CN112157360A - 一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，包括基座、多根自动升降支撑柱、接渣盘和控制系统；多根自动升降支撑柱均竖直安装在基座上，构成一金属柱阵列；自动升降支撑柱的升降高度线性可调；在激光加工时，自动升降支撑柱在与激光束入射位置距离小于设定距离时自动降下；接渣盘的上表面设置有多个凸缘孔，凸缘孔的凸缘为除渣套环；凸缘孔的孔位、孔型与自动升降支撑柱构成的金属柱阵列对应匹配，使得每根自动升降支撑柱均能伸入一个凸缘孔内。本发明通过设置升降高度线性可调的多根自动升降支撑柱，使得在激光加工位置附近，自动升降支撑柱自动降下，从而避免了可能发生的激光烧损和飞溅切屑粘结，进而提高了工件切割质量。

Description

一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台
技术领域
本发明属于激光加工辅助设备领域，具体涉及一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台。
背景技术
激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割加工具有精度高、速度快、加工成本低、可加工任意平面图、对幅面实现较大的整板切割，无需开模具等特点，已在逐渐改进或取代传统的金属切割工艺。
激光切割机在进行切割加工时，待切割工件一般需要放置在专用的工作台上。目前常见的工作台是齿板工作台，即使用带有锯齿的条形钢板来支撑工件。激光切割机进行切割加工时，会对齿板造成烧损，同时被加工材料的熔屑也会造成粘结；当齿板烧损过度，熔屑粘结过厚，会严重影响工件切割质量。另外，由于齿板烧损和切屑粘结，激光切割头喷嘴与钢板之间的间距会随之变化，切割激光束熔化下方的齿板，导致钢板与齿板间的粘连，严重影响板料加工件的垂直度公差以及工作效率，长时间激光切割质量的稳定性和重复性无法保证。
因此，齿板工作台是激光切割机的重要耗材。一般情况，高功率激光切割机每一至两个月要更换一次，更换成本较高。目前生产领域的解决方法是使用不同材质的齿板、齿板厚度加厚、齿板高度加高等，但都是治标不治本，不能从根本上解决齿板烧损和切屑粘结问题，也不能解决长时间激光切割质量的稳定性和重复性问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，包括基座、多根自动升降支撑柱、接渣盘和控制系统；
所述基座是自动升降支撑柱的安装底座；多根自动升降支撑柱均竖直安装在基座上，构成一金属柱阵列；
所述自动升降支撑柱包括支撑杆头、升降支撑杆和驱动机构，所述支撑杆头是自动升降支撑柱与工件直接接触且用于支撑工件的端头部件；所述支撑杆头安装在升降支撑杆的顶端，所述升降支撑杆与驱动机构相连，由驱动机构控制升降支撑杆的升降运动；所述升降支撑杆的升降高度线性可调，在激光加工时，所述自动升降支撑柱在与激光束入射位置距离小于设定距离时自动降下，当与激光束入射位置距离大于设定距离后自动升起至与工件下表面接触；所述设定距离为10-200mm范围内的某个具体值，根据激光切割工艺参数而定；
所述接渣盘为一个或多个，所述接渣盘的上表面设置有多个凸缘孔，所述凸缘孔的凸缘为除渣套环；所述凸缘孔的孔位、孔型与自动升降支撑柱构成的金属柱阵列完全对应匹配，使得每根自动升降支撑柱均能伸入一个凸缘孔内，且自动升降支撑柱外表面与除渣套环内侧壁之间的间隙小于2mm；所述除渣套环用于在升降支撑杆下降时将升降支撑杆侧壁面上飞溅粘结的切屑刮除，以保持升降支撑杆的清洁。
优选的，在基座上设置自动升降支撑柱所需的油管路或电路。
优选的，所述驱动机构采用液压升降，升降支撑杆由液压缸的活塞带动实现可控升降；或者采用电动升降，由电机驱动安装在导轨滑块上的升降支撑杆实现升降。
优选的，所述支撑杆头为圆头、平面头、斜面头或复杂曲面头形状。
优选的，每个凸缘孔的上方设置有弹簧盖片，当升降支撑杆升起时弹簧盖片被支撑杆头顶开，当升降支撑杆降下时弹簧盖片自动盖上将凸缘孔封闭。
优选的，接渣盘底部还设置有一耐烧铺层。
优选的，在工作台侧面还设置有抽吸除尘装置，用于将激光切割产生的烟尘抽除。
优选的，接渣盘下方或外侧面还设置有滑轮，以方便将接渣盘拉出或推入安装位置。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述工件自动支撑柱工作台通过设置升降高度线性可调的多根自动升降支撑柱构成的金属柱阵列，使得在激光加工位置附近，自动升降支撑柱自动降下，从而避免了目前激光切割可能发生的激光烧损和飞溅切屑粘结，进而提高了工件切割质量，也消除了更换齿板的问题，节约了加工成本。
2、本发明所述工件自动支撑柱工作台通过在接渣盘的上表面设置除渣套环，使得在自动升降支撑柱下降时，底部的除渣套环将粘在自动升降支撑柱上的飞溅物刮下，保持了自动升降支撑柱的自清洁。并且，接渣盘底部的耐烧铺层解决了接渣盘存在的激光烧损和飞溅切屑粘结问题。
3、本发明所述工件自动支撑柱工作台中升降支撑杆升降高度是线性可调的，从而可以适应复杂型面工件支撑，即对应于底部是曲面、沟槽、阶梯等异型面轮廓的工件，升降支撑杆的升降高度自动调节使其支撑杆头全部接触工件底面，完全符合工件异型面轮廓，解决了目前激光切割齿板自适应平面切割、对于异型工件必须额外辅助装夹的不足。
附图说明
图1为本发明所述工件自动支撑柱工作台的俯视图；
图2为本发明所述工件自动支撑柱工作台工作时的主视图；
图3为本发明所述接渣盘的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供了一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，包括基座1、多根自动升降支撑柱2、接渣盘3和控制系统。
所述基座1是自动升降支撑柱2的安装底座，固定在地基之上。优选的，可以在基座1上布置自动升降支撑柱2所需的油管路、电路等。多根自动升降支撑柱2均竖直安装在基座1上，构成一金属柱阵列。
所述自动升降支撑柱2包括支撑杆头4、升降支撑杆5和驱动机构，所述支撑杆头4安装在升降支撑杆5的顶端，所述升降支撑杆5与驱动机构相连，由驱动机构控制升降支撑杆5的升降运动，所述驱动机构可以采用液压升降(如垂直液压缸)，升降支撑杆5由液压缸的活塞带动实现可控升降；也可以采用电动升降，由电机驱动安装在导轨滑块上的升降支撑杆5实现升降。在激光加工时，所述自动升降支撑柱2在与激光束入射位置距离小于设定距离时自动降下，当与激光束入射位置距离大于设定距离后自动升起至与工件下表面接触；所述设定距离为10-200mm范围内的某个具体值，根据激光切割工艺参数而定。
支撑杆头4是自动升降支撑柱2与工件直接接触，用于支撑工件的端头部件，根据工件材质、表面形状或者材料需要可设计成圆头、平面头、斜面头、复杂曲面头等形状，从而实现更好的工件贴附和防滑效果。
优选的，升降支撑杆5的升降高度是线性可调的，从而可以适应复杂型面工件支撑，即对应于底部是曲面、沟槽、阶梯等异型面轮廓的工件，升降支撑杆5的升降高度自动调节使其支撑杆头4全部接触工件底面，完全符合工件异型面轮廓。
接渣盘3的上表面设置有多个凸缘孔6，所述凸缘孔6的凸缘为除渣套环7。所述凸缘孔6的孔位、孔型与自动升降支撑柱2构成的金属柱阵列完全对应匹配，使得每根自动升降支撑柱2均能从下方伸入一个凸缘孔6内，且自动升降支撑柱2外表面与除渣套环7内侧壁之间的间隙小于2mm。当升降支撑杆5下降时除渣套环7可以将升降支撑杆5侧壁面上偶尔飞溅粘结的切屑刮除，可以保持升降支撑杆5的清洁(即解决切屑粘结问题)。
优选的，每个凸缘孔6的上方还设置有弹簧盖片，当升降支撑杆5升起时弹簧盖片被支撑杆头4顶开，当升降支撑杆5降下时弹簧盖片自动盖上将凸缘孔6封闭。
优选的，接渣盘3可以为多个，接渣盘3底部还可以设置一耐烧铺层(如石墨铺层、耐火砖铺层等)。
优选的，在工作台侧面还设置有抽吸除尘装置，用于将激光切割产生的烟尘抽除。
优选的，接渣盘下方或外侧面还设置有滑轮，以方便将接渣盘拉出或推入安装位置。
在高功率激光切割机工作时，将待切割工件放置在本发明所述的工件自动支撑柱工作台上，并计算生成自动升降支撑柱2的升降控制规划，根据套料排版软件设置切割工艺路径轨迹，根据预设的切割工艺参数(切割速度、切割功率等)计算出从启动加工开始至加工结束之间的任意时刻的激光束入射位置(实时激光切割位置)，进一步编程设定让该时刻位于激光束入射位置附近一定距离范围(如10mm)内的自动升降支撑柱2自动降下，从而避免可能发生的激光烧损自动升降支撑柱2和飞溅切屑粘结。当激光束离开某个降下的自动升降支撑柱2一定距离范围后，让降下的自动升降支撑柱2再次上升以恢复其继续支撑工件。当全部切割完毕下料之后，所有上升的自动升降支撑柱2降下，自动升降支撑柱2底部的除渣套环7将粘在自动升降支撑柱2上的飞溅物刮下，保持自动升降支撑柱2的自清洁作用。
优选的，另一种自动升降支撑柱2的升降控制规划可以是基于检测的自动升降，即通过传感器自动检测当前激光束的位置，自动升降激光束入射位置附近一定距离范围(如200mm)内的自动升降支撑柱2。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (8)

1.一种高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，包括基座(1)、多根自动升降支撑柱(2)、接渣盘(3)和控制系统；
所述基座(1)是自动升降支撑柱(2)的安装底座；多根自动升降支撑柱(2)均竖直安装在基座(1)上，构成一金属柱阵列；
所述自动升降支撑柱(2)包括支撑杆头(4)、升降支撑杆(5)和驱动机构，所述支撑杆头(4)是自动升降支撑柱(2)与工件直接接触且用于支撑工件的端头部件；所述支撑杆头(4)安装在升降支撑杆(5)的顶端，所述升降支撑杆(5)与驱动机构相连，由驱动机构控制升降支撑杆(5)的升降运动；所述升降支撑杆(5)的升降高度线性可调，在激光加工时，所述自动升降支撑柱(2)在与激光束入射位置距离小于设定距离时自动降下，当与激光束入射位置距离大于设定距离后自动升起至与工件下表面接触；所述设定距离为10-200mm范围内的某个具体值，根据激光切割工艺参数而定；
所述接渣盘(3)为一个或多个，所述接渣盘(3)的上表面设置有多个凸缘孔(6)，所述凸缘孔(6)的凸缘为除渣套环(7)；所述凸缘孔(6)的孔位、孔型与自动升降支撑柱(2)构成的金属柱阵列完全对应匹配，使得每根自动升降支撑柱(2)均能伸入一个凸缘孔(6)内，且自动升降支撑柱(2)外表面与除渣套环(7)内侧壁之间的间隙小于2mm；所述除渣套环(7)用于在升降支撑杆(5)下降时将升降支撑杆(5)侧壁面上飞溅粘结的切屑刮除，以保持升降支撑杆(5)的清洁。
2.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，在基座(1)上设置自动升降支撑柱(2)所需的油管路或电路。
3.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，所述驱动机构采用液压升降，升降支撑杆(5)由液压缸的活塞带动实现可控升降；或者采用电动升降，由电机驱动安装在导轨滑块上的升降支撑杆(5)实现升降。
4.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，所述支撑杆头(4)为圆头、平面头、斜面头或复杂曲面头形状。
5.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，每个凸缘孔(6)的上方设置有弹簧盖片，当升降支撑杆(5)升起时弹簧盖片被支撑杆头(4)顶开，当升降支撑杆(5)降下时弹簧盖片自动盖上将凸缘孔(6)封闭。
6.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，接渣盘(3)底部还设置有一耐烧铺层。
7.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，在工作台侧面还设置有抽吸除尘装置，用于将激光切割产生的烟尘抽除。
8.根据权利要求1所述的高功率激光切割机的工件自动支撑柱工作台，其特征在于，接渣盘(3)下方或外侧面还设置有滑轮，以方便将接渣盘(3)拉出或推入安装位置。
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Application publication date: 20210101

Assignee: ZHEJIANG WUMA REDUCER Co.,Ltd.

Assignor: Wenzhou University

Contract record no.: X2023330000100

Denomination of invention: A Workpiece Automatic Support Column Workbench for High Power Laser Cutting Machines

Granted publication date: 20220211

License type: Common License

Record date: 20230311