CN111283321A - 一种自定位无毛刺式钢材切割方法 - Google Patents

一种自定位无毛刺式钢材切割方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自定位无毛刺式钢材切割方法，属于钢材切割领域，一种自定位无毛刺式钢材切割方法，通过吸附伞的设置，在激光切割的过程中营造吸附伞负压的状态，可以有效对在气体喷射装置吹拂下的飞溅熔渣进行吸附拦截，一方面限制熔渣飞溅的范围，有效降低工作台面的清理难度，另一方面有效避免飞溅的熔渣进入到机器内部，降低对于切割工厂内机器的破坏，同时配合吸附扭曲网上勾面绕绳以及蛛网空间的作用，可以有效实现吸附吸附扭曲网上拦截的熔渣的作用，有效避免被拦截的熔渣向下掉落至待切割板材的表面再次形成毛刺的情况，从而显著降低待切割板材表面毛刺的存在。

Description

一种自定位无毛刺式钢材切割方法
技术领域
本发明涉及钢材切割领域，更具体地说，涉及一种自定位无毛刺式钢材切割方法。
背景技术
钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种。
钢材(Steel)：是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。
当激光切割件在加工工件时，激光束照射工件表面产生的高能量使工件表面迅速汽化，并且蒸发，来实现切割的目的，但是切割边缘的熔渣冷却后，就会形成毛刺附在切割面上，现有技术中一般通过辅助气体，吹拂切割面，从而吹走熔渣，实现去毛刺的效果，例如，申请号为CN201410133024.4的中国专利《非晶合金的激光切割方法》，中提到第二气体喷射装置用于辅助气体的喷射，进行吹走熔渣，但是这种方式，一方面易造成熔渣到处飞溅，熔渣在工作台面上的覆盖范围无形增大，造成清洁难度的增大，另一方面，由于熔渣的体积不定，较小的熔渣在辅助气体的吹拂下，其飞溅的行程较远，并且熔渣以及飞溅到机器内部，对于机器的正常使用造成影响。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种自定位无毛刺式钢材切割方法，它通过吸附伞的设置，在激光切割的过程中营造吸附伞负压的状态，可以有效对在气体喷射装置吹拂下的飞溅熔渣进行吸附拦截，一方面限制熔渣飞溅的范围，有效降低工作台面的清理难度，另一方面有效避免飞溅的熔渣进入到机器内部，降低对于切割工厂内机器的破坏，同时配合吸附扭曲网上勾面绕绳以及蛛网空间的作用，可以有效实现吸附吸附扭曲网上拦截的熔渣的作用，有效避免被拦截的熔渣向下掉落至待切割板材的表面，再次形成毛刺的情况，从而显著降低待切割板材表面毛刺的存在。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种自定位无毛刺式钢材切割方法，包括以下步骤：
S1、首先将待切割钢材放置到切割面上，并将激光切割头对准切割面；
S2、开启切割面正下方的气体喷射装置，使其进行喷气，同时控制激光切割头外的吸附伞撑开；
S3、开启激光切割头，控制激光切割头进行切割；
S4、切割时，控制与激光切割头连接的鼓风机吸气，使得吸附伞内呈现负压状态；
S5、在气体喷射装置作用下飞溅的熔渣，在负压的吸附伞作用下，向吸附伞内移动并被吸附伞吸收，从而实现阻挡熔渣的飞溅。
通过吸附伞的设置，在激光切割的过程中营造吸附伞负压的状态，可以有效对在气体喷射装置吹拂下的飞溅熔渣进行吸附拦截，一方面限制熔渣飞溅的范围，有效降低工作台面的清理难度，另一方面有效避免飞溅的熔渣进入到机器内部，降低对于切割工厂内机器的破坏，同时配合吸附扭曲网上勾面绕绳以及蛛网空间的作用，可以有效实现吸附吸附扭曲网上拦截的熔渣的作用，有效避免被拦截的熔渣向下掉落至待切割板材的表面，再次形成毛刺的情况，从而显著降低待切割板材表面毛刺的存在。
进一步的，所述待切割钢材上表面对应切割面的位置涂设有荧光标记线，通过荧光标记线，便于激光切割头对切割面进行对位，提高切割便利性。
进一步的，所述荧光标记线可以为蓝色和绿色中的一种，激光切割头发射的红色光束与蓝色荧光标记线向重合时，颜色的叠加，会显示接近黑色的深紫色，与绿色荧光标记线向重合时，会显示出黄色，可以通过颜色的改变，在视觉上直接帮助工作人员定位激光切割路线，同时可以判断切割路线是否偏移的情况，有效提高切割准确度。
进一步的，所述吸附伞上端顶部与激光切割头转动连接，所述吸附伞下端内壁与激光切割头之间连接有电动推杆，可通过电动推杆自动控制吸附伞的合拢与展开，所述激光切割头内部开凿有竖向气道和横向气道，所述竖向气道和横向气道相通，所述竖向气道远离横向气道的孔口处于鼓风机连接，所述吸附伞内部开凿有负压气道，所述负压气道的孔口处与横向气道相通，可以通过鼓风机营造吸附伞内负压的状态，从而便于对在气体喷射装置吹拂下的熔渣进行吸附，从而有效降低工作台面的清理难度，同时有效避免飞溅的熔渣对于机器的破坏。
进一步的，所述吸附伞包括与激光切割头转动连接的吸附段以及连接在吸附段端部的缓压边缘，所述吸附段内壁固定连接有吸附扭曲网，所述负压气道开凿在吸附段内，吸附段用于吸附熔渣，缓压边缘用于缓冲切割面在被切开时，底部的气体喷射装置对于吸附伞的冲击。
进一步的，位于所述负压气道下方的吸附段为多孔结构，多孔使得吸附段内外相通，便于在吸附伞内部形成负压，有效引导熔渣向吸附扭曲网表面运动，使得吸附扭曲网对于熔渣的吸附效果更好，位于所述负压气道上方的吸附段以及缓压边缘均为实心结构。
进一步的，所述吸附段上多孔结构部分位于吸附扭曲网内侧，使得吸附扭曲网可以保护多孔结构不易被熔渣堵塞，所述缓压边缘为外翻的弧形结构，使得缓压边缘对于来自气体喷射装置气体冲击的缓冲效果更好。
进一步的，所述吸附扭曲网包括相互编织的多个横向网线和纵向网线，所述横向网线和纵向网线相互编织围成多个蛛网空间，所述横向网线和纵向网线上均缠绕有勾面绕绳，通过勾面绕绳一方面可以有效保护吸附扭曲网不易被熔渣割裂，另一方面勾面绕绳可以有效提高吸附扭曲网表面的粗糙度，从而对于不规则的熔渣的拦截吸附效果更好。
进一步的，所述蛛网空间内侧设有强化粘球，所述强化粘球内部填充有黏液，所述强化粘球内部贯穿连接有纵向引导棉线和横向引导棉线，强化粘球内的黏液可以通过纵向引导棉线和横向引导棉线向外蔓延，从而使得纵向引导棉线和横向引导棉线表面以及与纵向引导棉线和横向引导棉线接触的螺旋圈、横向网线和螺旋圈表面均能逐渐具有粘性，从而进一步的提高吸附扭曲网对于黏液的吸附性，使得被吸附伞拦截的熔渣不易向下掉落至待切割板材的表面，所述纵向引导棉线和横向引导棉线的两端分别与两个横向网线和两个纵向网线固定连接。
进一步的，所述纵向引导棉线和横向引导棉线上连接有螺旋圈，所述螺旋圈内侧的端部嵌入强化粘球内部，通过螺旋圈一方面可以有效提高蛛网空间对于飞溅的熔渣的拦截性，另一方面可以有效提高蛛网空间内的密度，使其稳定性更好，在拦截飞溅的熔渣时不易发生较大的形变。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过吸附伞的设置，在激光切割的过程中营造吸附伞负压的状态，可以有效对在气体喷射装置吹拂下的飞溅熔渣进行吸附拦截，一方面限制熔渣飞溅的范围，有效降低工作台面的清理难度，另一方面有效避免飞溅的熔渣进入到机器内部，降低对于切割工厂内机器的破坏，同时配合吸附扭曲网上勾面绕绳以及蛛网空间的作用，可以有效实现吸附吸附扭曲网上拦截的熔渣的作用，有效避免被拦截的熔渣向下掉落至待切割板材的表面，再次形成毛刺的情况，从而显著降低待切割板材表面毛刺的存在。
(2)待切割钢材上表面对应切割面的位置涂设有荧光标记线，通过荧光标记线，便于激光切割头对切割面进行对位，提高切割便利性。
(3)荧光标记线可以为蓝色和绿色中的一种，激光切割头发射的红色光束与蓝色荧光标记线向重合时，颜色的叠加，会显示接近黑色的深紫色，与绿色荧光标记线向重合时，会显示出黄色，可以通过颜色的改变，在视觉上直接帮助工作人员定位激光切割路线，同时可以判断切割路线是否偏移的情况，有效提高切割准确度。
(4)吸附伞上端顶部与激光切割头转动连接，吸附伞下端内壁与激光切割头之间连接有电动推杆，可通过电动推杆自动控制吸附伞的合拢与展开，激光切割头内部开凿有竖向气道和横向气道，竖向气道和横向气道相通，竖向气道远离横向气道的孔口处于鼓风机连接，吸附伞内部开凿有负压气道，负压气道的孔口处与横向气道相通，可以通过鼓风机营造吸附伞内负压的状态，从而便于对在气体喷射装置吹拂下的熔渣进行吸附，从而有效降低工作台面的清理难度，同时有效避免飞溅的熔渣对于机器的破坏。
(5)吸附伞包括与激光切割头转动连接的吸附段以及连接在吸附段端部的缓压边缘，吸附段内壁固定连接有吸附扭曲网，负压气道开凿在吸附段内，吸附段用于吸附熔渣，缓压边缘用于缓冲切割面在被切开时，底部的气体喷射装置对于吸附伞的冲击。
(6)位于负压气道下方的吸附段为多孔结构，多孔使得吸附段内外相通，便于在吸附伞内部形成负压，有效引导熔渣向吸附扭曲网表面运动，使得吸附扭曲网对于熔渣的吸附效果更好，位于负压气道上方的吸附段以及缓压边缘均为实心结构。
(7)吸附段上多孔结构部分位于吸附扭曲网内侧，使得吸附扭曲网可以保护多孔结构不易被熔渣堵塞，缓压边缘为外翻的弧形结构，使得缓压边缘对于来自气体喷射装置气体冲击的缓冲效果更好。
(8)吸附扭曲网包括相互编织的多个横向网线和纵向网线，横向网线和纵向网线相互编织围成多个蛛网空间，横向网线和纵向网线上均缠绕有勾面绕绳，通过勾面绕绳一方面可以有效保护吸附扭曲网不易被熔渣割裂，另一方面勾面绕绳可以有效提高吸附扭曲网表面的粗糙度，从而对于不规则的熔渣的拦截吸附效果更好。
(9)蛛网空间内侧设有强化粘球，强化粘球内部填充有黏液，强化粘球内部贯穿连接有纵向引导棉线和横向引导棉线，强化粘球内的黏液可以通过纵向引导棉线和横向引导棉线向外蔓延，从而使得纵向引导棉线和横向引导棉线表面以及与纵向引导棉线和横向引导棉线接触的螺旋圈、横向网线和螺旋圈表面均能逐渐具有粘性，从而进一步的提高吸附扭曲网对于黏液的吸附性，使得被吸附伞拦截的熔渣不易向下掉落至待切割板材的表面，纵向引导棉线和横向引导棉线的两端分别与两个横向网线和两个纵向网线固定连接。
(10)纵向引导棉线和横向引导棉线上连接有螺旋圈，螺旋圈内侧的端部嵌入强化粘球内部，通过螺旋圈一方面可以有效提高蛛网空间对于飞溅的熔渣的拦截性，另一方面可以有效提高蛛网空间内的密度，使其稳定性更好，在拦截飞溅的熔渣时不易发生较大的形变。
附图说明
图1为本发明的主要的流程示意图；
图2为本发明的吸附伞安装在激光切割头外时的结构示意图；
图3为本发明的吸附伞截面的结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明的吸附扭曲网部分的结构示意图；
图6为本发明的蛛网空间处的结构示意图。
图中标号说明：
1吸附伞、21竖向气道、22横向气道、23负压气道、11吸附段、12缓压边缘、3吸附扭曲网、31横向网线、32纵向网线、4勾面绕绳、51纵向引导棉线、52横向引导棉线、6强化粘球、7螺旋圈。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种自定位无毛刺式钢材切割方法，包括以下步骤：
S1、首先将待切割钢材放置到切割面上，并将激光切割头对准切割面；
S2、开启切割面正下方的气体喷射装置，使其进行喷气，同时控制激光切割头外的吸附伞1撑开；
S3、开启激光切割头，控制激光切割头进行切割；
S4、切割时，控制与激光切割头连接的鼓风机吸气，使得吸附伞1内呈现负压状态；
S5、在气体喷射装置作用下飞溅的熔渣，在负压的吸附伞1作用下，向吸附伞1内移动并被吸附伞1吸收，从而实现阻挡熔渣的飞溅。
待切割钢材上表面对应切割面的位置涂设有荧光标记线，通过荧光标记线，便于激光切割头对切割面进行对位，提高切割便利性，荧光标记线可以为蓝色和绿色中的一种，激光切割头发射的红色光束与蓝色荧光标记线向重合时，颜色的叠加，会显示接近黑色的深紫色，与绿色荧光标记线向重合时，会显示出黄色，可以通过颜色的改变，在视觉上直接帮助工作人员定位激光切割路线，同时可以判断切割路线是否偏移的情况，有效提高切割准确度。
图1中a表示待切割钢材、b表示切割面、c表示激光切割头、d表示气体喷射装置。
请参阅图2-3，吸附伞1上端顶部与激光切割头转动连接，吸附伞1下端内壁与激光切割头之间连接有电动推杆，可通过电动推杆自动控制吸附伞1的合拢与展开，激光切割头内部开凿有竖向气道21和横向气道22，竖向气道21和横向气道22相通，竖向气道21远离横向气道22的孔口处于鼓风机连接，吸附伞1内部开凿有负压气道23，负压气道23的孔口处与横向气道22相通，可以通过鼓风机营造吸附伞1内负压的状态，从而便于对在气体喷射装置吹拂下的熔渣进行吸附，从而有效降低工作台面的清理难度，同时有效避免飞溅的熔渣对于机器的破坏，吸附伞1包括与激光切割头转动连接的吸附段11以及连接在吸附段11端部的缓压边缘12，吸附段11内壁固定连接有吸附扭曲网3，负压气道23开凿在吸附段11内，吸附段11用于吸附熔渣，缓压边缘12用于缓冲切割面在被切开时，底部的气体喷射装置对于吸附伞1的冲击。
请参阅图4，位于负压气道23下方的吸附段11为多孔结构，多孔使得吸附段11内外相通，便于在吸附伞1内部形成负压，有效引导熔渣向吸附扭曲网3表面运动，使得吸附扭曲网3对于熔渣的吸附效果更好，位于负压气道23上方的吸附段11以及缓压边缘12均为实心结构，吸附段11上多孔结构部分位于吸附扭曲网3内侧，使得吸附扭曲网3可以保护多孔结构不易被熔渣堵塞，缓压边缘12为外翻的弧形结构，使得缓压边缘12对于来自气体喷射装置气体冲击的缓冲效果更好。
请参阅图5，吸附扭曲网3包括相互编织的多个横向网线31和纵向网线32，横向网线31和纵向网线32相互编织围成多个蛛网空间，横向网线31和纵向网线32上均缠绕有勾面绕绳4，通过勾面绕绳4一方面可以有效保护吸附扭曲网3不易被熔渣割裂，另一方面勾面绕绳4可以有效提高吸附扭曲网3表面的粗糙度，从而对于不规则的熔渣的拦截吸附效果更好。
请参阅图6，蛛网空间内侧设有强化粘球6，强化粘球6内部填充有黏液，黏液可以为掺入有抗氧化剂的松油，使其在空气中不易硬化，保持良好的粘性，使得对于熔渣具有持续性的吸附效果，强化粘球6内部贯穿连接有纵向引导棉线51和横向引导棉线52，纵向引导棉线51和横向引导棉线52表面均涂设有LINE-X涂料涂层，有效提高二者的耐磨性和抗拉性，使得二者在于熔渣接触时不易被损坏，强化粘球6内的黏液可以通过纵向引导棉线51和横向引导棉线52向外蔓延，从而使得纵向引导棉线51和横向引导棉线52表面以及与纵向引导棉线51和横向引导棉线52接触的螺旋圈7、横向网线31和螺旋圈7表面均能逐渐具有粘性，从而进一步的提高吸附扭曲网3对于黏液的吸附性，使得被吸附伞1拦截的熔渣不易向下掉落至待切割板材的表面，纵向引导棉线51和横向引导棉线52的两端分别与两个横向网线31和两个纵向网线32固定连接，纵向引导棉线51和横向引导棉线52上连接有螺旋圈7，螺旋圈7内侧的端部嵌入强化粘球6内部，通过螺旋圈7一方面可以有效提高蛛网空间对于飞溅的熔渣的拦截性，另一方面可以有效提高蛛网空间内的密度，使其稳定性更好，在拦截飞溅的熔渣时不易发生较大的形变。
通过吸附伞1的设置，在激光切割的过程中营造吸附伞1负压的状态，可以有效对在气体喷射装置吹拂下的飞溅熔渣进行吸附拦截，一方面限制熔渣飞溅的范围，有效降低工作台面的清理难度，另一方面有效避免飞溅的熔渣进入到机器内部，降低对于切割工厂内机器的破坏，同时配合吸附扭曲网3上勾面绕绳4以及蛛网空间的作用，可以有效实现吸附吸附扭曲网3上拦截的熔渣的作用，有效避免被拦截的熔渣向下掉落至待切割板材的表面，再次形成毛刺的情况，从而显著降低待切割板材表面毛刺的存在。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、首先将待切割钢材放置到切割面上，并将激光切割头对准切割面；
S2、开启切割面正下方的气体喷射装置，使其进行喷气，同时控制激光切割头外的吸附伞(1)撑开；
S3、开启激光切割头，控制激光切割头进行切割；
S4、切割时，控制与激光切割头连接的鼓风机吸气，使得吸附伞(1)内呈现负压状态；
S5、在气体喷射装置作用下飞溅的熔渣，在负压的吸附伞(1)作用下，向吸附伞(1)内移动并被吸附伞(1)吸收，从而实现阻挡熔渣的飞溅。
2.根据权利要求1所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述待切割钢材上表面对应切割面的位置涂设有荧光标记线。
3.根据权利要求2所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述荧光标记线可以为蓝色和绿色中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述吸附伞(1)上端顶部与激光切割头转动连接，所述吸附伞(1)下端内壁与激光切割头之间连接有电动推杆，所述激光切割头内部开凿有竖向气道(21)和横向气道(22)，所述竖向气道(21)和横向气道(22)相通，所述竖向气道(21)远离横向气道(22)的孔口处于鼓风机连接，所述吸附伞(1)内部开凿有负压气道(23)，所述负压气道(23)的孔口处与横向气道(22)相通。
5.根据权利要求1所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述吸附伞(1)包括与激光切割头转动连接的吸附段(11)以及连接在吸附段(11)端部的缓压边缘(12)，所述吸附段(11)内壁固定连接有吸附扭曲网(3)，所述负压气道(23)开凿在吸附段(11)内。
6.根据权利要求5所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：位于所述负压气道(23)下方的吸附段(11)为多孔结构，位于所述负压气道(23)上方的吸附段(11)以及缓压边缘(12)均为实心结构。
7.根据权利要求6所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述吸附段(11)上多孔结构部分位于吸附扭曲网(3)内侧，所述缓压边缘(12)为外翻的弧形结构。
8.根据权利要求7所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述吸附扭曲网(3)包括相互编织的多个横向网线(31)和纵向网线(32)，所述横向网线(31)和纵向网线(32)相互编织围成多个蛛网空间，所述横向网线(31)和纵向网线(32)上均缠绕有勾面绕绳(4)。
9.根据权利要求8所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述蛛网空间内侧设有强化粘球(6)，所述强化粘球(6)内部填充有黏液，所述强化粘球(6)内部贯穿连接有纵向引导棉线(51)和横向引导棉线(52)，所述纵向引导棉线(51)和横向引导棉线(52)的两端分别与两个横向网线(31)和两个纵向网线(32)固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种自定位无毛刺式钢材切割方法，其特征在于：所述纵向引导棉线(51)和横向引导棉线(52)上连接有螺旋圈(7)，所述螺旋圈(7)内侧的端部嵌入强化粘球(6)内部。
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