CN110549007B - 一种高精度的激光切割设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光切割技术领域，尤其为一种高精度的激光切割设备，包括激光发射头主体和对焦板，激光发射头主体是圆柱体结构，激光发射头主体的底端套接固定有导向支架板，导向支架板的边侧嵌合有四根导杆，四根导杆的底端连接对焦板，对焦板的开口中嵌合固定有调焦镜头，四根导杆的顶端连接有环形压板。本发明设置测距仪测量激光发射头主体至薄板形工件的实际距离，调焦电机根据测量的实际距离进行转动，通过偏心轮的外圆面压合环形压板的顶端，带动对焦板和调焦镜头对激光发射头主体发出的激光束的焦距进行调控，使得激光发射头主体发出的激光束的焦点始终位于薄板形工件的表面，提升激光切割的精确度。

Description

一种高精度的激光切割设备
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，具体为一种高精度的激光切割设备。
背景技术
激光切割是激光加工中比较常见，应用也比较广泛的一种方式，随着激光切割在各个领域的广泛应用，各种材料的切割都用到了激光切割，现有技术中常规卷状料带用激光切割的方法如下，当激光切零废料边时，由于现有技术的设备没有负压吸附，容易拉扯料片从而使得料片在切割过程中产生离焦现象，导致激光能量减弱，切不断料带的现象，鉴于此，本技术领域亟待出现一个有效吸附物料，有效解决切割焦离导致激光能量减弱，而出现切不断物料现象，同时更能精确定位高效切割的激光切割的结构装置及设备。
目前的高精度的激光切割设备存在下列问题：
1、目前的激光切割的结构装置在碰到表面不平整的结构，例如在加工容易变形的薄板形工件时，容易发生对焦不准确的问题，导致加工精度差，甚至切不断物料。
2、目前的激光切割设备采用真空吸合力吸合薄板形工件时，容易因为吸合力过大导致薄板形工件永久变形。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度的激光切割设备，解决了目前的激光切割的结构装置在碰到表面不平整的结构容易发生对焦不准确，以及采用真空吸合力吸合薄板形工件时，容易因为吸合力过大导致薄板形工件永久变形的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光切割的结构装置，包括激光发射头主体和对焦板，所述激光发射头主体是圆柱体结构，所述激光发射头主体的底端套接固定有导向支架板，所述导向支架板的边侧嵌合有四根导杆，四根所述导杆的底端连接所述对焦板，所述对焦板的开口中嵌合固定有调焦镜头，四根所述导杆的顶端连接有环形压板，四根所述导杆的中部串接有弹簧，四根所述弹簧的两端分别弹性抵触所述环形压板的底面和所述导向支架板的顶面，所述激光发射头主体顶端的一侧通过支架固定有调焦电机，所述调焦电机的转轴连接有偏心轮，所述偏心轮的外圆面压合所述环形压板的顶端，所述激光发射头主体的另一侧并列固定有测距仪；
还包括机台，所述机台的一侧通过支架固定所述激光发射头主体，所述机台顶面的中部固定安装有旋转吸盘，所述旋转吸盘的外圆面间隔分布有切割加工槽，所述测距仪的输出端口指向所述旋转吸盘的顶面，所述旋转吸盘的一端同轴连接有送料电机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述机台的一侧固定安装有真空泵，所述真空泵的出口连通有旋转管接头，所述真空泵通过旋转管接头连通所述旋转吸盘的另一端。
作为本发明的一种优选技术方案，所述机台的另一侧固定安装有调焦控制柜，所述调焦控制柜上固定有控制芯片和两个电机驱动器，所述测距仪电性连接所述控制芯片的输入端，所述控制芯片的输出端电性连接两个所述电机驱动器的控制端，两个所述电机驱动器的输出端分别电性连接所述调焦电机和所述送料电机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述真空泵的一侧安装有真空压力表。
作为本发明的一种优选技术方案，所述测距仪采用PSD-C10U232型激光测距仪。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高精度的激光切割设备，具备以下有益效果：
1、该高精度的激光切割设备，设置测距仪测量激光发射头主体至薄板形工件的实际距离，调焦电机根据测量的实际距离进行转动，通过偏心轮的外圆面压合环形压板的顶端，带动对焦板和调焦镜头对激光发射头主体发出的激光束的焦距进行调控，使得激光发射头主体发出的激光束的焦点始终位于薄板形工件的表面，提升激光切割的精确度。
2、该高精度的激光切割设备，在真空泵上安装有真空压力表对输出的负压力进行测量，使得旋转吸盘能够紧密的吸合薄板形工件，避免因为吸合力过大导致其永久变形。
附图说明
图1为本发明主观结构示意图；
图2为本发明侧剖结构示意图；
图3为本发明调焦机构结构示意图。
图中：1、激光发射头主体；2、导向支架板；3、导杆；4、对焦板；5、调焦镜头；6、环形压板；7、弹簧；8、调焦电机；9、偏心轮；10、测距仪；11、机台；12、旋转吸盘；13、切割加工槽；14、送料电机；15、真空泵；16、旋转管接头；17、调焦控制柜；18、控制芯片；19、电机驱动器；20、真空压力表。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种高精度的激光切割设备，包括激光发射头主体1和对焦板4，激光发射头主体1是圆柱体结构，激光发射头主体1的底端套接固定有导向支架板2，导向支架板2的边侧嵌合有四根导杆3，四根导杆3的底端连接对焦板4，对焦板4的开口中嵌合固定有调焦镜头5，四根导杆3的顶端连接有环形压板6，四根导杆3的中部串接有弹簧7，四根弹簧7的两端分别弹性抵触环形压板6的底面和导向支架板2的顶面，激光发射头主体1顶端的一侧通过支架固定有调焦电机8，调焦电机8的转轴连接有偏心轮9，偏心轮9的外圆面压合环形压板6的顶端，激光发射头主体1的另一侧并列固定有测距仪10。该设备还包括机台11，机台11的一侧通过支架固定激光发射头主体1，机台11顶面的中部固定安装有旋转吸盘12，旋转吸盘12的外圆面间隔分布有切割加工槽13，测距仪10的输出端口指向旋转吸盘12的顶面，旋转吸盘12的一端同轴连接有送料电机14。
本实施例中，激光发射头主体1采用BT240S型光纤激光切割加工头，送料电机14带动旋转吸盘12旋转，旋转吸盘12在转动时吸合薄板形工件进行移动，当切割加工槽13转动至旋转吸盘12的顶端，即激光发射头主体1的正底端时，激光发射头主体1发出激光束，沿着切割加工槽13对薄板形工件进行切割加工，此时薄板形工件因为切割加工槽13的底端为中空状态会发生形变，导致激光发射头主体1发出激光束焦距发生变化，因而会对切割产生影响，此时测距仪10测量激光发射头主体1至薄板形工件的实际距离，调焦电机8根据测量的实际距离进行转动，通过偏心轮9的外圆面压合环形压板6的顶端，带动对焦板4和调焦镜头5发生位移，进而对激光发射头主体1发出的激光束的焦距进行调控，使得激光发射头主体1发出的激光束的焦点始终位于薄板形工件的表面，提升激光切割的精确度。
因为四根弹簧7的两端分别弹性抵触环形压板6的底面和导向支架板2的顶面，所以环形压板6在弹力作用下能够紧密的贴合于偏心轮9外圆面的底端，并能够在偏心轮9的转动下无间隙的进行升降。
具体的，机台11的一侧固定安装有真空泵15，真空泵15的出口连通有旋转管接头16，真空泵15通过旋转管接头16连通旋转吸盘12的另一端。
本实施例中，真空泵15用于提供负压，通过旋转管接头16连通旋转吸盘12，将薄板形工件紧密的吸合于旋转吸盘12的表面。
具体的，机台11的另一侧固定安装有调焦控制柜17，调焦控制柜17上固定有控制芯片18和两个电机驱动器19，测距仪10电性连接控制芯片18的输入端，控制芯片18的输出端电性连接两个电机驱动器19的控制端，两个电机驱动器19的输出端分别电性连接调焦电机8和送料电机14。
本实施例中，控制芯片18采用MCU芯片，能够对输入的数据进行分析，然后根据自身设定的程序进行输出，电机驱动器19采用伺服驱动器，具有精密的调节功能，因此控制芯片18能够通过两个电机驱动器19控制调焦电机8和送料电机14的转动方向与转速，实现精密的调焦和送料功能。
具体的，真空泵15的一侧安装有真空压力表20。
本实施例中，真空压力表20用于对真空泵15输出的负压力进行测量，使得旋转吸盘12能够紧密的吸合薄板形工件，避免因为吸合力过大导致其永久变形。
具体的，测距仪10采用PSD-C10U232型激光测距仪。
本实施例中，PSD-C10U232型激光测距仪具有精确至五微米的测量精度，因此能够对薄板形工件因为切割加工槽13产生的形变进行精确的测量，并且将形变的实际尺寸传送至控制芯片18，由控制芯片18根据实际形变数据进行计算，然后控制调焦电机8转动，通过偏心轮9的外圆面压合环形压板6以及调焦镜头5位移，对激光发射头主体1发出的激光束进行精确调焦。
本实施例中激光发射头主体1、测距仪10、真空泵15和电机驱动器19为已经公开的广泛运用于日常生活的已知技术。
本发明的工作原理及使用流程：送料电机14带动旋转吸盘12旋转，旋转吸盘12在转动时吸合薄板形工件进行移动，当切割加工槽13转动至旋转吸盘12的顶端，即激光发射头主体1的正底端时，激光发射头主体1发出激光束，沿着切割加工槽13对薄板形工件进行切割加工，此时薄板形工件因为切割加工槽13的底端为中空状态会发生形变，导致激光发射头主体1发出激光束焦距发生变化，因而会对切割产生影响，此时测距仪10测量激光发射头主体1至薄板形工件的实际距离，调焦电机8根据测量的实际距离进行转动，通过偏心轮9的外圆面压合环形压板6的顶端，带动对焦板4和调焦镜头5发生位移，进而对激光发射头主体1发出的激光束的焦距进行调控，使得激光发射头主体1发出的激光束的焦点始终位于薄板形工件的表面，提升激光切割的精确度。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度的激光切割设备，包括激光发射头主体(1)和对焦板(4)，其特征在于：所述激光发射头主体(1)是圆柱体结构，所述激光发射头主体(1)的底端套接固定有导向支架板(2)，所述导向支架板(2)的边侧嵌合有四根导杆(3)，四根所述导杆(3)的底端连接所述对焦板(4)，所述对焦板(4)的开口中嵌合固定有调焦镜头(5)，四根所述导杆(3)的顶端连接有环形压板(6)，四根所述导杆(3)的中部串接有弹簧(7)，四根所述弹簧(7)的两端分别弹性抵触所述环形压板(6)的底面和所述导向支架板(2)的顶面，所述激光发射头主体(1)顶端的一侧通过支架固定有调焦电机(8)，所述调焦电机(8)的转轴连接有偏心轮(9)，所述偏心轮(9)的外圆面压合所述环形压板(6)的顶端，所述激光发射头主体(1)的另一侧并列固定有测距仪(10)；还包括机台(11)，所述机台(11)的一侧通过支架固定所述激光发射头主体(1)，所述机台(11)顶面的中部固定安装有旋转吸盘(12)，所述旋转吸盘(12)的外圆面间隔分布有切割加工槽(13)，所述测距仪(10)的输出端口指向所述旋转吸盘(12)的顶面，所述旋转吸盘(12)的一端同轴连接有送料电机(14)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度的激光切割设备，其特征在于：所述机台(11)的一侧固定安装有真空泵(15)，所述真空泵(15)的出口连通有旋转管接头(16)，所述真空泵(15)通过旋转管接头(16)连通所述旋转吸盘(12)的另一端。
3.根据权利要求1所述的一种高精度的激光切割设备，其特征在于：所述机台(11)的另一侧固定安装有调焦控制柜(17)，所述调焦控制柜(17)上固定有控制芯片(18)和两个电机驱动器(19)，所述测距仪(10)电性连接所述控制芯片(18)的输入端，所述控制芯片(18)的输出端电性连接两个所述电机驱动器(19)的控制端，两个所述电机驱动器(19)的输出端分别电性连接所述调焦电机(8)和所述送料电机(14)。
4.根据权利要求2所述的一种高精度的激光切割设备，其特征在于：所述真空泵(15)的一侧安装有真空压力表(20)。
5.根据权利要求1所述的一种高精度的激光切割设备，其特征在于：所述测距仪(10)采用PSD-C10U232型激光测距仪。
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