CN110732787B - 一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床，包括工作台、密封罩、净气机构、移动机构、控制器、移动块、加工机构和两个升降机构，加工机构包括稳压电源、激光头、滑动变阻器和调节组件，调节组件包括竖杆、调节板、固定板、弹簧、滑杆、凸块和传动单元，净气机构包括净化组件和两个进气组件，该具有自动调节功能的钢板数控激光机床在运行时，加工机构能够根据钢板的厚度自动调节激光头的功率，保证加工生产安全有效的进行，不仅如此，通过净气机构可对钢板加工部位进行降温散热，避免钢板温度过高影响加工精度，并对密封罩内的空气进行净化处理，避免影响操作工人的呼吸健康，保证加工安全进行，从而提高了设备的实用性。

Description

一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床

技术领域

本发明涉及数控机床领域，特别涉及一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床。

背景技术

激光束加工是基于激光系统的红外辐射与材料固有热作用而将材料加热、熔化、烧蚀甚至汽化来进行打孔、切割焊接以及表面热处理的一种加工方法。激光器将电能转换为光能，产生所需要的激光束，通过透镜将激光聚集成一个极小的光斑照射在被加工表面，能在千分之几秒，甚至更短时间内使某种物质熔化和气化，到达加工的目的。

现有的数控激光机床在对钢板这一类的零件进行加工处理时，激光器的功率固定不变，对钢板较厚的部位，激光器容易功率过小而无法实现完整的切割，而对于钢板较薄的部位，激光器容易功率大，在激光束穿透钢板后容易作用在机床的放置平台上，对机床内部零件造成损伤破坏，不仅如此，由于激光加工是利用加热工件使得工件气化实现加工处理的目的，因此在对钢板加工时，钢板容易受热变形，影响加工精度，且钢板的被加工部位气化后，容易污染周围的空气环境，影响操作工人的呼吸健康，进而导致现有的钢板数控激光机床实用性降低。

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，提供一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床，包括工作台、密封罩、净气机构、移动机构、控制器、移动块、加工机构和两个升降机构，所述密封罩的两侧分别通过两个升降机构设置在工作台的上方，所述控制器固定在密封罩的上方，所述控制器内设有PLC，所述移动块通过移动机构设置在密封罩内的顶部，所述加工机构设置在移动块的下方；

所述加工机构包括稳压电源、激光头、滑动变阻器和调节组件，所述激光头通过稳压电源固定在移动块的下方，所述稳压电源与PLC电连接，所述滑动变阻器固定在移动块的下方，所述滑动变阻器的滑动变阻端与调节组件连接，所述稳压电源的一端与滑动变阻器的滑动变阻端连接，所述稳压电源的另一端与激光头的一端连接，所述激光头的另一端与滑动变阻器的底端连接；

所述调节组件包括竖杆、调节板、固定板、弹簧、滑杆、凸块和传动单元，所述竖杆固定在调节板的下方，所述固定板位于调节板的上方，所述凸块通过滑杆固定在调节板的上方，所述弹簧的两端分别与固定板和调节板连接，所述弹簧处于压缩状态，所述调节板通过传动单元与滑动变阻器的滑动变阻端连接；

所述净气机构包括净化组件和两个进气组件，所述净化组件位于密封罩的上方，两个进气组件分别位于净化组件的两侧，所述进气组件包括风机、喷嘴、进气管和进气口，所述进气口设置在密封罩的顶部，所述进气管的一端固定在进气口的内侧，所述进气管的另一端通过风机与喷嘴连通，所述喷嘴通过风机固定在移动块的下方，所述净化组件包括净化箱、盖板、净化单元和两个出气管，所述净化箱固定在密封罩的上方，所述盖板盖设在净化箱上，所述净化单元设置在净化箱内，所述净化箱的上部的两侧分别通过两个出气管与密封罩内的顶部连通，所述净化箱的下部的两侧分别设有出气口。

作为优选，为了通过调节板的升降移动带动滑动变阻器的滑动变阻端反向升降移动，所述传动单元包括第一油缸、第一活塞、第二油缸、第二活塞、连接杆和连接架，所述第一油缸和第二油缸均竖直向下固定在移动块的下方，所述第一活塞和第二活塞分别设置在第一油缸和第二油缸内，所述连接杆的两端分别与调节板和第一活塞固定连接，所述连接架的两端分别与第二活塞和滑动变阻器的滑动变阻端固定连接，所述固定板与第一油缸固定连接。

作为优选，为了提高传动单元的灵敏度，所述第一油缸的内径大于第二油缸的内径。

作为优选，为了避免钢板磨损，所述竖杆的底端设有滚轮。

作为优选，为了实现净化空气的目的，所述净化单元包括固定环、活性炭滤网和若干插杆，所述固定环的外周固定在净化箱的内壁上，所述活性炭滤网抵靠在固定环的上方，所述插杆周向均匀分布在活性炭滤网的下方，所述固定环上设有若干插孔，所述插孔的数量与插杆的数量相等，所述插杆与插孔一一对应，所述插杆位于插孔的内侧。

作为优选，为了避免活性炭滤网脱离固定环的上方，所述盖板的下方设有固定块，所述固定块固定在盖板的下方，所述固定块抵靠在活性炭滤网的上方。

作为优选，为了避免盖板脱离净化箱的上方，所述出气管的上方设有磁铁，所述盖板的制作材料为铁。

作为优选，为了避免盖板偏移，所述磁铁的上方设有定向杆，所述盖板上设有两个开孔，所述开孔与定向杆一一对应，所述定向杆位于开孔的内侧。

作为优选，为了检测活性炭滤网是否吸收饱和，所述净化箱内的底部设有空气质量传感器，所述空气质量传感器与PLC电连接。

作为优选，为了避免进气管内进入灰尘，所述进气管的远离风机的一端设有滤布。

本发明的有益效果是，该具有自动调节功能的钢板数控激光机床在运行时，加工机构能够根据钢板的厚度自动调节激光头的功率，保证加工生产安全有效的进行，不仅如此，通过净气机构可对钢板加工部位进行降温散热，避免钢板温度过高影响加工精度，并对密封罩内的空气进行净化处理，避免影响操作工人的呼吸健康，保证加工安全进行，从而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是本发明的具有自动调节功能的钢板数控激光机床的结构示意图；

图2是本发明的具有自动调节功能的钢板数控激光机床的加工机构的结构示意图；

图3是本发明的具有自动调节功能的钢板数控激光机床的调节组件的结构示意图；

图4是本发明的具有自动调节功能的钢板数控激光机床的净化组件的结构示意图；

图中：1.工作台，2.密封罩，3.控制器，4.移动块，5.移动机构，6.稳压电源，7.激光头，8.滑动变阻器，9.竖杆，10.调节板，11.固定板，12.弹簧，13.滑杆，14.凸块，15.风机，16.喷嘴，17.进气管，18.净化箱，19.盖板，20.出气管，21.第一油缸，22.第一活塞，23.第二油缸，24.第二活塞，25.连接杆，26.连接架，27.滚轮，28.固定环，29.活性炭滤网，30.插杆，31.固定块，32.磁铁，33.定向杆，34.空气质量传感器，35.滤布。

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，一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床，包括工作台1、密封罩2、净气机构、移动机构5、控制器3、移动块4、加工机构和两个升降机构，所述密封罩2的两侧分别通过两个升降机构设置在工作台1的上方，所述控制器3固定在密封罩2的上方，所述控制器3内设有PLC，所述移动块4通过移动机构5设置在密封罩2内的顶部，所述加工机构设置在移动块4的下方；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

用户在使用该钢板数控激光机床对钢板进行切割加工处理时，首先将钢板放置在工作台1的上方，使其位于密封罩2的下方后，通过控制器3进行操作，设定加工程序后，升降机构启动，带动密封罩2向下移动，使得密封罩2抵靠在工作台1的下方，此时钢板位于密封罩2的内侧，而后移动机构5启动，带动移动块4在密封罩2的顶部做水平方向移动的同时，加工机构对下方的钢板进行加工处理，并且在处理的同时，净气机构启动，吸入外部空气吹在加工部位附近，便于钢板降温散热，避免钢板过热变形，同时，净气机构运行，对密封罩2内部的空气进行净化处理，由于密封罩2可防止气化的钢材扩散到外部，便于净气机构集中对密封罩2内部的空气进行净化处理，防止空气扩散到外部污染周围环境，影响操作工人的呼吸健康，通过对空气净化处理，保证了生产加工的安全可靠性，从而提高了设备的实用性。

如图2所示，所述加工机构包括稳压电源6、激光头7、滑动变阻器8和调节组件，所述激光头7通过稳压电源6固定在移动块4的下方，所述稳压电源6与PLC电连接，所述滑动变阻器8固定在移动块4的下方，所述滑动变阻器8的滑动变阻端与调节组件连接，所述稳压电源6的一端与滑动变阻器8的滑动变阻端连接，所述稳压电源6的另一端与激光头7的一端连接，所述激光头7的另一端与滑动变阻器8的底端连接；

加工机构在进行加工处理时，PLC控制稳压电源6通电，向滑动变阻器8和激光头7提供稳定的电压电源，同时调节组件作用在钢板表面与钢板的表面接触，移动块4带动加工机构进行平移的过程中，调节组件作用在滑动变阻器8的滑动变阻端，使得滑动变阻器8的阻值发生变化，当在加工较厚部位的钢板时，滑动变阻器8的阻值减小，使得通过激光头7的电流增大，从而扩大激光头7产生的激光束的输出功率，便于对较厚部位的钢材进行加工，而在加工浇薄部位的钢板时，滑动变阻器8的阻值增大，使得使得通过激光头7的电流减小，从而减小激光头7产生的激光束的输出功率，避免激光束功率过大对工作台1产生影响，如此，通过调节组件可自动根据钢板的厚度调节激光头7的运行功率，保证安全有效的加工生产。

如图3所示，所述调节组件包括竖杆9、调节板10、固定板11、弹簧12、滑杆13、凸块14和传动单元，所述竖杆9固定在调节板10的下方，所述固定板11位于调节板10的上方，所述凸块14通过滑杆13固定在调节板10的上方，所述弹簧12的两端分别与固定板11和调节板10连接，所述弹簧12处于压缩状态，所述调节板10通过传动单元与滑动变阻器8的滑动变阻端连接；

调节组件中，利用位置固定的固定板11上的压缩状态的弹簧12，对调节板10产生向下的推力，使得调节板10下方的竖杆9的底端抵靠在钢板的上表面，当钢板的厚度发生变化时，竖杆9的高度位置发生变化，进而带动调节板10的高度位置发生变化，调节板10通过传动单元作用在滑动变阻器8的滑动变阻端上，使得当钢板厚度增加时，调节板10向上移动时，滑动变阻器8的滑动变阻端向下移动，滑动变阻器8的阻值减小，反之，在钢板厚度减小时，调节板10向下移动时，滑动变阻器8的滑动变阻端向上移动，滑动变阻器8的阻值增大，便于自动调节激光头7的运行功率。

如图1和图4所示，所述净气机构包括净化组件和两个进气组件，所述净化组件位于密封罩2的上方，两个进气组件分别位于净化组件的两侧，所述进气组件包括风机15、喷嘴16、进气管17和进气口，所述进气口设置在密封罩2的顶部，所述进气管17的一端固定在进气口的内侧，所述进气管17的另一端通过风机15与喷嘴16连通，所述喷嘴16通过风机15固定在移动块4的下方，所述净化组件包括净化箱18、盖板19、净化单元和两个出气管20，所述净化箱18固定在密封罩2的上方，所述盖板19盖设在净化箱18上，所述净化单元设置在净化箱18内，所述净化箱18的上部的两侧分别通过两个出气管20与密封罩2内的顶部连通，所述净化箱18的下部的两侧分别设有出气口。

在对钢板进行加工处理的同时，净化机构中的两个进气组件同时启动，由PLC控制风机15运行，通过进气管17引入密封罩2外部的空气，通过喷嘴16向下喷出外部的冷空气，带走钢板加工部位的热量，便于对钢板进行降温散热，并且，密封罩2内的空气通过出气管20进入到净化箱18内，利用净化箱18内的净化单元对空气进行净化处理后，通过出气口排出空气，如此，实现了对空气的净化处理，避免加工生产时污染周围的空气影响操作工人的呼吸健康。

如图3所示，所述传动单元包括第一油缸21、第一活塞22、第二油缸23、第二活塞24、连接杆25和连接架26，所述第一油缸21和第二油缸23均竖直向下固定在移动块4的下方，所述第一活塞22和第二活塞24分别设置在第一油缸21和第二油缸23内，所述连接杆25的两端分别与调节板10和第一活塞22固定连接，所述连接架26的两端分别与第二活塞24和滑动变阻器8的滑动变阻端固定连接，所述固定板11与第一油缸21固定连接。

调节板10向上移动时，通过连接杆25带动第一活塞22向上移动，将第一油缸21内的液压油输送至第二油缸23内，使得第二活塞24向下移动，进而第二活塞24通过连接架26带动滑动变阻器8的滑动变阻端向下移动，反之当调节板10向下移动时，通过连接杆25带动第一活塞22向下移动，使得第二油缸23内的液压油输送至第一油缸21内，进而第二活塞24向上移动，通过连接架26使得滑动变阻器8的滑动变阻端向上移动，如此，实现了调节板10和滑动变阻器8的滑动变阻端的竖直方向上反向的升降移动。

作为优选，为了提高传动单元的灵敏度，所述第一油缸21的内径大于第二油缸23的内径。通过保证第一油缸21内径大于第二油缸23内径，使得第二活塞24的位移变化量大于第一活塞22的位移变化量，因此，当调节板10发生升降移动时，可扩大连接架26的升降移动变化量，进而扩大滑动变阻器8的阻值变化，如此，可提高传动单元的灵敏度，便于精确控制激光头7的功率。

作为优选，为了避免钢板磨损，所述竖杆9的底端设有滚轮27。利用滚轮27抵靠在钢板的表面，便于滚轮27在钢板表面移动时，减小钢板受到的磨损。

如图4所示，所述净化单元包括固定环28、活性炭滤网29和若干插杆30，所述固定环28的外周固定在净化箱18的内壁上，所述活性炭滤网29抵靠在固定环28的上方，所述插杆30周向均匀分布在活性炭滤网29的下方，所述固定环28上设有若干插孔，所述插孔的数量与插杆30的数量相等，所述插杆30与插孔一一对应，所述插杆30位于插孔的内侧。

在防止活性炭滤网29时，可将活性炭滤网29下方的插杆30穿过固定环28上的插孔，并使得活性炭滤网29抵靠在固定环28的上方，当密封罩2内的空气通过出气管20进入净化箱18内的上部向下流动时，通过活性炭滤网29，利用活性炭滤网29可吸收空气中的有害物质，实现对空气的净化处理，而后空气可通过出气口排出。

作为优选，为了避免活性炭滤网29脱离固定环28的上方，所述盖板19的下方设有固定块31，所述固定块31固定在盖板19的下方，所述固定块31抵靠在活性炭滤网29的上方。利用固定在盖板19下方的固定块31可抵靠在活性炭滤网29的表面，防止活性炭滤网29发生抖动后脱离固定环28的上方。

作为优选，为了避免盖板19脱离净化箱18的上方，所述出气管20的上方设有磁铁32，所述盖板19的制作材料为铁。通过固定位置的磁铁32可吸引由铁制成的盖板19，使得盖板19抵靠在净化箱18的上方，保证净化箱18的密封效果。

作为优选，为了避免盖板19偏移，所述磁铁32的上方设有定向杆33，所述盖板19上设有两个开孔，所述开孔与定向杆33一一对应，所述定向杆33位于开孔的内侧。通过将盖板19上的开孔套在固定位置的定向杆33上，可避免盖板19在水平方向上发生偏移，保证了盖板19的固定效果。

作为优选，为了检测活性炭滤网29是否吸收饱和，所述净化箱18内的底部设有空气质量传感器34，所述空气质量传感器34与PLC电连接。利用空气质量传感器34检测通过活性炭滤网29的空气质量，并将信号传递给PLC，便于PLC根据信号值，确认空气中是否含污染物，当污染物浓度较高时，可通过控制器3上的显示装置体型用户更换活性炭滤网29。

作为优选，为了避免进气管17内进入灰尘，所述进气管17的远离风机15的一端设有滤布35。利用滤布35可对进入进气管17内的外部空气进行除尘过滤，防止灰尘进入进气管17内，保证喷嘴16喷出的空气的洁净。

该数控激光机床在对钢板进行加工时，调节组件可自动根据钢板的厚度调节滑动变阻器8的滑动变阻端的位置，从而调节滑动变阻器8的阻值，改变通过激光头7的电流，避免激光头7产生的激光束功率过大或过小，影响切割效果和工作台1，保证激光切割安全有效进行，不仅如此，对钢板进行加工处理时，通过进气组件引入外部空气对加工部位吹气，进行降温散热，并通过净化组件对密封罩2内的空气进行净化处理，避免加工时产生的气化的钢材金属污染周围的空气，影响操作工人的呼吸健康，保证加工安全进行，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该具有自动调节功能的钢板数控激光机床在运行时，加工机构能够根据钢板的厚度自动调节激光头7的功率，保证加工生产安全有效的进行，不仅如此，通过净气机构可对钢板加工部位进行降温散热，避免钢板温度过高影响加工精度，并对密封罩2内的空气进行净化处理，避免影响操作工人的呼吸健康，保证加工安全进行，从而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)

1.一种具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，包括工作台(1)、密封罩(2)、净气机构、移动机构(5)、控制器(3)、移动块(4)、加工机构和两个升降机构，所述密封罩(2)的两侧分别通过两个升降机构设置在工作台(1)的上方，所述控制器(3)固定在密封罩(2)的上方，所述控制器(3)内设有PLC，所述移动块(4)通过移动机构(5)设置在密封罩(2)内的顶部，所述加工机构设置在移动块(4)的下方；

所述加工机构包括稳压电源(6)、激光头(7)、滑动变阻器(8)和调节组件，所述激光头(7)通过稳压电源(6)固定在移动块(4)的下方，所述稳压电源(6)与PLC电连接，所述滑动变阻器(8)固定在移动块(4)的下方，所述滑动变阻器(8)的滑动变阻端与调节组件连接，所述稳压电源(6)的一端与滑动变阻器(8)的滑动变阻端连接，所述稳压电源(6)的另一端与激光头(7)的一端连接，所述激光头(7)的另一端与滑动变阻器(8)的底端连接；

所述调节组件包括竖杆(9)、调节板(10)、固定板(11)、弹簧(12)、滑杆(13)、凸块(14)和传动单元，所述竖杆(9)固定在调节板(10)的下方，所述固定板(11)位于调节板(10)的上方，所述凸块(14)通过滑杆(13)固定在调节板(10)的上方，所述弹簧(12)的两端分别与固定板(11)和调节板(10)连接，所述弹簧(12)处于压缩状态，所述调节板(10)通过传动单元与滑动变阻器(8)的滑动变阻端连接；

所述净气机构包括净化组件和两个进气组件，所述净化组件位于密封罩(2)的上方，两个进气组件分别位于净化组件的两侧，所述进气组件包括风机(15)、喷嘴(16)、进气管(17)和进气口，所述进气口设置在密封罩(2)的顶部，所述进气管(17)的一端固定在进气口的内侧，所述进气管(17)的另一端通过风机(15)与喷嘴(16)连通，所述喷嘴(16)通过风机(15)固定在移动块(4)的下方，所述净化组件包括净化箱(18)、盖板(19)、净化单元和两个出气管(20)，所述净化箱(18)固定在密封罩(2)的上方，所述盖板(19)盖设在净化箱(18)上，所述净化单元设置在净化箱(18)内，所述净化箱(18)的上部的两侧分别通过两个出气管(20)与密封罩(2)内的顶部连通，所述净化箱(18)的下部的两侧分别设有出气口。

2.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述传动单元包括第一油缸(21)、第一活塞(22)、第二油缸(23)、第二活塞(24)、连接杆(25)和连接架(26)，所述第一油缸(21)和第二油缸(23)均竖直向下固定在移动块(4)的下方，所述第一活塞(22)和第二活塞(24)分别设置在第一油缸(21)和第二油缸(23)内，所述连接杆(25)的两端分别与调节板(10)和第一活塞(22)固定连接，所述连接架(26)的两端分别与第二活塞(24)和滑动变阻器(8)的滑动变阻端固定连接，所述固定板(11)与第一油缸(21)固定连接。

3.如权利要求2所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述第一油缸(21)的内径大于第二油缸(23)的内径。

4.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述竖杆(9)的底端设有滚轮(27)。

5.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述净化单元包括固定环(28)、活性炭滤网(29)和若干插杆(30)，所述固定环(28)的外周固定在净化箱(18)的内壁上，所述活性炭滤网(29)抵靠在固定环(28)的上方，所述插杆(30)周向均匀分布在活性炭滤网(29)的下方，所述固定环(28)上设有若干插孔，所述插孔的数量与插杆(30)的数量相等，所述插杆(30)与插孔一一对应，所述插杆(30)位于插孔的内侧。

6.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述盖板(19)的下方设有固定块(31)，所述固定块(31)固定在盖板(19)的下方，所述固定块(31)抵靠在活性炭滤网(29)的上方。

7.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述出气管(20)的上方设有磁铁(32)，所述盖板(19)的制作材料为铁。

8.如权利要求7所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述磁铁(32)的上方设有定向杆(33)，所述盖板(19)上设有两个开孔，所述开孔与定向杆(33)一一对应，所述定向杆(33)位于开孔的内侧。

9.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述净化箱(18)内的底部设有空气质量传感器(34)，所述空气质量传感器(34)与PLC电连接。

10.如权利要求1所述的具有自动调节功能的钢板数控激光机床，其特征在于，所述进气管(17)的远离风机(15)的一端设有滤布(35)。

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