CN111001949A - 一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备 - Google Patents

一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，包括主体、工作台和激光器，所述主体的形状为长方体，所述主体设置在工作台的上方且与工作台固定连接，所述激光器设置在主体的底部，所述主体内设有执行系统，所述工作台上设有移动装置，所述主体的靠近工作台的一侧设有防护机构和辅助机构，所述防护机构包括移动管、固定盘、移动环、防护管、三个气缸和三个连接组件，所述连接组件包括装配孔、导杆、弹簧和两个固定块，该用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备通过防护机构提高了安全性，不仅如此，还通过辅助机构提高了切割效率。

Description

一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备
技术领域
本发明涉及激光设备领域，特别涉及一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备。
背景技术
激光切割机是激光设备的一种，激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6～10^9W/cm^2。处于其焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射，会产生10000℃以上的局部高温，使工件瞬间汽化，再配合辅助切割气体将汽化的金属吹走，从而将工件切穿成一个很小的孔，随着数控机床的移动，无数个小孔连接起来就成了要切的外形。由于激光切割的频率非常高，所以每个小孔连接处非常光滑，切割出来的产品光洁度很高。
现有的激光切割机在对铜铝板材进行切割过程中，由于铜铝板材表面大都较为光滑，导致激光作用在板材上时的反光率较高，降低了板材对激光的吸收率，从而降低了切割效率，不仅如此，在切割期间，会产生大量的高温火花，易烫伤切割人员，降低了切割的安全性。
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，提供一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，包括主体、工作台和激光器，所述主体的形状为长方体，所述主体设置在工作台的上方且与工作台固定连接，所述激光器设置在主体的底部，所述主体内设有执行系统，所述工作台上设有移动装置，所述主体的靠近工作台的一侧设有防护机构和辅助机构；
所述防护机构包括移动管、固定盘、移动环、防护管、三个气缸和三个连接组件，所述主体的底部设有安装孔，所述移动管与工作台垂直，所述固定盘、移动环和防护管均与移动管同轴设置，所述安装孔的孔径和移动环的内径均与移动管的外径相等，所述固定盘的直径和移动管的内径相等，所述移动环的外径与防护管的内径相等，所述移动管穿过安装孔且与安装孔的内壁滑动连接，所述固定盘设置在移动管内，所述固定盘与移动管的内壁滑动连接，所述激光器位于移动管内且固定在固定盘的靠近工作台的一侧，所述固定盘的另一侧与主体内的顶部固定连接，所述移动管的底端插入移动环内，所述移动管与移动环的内壁密封且固定连接，所述移动环位于防护管内，所述移动环与防护管的内壁滑动且密封连接，所述气缸以移动管的轴线为中心轴线均匀分布在主体和移动环之间，所述气缸固定在主体上，所述气缸驱动移动环沿着移动管的轴线移动，所述连接组件与气缸一一对应且设置在防护管的内壁上；
所述连接组件包括装配孔、导杆、弹簧和两个固定块，所述导杆与移动管平行，所述装配孔设置在移动环上，所述导杆穿过装配孔，所述导杆与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述导杆的两端分别通过两个固定块固定在防护管的内壁上，所述移动环与靠近工作台的固定块抵靠，所述移动环的远离工作台的一侧通过弹簧与远离工作台的固定块连接；
所述辅助机构位于移动环的靠近工作台的一侧，所述辅助机构位于移动环内，所述辅助机构包括第一轴承、第二轴承、第一摩擦环、第二摩擦环、转动齿轮、内齿轮和驱动组件，所述第一摩擦环和第二摩擦环均与移动管同轴设置，所述第一摩擦环的外径小于移动环的外径，所述第一摩擦环的内径大于第二摩擦环的外径，所述第二摩擦环的内径大于移动环的内径，所述第一轴承的内圈安装在第一摩擦环上，所述第二轴承的外圈安装在第二摩擦环上，所述第一轴承的外圈和第二轴承的内圈均与移动环固定连接，所述内齿轮安装在第一摩擦环的上，所述转动齿轮安装在第二摩擦环上，所述第一摩擦环与工作台之间的距离和第二摩擦环与工作台之间的距离相等且小于防护管与工作台之间的距离，所述驱动组件分别与内齿轮和转动齿轮传动连接，所述内齿轮和转动齿轮的转向相反。
作为优选，为了驱动内齿轮和转动齿轮转动，所述驱动组件包括驱动电机和驱动齿轮，所述驱动电机固定在移动环上，所述驱动电机与驱动齿轮传动连接，所述驱动齿轮分别与内齿轮和转动齿轮啮合。
作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了便于移动管的安装，所述移动管的两端均设有倒角。
作为优选，为了减小移动管与固定盘之间的间隙，所述移动管的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了延长移动环的使用寿命，所述移动环上设有防腐镀锌层。
作为优选，为了实现缓冲和减振的功能，所述防护管的制作材料为橡胶。
作为优选，为了减小导杆与装配孔内壁之间的摩擦力，所述导杆上涂有润滑油。
作为优选，为了提高工作效率，所述移动环的靠近工作台的一侧为镜面。
作为优选，为了节能，所述主体上设有太阳能板。
本发明的有益效果是，该用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备通过防护机构提高了安全性，与现有的防护机构相比，通过密封空间挡住火花，还可以减少火花产生的热量流失，并将火花的热量传递至铜铝板材，实现了热量的回收，提高了切割效率，不仅如此，还通过辅助机构提高了切割效率，与现有的辅助机构相比，通过第一摩擦环和第二摩擦环在铜铝板材上的打磨可以产生热量，进一步提高切割效率。
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是本发明的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备的结构示意图；
图2是本发明的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备的剖视图；
图3是本发明的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备的连接组件的结构示意图；
图4是图2的A部放大图；
图中：1.主体，2.工作台，3.激光器，4.移动管，5.固定盘，6.移动环，7.防护管，8.气缸，9.导杆，10.弹簧，11.固定块，12.第一轴承，13.第二轴承，14.第一摩擦环，15.第二摩擦环，16.转动齿轮，17.内齿轮，18.驱动电机，19.驱动齿轮，20.太阳能板。
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1-3所示，一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，包括主体1、工作台2和激光器3，所述主体1的形状为长方体，所述主体1设置在工作台2的上方且与工作台2固定连接，所述激光器3设置在主体1的底部，所述主体1内设有执行系统，所述工作台2上设有移动装置，所述主体1的靠近工作台2的一侧设有防护机构和辅助机构；
所述防护机构包括移动管4、固定盘5、移动环6、防护管7、三个气缸8和三个连接组件，所述主体1的底部设有安装孔，所述移动管4与工作台2垂直，所述固定盘5、移动环6和防护管7均与移动管4同轴设置，所述安装孔的孔径和移动环6的内径均与移动管4的外径相等，所述固定盘5的直径和移动管4的内径相等，所述移动环6的外径与防护管7的内径相等，所述移动管4穿过安装孔且与安装孔的内壁滑动连接，所述固定盘5设置在移动管4内，所述固定盘5与移动管4的内壁滑动连接，所述激光器3位于移动管4内且固定在固定盘5的靠近工作台2的一侧，所述固定盘5的另一侧与主体1内的顶部固定连接，所述移动管4的底端插入移动环6内，所述移动管4与移动环6的内壁密封且固定连接，所述移动环6位于防护管7内，所述移动环6与防护管7的内壁滑动且密封连接，所述气缸8以移动管4的轴线为中心轴线均匀分布在主体1和移动环6之间，所述气缸8固定在主体1上，所述气缸8驱动移动环6沿着移动管4的轴线移动，所述连接组件与气缸8一一对应且设置在防护管7的内壁上；
所述连接组件包括装配孔、导杆9、弹簧10和两个固定块11，所述导杆9与移动管4平行，所述装配孔设置在移动环6上，所述导杆9穿过装配孔，所述导杆9与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述导杆9的两端分别通过两个固定块11固定在防护管7的内壁上，所述移动环6与靠近工作台2的固定块11抵靠，所述移动环6的远离工作台2的一侧通过弹簧10与远离工作台2的固定块11连接；
将铜铝板材放置在工作台2上，通过执行系统使激光器3发出激光，通过移动装置使铜铝板材移动，从而使激光切割，期间，通过气缸8使移动环6向着靠近工作台2方向移动，移动环6的移动带动防护管7与铜铝板材抵靠，移动环6的移动还带动移动管4实现同步移动，通过固定盘5密封移动管4和防护管7与铜铝板材的抵靠，可以使激光切割期间产生的火花位于密封的空间内，从而可以避免火花伤人，提高了防护性和安全性，这里，防护管7与工件抵靠时，使移动环6对弹簧10实现挤压，通过弹簧10的压缩可以吸收防护管7与铜铝板材抵靠时的位移量，提高防护管7与铜铝板材密封的可靠性，同时，通过弹簧10的弹性作用，还可以实现缓冲和减振效果。
如图4所示，所述辅助机构位于移动环6的靠近工作台2的一侧，所述辅助机构位于移动环6内，所述辅助机构包括第一轴承12、第二轴承13、第一摩擦环14、第二摩擦环15、转动齿轮16、内齿轮17和驱动组件，所述第一摩擦环14和第二摩擦环15均与移动管4同轴设置，所述第一摩擦环14的外径小于移动环6的外径，所述第一摩擦环14的内径大于第二摩擦环15的外径，所述第二摩擦环15的内径大于移动环6的内径，所述第一轴承12的内圈安装在第一摩擦环14上，所述第二轴承13的外圈安装在第二摩擦环15上，所述第一轴承12的外圈和第二轴承13的内圈均与移动环6固定连接，所述内齿轮17安装在第一摩擦环14的上，所述转动齿轮16安装在第二摩擦环15上，所述第一摩擦环14与工作台2之间的距离和第二摩擦环15与工作台2之间的距离相等且小于防护管7与工作台2之间的距离，所述驱动组件分别与内齿轮17和转动齿轮16传动连接，所述内齿轮17和转动齿轮16的转向相反。
通过移动环6的移动，使第一摩擦环14的底部和第二摩擦环15的底部均与铜铝板材抵靠，通过驱动组件使内齿轮17和转动齿轮16反向转动，从而使第一摩擦环14和第二摩擦环15分别在第一轴承12和第二轴承13的支撑作用下反向转动，通过第一摩擦环14和第二摩擦环15的转动，可以使铜铝板材上产生纹路，降低了铜铝板材的粗糙度，同时，通过第一摩擦环14和第二摩擦环15之间的反向转动，可以使纹路产生交叉，进一步提高粗糙效果，从而可以提高铜铝板材对激光的吸收率，即可以提高切割效率。
作为优选，为了驱动内齿轮17和转动齿轮16转动，所述驱动组件包括驱动电机18和驱动齿轮19，所述驱动电机18固定在移动环6上，所述驱动电机18与驱动齿轮19传动连接，所述驱动齿轮19分别与内齿轮17和转动齿轮16啮合。
驱动电机18启动，使驱动电机18带动驱动齿轮19转动，驱动齿轮19的转动带动内齿轮17和转动齿轮16反向转动。
作为优选，为了提高驱动电机18的驱动力，所述驱动电机18为伺服电机。
伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高驱动电机18的驱动力。
作为优选，为了便于移动管4的安装，所述移动管4的两端均设有倒角。
倒角的作用是减小移动管4穿过安装孔时的口径，起到了便于安装的效果。
作为优选，为了减小移动管4与固定盘5之间的间隙，所述移动管4的内壁上涂有密封脂。
密封脂的作用是减小移动管4与固定盘5之间的间隙，提高密封性。
作为优选，为了延长移动环6的使用寿命，所述移动环6上设有防腐镀锌层。
防腐镀锌层的作用是提升移动环6的防锈能力，延长移动环6的使用寿命。
作为优选，为了实现缓冲和减振的功能，所述防护管7的制作材料为橡胶。
橡胶质地较为柔软，可以减小防护管7与铜铝板材抵靠时产生的冲击力，实现了缓冲和减振。
作为优选，为了减小导杆9与装配孔内壁之间的摩擦力，所述导杆9上涂有润滑油。
润滑油的作用是减小导杆9与装配孔内壁之间的摩擦力，提高移动环6移动的流畅性。
作为优选，为了提高工作效率，所述移动环6的靠近工作台2的一侧为镜面。
通过镜面的移动环6可以将火花产生的光线进行反射并作用到铜铝板材，使铜铝板材提前受热，从而可以提高切割效率。
作为优选，为了节能，所述主体1上设有太阳能板20。
太阳能板20可以吸收光线实现光伏发电，所发电量可以提供该设备运行，实现了节能。
将铜铝板材放置在工作台2上，通过执行系统使激光器3发出激光，通过移动装置使铜铝板材移动，从而使激光切割，期间，通过气缸8使移动环6向着靠近工作台2方向移动，移动环6的移动带动防护管7与铜铝板材抵靠，移动环6的移动还带动移动管4实现同步移动，通过固定盘5密封移动管4和防护管7与铜铝板材的抵靠，可以使激光切割期间产生的火花位于密封的空间内，从而可以避免火花伤人，提高了防护性和安全性，这里，防护管7与工件抵靠时，使移动环6对弹簧10实现挤压，通过弹簧10的压缩可以吸收防护管7与铜铝板材抵靠时的位移量，提高防护管7与铜铝板材密封的可靠性，同时，通过弹簧10的弹性作用，还可以实现缓冲和减振效果，通过移动环6的移动，使第一摩擦环14的底部和第二摩擦环15的底部均与铜铝板材抵靠，驱动电机18启动，使驱动电机18带动驱动齿轮19转动，驱动齿轮19的转动带动内齿轮17和转动齿轮16反向转动，从而使第一摩擦环14和第二摩擦环15分别在第一轴承12和第二轴承13的支撑作用下反向转动，通过第一摩擦环14和第二摩擦环15的转动，可以使铜铝板材上产生纹路，降低了铜铝板材的粗糙度，同时，通过第一摩擦环14和第二摩擦环15之间的反向转动，可以使纹路产生交叉，进一步提高粗糙效果，从而可以提高铜铝板材对激光的吸收率，即可以提高切割效率。
与现有技术相比，该用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备通过防护机构提高了安全性，与现有的防护机构相比，通过密封空间挡住火花，还可以减少火花产生的热量流失，并将火花的热量传递至铜铝板材，实现了热量的回收，提高了切割效率，不仅如此，还通过辅助机构提高了切割效率，与现有的辅助机构相比，通过第一摩擦环14和第二摩擦环15在铜铝板材上的打磨可以产生热量，进一步提高切割效率。
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)

1.一种用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，包括主体(1)、工作台(2)和激光器(3)，所述主体(1)的形状为长方体，所述主体(1)设置在工作台(2)的上方且与工作台(2)固定连接，所述激光器(3)设置在主体(1)的底部，所述主体(1)内设有执行系统，所述工作台(2)上设有移动装置，其特征在于，所述主体(1)的靠近工作台(2)的一侧设有防护机构和辅助机构；
所述防护机构包括移动管(4)、固定盘(5)、移动环(6)、防护管(7)、三个气缸(8)和三个连接组件，所述主体(1)的底部设有安装孔，所述移动管(4)与工作台(2)垂直，所述固定盘(5)、移动环(6)和防护管(7)均与移动管(4)同轴设置，所述安装孔的孔径和移动环(6)的内径均与移动管(4)的外径相等，所述固定盘(5)的直径和移动管(4)的内径相等，所述移动环(6)的外径与防护管(7)的内径相等，所述移动管(4)穿过安装孔且与安装孔的内壁滑动连接，所述固定盘(5)设置在移动管(4)内，所述固定盘(5)与移动管(4)的内壁滑动连接，所述激光器(3)位于移动管(4)内且固定在固定盘(5)的靠近工作台(2)的一侧，所述固定盘(5)的另一侧与主体(1)内的顶部固定连接，所述移动管(4)的底端插入移动环(6)内，所述移动管(4)与移动环(6)的内壁密封且固定连接，所述移动环(6)位于防护管(7)内，所述移动环(6)与防护管(7)的内壁滑动且密封连接，所述气缸(8)以移动管(4)的轴线为中心轴线均匀分布在主体(1)和移动环(6)之间，所述气缸(8)固定在主体(1)上，所述气缸(8)驱动移动环(6)沿着移动管(4)的轴线移动，所述连接组件与气缸(8)一一对应且设置在防护管(7)的内壁上；
所述连接组件包括装配孔、导杆(9)、弹簧(10)和两个固定块(11)，所述导杆(9)与移动管(4)平行，所述装配孔设置在移动环(6)上，所述导杆(9)穿过装配孔，所述导杆(9)与装配孔的内壁滑动且密封连接，所述导杆(9)的两端分别通过两个固定块(11)固定在防护管(7)的内壁上，所述移动环(6)与靠近工作台(2)的固定块(11)抵靠，所述移动环(6)的远离工作台(2)的一侧通过弹簧(10)与远离工作台(2)的固定块(11)连接；
所述辅助机构位于移动环(6)的靠近工作台(2)的一侧，所述辅助机构位于移动环(6)内，所述辅助机构包括第一轴承(12)、第二轴承(13)、第一摩擦环(14)、第二摩擦环(15)、转动齿轮(16)、内齿轮(17)和驱动组件，所述第一摩擦环(14)和第二摩擦环(15)均与移动管(4)同轴设置，所述第一摩擦环(14)的外径小于移动环(6)的外径，所述第一摩擦环(14)的内径大于第二摩擦环(15)的外径，所述第二摩擦环(15)的内径大于移动环(6)的内径，所述第一轴承(12)的内圈安装在第一摩擦环(14)上，所述第二轴承(13)的外圈安装在第二摩擦环(15)上，所述第一轴承(12)的外圈和第二轴承(13)的内圈均与移动环(6)固定连接，所述内齿轮(17)安装在第一摩擦环(14)的上，所述转动齿轮(16)安装在第二摩擦环(15)上，所述第一摩擦环(14)与工作台(2)之间的距离和第二摩擦环(15)与工作台(2)之间的距离相等且小于防护管(7)与工作台(2)之间的距离，所述驱动组件分别与内齿轮(17)和转动齿轮(16)传动连接，所述内齿轮(17)和转动齿轮(16)的转向相反。
2.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述驱动组件包括驱动电机(18)和驱动齿轮(19)，所述驱动电机(18)固定在移动环(6)上，所述驱动电机(18)与驱动齿轮(19)传动连接，所述驱动齿轮(19)分别与内齿轮(17)和转动齿轮(16)啮合。
3.如权利要求2所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述驱动电机(18)为伺服电机。
4.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述移动管(4)的两端均设有倒角。
5.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述移动管(4)的内壁上涂有密封脂。
6.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述移动环(6)上设有防腐镀锌层。
7.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述防护管(7)的制作材料为橡胶。
8.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述导杆(9)上涂有润滑油。
9.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述移动环(6)的靠近工作台(2)的一侧为镜面。
10.如权利要求1所述的用于产生加工车间的安全系数高的激光切割设备，其特征在于，所述主体(1)上设有太阳能板(20)。
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