CN110549014A - 除渣方法、除渣机构及所应用的管材激光切割机 - Google Patents

Abstract

除渣方法、除渣机构及所应用的管材激光切割机，管材激光切割机的除渣方法，包括有能够产生激光束的激光头；其特征在于，包括中空的外吸管，外吸管的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口；还包括内铲，内铲用于伸入到外吸管内铲除冷凝金属渣；有益技术效果在于：由于在外吸管内不仅设置有吸气通道还配置有能够相对外吸管移动的内铲，这样可以利用内铲及时、有效地铲除粘结在内吸管内的冷凝金属渣，为通过气流抽吸冷凝金属渣的工作提供有利的清除基础。在此基础上，再借助吸气通道的抽吸气流即可以容易地把冷凝金属渣排出到外吸管外，有效地避免了冷凝金属渣过多地堆积而完全堵塞外吸管，从而能够维持外吸管内抽吸气流流动的顺畅性，优化排渣能力。

Description

除渣方法、除渣机构及所应用的管材激光切割机

技术领域

本发明涉及一种除渣方法、除渣机构及所应用的管材激光切割机，应用所述除渣方法、所述除渣机构可去除在利用激光切割金属管材的过程中形成的冷凝金属渣。

背景技术

金属管材已经广泛地应用到日常生活设施中，例如围栏、路灯和窗框等。在组装上述生活设施前，都需要把金属管材按照特定的长度进行切割。比较常见的切割方法是采用电锯式切割机进行切割。所述电锯式切割机通过电动金属刀片切割金属管材，切割效率非常低下，而且在切割过程中不仅会产生非常大的噪音而且还会产生大量金属碎屑往四周飞溅出，污染非常大。后来市面上出现了激光切割机，所述激光切割机上设置有激光头，所述激光头主要利用激光的热效应对金属管材进行切割，切割效率比采用电动金属刀片高出数倍，而且噪音低。但是所述激光头在切割金属管材时，在所述激光头的热效应作用下，在所述金属管材的切口处会产生小量金属熔液滴，金属熔液滴冷凝成金属渣粒粘附在金属管材的内壁上，不容易清理，而且会影响后期管材的应用，例如焊接工作。

为了解决上述技术问题，传统方案中有人采用气流抽吸方法抽吸该金属渣粒，但效果不好。再后来，在中国发明专利申请CN201811519948.2中公开了一种具有除屑功能的金属管材激光切割机，其包括机架，在所述机架上设置有用于夹持金属管材的管材夹具、用于对金属管材进行切割的激光切割器、定位器以及用于驱动所述定位器滑动的同步电机。所述定位器包括定位板、用于对金属管材进行定位的堵头、用于伸入到金属管材内并将所述金属管材内部进行封堵的除屑管和用于驱动所述除屑管移动的驱动装置。所述除屑管的一端与所述驱动装置连接，另一端为封堵端并设置有豁口。所述定位板将所述堵头和所述驱动装置固定为一体从而使所述堵头、所述驱动装置和所述除屑管同步移动。在通过所述激光切割器对金属管材进行切割的过程中，将所述除屑管的封堵端伸入到金属管材内对其内部进行封堵，切割过程中产生的金属碎屑难以进入金属管材内，从而避免切割过程中产生金属碎屑粘结在所述金属管材的内侧壁上。进一步的，在所述除屑管与所述驱动装置相连的一端连接有抽气装置，所述抽气装置启动时可把碎屑吸入所述除屑管内，避免金属碎屑飞溅对所述金属管材激光切割机其它部件造成损害。

发明内容

对专利CN201811519948.2中公开的金属管材激光切割机的除屑结构进行分析发现，该方案为了避免在切割过程中形成的金属熔体进入到被切金属管材内并粘附在管内壁上，在传统使用的气流抽吸方法的基础上，再采用所述除屑管封堵所述被切金属管材的管内腔，从而不仅利用密封结构防止金属熔体在被切管材内扩散，而且又能将气流抽力集中在豁口部位从而强化抽吸效果。显然上述结构在实践中存在严重的缺陷，至少包括：第一、金属熔体的粘结力非常大，单靠所述抽气装置及其气流的抽吸力的除渣效果非常不理想，金属熔体依然会很快堵塞所述除屑管，抽吸气流不能在其内畅通流动，进一步削弱排渣能力，在使用非常短的时间后，就不得不停机更换新的所述除屑管；第二、为了能够封堵金属管材的管内腔，所述除屑管与所述被切金属管材之间必须具有封堵结构，要满足该条件，必须具有复杂的密封封堵结构，从而不仅结构复杂成本高，而且大大限制了所述除屑管使用的便利性和灵活性；第三、要满足所述除屑管能够封堵金属管材的管内腔，需要针对不同内径大小的金属管材配置不同的所述除屑管，所述除屑管的通用性非常差，不便于管理，导致此除屑结构的应用成本非常高。

为了解决上述技术问题，本发明首先提出一种管材激光切割机的除渣方法，包括有能够产生激光束的激光头；其特征在于，包括中空的外吸管，所述外吸管的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口；还包括内铲，所述内铲用于伸入到所述外吸管内铲除冷凝金属渣；所述外吸管内设置有吸气通道，所述吸气通道用于抽吸所述外吸管内的空气；

开始当次切割任务时，让被切管材旋转，通过所述吸气通道抽吸所述外吸管内的空气，至少让所述外吸管的包括有所述侧壁豁口的管段插入到被切管材中并让所述侧壁豁口不仅朝向所述激光头而且位于激光束所照射方向的正前方，此时让所述内铲至少避开所述侧壁豁口中的所述激光束所能够照射到的区域；

当次切割任务完成后，让所述内铲至少在所述外吸管内的所述激光束所能够照射到的区域相对于所述外吸管移动，铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣。

其中，所述内铲首先是一种与所述外吸管为分体结构的独立构件，其能够布置到所述外吸管中，铲除积聚在所述外吸管内的冷凝金属渣。所述内铲的结构可以是多样的，例如是大致呈瓢勺状而具有弧形的刃部；又或者是沿所述外吸管的径向布置的圆形薄片，此时则具有圆环形布置的刃部。其次，既不要求所述外吸管与被切管材之间需要密封结构，也不需要所述內铲外径尺寸必须与所述外吸管的内径尺寸大小一致。

其中，在进行切割的过程中，所述外吸管的侧壁豁口是插入到被切管材中，而且不仅朝向所述激光头而且位于激光束所照射方向的正前方，这样，形成于被切管材的切口处的大部分金属熔液滴向下坠落时，将通过所述侧壁豁口滴落到所述外吸管的管腔内而不会滴落到被切管材的内侧壁上，所述侧壁豁口成为接收所述金属熔液滴的入料口，而所述外吸管成为收纳金属熔液滴的废渣收纳器。

其中，所述吸气通道用于抽吸所述外吸管内的空气，这样，在所述外吸管内形成负压，所述侧壁豁口附近区域的空气被抽吸，从而形成能够把位于被切管材的切口附近区域的金属熔液滴或冷凝金属渣通过所述侧壁豁口抽吸到所述外吸管内并进一步排出所述外吸管。另外，利用所述吸气通道内的流动空气吸收金属熔液滴的热量，使部分金属熔液滴能够在空中优先快速冷却凝固，从而有利于减少凝结在所述外吸管的内侧壁上的冷凝金属渣的数量。

其中，让所述内铲至少避开所述侧壁豁口中的所述激光束所能够照射到的区域，这样可以避免所述激光束工作时直接照射到所述内铲或所述內铲的附近部位导致损坏所述内铲。

其中，至少让所述外吸管的包括有所述侧壁豁口的管段插入到被切管材中，上述特征定义了开始当次切割任务时，所述外吸管的包括有所述侧壁豁口的管段是插入到被切管材中，而所述外吸管的其他管段可以选择插入或不插入到被切管材中。

其中，当次切割任务完成后，让所述内铲至少在所述外吸管内的所述激光束所能够照射到的区域相对于所述外吸管移动，上述特征定义了，在铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣的过程中，所述内铲与所述外吸管是相对移动的，例如可以是所述外吸管处于静止状态，而驱动所述内铲移动，又或者所述内铲处于静止状态，而驱动所述外吸管移动，如此借助所述内铲能够有力、有效地抵抗冷凝金属渣的粘结力把冷凝金属渣铲起，为后期的抽渣工作提供有利的基础。另外，上述特征还定义了，所述内铲铲渣的区域可以仅仅包括在所述外吸管内的所述激光束所能够照射到的区域，又或者包括在所述外吸管内的所述激光束所不能够照射到和能够照射到的其它区域。其次，所述当次切割任务是指从被切管材上切割出特定长度的一段管段的工作。所述内铲可以是在完成一段或多段管段的切割操作后铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣，具体按照冷凝金属渣的数量、凝固速度等因素决定。

为了能让形成于被切管材的切口处的金属熔液滴或冷凝金属渣尽量多地被抽吸到所述外吸管内，进一步的技术方案还可以是，开始当次切割任务时，将所述外吸管朝所述激光头方向贴近到被切管材。根据上述技术方案，所述外吸管在被切管材内是偏置的，所述外吸管的靠近所述激光头一侧的外侧顶壁可以是贴合接触被切管材的靠近所述激光头一侧的内顶管壁从而它们之间的间距为零，或者所述外吸管的外侧顶壁与被切管材的内顶管壁之间存在微量间隙，如此所述侧壁豁口也是靠近被切管材的，有利于强化形成于所述侧壁豁口附近区域的气流抽力，并能够尽早地把金属熔液滴或冷凝金属渣收纳到所述外吸管内，避免金属熔液滴或冷凝金属渣在所述外吸管外四处飞溅。

粘附在所述外吸管内的冷凝金属渣，主要是通过所述内铲来清理的，为了能够优化所述内铲的铲渣能力，进一步的技术方案还可以是，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸，所述内铲移动时清理残留在所述外吸管内壁上的冷凝金属渣。其中，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸，上述特征定义了所述内铲的外径尺寸不仅是小于所述外吸管的内径尺寸，并且它们之间的径向尺寸之差非常小，如此所述内铲基本上能够贴靠到所述外吸管内壁上大面积地清理冷凝金属渣，优化所述内铲的铲渣能力。

在切割过程中，高温的金属熔液滴是非常容易滴落到所述侧壁豁口的周边壁体上并凝固、粘附在其上从而收窄甚至堵塞所述侧壁豁口，为了解决上述技术问题，进一步的技术方案还可以是，所述外吸管的包含有所述侧壁豁口的管段采用铜材制作。这样，利用铜材质所具有的高效散热特性，所述侧壁豁口的周边壁体所储存的热量非常小，能够避免已经在滴落过程中凝固的冷凝金属渣接触到所述侧壁豁口的周边壁体上经过大量吸收其热量后重新熔化而粘附在所述侧壁豁口的周边壁体上，可见所述侧壁豁口的管段采用铜材制作可以减少凝固在所述侧壁豁口的周边壁体上的冷凝金属渣。另外，还可以利用铜材质的耐高温特性，增加所述侧壁豁口的周边壁体受热开裂的难度，有效延长设置有所述侧壁豁口的管段的使用寿命。

其次，本发明还提出一种管材激光切割机的除渣机构，包括有能够产生激光束的激光头；其特征在于，包括中空的外吸管，所述外吸管的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口，所述外吸管用于在开始当次切割任务时插入到被切管材中，所述外吸管的侧壁豁口用于在开始当次切割任务时，不仅朝向所述激光头而且位于激光束所照射方向的正前方；所述外吸管内设置有吸气通道，所述吸气通道用于抽吸所述外吸管内的空气；所述外吸管内还设置有能够相对于所述外吸管移动的内铲，所述内铲用于铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣。

进一步的技术方案还可以是，还包括呈杆状的内杆，所述内杆插入到所述外吸管中，所述吸气通道布置在所述内杆中或所述内杆与所述外吸管之间。

进一步的技术方案还可以是，还包括呈杆状的内杆，所述内杆插入到所述外吸管中，所述内铲设置在所述内杆的前端或者所述内杆的前端端面部直接形成所述内铲。其中，所述内铲是可以采用与所述内杆分体式或一体式结构并设置在所述内杆的前端；另外，所述内杆的前端端面部直接形成所述内铲的形式有多种，例如可以通过直接倾斜切割中空的所述内杆的前端形成倾斜的前端端面部，利用所述前端面部直接形成所述内铲，又或者通过锻压的方式在所述内杆的前端形成斜坡状的前端端面部，利用所述前端面部直接形成所述内铲。

粘附在所述外吸管内的冷凝金属渣，主要是通过所述内铲来清理的，为了能够优化所述内铲的除渣能力，进一步的技术方案还可以是，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸。其中，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸，上述特征定义了所述内铲的外径尺寸不仅是小于所述外吸管的内径尺寸，并且它们之间的径向尺寸之差非常小，如此所述内铲基本上能够贴靠到所述外吸管内壁上大面积地清理冷凝金属渣，从而能够优化所述内铲的除渣能力。

进一步的技术方案还可以是，所述外吸管的前端端部封堵起来，所述侧壁豁口靠近所述外吸管的前端端部。这样有利于在维持抽气功率不变的情况下，强化所述外吸管内的位于所述侧壁豁口的附近区域的气流抽力。

进一步的技术方案还可以是，还包括吸丝头，所述吸气通道连通所述吸丝头，所述吸丝头用于借助于斜射气流抽吸所述吸气通道内的空气。

进一步的技术方案还可以是，在所述外吸管上还设置有限位器，所述限位器伸入到所述外吸管内，所述限位器用于推动所述内铲朝向所述激光束所照射的方向偏置从而能够铲除残留在所述外吸管的正对着激光方向一侧的管内壁上的冷凝金属渣。即在所述內铲移动时，所述限位器能够推动所述內铲尽量偏向所述外吸管的一边以铲除残留在所述外吸管的正对着激光方向一侧的管内壁上的冷凝金属渣。因为在激光切割后实际上该正对着激光方向一侧的管内壁上残留的冷凝金属渣最多。

需要切割的管材段的长度是可变，为了能够适配调整所述外吸管和所述内铲的位置，进一步的技术方案还可以是，还包括A号支撑台、安装在所述A号支撑台上并能够随所述A号支撑台移动的A号定位器和B号驱动器、受所述B号驱动器驱动而移动的B号支撑台、安装在所述B号支撑台上并能够随所述B号支撑台移动的B号定位器，所述外吸管的后端连接到所述A号定位器上，所述外吸管的前端向前方延伸；连接所述内铲的内杆的后端连接到所述B号定位器上，所述内杆的前端在所述外吸管内向前方延伸。根据上述技术方案，可以同时驱动所述外吸管和所述内铲移动调整位置，而在此基础上，所述B号驱动器还可以驱动所述内铲相对所述外吸管移动完成铲渣动作。

进一步的技术方案还可以是，还包括升降装置，所述升降装置设置在所述A号支撑台上，所述A号定位器和B号驱动器设置在所述升降装置上，所述升降装置用于调节所述A号定位器和B号驱动器的高低位置从而让所述外吸管适配于不同内径大小的被切管材。

进一步的技术方案还可以是，还包括升降装置，所述A号支撑台设置在所述升降装置上，所述升降装置用于通过所述A号支撑台调节所述A号定位器和B号驱动器的高低位置从而让所述外吸管适配于不同内径大小的被切管材。

最后，本发明还提出一种应用所述除渣机构的管材激光切割机，其特征在于，包括所述除渣机构，所述管材激光切割机还包括有主机架、设置在所述主机架上的C号驱动器和C号滑轨及滑动设置在所述C号滑轨上并受所述C号驱动器驱动而移动的C号模块；所述C号模块上设置有能够避让所述外吸管的通孔，所述外吸管穿过所述C号模块的通孔后能够继续向前延伸，所述C号模块不仅用于支撑所述外吸管而且用于确定被切管材的伸出长度。这样，可根据被切管材的伸出长度灵活调整所述C号模块的位置。

进一步的技术方案还可以是，还包括有设置在所述主机架上的A号驱动器和A号滑轨，所述除渣机构的A号支撑台滑动设置在所述A号滑轨上并能够在所述A号驱动器的驱动下滑动。

进一步的技术方案还可以是，还包括备料装置，所述备料装置用于准备被切割的管材，所述备料装置包括备料支架体、转动设置在所述备料支架体上的至少一对盛料滚轮以及可摆动地设置在所述备料支架体上的接料弯臂，全部的所述盛料滚轮按被切管材的输送方向排列用于传递由所述接料弯臂供给的被切管材，所述接料弯臂用于接收被切管材并以摆动的方式让其所接收的被切管材转置到所述盛料滚轮上。

根据上述技术方案，与现有技术相比，有益技术效果在于：由于在所述外吸管内不仅设置有所述吸气通道还配置有能够相对所述外吸管移动的所述内铲，这样可以利用所述内铲及时、有效地铲除粘结在所述内吸管内的冷凝金属渣，为通过气流抽吸冷凝金属渣的工作提供有利的清除基础。在此基础上，再借助所述吸气通道的抽吸气流即可以容易地把冷凝金属渣排出到所述外吸管外，有效地避免了冷凝金属渣过多地堆积而完全堵塞所述外吸管，从而能够维持所述外吸管内抽吸气流流动的顺畅性，优化排渣能力。另外，在所述内铲的协助下，对所述吸气通道的抽吸力的要求相对降低，所以不需要类似现有专利CN201811519948.2中需要通过所述除屑管封堵被切管材的管内腔的方式增强所述除屑管内的抽吸力来强化排渣能力，本发明既不要求所述外吸管与被切管材之间需要密封结构，也不需要所述內铲外径尺寸必须与所述外吸管的内径尺寸大小一致，减低了所述外吸管和所述内铲的制造难度，大大简化了所述除渣机构的结构，并能让一种外径尺寸大小的所述外吸管适用于多种内径尺寸规格的被切管材，通用性大大提高。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到除渣方法、除渣机构及所应用的管材激光切割机中。

附图说明

图1 是应用本发明技术方案的包含除渣机构的管材激光切割机的立体结构示意图；

图2 是所述管材激光切割机处于切割状态时的原理简图，图中所示的内铲采用第一种实施方式；

图3 是所述除渣机构100的主视方向的结构示意图；

图4 是所述除渣机构100的立体结构示意图；

图5 是所述丝杆线性驱动模组300的剖面结构示意图；

图6 是所述除渣机构100的右视方向的结构示意图，图中虚线部分表示所述丝杆线性驱动模组300；

图7 是所述管材激光切割机处于切割状态时的原理简图，图中所示的内铲采用第二种实施方式；

图8 是所述C号驱动装置500的立体结构示意图；

图9 是所述C号驱动装置500的分解结构示意图；

图10 是所述备料装置700的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的包含除渣机构的管材激光切割机作进一步的说明。

如图1和图2所示，提出一种包含除渣机构的管材激光切割机，包括主机架1，设置在所述主机架1上的送管机构11、激光头2、管材夹持器6，所述送管机构11用于输送出被切割的管材，所述激光头2用于发射激光束而切断管材，所述管材夹持器6用于夹持并带动被切管材10旋转；还包括设置在所述主机架1上的A号驱动器33、C号驱动器50及分别定位连接在所述主机架1上并沿管材移动方向相互平行布置的A号滑轨36和C号滑轨51；在所述C号滑轨51上滑动设置有能够在所述C号驱动器50的驱动下而移动的C号模块5，所述C号模块5位于被切管材10的前方，用于确定切割管材的伸出长度；在所述A号滑轨36上滑动设置有能够在所述A号驱动器33的驱动下而移动的除渣机构100，所述除渣机构100设置在所述送管装置11的送料方向的前方，并用于清楚所述激光头2工作后产生的冷凝金属渣。

其中，所述C号滑轨51和所述A号滑轨36分别定位连接在所述主机架1上并沿管材移动方向相互平行布置。这样所述A号滑轨36和所述C号滑轨51相对所述主机架1的位置被固化，它们在所述主机架1上的位置不会随所述C号模块5和所述除渣机构100的滑动而变化。在不阻碍所述C号模块5滑动的情况下，所述除渣机构100的位置不会受到所述C号模块5的牵制而发生变化。当所述除渣机构100位于所述C号模块5向远离所述激光头2的方向滑行的行程内时，需要预先通过所述A号驱动器33驱动所述除渣机构100滑行避让所述C号模块5，当然在其他的实施方式中，可以利用所述C号模块5带动所述除渣机构100继续向远离所述激光头2的方向滑行。根据上述技术方案可知，所述C号模块5与所述除渣机构100是能够相对地、独立地滑动的，即在所述除渣机构100不阻碍所述C号模块5滑行的情况下，所述C号模块5的滑动不会牵动所述除渣机构100跟随滑动的。在首次切割管材之前，可通过所述A号驱动器33、C号驱动器50分别驱动所述除渣机构100和所述C号模块5滑动而调整在正确的工作位置。在下次切割管材前，如果切割管材的伸出长度发生变化，则在所述除渣机构100不阻挡所述C号模块5滑移的情况下，只需要重新调整所述C号模块5的位置，而不需要重新调整所述除渣机构100的位置，如此缩短了管材切割加工前的预调时间，有利于提高生产效率。

如图2所示，所述除渣机构100包括有中空的外吸管3，所述外吸管3的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口30，所述外吸管3用于在开始当次切割任务时插入到被切管材10中，所述外吸管3的侧壁豁口30用于在开始当次切割任务时，不仅朝向所述激光头2而且位于激光束所照射方向的正前方；所述外吸管3内设置有吸气通道40，所述吸气通道40用于抽吸所述外吸管3内的空气；所述外吸管3内还设置有能够相对于所述外吸管3移动的内铲41，所述内铲41用于铲除所述外吸管3内残留的冷凝金属渣。

其中，在进行切割的过程中，所述外吸管3的侧壁豁口30是插入到被切管材10中，而且不仅朝向所述激光头2而且位于激光束所照射方向的正前方，这样，形成于被切管材10的切口处的大部分金属熔液滴向下坠落时，将通过所述侧壁豁口30滴落到所述外吸管3的管腔内而不会滴落到被切管材10的内侧壁上，所述侧壁豁口30成为接收金属熔液滴的入料口，而所述外吸管3成为收纳金属熔液滴的废渣收纳器。其次，所述吸气通道40用于抽吸所述外吸管3内的空气，这样，在所述外吸管3内形成负压，所述侧壁豁口30附近区域的空气被抽吸，从而形成能够把位于被切管材的切口附近区域的金属熔液滴或冷凝金属渣通过所述侧壁豁口30吸进所述外吸管3内，并能够进一步排出所述外吸管3。另外，利用所述吸气通道40在所述外吸管3内形成的流动空气吸收金属熔液滴的热量，使部分金属熔液滴能够在空中优先快速冷却凝固，从而有利于减少凝结在所述外吸管3内侧壁上的冷凝金属渣的数量。

在切割过程中，高温金属熔液滴是非常容易滴落到所述侧壁豁口30的周边壁体上并凝固、粘附在其上，从而收窄甚至堵塞所述侧壁豁口30，为了解决上述技术问题，所述外吸管3的包含有所述侧壁豁口30的管段采用铜材制作。这样，利用铜材质所具有的高效散热特性，所述侧壁豁口30的周边壁体所储存的热量非常小，能够避免已经在滴落过程中凝固的冷凝金属渣接触到所述侧壁豁口30的周边壁体上大量吸收其热量后重新熔化而粘附在所述侧壁豁口30的周边壁体上，可见所述侧壁豁口30的管段采用铜材制作可以减少凝固在所述侧壁豁口30的周边壁体上的冷凝金属渣。另外，还可以利用铜材质的耐高温特性，增加所述侧壁豁口30的周边壁体受热开裂的难度，有效延长所述侧壁豁口30的管段的使用寿命。进一步的，所述外吸管3的前端端部31封堵起来，所述侧壁豁口30靠近所述外吸管3的前端端部。这样，有利于在维持抽气功率不变的情况下，强化所述外吸管3内的位于所述侧壁豁口30的附近区域的气流抽力。

如图3、图4、图5和图6所示，需要切割的管材段的长度是可变的，为了能够适配调整所述外吸管3的位置，还包括有滑动设置在所述A号滑轨36上并能够在所述A号驱动器33的驱动下移动的A号支撑台34、安装在所述A号支撑台34上并能够随所述A号支撑台34移动的A号定位器35。所述C号模块5上设置有能够避让所述外吸管3的通孔501。所述外吸管3的后端连接到所述A号定位器35上，所述外吸管3的前端穿过所述C号模块5的通孔501后能够继续向前即被切管材10方向延伸从而能够借助于所述C号模块5支撑所述外吸管3。具体说，所述A号支撑台34包括支撑主架341和支撑板体342，所述A号定位器35通过螺栓固定连接在所述支撑板体342上。所述A号定位器35具有一对夹臂（351、352），在一对所述夹臂（351、352）之间形成有夹口，所述外吸管3的后端伸入到所述夹口中，螺栓连接到一对所述夹臂（351、352）上收紧所述夹口使所述外吸管3的后端稳定地连接在所述A号定位器35上。在所述支撑主架341上设置有调整凸台3411，所述调整凸台3411固定连接有调节螺母344，调节螺栓343穿过调整凸台3411与所述调节螺母344的内螺纹螺纹旋接并其尾端顶压到所述支撑板体342上。当旋转所述调节螺栓343时，所述调节螺栓343可在Z轴方向上向右移动从而可以顶推所述支撑板体342而调节所述A号支撑台34的位置，从而可以调节所述外吸管3在Z轴方向的位置，让所述外吸管3适配于不同内径大小的被切管材10。

如图5所示，在本实施方式中，所述A号滑轨36为传动丝杆，在所述A号滑轨36螺纹传动连接有驱动螺母361，所述驱动螺母361与所述A号支撑台34连接。所述A号滑轨36与所述驱动螺母361容置与外壳体37内，所述A号驱动器33设置在所述外壳体37外，所述A号驱动器33为驱动电机，用于驱动所述传动丝杆自转从而驱动所述驱动螺母361在所述传动丝杆上滑动。所述A号滑轨36、所述驱动螺母361、所述外壳体37和所述A号驱动器33组装成丝杆线性驱动模组300。在其他的实施方式中，所述A号滑轨还可以采用其他的结构形式，例如可以为直线导轨。

如图6所示，在所述丝杆线性驱动模组300与所述A号支撑台34之间还设置有升降装置200，所述A号支撑台34设置在所述升降装置200上，所述升降装置200用于通过所述A号支撑台34调节所述A号定位器35和下面将要论述到的B号驱动器42的高低位置从而让所述外吸管3适配于不同内径大小的被切管材。具体说，所述升降装置200包括有安装到所述丝杆线性驱动模组300的驱动螺母361上的过渡安装台201、固定连接在所述过渡安装台201上的静升降台202和可滑动地设置在所述静升降台202上的动升降台203，所述A号支撑台34固定连接在所述动升降台203上。在所述静升降台202上设置有升降驱动螺栓204以及与所述降驱动螺栓204螺纹传动连接的升降驱动螺母（图中未画出），所述升降驱动螺母能够驱动所述动升降台203相对所述静升降台202上下滑动。在所述升降驱动螺栓204的尾端还设置有便于驱动所述升降驱动螺栓204旋转的驱动手柄205 。当然在其他的实施方式中，所述升降装置还可以采用其他的结构形式并设置在所述A号支撑台34上，所述A号定位器35和B号驱动器42设置在所述升降装置200上，可以通过所述升降装置200调节所述A号定位器35和B号驱动器42的高低位置。

如图2所示，还包括呈杆状的内杆4，所述吸气通道40布置在所述内杆4中，所述内杆4插入到所述外吸管3中并所述内杆4的前端在所述外吸管3内向前方延伸，所述内杆4的前端端面部直接形成所述内铲41。在本实施方式中，通过直接倾斜切割所述内杆4的前端形成倾斜的前端端面部，利用所述前端面部直接形成所述内铲41，此时所述内铲41具有弧形的刃部，所述内铲41与所述内杆4一体成型。在所述外吸管3上还设置有限位器32，所述限位器32伸入到所述外吸管3内，所述限位器32用于推动所述内铲41朝向所述激光束所照射的方向偏置从而能够铲除残留在所述外吸管3的正对着激光方向一侧的管内壁39上的冷凝金属渣。即在所述內铲41移动时，所述限位器32能够推动所述內铲41尽量偏向所述外吸管3的一边以铲除残留在所述外吸管3的正对着激光方向一侧的管内壁39上的冷凝金属渣。因为在激光切割后实际上该正对着激光方向一侧的管内壁39上残留的冷凝金属渣最多。在本实施方式中，所述限位器32为螺钉并顶压到所述内铲41的铲底壁411上。当然在其他的实施方式中，所述限位器32还可以直接顶压在所述内杆4上。还包括吸丝头45，所述吸气通道40连通所述吸丝头45，所述吸丝头45用于借助于斜射气流抽吸所述吸气通道40内的空气。

所述内铲的结构形式是多样的，其还可以采用如图7所示的结构。如图7所示，内杆4a插入到所述外吸管3中，吸气通道40a布置在所述内杆4a与所述外吸管3之间。内铲41a设置在所述内杆4的前端并且所述内铲41a与内杆4a之间为分体结构，所述内铲41a呈圆盘状并在其上设置有多个过风通孔410a，所述内铲41具有圆环形布置的刃部。所述内铲41a的外径尺寸稍小于所述外吸管3的内径尺寸，所述内铲41a移动时清理残留在所述外吸管3内壁上的冷凝金属渣。其中，所述内铲41a的外径尺寸稍小于所述外吸管3的内径尺寸，上述特征定义了所述内铲41a的外径尺寸不仅是小于所述外吸管3的内径尺寸，并且它们之间的径向尺寸之差非常小，如此所述内铲41a基本上能够贴靠到所述外吸管3内壁上从而大面积地清理冷凝金属渣，优化所述内铲41a的铲渣能力。

为了能够适配调整所述内铲41的位置，如图3和图4所示，还包括有B号驱动器42、受所述B号驱动器42驱动而移动的B号支撑台43、安装在所述B号支撑台43上并能够随所述B号支撑台43移动的B号定位器44，所述内铲41的内杆4的后端连接到所述B号定位器44上，所述内杆4的前端在所述外吸管3内向前方即被切管材10方向延伸。所述B号驱动器42安装在所述A号支撑台34上并能够随所述A号支撑台34移动 。根据上述技术方案，所述A号驱动器33可以同时驱动所述外吸管3和所述内铲41在X轴方向上移动调整位置，而在此基础上，所述B号驱动器42还可以驱动所述内铲41相对所述外吸管3在X轴方向上移动完成铲除所述外吸管3内的冷凝金属渣的动作。

根据上述技术方案，由于在所述外吸管3内不仅设置有所述吸气通道40还配置有能够相对所述外吸管3移动的所述内铲41，这样可以利用所述内铲41及时、有效地铲除粘结在所述内吸管3内的冷凝金属渣，为所述吸气通道40抽吸冷凝金属渣的工作提供有利的清除基础。在此基础上，再借助所述吸气通道40的抽吸气流即可以容易地把冷凝金属渣排出到所述外吸管3外，有效地避免了冷凝金属渣过多地堆积而完全堵塞所述外吸管3，从而能够维持所述外吸管3内抽吸气流流动的顺畅性，优化排渣能力。另外，在所述内铲41的协助下，对所述吸气通道40的抽吸力的要求相对降低，所以不需要类似现有专利CN201811519948.2中需要通过所述除屑管封堵被切管材的管内腔的方式增强所述除屑管内的抽吸力来强化排渣能力，本发明既不要求所述外吸管3与被切管材10之间需要密封结构，也不需要所述內铲41外径尺寸必须与所述外吸管3的内径尺寸大小一致，大大降低了所述外吸管3、所述內铲41的制造难度，简化了所述除渣机构100的结构，并能让一种外径尺寸大小的所述外吸管3适用于多种内径尺寸规格的被切管材，通用性大大提高。

如图1、图8和图9所示，所述C号驱动器50、所述C号滑轨51及滑动设置在所述C号滑轨51上并受所述C号驱动器50驱动而移动的所述C号模块5组成C号驱动装置500。所述C号驱动装置500还包括有滑动安装块55和固定连接到所述滑动安装块55上的安装台52。所述C号驱动器50通过所述滑动安装块55滑动设置在所述C号滑轨51上。在所述安装台52上还设置有高度调整器53，所述C号模块5通过过渡连接板54安装在所述高度调整器53上，通过所述高度调整器53可调整所述C号模块5的高度位置。进一步的，在所述C号模块5的用于确定切割管材的伸出长度的立面位置502设置有传感器或传感电极（图中未画出），所述传感器或传感电极用于接触被切管材10并拾取该接触信号后传送给控制器（图中未画出）。其中所述立面位置502朝向被切管材10。所述控制器能够获知被切管材10是否已经伸出规定的长度，从而可以配置所述控制器控制所述激光头2在被切管材10已经伸出规定的长度后才进行切割，有利于保证管材的切割长度。

在所述主机架1上还设置有导向装置（图中未画出），所述导向装置位于所述激光头2的下方位置用于对切割下来的管材予以卸料导向，还包括料仓（图中未画出），所述料仓位于所述导向装置的下面用于接收从所述导向装置上滚落的管料。根据上述技术方案，切割下来的管料在所述导向装置卸料导向下自动进入到所述料仓内。

如图10所示，所述管材激光切割机还包括备料装置700，所述备料装置700用于为所述送管机构11准备被切割的管材，所述备料装置700包括备料支架体7、转动设置在所述备料支架体7上的至少一对盛料滚轮71以及可摆动地设置在所述备料支架体7上的接料弯臂72，全部的所述盛料滚轮71按被切管材的输送方向排列并用于传递由所述接料弯臂72供给的被切管材10a，所述接料弯臂72用于接收被切管材10a并以摆动的方式让其所接收的被切管材10a转置到所述盛料滚轮71上。具体说，所述备料支架体7上设置有三个盛料滚轮71（图中只显示了其中的一个），所述盛料滚轮71相互间隔布置，一对所述接料弯臂72通过支撑轴73可摆动地设置在所述备料支架体7上并分别位于相邻的一对所述盛料滚轮71之间的间隔空间的上方。在所述备料支架体7上还设置有用于驱动所述接料弯臂72转动的弯臂驱动器（图中未画出）。在备料过程中，被切割管材预先放置到所述接料弯臂72上，然后所述弯臂驱动器驱动所述接料弯臂72绕所述支撑轴73摆动进入位于其下方的相邻的一对所述盛料滚轮71之间的间隔空间中，让所述接料弯臂72所接收的被切管材10a转置到所述盛料滚轮71上，同时所述被切管材10a也落到所述送管机构11上。

下面介绍所述管材激光切割机的除渣方法：开始当次切割任务时，让所述管材夹持器6带动被切管材10旋转，通过所述吸气通道40抽吸所述外吸管3内的空气，让所述外吸管3的包括有所述侧壁豁口30的管段插入到被切管材10中并让所述侧壁豁口30不仅朝向所述激光头2而且位于激光束所照射方向的正前方，让所述内铲41避开所述侧壁豁口30中的所述激光束所能够照射到的区域；当次切割任务完成后，通过所述B号驱动器42驱动所述内铲41在所述外吸管3内的所述激光束所能够照射到的区域相对于所述外吸管3移动，铲除所述外吸管3内残留的冷凝金属渣。其中，在当次切割任务完成后，可以选择继续通过所述吸气通道40抽吸所述外吸管3内的空气，排出通过所述内铲41铲起的冷凝金属渣，或者是在下次切割任务时，才通过所述吸气通道40抽吸所述外吸管3内的空气，排出通过所述内铲41铲起的冷凝金属渣。另外在其他的实施方式中，可以是让所述内铲41保持静止，而驱动所述外吸管3相对所述内铲41移动而铲除所述外吸管3内残留的冷凝金属渣。

为了能让形成于被切管材10的切口处的金属熔液滴或冷凝金属渣尽量多地被抽吸到所述外吸管3内，进一步的，如图2所示，开始当次切割任务时，将所述外吸管3朝所述激光头2方向贴近到被切管材10。在本实施方案中，所述外吸管3在所述被切管材10内是偏置的，所述外吸管3靠近所述激光头2一侧的外侧顶壁38与所述被切管材10的靠近所述激光头2一侧的内顶管壁101之间存在微量间隙。如此所述侧壁豁口30也是靠近被切管材10的，有利于强化形成于所述侧壁豁口30附近区域的气流抽力，并能够尽早地把金属熔液滴或冷凝金属渣收纳到所述外吸管3内，避免金属熔液滴或冷凝金属渣在所述外吸管3外四处飞溅。当然在其他的实施方式中，所述外吸管3的外侧顶壁38还可以是贴合接触所述被切管材10的内顶管壁101从而它们之间的间距为零。

Claims (17)

1.管材激光切割机的除渣方法，包括有能够产生激光束的激光头；其特征在于，包括中空的外吸管，所述外吸管的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口；还包括内铲，所述内铲用于伸入到所述外吸管内铲除冷凝金属渣；所述外吸管内设置有吸气通道，所述吸气通道用于抽吸所述外吸管内的空气；

开始当次切割任务时，让被切管材旋转，通过所述吸气通道抽吸所述外吸管内的空气，至少让所述外吸管的包括有所述侧壁豁口的管段插入到被切管材中并让所述侧壁豁口不仅朝向所述激光头而且位于激光束所照射方向的正前方，此时让所述内铲至少避开所述侧壁豁口中的所述激光束所能够照射到的区域；

当次切割任务完成后，让所述内铲至少在所述外吸管内的所述激光束所能够照射到的区域相对于所述外吸管移动，铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣。

2.根据权利要求1所述的除渣方法，其特征在于，开始当次切割任务时，将所述外吸管朝所述激光头方向贴近到被切管材。

3.根据权利要求1所述的除渣方法，其特征在于，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸，所述内铲移动时清理残留在所述外吸管内壁上的冷凝金属渣。

4.根据权利要求1所述的除渣方法，其特征在于，所述外吸管的包含有所述侧壁豁口的管段采用铜材制作。

5.管材激光切割机的除渣机构，所述管材激光切割机包括有能够产生激光束的激光头；其特征在于，所述除渣机构包括中空的外吸管，所述外吸管的其中一段管段的管侧壁上设置有侧壁豁口，所述外吸管用于在开始当次切割任务时插入到被切管材中，所述外吸管的侧壁豁口用于在开始当次切割任务时，不仅朝向所述激光头而且位于激光束所照射方向的正前方；所述外吸管内设置有吸气通道，所述吸气通道用于抽吸所述外吸管内的空气；所述外吸管内还设置有能够相对于所述外吸管移动的内铲，所述内铲用于铲除所述外吸管内残留的冷凝金属渣。

6.根据权利要求5所述的除渣机构，其特征在于，还包括呈杆状的内杆，所述内杆插入到所述外吸管中，所述吸气通道布置在所述内杆中或所述内杆与所述外吸管之间。

7.根据权利要求5所述的除渣机构，其特征在于，还包括呈杆状的内杆，所述内杆插入到所述外吸管中，所述内铲设置在所述内杆的前端或者所述内杆的前端端面部直接形成所述内铲。

8.根据权利要求5所述的除渣机构，其特征在于，所述内铲的外径尺寸稍小于所述外吸管的内径尺寸。

9.根据权利要求5所述的除渣机构，其特征在于，所述外吸管的前端端部封堵起来，所述侧壁豁口靠近所述外吸管的前端端部。

10.根据权利要求5所述的除渣机构，其特征在于，还包括吸丝头，所述吸气通道连通所述吸丝头，所述吸丝头用于借助于斜射气流抽吸所述吸气通道内的空气。

11.根据权利要求7所述的除渣机构，其特征在于，在所述外吸管上还设置有限位器，所述限位器伸入到所述外吸管内，所述限位器用于推动所述内铲朝向所述激光束所照射的方向偏置从而能够铲除残留在所述外吸管的正对着激光方向一侧的管内壁上的冷凝金属渣。

12.根据权利要求5到11任一项所述的除渣机构，其特征在于，还包括A号支撑台、安装在所述A号支撑台上并能够随所述A号支撑台移动的A号定位器和B号驱动器、受所述B号驱动器驱动而移动的B号支撑台、安装在所述B号支撑台上并能够随所述B号支撑台移动的B号定位器，所述外吸管的后端连接到所述A号定位器上，所述外吸管的前端向前方延伸；连接所述内铲的内杆的后端连接到所述B号定位器上，所述内杆的前端在所述外吸管内向前方延伸。

13.根据权利要求12所述的除渣机构，其特征在于，还包括升降装置，所述升降装置设置在所述A号支撑台上，所述A号定位器和B号驱动器设置在所述升降装置上，所述升降装置用于调节所述A号定位器和B号驱动器的高低位置从而让所述外吸管适配于不同内径大小的被切管材。

14.根据权利要求13所述的除渣机构，其特征在于，还包括升降装置，所述A号支撑台设置在所述升降装置上，所述升降装置用于通过所述A号支撑台调节所述A号定位器和B号驱动器的高低位置从而让所述外吸管适配于不同内径大小的被切管材。

15.应用权利要求5到14任一项所述除渣机构的管材激光切割机，其特征在于，包括所述除渣机构，所述管材激光切割机还包括有主机架、设置在所述主机架上的C号驱动器和C号滑轨及滑动设置在所述C号滑轨上并受所述C号驱动器驱动而移动的C号模块；所述C号模块上设置有能够避让所述外吸管的通孔，所述外吸管穿过所述C号模块的通孔后能够继续向前延伸，所述C号模块不仅用于支撑所述外吸管而且用于确定被切管材的伸出长度。

16.根据权利要求15所述的管材激光切割机，其特征在于，还包括有设置在所述主机架上的A号驱动器和A号滑轨，所述除渣机构的A号支撑台滑动设置在所述A号滑轨上并能够在所述A号驱动器的驱动下滑动。

17.根据权利要求15所述的管材激光切割机，其特征在于，还包括备料装置，所述备料装置用于准备被切割的管材，所述备料装置包括备料支架体、转动设置在所述备料支架体上的至少一对盛料滚轮以及可摆动地设置在所述备料支架体上的接料弯臂，全部的所述盛料滚轮按被切管材的输送方向排列用于传递由所述接料弯臂供给的被切管材，所述接料弯臂用于接收被切管材并以摆动的方式让其所接收的被切管材转置到所述盛料滚轮上。