CN111761211A - 智能化的机械零部件激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能化的机械零部件激光切割设备，解决了常规切割装置不能对不同尺寸的柱状切割物进行切割，切割方式单一，其技术方案要点第二电机输出端固定连接有竖直向地面的转轴，转轴一端设有与其同轴间隙连接的环片，另一端固定连接有从动柱，环片与转轴通过角度块连接，环片侧周设有与其滑移连接的滑杆，滑杆上包覆有弹簧，滑杆穿过从动柱，其底部固定连接有调整部件，调整部件包括连接块、螺杆与限位杆，连接块靠近环片中心的一端固定连接有U型架，螺杆穿过连接块并与U型架转动连接，限位杆穿过连接块并与U型架固定连接，连接块远离环片中心的一侧设有固定杆，固定杆一端与螺杆螺纹配合，另一端与限位杆同轴间隙连接。

Description

智能化的机械零部件激光切割设备

技术领域

本发明涉及自动化切割设备技术领域,更具体地说，它涉及智能化的机械零部件激光切割设备。

背景技术

激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。

目前，公开号为CN209006891U公布了一种金属管材用激光切割装置，包括移动座，所述移动座的顶部垂直焊接有支撑柱，且支撑柱的顶端焊接有中空台板，所述中空台板的顶部焊接有两侧进出口的箱体，箱体顶部内壁螺钉固定有激光切割主体，所述中空台板的一端焊接有L形限位板，且中空台板的底部螺钉固定有位于L形限位板一侧下方的第一电机，所述第一电机的输出轴固定有带轮。本发明通过控制器、第一电机、带轮、带轮环、螺纹杆和限位滑块的设置，

上述装置虽然能够对不同长度的钢管进行切割，通用性强，但其不能对不同直径的钢管物进行精准切割，切割方式较为单一。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够对不同尺寸的柱状物进行多角度切割的新型激光切割装置。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案: 智能化的机械零部件激光切割设备，包括底架，所述底架上设有升降机构，所述升降机构上固定连接有切割机构，所述切割机构包括第二电机与激光切割头，所述第二电机输出端固定连接有竖直向地面的转轴，所述转轴一端设有与其同轴间隙连接的环片，另一端固定连接有从动柱，所述环片与所述转轴通过角度块连接，所述环片侧周设有与其滑移连接的滑杆，所述滑杆上包覆有弹簧，所述滑杆穿过所述从动柱，其底部固定连接有调整部件，所述调整部件包括连接块、螺杆与限位杆，所述连接块靠近环片中心的一端固定连接有U型架，所述螺杆穿过连接块并与所述U型架转动连接，所述限位杆穿过连接块并与所述U型架固定连接，所述连接块远离环片中心的一侧设有固定杆，所述固定杆一端与所述螺杆螺纹配合，另一端与所述限位杆同轴间隙连接，所述固定杆底部与所述激光切割头固定连接，所述连接块上还固定连接有检测部件，所述检测部件用以检测切割半径。

通过采用上述技术方案，从而在第二电机转动后，从动柱能够在转轴的作用下沿转轴侧周转动，而与环片滑移连接的滑杆也能同时在环片上滑移转动，滑杆底部的调整部件是为了调整切割时的半径，同时操作人员还可以通过角度块调整环片的倾斜角度，即滑杆在环片上滑移时，在弹簧的复位作用下，激光切割头能够实现环状切割效果，实用有效，操作人员可通过转动转台实现螺杆在U型架上的定位转动，继而与螺杆螺纹配合的固定杆在限位杆的限位下能够沿着螺杆做直线运动，即实现了激光切割头切割时半径长度的调整，适用于不同尺寸的柱状切割物，适用范围广。

本发明进一步设置为：所述升降机构包括第一电机、丝杆与升降块，所述底架上设有竖直向地面的升降槽，所述丝杆竖直向地面并与所述底架转动连接，所述第一电机与所述底架顶部固定连接，其输出轴与所述丝杆固定连接，所述升降块与所述升降槽滑移连接，所述丝杆与所述升降块螺纹配合，所述升降块一侧与所述切割机构固定连接。

通过采用上述技术方案，从而在第一电机正反转动后，丝杆上的升降块能够在升降槽的限位作用下上下升降，即带动整个切割机构上下调整，适用不同高度柱状物的切割。

本发明进一步设置为：所述检测部件包括检测台、显示屏与红外传感器，所述检测台与显示屏均与所述连接块固定连接，所述红外传感器与所述固定杆顶部固定连接，其面向所述检测台设置，所述显示屏与所述红外传感器电连接。

通过采用上述技术方案，从而红外传感器通过向检测台发射红外光，实现测距，并将检测数值通过电信号变成数字信号后发送给显示屏，显示屏最终显示切割半径的竖直，即在切割之前能够预调整激光切割头的位置，切割精准。

本发明进一步设置为: 所述底架上还固定连接有控制箱，所述第一电机与所述控制箱电连接，所述第二电机与所述控制箱电连接，所述螺杆远离固定杆的一端固定连接有转台，所述限位杆靠近固定杆的一端固定连接有固定块，所述螺杆与所述固定块转动连接，所述转台侧身覆有纹路。

通过上述技术方案，控制箱的设计能够方便操作人员及时的对两电机的控制，使用过程中更加方便。

本发明进一步设置为: 所述激光切割头底部设有喷嘴，其在喷嘴处设有耐高温的陶瓷体，所述激光切割头上设有连通的气嘴，所述气嘴与氩气储气罐相连通，所述激光切割头内部安装有聚焦镜与跟踪传感器，所述激光切割头顶部还开设有蛇形的、用以供冷却水流动的水冷接口。

通过上述技术方案，从而激光切割头的喷嘴部位带有耐高温的陶瓷体使得激光切割头能承受切割时的长时间的高温，在喷嘴的旁边安装有气嘴，气嘴与氩气储气罐相连接是为了让高速氩气流吹掉激光切割时所形成残渣，氩气为惰性气体，能有效地防止极度高温切割口氧化。

综上所述，本发明具有如下优点：避免了常规切割装置不能对不同尺寸柱状物进行切割的问题，切割方式多样可调节，切割精度高，适用的切割范围广，总体设计合理，操作简单，自动化程度高。

附图说明

图1为实施例1的等轴测示意图；

图2为实施例1的主视图；

图3为实施例1图2A处的局部放大图；

图4为实施例1激光切割头的具体结构图。

图中，1、底架；11、控制箱；12、升降槽；2、升降机构；21、第一电机；22、丝杆；23、升降块；3、切割机构；31、第二电机；32、转柱；33、环片；34、角度块；35、从动柱；36、滑杆；37、弹簧；4、激光切割头；41、喷嘴；42、陶瓷体；43、聚焦镜；44、气嘴；45、水冷接口；46、固定板；47、调节部件；471、调节转轮；472、高度刻度盘；473、调节螺丝；474、保护镜；5、检测部件；51、红外传感器；52、检测台；53、显示屏；6、调整部件；61、U型架；62、螺杆；63、限位杆；64、固定块；65、固定杆；66、转台；7、连接块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1，智能化的机械零部件激光切割设备，包括底架1：

如图1所示，底架1上设有升降机构2，升降机构2上固定连接有切割机构3，升降机构2用以带动整个切割机构3升降以适用于不同高度的柱状体切割，切割机构3是实现对柱状体的切割效果。

如图2、图3所示，切割机构3包括第二电机31与激光切割头4，第二电机31输出端固定连接有竖直向地面的转轴，转轴一端设有与其同轴间隙连接的环片33，另一端固定连接有从动柱35，环片33与转轴通过角度块34连接，环片33侧周设有与其滑移连接的滑杆36，滑杆36上包覆有弹簧37，滑杆36穿过从动柱35，其底部固定连接有调整部件6。

从而在第二电机31转动后，从动柱35能够在转轴的作用下沿转轴侧周转动，而与环片33滑移连接的滑杆36也能同时在环片33上滑移转动，滑杆36底部的调整部件6是为了调整切割时的半径，同时操作人员还可以通过角度块34调整环片33的倾斜角度，即滑杆36在环片33上滑移时，在弹簧37的复位作用下，激光切割头4能够实现环状切割效果，实用有效。

如图1、图2所示，升降机构2包括第一电机21、丝杆22与升降块23，底架1上设有竖直向地面的升降槽12，丝杆22竖直向地面并与底架1转动连接，第一电机21与底架1顶部固定连接，其输出轴与丝杆22固定连接，升降块23与升降槽12滑移连接，丝杆22与升降块23螺纹配合，升降块23一侧与所述切割机构3固定连接。

从而在第一电机21正反转动后，丝杆22上的升降块23能够在升降槽12的限位作用下上下升降，即带动整个切割机构3上下调整，适用不同高度柱状物的切割。

如图3所示，调整部件6包括连接块7、螺杆62与限位杆63，连接块7靠近环片33中心的一端固定连接有U型架61，螺杆62穿过连接块7并与U型架61转动连接，限位杆63穿过连接块7并与U型架61固定连接，连接块7远离环片33中心的一侧设有固定杆65，固定杆65一端与螺杆62螺纹配合，另一端与限位杆63同轴间隙连接，固定杆65底部与激光切割头4固定连接。

螺杆62远离固定杆65的一端固定连接有转台66，限位杆63靠近固定杆65的一端固定连接有固定块64，螺杆62与固定块64转动连接，转台66侧身覆有纹路。

从而操作人员可通过转动转台66实现螺杆62在U型架61上的定位转动，继而与螺杆62螺纹配合的固定杆65在限位杆63的限位下能够沿着螺杆62做直线运动，即实现了激光切割头4切割时半径长度的调整，适用于不同尺寸的柱状切割物，适用范围广。

如图3所示，连接块7上还固定连接有检测部件5，检测部件5用以检测切割半径，检测部件5包括检测台52、显示屏53与红外传感器51，检测台52与显示屏53均与连接块7固定连接，红外传感器51与固定杆65顶部固定连接，其面向所述检测台52设置，显示屏53与红外传感器51电连接。

从而红外传感器51通过向检测台52发射红外光，实现测距，并将检测数值通过电信号变成数字信号后发送给显示屏53，显示屏53最终显示切割半径的竖直，即在切割之前能够预调整激光切割头4的位置，切割精准。

如图1所示，底架1上还固定连接有控制箱11，第一电机21与控制箱11电连接，第二电机31与控制箱11电连接。

控制箱11的设计能够方便操作人员及时的对两电机的控制，使用过程中更加方便。

如图4所示，激光切割头4底部设有喷嘴41，其在喷嘴41处设有耐高温的陶瓷体42，激光切割头4上设有连通的气嘴44，气嘴44与氩气储气罐相连通，激光切割头4内部还设有有聚焦镜43与跟踪传感器，激光切割头4顶部还开设有蛇形的、用以供冷却水流动的水冷接口45。

从而本发明激光切割头4的喷嘴41部位带有耐高温的陶瓷体42使得激光切割头4能承受切割时的长时间的高温，在喷嘴41的旁边安装有气嘴44，气嘴44与氩气储气罐相连接是为了让高速氩气流吹掉激光切割时所形成残渣，氩气为惰性气体，能有效地防止极度高温切割口氧化。

如图4所示，激光切割头4一端固定连接有固定板46，另一端还设有调节部件47，调整部件6包括调节转轮471、高度刻度盘472、调节螺丝473与保护镜474。

调节转轮471用以调整聚焦镜43高度，调节螺丝473用以调节聚焦镜43水平，高度刻度盘472方便用户观察调整，保护镜474位于高度刻度盘472下方，其采用抽屉式抽出，实用有效。

如图3所示，红外传感器51主要由主控振荡器、调制光发射单元、接收单元、测相单元、计数显示单元、逻辑控制单元和电源变换器组成。

调制光发射单元是以砷化镓发光二极管为光源，接收单元为硅光敏二极管或雪崩式光敏二极管，红外传感器51的反光镜为一块棱镜，从而红外传感器51的红外线从砷化镓发光二极管发出，碰到反射物被反射回来，被接收单元接受到，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离，本发明的红外传感器51由主控振荡器产生的调制信号频率f，经放大后加到砷化镓发光二极管，经电流调制发射红外调制光，从发射光学系统射向镜站的反光镜（即棱镜），经反射后，回光被接收光学系统所接收，到达硅光敏二极管，经过光电转换，得到高频的测距信号，最后顺利完成本发明的红外线测距工作）

如图3所示，第二电机31为交流伺服电机，第二电机31的定子与电容分相式单相异步电动机相似，其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组，它始终接在交流电压上，另一个是控制绕组，联接控制信号电压。

即第二电机31采用交流伺服电机，实现了位置,速度和力矩的闭环控制，同时可以克服了步进电机失步的问题，交流伺服电机的高速性能好,一般额定转速能达到2000～3000转每分钟，同时抗过载能力强，容易实现遥控指挥，提高自动化程度，有效降低激光切割时对操作工的伤害。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.智能化的机械零部件激光切割设备，包括底架，其特征在于：所述底架上设有升降机构，所述升降机构上固定连接有切割机构，所述切割机构包括第二电机与激光切割头，所述第二电机输出端固定连接有竖直向地面的转轴，所述转轴一端设有与其同轴间隙连接的环片，另一端固定连接有从动柱，所述环片与所述转轴通过角度块连接，所述环片侧周设有与其滑移连接的滑杆，所述滑杆上包覆有弹簧，所述滑杆穿过所述从动柱，其底部固定连接有调整部件，所述调整部件包括连接块、螺杆与限位杆，所述连接块靠近环片中心的一端固定连接有U型架，所述螺杆穿过连接块并与所述U型架转动连接，所述限位杆穿过连接块并与所述U型架固定连接，所述连接块远离环片中心的一侧设有固定杆，所述固定杆一端与所述螺杆螺纹配合，另一端与所述限位杆同轴间隙连接，所述固定杆底部与所述激光切割头固定连接，所述连接块上还固定连接有检测部件，所述检测部件用以检测切割半径。

2.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述升降机构包括第一电机、丝杆与升降块，所述底架上设有竖直向地面的升降槽，所述丝杆竖直向地面并与所述底架转动连接，所述第一电机与所述底架顶部固定连接，其输出轴与所述丝杆固定连接，所述升降块与所述升降槽滑移连接，所述丝杆与所述升降块螺纹配合，所述升降块一侧与所述切割机构固定连接。

3.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述检测部件包括检测台、显示屏与红外传感器，所述检测台与显示屏均与所述连接块固定连接，所述红外传感器与所述固定杆顶部固定连接，其面向所述检测台设置，所述显示屏与所述红外传感器电连接。

4.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述底架上还固定连接有控制箱，所述第一电机与所述控制箱电连接，所述第二电机与所述控制箱电连接。

5.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述螺杆远离固定杆的一端固定连接有转台，所述限位杆靠近固定杆的一端固定连接有固定块，所述螺杆与所述固定块转动连接，所述转台侧身覆有纹路。

6.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述激光切割头底部设有喷嘴，其在喷嘴处设有耐高温的陶瓷体，所述激光切割头上设有连通的气嘴，所述气嘴与氩气储气罐相连通，所述激光切割头内部安装有聚焦镜与跟踪传感器，所述激光切割头顶部还开设有蛇形的、用以供冷却水流动的水冷接口。

7.根据权利要求6所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述激光切割头一端固定连接有固定板，另一端还设有调节部件，所述调整部件包括调节转轮、高度刻度盘、调节螺丝与保护镜。

8.根据权利要求3所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述红外传感器主要由主控振荡器、调制光发射单元、接收单元、测相单元、计数显示单元、逻辑控制单元和电源变换器组成，所述调制光发射单元是以砷化镓发光二极管为光源，所述接收单元为硅光敏二极管或雪崩式光敏二极管，所述红外传感器的反光镜为一块棱镜。

9.根据权利要求1所述的智能化的机械零部件激光切割设备，其特征是：所述第二电机为交流伺服电机，所述第二电机的定子与电容分相式单相异步电动机相似，其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组，其始终接在交流电压上，另一个是控制绕组，其用以连接控制信号电压。

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