水平固定在升降管7上，所述压力传感器25固定在固定板24的下方，所述压力传感器25与PLC电连接，所述检测块27通过弹簧26与压力传感器25连接，所述弹簧26处于压缩状态，所述检测块27的下方设有凹口，所述凹口与滚珠28相匹配，所述滚珠28的球心位于凹口内。

固定板24与升降管7固定连接，随着升降管7带动固定板24向下移动，固定板24的下方，检测块27和滚珠28向下移动并接触工件，升降管7继续下移，此时检测块27的高度位置不变，而固定板24向下移动，使得弹簧26进一步受到压缩，压力传感器25检测到的压力数据增大，压力传感器25将压力数据传递给PLC，PLC检测到压力数据增大后，即可确定滚珠28与工件表面接触，从而控制升降组件停止运行，同时滚珠28可在工件的表面进行滚动，从而方便平面移动机构带动平移板4进行移动，调节切割位置。

作为优选，为了限制检测块27的移动，所述弹簧26的两侧均设有限位块29和限位杆30，所述限位块29通过限位杆30固定在检测块27的上方，所述固定板24套设在限位杆30上。平面移动机构带动平移板4移动的过程中，套管20带动升降管7进行平面移动，使得固定板24进行平面移动，固定板24通过限位杆30作用在检测块27上，使得检测块27做同步的平面移动，利用限位块29避免限位杆30脱离固定板24，进一步保证检测块27与升降管7进行同步的平面移动。

作为优选，为了便于支撑转动板16移动，所述转动板16的远离第一电机15的一端的下方设有万向轮31，所述万向轮31抵靠在工作台2上。万向轮31在工作台2上滚动的同时，还可对转动板16的远离第一电机15的一端进行支撑，避免转动板16受力引起较大的形变。

如图4所示，所述平移组件包括第三电机32、轴承33和螺杆34，所述第三电机32和轴承33均固定在转动板16上，所述第三电机32与螺杆34的一端传动连接，所述螺杆34的另一端设置在轴承33内，所述平移块17套设在螺杆34上，所述平移块17的与螺杆34的连接处设有与螺杆34匹配的第二螺纹。

PLC控制第三电机32启动，带动螺杆34在轴承33的支撑作用下旋转，螺杆34通过第二螺纹作用在平移块17上，由于平移块17紧贴转动板16，使得平移块17在转动板16的上方沿着螺杆34的轴线进行移动，从而便于调节固定单元的位置。

如图5所示，所述固定单元包括吸盘35、抽气管36和排气管37，所述吸盘35固定在抽气管36的上方，所述抽气管36固定在平移块17的上方，所述排气管37固定在抽气管36的底端的一侧，所述排气管37内设有阀门，所述抽气管36内设有抽气单元，所述阀门与PLC电连接。

将工件放置在吸盘35的上方后，固定单元运行，PLC控制排气管37内的阀门打开，而后控制抽气管36内的抽气单元运行，将抽气管36内的空气从排气管37排出，再关闭阀门，使得吸盘35内的压强减小，外界气压将工件固定在吸盘35上，从而实现了工件的固定。

作为优选，为了实现抽气功能，所述抽气单元包括抽气板38、第四电机39、第一连杆40和第二连杆41，所述抽气板38的外周与抽气管36的内壁密封连接，所述第四电机39固定在抽气管36内，所述第四电机39与PLC电连接，所述第四电机39与第一连杆40传动连接，所述第一连杆40通过第二连杆41与抽气板38铰接。PLC控制第四电机39启动，带动第一连杆40转动，第一连杆40通过第二连杆41作用在抽气板38上，使得抽气板38的外周沿着抽气管36的内壁进行移动，当抽气板38向下移动时，可减小吸盘35内的气压，从而使外界气压将工件固定在吸盘35上。

该激光切割机在使用时，通过固定组件实现了工件的固定，避免切割机构中的检测组件在工件表面移动时，带动工件滑动，影响切割精度，在切割时，升降组件带动升降管7向下移动，使得升降管7贴近工件表面，通过平面移动装置带动平移板4和升降管7进行平面移动的同时，激光头8发射激光进行切割，同时风机11启动，将产生的热空气依次通过升降管7、横管9和竖管10排出，使得切割位置被冷空气包围，进而可降低切割位置附近的温度，使设备无需等待冷却可持续进行切割，从而提高了该激光切割机的加工效率。

与现有技术相比，该具有降温功能的高效型激光切割机在利用切割机构进行切割时，通过风机11持续抽走热空气，使切割位置包围冷空气，实现降温，便于设备持续切割，从而提高加工效率，不仅如此，通过固定机构固定工件的位置，避免切割时检测组件带动工件滑动，从而保证了切割精度，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，包括主机(1)、工作台(2)、顶板(3)、平面移动装置、平移板(4)、切割机构、固定机构、四个支脚(5)和两个支杆(6)，四个支脚(5)分别固定在工作台(2)的四角处的下方，所述主机(1)和支杆(6)均固定在工作台(2)的上方，所述主机(1)内设有PLC，所述顶板(3)架设在两个支杆(6)上，所述平面移动装置、平移板(4)和切割机构依次设置在顶板(3)的下方，所述平面移动装置与平移板(4)传动连接，所述固定机构设置在工作台(2)的上方；

所述切割机构包括升降组件、升降管(7)、激光头(8)、横管(9)、竖管(10)、降温组件和若干检测组件，所述升降组件与升降管(7)传动连接，所述升降管(7)向下设置，所述激光头(8)固定在升降管(7)内的底部，所述检测组件周向均匀分布在升降管(7)的底端的外周，所述横管(9)的一端与升降管(7)的中心处连通，所述横管(9)的另一端与竖管(10)的底端连通，所述降温组件包括风机(11)、滤网(12)、竖杆(13)和密封块(14)，所述密封块(14)的形状为圆锥柱形，所述密封块(14)的最大直径大于竖管(10)的内径，所述密封块(14)的最小直径小于竖管(10)的内径，所述密封块(14)的最小直径部位设置在竖管(10)内的底部，所述滤网(12)通过竖杆(13)固定在密封块(14)的下方，所述滤网(12)位于横管(9)的上方，所述风机(11)位于滤网(12)的上方，所述风机(11)固定在竖管(10)内，所述风机(11)和激光头(8)均与PLC电连接；

所述固定机构包括若干固定组件，所述固定组件周向均匀分布在顶板(3)的下方，所述固定组件包括第一电机(15)、转动板(16)、平移组件、平移块(17)和固定单元，所述第一电机(15)固定在工作台(2)的上方，所述第一电机(15)与PLC电连接，所述第一电机(15)与转动板(16)的一端传动连接，所述平移组件设置在转动板(16)的上方，所述平移组件与平移块(17)传动连接，所述固定单元设置在平移块(17)的上方，所述平移块(17)抵靠在转动板(16)上。

2.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(18)、丝杆(19)、套管(20)和两个定向单元，所述第二电机(18)固定在平移板(4)的下方，所述第二电机(18)与丝杆(19)的顶端传动连接，所述第二电机(18)与PLC电连接，所述丝杆(19)的底端设置在套管(20)内，所述套管(20)的与丝杆(19)的连接处设有与丝杆(19)匹配的第一螺纹，所述套管(20)与升降管(7)固定连接，两个定向单元分别位于套管(20)的两侧。

3.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述定向单元包括定向环(21)和定向杆(22)，所述定向环(21)固定在套管(20)上，所述定向杆(22)固定在平移板(4)的下方，所述定向环(21)套设在定向杆(22)上。

4.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述滤网(12)的上方设有密封环(23)，所述密封环(23)固定在竖管(10)的内壁上，所述滤网(12)抵靠在密封环(23)上。

5.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述检测组件包括固定板(24)、压力传感器(25)、弹簧(26)、检测块(27)和滚珠(28)，所述固定板(24)水平固定在升降管(7)上，所述压力传感器(25)固定在固定板(24)的下方，所述压力传感器(25)与PLC电连接，所述检测块(27)通过弹簧(26)与压力传感器(25)连接，所述弹簧(26)处于压缩状态，所述检测块(27)的下方设有凹口，所述凹口与滚珠(28)相匹配，所述滚珠(28)的球心位于凹口内。

6.如权利要求5所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述弹簧(26)的两侧均设有限位块(29)和限位杆(30)，所述限位块(29)通过限位杆(30)固定在检测块(27)的上方，所述固定板(24)套设在限位杆(30)上。

7.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述转动板(16)的远离第一电机(15)的一端的下方设有万向轮(31)，所述万向轮(31)抵靠在工作台(2)上。

8.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述平移组件包括第三电机(32)、轴承(33)和螺杆(34)，所述第三电机(32)和轴承(33)均固定在转动板(16)上，所述第三电机(32)与螺杆(34)的一端传动连接，所述螺杆(34)的另一端设置在轴承(33)内，所述平移块(17)套设在螺杆(34)上，所述平移块(17)的与螺杆(34)的连接处设有与螺杆(34)匹配的第二螺纹。

9.如权利要求1所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述固定单元包括吸盘(35)、抽气管(36)和排气管(37)，所述吸盘(35)固定在抽气管(36)的上方，所述抽气管(36)固定在平移块(17)的上方，所述排气管(37)固定在抽气管(36)的底端的一侧，所述排气管(37)内设有阀门，所述抽气管(36)内设有抽气单元，所述阀门与PLC电连接。

10.如权利要求9所述的具有降温功能的高效型激光切割机，其特征在于，所述抽气单元包括抽气板(38)、第四电机(39)、第一连杆(40)和第二连杆(41)，所述抽气板(38)的外周与抽气管(36)的内壁密封连接，所述第四电机(39)固定在抽气管(36)内，所述第四电机(39)与PLC电连接，所述第四电机(39)与第一连杆(40)传动连接，所述第一连杆(40)通过第二连杆(41)与抽气板(38)铰接。