CN113878241A - 激光加工设备及激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光加工设备，包括：激光加工装置，包括激光头和用于带动所述激光头在第一方向上移动的第一移动组件；抽吸装置，包括第二移抽吸组件和用于带动所述抽吸组件在所述第一方向上移动的第二移动组件；以及控制装置，分别与所述第一移动组件和所述第二移动组件信号连接，用于在激光切割的过程中控制所述抽吸组件在所述第一方向上保持与所述激光头同步移动。本发明还提供一种激光加工方法，包括步骤：在第一方向上移动激光头，使所述激光头对工件进行动态切割；在所述第一方向上移动抽吸组件，使所述抽吸组件跟随所述激光头在所述第一方向上进行同步移动；启动所述抽吸组件，使所述抽吸组件对切割过程中产生的烟尘进行抽吸。

Description

激光加工设备及激光加工方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种激光加工设备及激光加工方法。

背景技术

在工件的加工过程中，经常需要使用激光对工件进行切割，以将工件上的余料切割掉。在激光切割的过程中，激光焦点的附近会产生高热区域，伴随着辅助气体高压气流的冲击，形成切割空洞，从而将余料从工件上分离。工件在进行激光切割时，通常会伴随着一些化学反应、放热反应，从而产生大量的废气和废渣，从而在环境中形成烟尘，因此，在激光切割的过程中，必须要设置抽风装置将产生的废气和废渣吸走。

加工幅面比较大的工件所产生废气废渣的范围也比较大，在现有技术中，通常是将工件的加工区域划分成多个分区，然后在每个分区对应设置一个抽风装置，这种设置方式不仅结构复杂，成本较高，而且抽吸效果不好，环境中还是会有很大的烟尘。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光加工设备及激光加工方法，不仅能够简化结构，降低成本，而且能够使抽吸效果得到很好的改善。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光加工设备，包括：

激光加工装置，包括第一移动组件和激光头，所述第一移动组件用于带动所述激光头在第一方向上移动，所述激光头用于对工件进行切割；

抽吸装置，包括第二移动组件和抽吸组件，所述第二移动组件用于带动所述抽吸组件在所述第一方向上移动；以及

控制装置，分别与所述第一移动组件和所述第二移动组件信号连接，用于在激光切割的过程中控制所述第二移动组件带动所述抽吸组件移动，以使所述抽吸组件在所述第一方向上保持与所述激光头同步移动。

本发明还提供一种激光加工方法，包括步骤：

在第一方向上移动激光头，使所述激光头对工件进行动态切割；

在所述第一方向上移动抽吸组件，使所述抽吸组件跟随所述激光头在所述第一方向上进行同步移动；

启动所述抽吸组件，使所述抽吸组件对切割过程中产生的烟尘进行抽吸。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在本发明提供的激光加工设备以及激光加工方法中，激光头能够在第一方向上移动以对工件进行动态切割，同时抽吸组件能够跟随激光头进行同步移动，以实现动态抽吸，能够使得抽吸组件始终离切割位置很近，也即，抽吸组件离烟尘的产生点很近，烟尘一产生就能很快被抽吸组件抽吸走，可避免烟尘乱飞，抽吸效果较好；而且，在本发明中，只需要设置一个抽吸组件即可满足很大区域内的抽吸需求，无需像现有技术那样在各个分区分别设置一个抽吸装置，因此，本发明的结构更加简单，有利于降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明的激光加工设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例中的激光加工方法的流程图；

图3为本发明另一实施例中激光加工方法的流程图；

标号说明：

100、激光加工装置；110、第一移动组件；120、激光头；

200、抽吸装置；210、第二移动组件；220、抽吸组件；

300、工件输送装置；310、放卷组件；320、拉料辊组；330、输送工作台；

400、工件；

500、整平装置。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1，本发明提供一种激光加工设备，能够对工件400进行激光切割。该激光加工设备包括激光加工装置100、抽吸装置200和控制装置(图中未示出)，激光加工装置100主要用于对工件400进行激光切割，抽吸装置200能够将切割过程中产生的烟尘抽吸走，控制装置能够分别控制激光加工装置100和抽吸装置200的动作。

激光加工装置100包括第一移动组件110和激光头120，激光头120用于对工件400进行切割，第一移动组件110用于带动激光头120在第一方向上移动，以实现对工件400进行动态切割。抽吸装置200包括第二移动组件210和抽吸组件220，抽吸组件220用于抽吸烟尘，第二移动组件210用于带动抽吸组件 220在第一方向上移动。控制装置分别与第一移动组件110和第二移动组件210 信号连接，当激光加工装置100开始对工件400进行切割时，控制装置能够控制第二移动组件210启动，并使第二移动组件210带动抽吸组件220移动，从而使抽吸组件220在第一方向上保持与激光头120进行同步移动，也即，激光头120在工件400的哪个位置切割，抽吸组件220也会同步移动到工件400的相应位置。

在本实施例的激光加工设备中，激光头120能够在第一方向上移动以对工件400进行动态切割，同时抽吸组件220能够跟随激光头120进行同步移动，以实现动态抽吸，能够使得抽吸组件220始终离切割位置很近，也即，抽吸组件220离烟尘的产生点很近，烟尘一产生就能很快被抽吸组件220抽吸走，可避免烟尘乱飞，抽吸效果较好；而且，在本发明中，只需要设置一个抽吸组件 220即可满足很大区域内的抽吸需求，无需像现有技术那样在各个分区分别设置一个抽吸装置200，因此，本发明的结构更加简单，有利于降低生产成本。

在一实施例中，第一移动组件110包括第一驱动件、第一传动丝杆、第一丝杆螺母和连接架，所述第一驱动件用于驱动第一传动丝杆转动，第一丝杆螺母与第一传动丝杆配合，第一传动丝杆转动时，第一丝杆螺母能够沿第一方向进行直线移动，连接架连接于第一丝杆螺母。在另一实施例中，第一传动丝杆和第一丝杆螺母组成的直线传动副可以用齿轮和齿条代替，第一驱动件连接于齿轮用于带动齿轮转动，齿轮与齿条啮合，齿轮转动时，齿条能够沿第一方向进行直线移动，连接架连接于齿条。在其他实施例中，第一移动组件110可以使用直线电机直接带动连接件在第一方向上进行直线移动。激光头120固定于连接架上。

进一步的，激光加工装置100还包括第三移动组件，第三移动组件用于带动激光头120沿第二方向移动，其中第二方向是与第一方向垂直。为方便描述，在一实施例中，定义第一方向为平行于X轴的方向，第二方向为平行于Y轴的方向。通过第一移动组件110和第三移动组件的带动作用，激光头120能够在 XY平面内进行移动，以对工件400进行多种形式的切割。具体的，第三移动组件包括第三驱动件、第三传动丝杆和第三丝杆螺母，第三驱动件用于带动第三传动丝杆转动，第三丝杆螺母与第三传动丝杆配合，第三传动丝杆转动时，第三丝杆螺母能够沿Y轴方向进行直线移动，进而带动激光头120在Y轴方向上进行移动。

需要说明的是，在一些实施例中，可以是第一移动组件110、第三移动组件和激光头120依次连接，在另一些实施例中，也可以是第三移动组件、第一移动组件110和激光头120依次连接，只需要保证激光头120能够同时在X方向上和Y方向上进行移动即可。

在本实施例中，第一移动组件110的数目为两组，两组第一移动组件110 分别设置于工件400在Y方向上的相对两侧，连接架架设在工件400的上方，且连接架的两端分别连接于两组第一移动组件110，两组第一移动组件110在X 轴方向上同步动作，从而带动连接架在X轴方向上平稳移动。其中，两个第一驱动件均为驱动电机，其中一个驱动电机为主动电机，另一个驱动电机为从动电机，从动电机实时跟踪主动电机的动作，保证连接架不会扭到。第三移动组件设置于连接架上，且第三移动组件连接于激光头120。

在一实施例中，第二移动组件210包括第二驱动件、第二传动丝杆和第二丝杆螺母，所述第二驱动件用于驱动第二传动丝杆转动，第二丝杆螺母与第二传动丝杆配合，第二传动丝杆转动时，第二丝杆螺母能够沿X轴方向进行直线移动，抽吸组件220连接于第二丝杆螺母。在另一实施例中，第二传动丝杆和第二丝杆螺母组成的直线传动副还可以用链轮和链条代替，第二驱动件连接于链轮，用于带动链轮转动，链条与链轮相啮合，抽吸组件220连接于链条，当链轮转动时，链条能够带动抽吸组件220沿X轴方向进行直线往复移动。在激光切割的过程中，控制装置能够控制第二驱动件实施跟踪第一驱动件的动作，使抽吸组件220能够紧跟激光头120。

在激光加工装置100启动时，控制装置能够控制第二移动组件210动作，使第二移动组件210带动抽吸组件220移动，以使抽吸组件220位于激光头120 发出的激光束的中心线上，相当于是对抽吸组件220的位置进行初始校准，使得切割程序启动时抽吸组件220就距离激光头120较近，在后续的切割动作中，抽吸组件220实时跟随激光头120移动，能够保证抽吸组件220始终离激光头 120较近，抽吸效果较好。

抽吸组件220包括吸气组件和抽吸通道，抽吸通道的一端口与吸气组件连接，抽吸通道的另一端口朝向工件400设置，工件切割过程中产生的烟尘能够通过抽吸通道进行收集或排出。在一实施例中，抽吸通道朝向工件400的一端口的宽度基本能够覆盖工件400在Y轴方向的尺寸，不论激光头120在Y轴上移动到哪个位置，抽吸组件220都能够抽吸到产生的烟尘，激光头120在Y轴方向上移动时，抽吸组件220不需要移动。在另一实施例中，可以将抽吸通道的端口设置得相对较小些，同时另外设置第四移动组件，第四移动组件用于带动抽吸组件220沿Y轴方向移动，激光头120在XY平面内移动时，抽吸组件 220也跟随激光头120在XY平面内移动。

可以理解的，第一移动组件110、第二移动组件210、第三移动组件和第四移动组件中均设置有导向滑轨，以保证激光头120和抽吸组件220的移动平稳性。第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件可选用绝对值伺服电机。

进一步的，激光加工设备还包括工件输送装置300，工件输送装置300用于将工件400沿第一方向输送。工件400的输送速度可以与激光头120的移动速度进行叠加，提高工件400的加工效率。工件输送装置300包括放卷组件310、拉料辊组320和输送工作台330，放卷组件310、拉料辊组320和输送工作台330 沿第一方向依次设置，放卷组件310用于放卷工件400，拉料辊组320用于牵引工件400沿第一方向移动，输送工作台330用于承载工件400并沿第一方向输送工件400；激光加工装置100和抽吸装置200分别设置于输送工作台330在Z 轴方向上的相对两侧。将待加工的工件400做成卷料的形式，工件400在放卷组件310上逐渐被放卷，并由拉料辊组320牵引向前输送，拉料辊组320包括主动轮和从动轮，主动轮和从动轮将工件400夹住，主动轮由外部驱动件驱动而转动，即可将工件400向前输送；输送工作台330包括两个同步轮和套设于两个同步轮上的传送带，工件400位于传送带上，同步轮转动时，传送带即可将工件400向前输送，输送工作台330在起承载作用的同时，能够进一步对工件400进行辅助输送，保证工件400有足够的输送动力。控制装置能够控制放卷组件310的放卷速度、拉料辊组320的输送速度以及输送工作台330的输送速度保持一致，避免工件400出现褶皱或者拉扯。

值得一提的是，输送工作台330上与工件400的待切割区域相对应的位置设置有镂空位，以便于工件400被切割时产生的烟尘能够通过镂空位直接进入抽吸组件220内。

进一步的，激光加工设备还包括整平装置500，整平装置500设置于放卷组件310和输送工作台330之间，用于对工件400进行整平，使工件400在进入输送工作台330之前具有平整的表面，便于激光头120对工件400进行精准地加工。优选的，整平装置500设置于放卷组件310和拉料辊组320之间。

具体的，整平装置500包括上下两排压辊，且上下两排压辊平行设置，压辊的轴线与工件400的输送方向垂直，工件400从上下两排压辊中穿过后，可实现整平的效果。

激光加工设备还包括吹气装置(图中未示出)，吹气装置和激光头120设置于输送工作台330的同一侧，也即，吹气装置和抽吸装置200分别设置于输送工作台330的相对两侧，在切割工件400时，吹气装置吹出的气流能够对工件400进行冷却，此外，吹气装置和抽吸装置200通过一吹一吸的方式，除尘效果更好。

为避免产生的烟尘乱飞，本发明的激光加工设备还包括两个密封挡板，两个密封挡板分别设置于抽吸组件220在Y轴方向上的相对两侧。当然的，还可以在抽吸组件220在X轴方向上的相对两侧也设置密封挡板，密封挡板能够挡住烟尘往抽吸组件220以外的地方飞。

在完成激光切割之后，控制装置能够控制第二移动组件210带动抽吸组件 220移动，使抽吸组件220回到停靠区域，停靠区域也就是激光加工设备上的原点位置。每次使用后将抽吸组件220归位到原点位置，在启动切割程序时，控制装置能够方便计算出抽吸组件220的移动路径，使得抽吸组件220能够准确地移动到与激光头120对准的位置。

请参考图2，本发明还提供一种激光加工方法，该方法包括：

步骤102、在第一方向上移动激光头，使激光头对工件进行动态切割。

伴随着激光头的移动，激光头所发出的激光束能够在工件上形成切割线，从而对工件进行切割。激光头在第一方向上的移动可通过第一移动组件来实现，通过第一移动组件的驱动作用，可使激光头在第一方向上进行往复移动。

可以理解的是，还可以在第二方向上移动激光头，使激光头能够同时自两个方向上进行移动，以对工件进行多种形式的加工。

步骤104、在第一方向上移动抽吸组件，使抽吸组件跟随激光头在第一方向上进行同步移动。也即，激光头在第一方向上移动多少距离，抽吸组件也能够在第一方向上移动相同的距离，使得激光头和抽吸组件在切割的过程中同步动作。

步骤106、在激光头开始切割工件时，启动抽吸组件，使抽吸组件对切割过程中产生的烟尘进行抽吸。步骤102、104和106基本上是同步进行。

如图3所示，在一实施例中，该激光加工方法在步骤102之前还包括：

步骤101、沿第一方向输送工件，以使工件经过激光头和抽吸组件之间。

激光头的移动速度可以与工件的输送速度进行叠加，能够提高工件的切割效率。

工件的输送过程可以使用放卷组件对工件进行持续放卷，并配合使用拉料辊组，将工件不间断地向前输送。在工件到达激光头之前，还可以使用整平装置对工件进行整平处理。

在一实施例中，激光加工方法在步骤104之前还包括：

步骤103、在第一方向上移动抽吸组件，以使抽吸组件移动至与激光头对齐的位置，具体的，使抽吸组件位于激光头发出的激光束的中心线上。

在使抽吸组件与激光头同步移动之前，可通过步骤103的对位校核，可使抽吸组件和激光头保持高精度的对应关系，从而在后面的同步运动中也能够始终保持高精度的对应关系。

在一实施例中，激光加工方法还包括：

步骤108、结束对工件的动态切割时，在第一方向上移动抽吸组件，以使抽吸组件复位到停靠区域。

每次使用后将抽吸组件归位到原点位置，在启动切割程序时，控制装置能够方便计算出抽吸组件的移动路径，使得抽吸组件能够准确地移动到与激光头对准的位置。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光加工设备，其特征在于，包括：

激光加工装置，包括第一移动组件和激光头，所述第一移动组件用于带动所述激光头在第一方向上移动，所述激光头用于对工件进行切割；

抽吸装置，包括第二移动组件和抽吸组件，所述第二移动组件用于带动所述抽吸组件在所述第一方向上移动；以及

控制装置，分别与所述第一移动组件和所述第二移动组件信号连接，用于在激光切割的过程中控制所述第二移动组件带动所述抽吸组件移动，以使所述抽吸组件在所述第一方向上保持与所述激光头同步移动。

2.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，在所述激光加工装置启动时，所述控制装置用于控制所述第二移动组件带动所述抽吸组件移动，以使所述抽吸组件位于所述激光头发出的激光束的中心线上。

3.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，还包括工件输送装置，所述工件输送装置用于将工件沿所述第一方向输送。

4.如权利要求3所述的激光加工设备，其特征在于，所述工件输送装置包括沿所述第一方向依次设置的放卷组件、拉料辊组和输送工作台，所述放卷组件用于放卷工件，所述拉料辊组用于牵引工件沿所述第一方向移动，所述输送工作台用于承载工件并沿所述第一方向输送工件；所述激光加工装置和所述抽吸装置分别设置于所述输送工作台的相对两侧。

5.如权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，还包括两个密封挡板，两个所述密封挡板分别设置于所述抽吸组件在第二方向上的相对两侧，所述第二方向与所述第一方向垂直。

6.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工装置还包括第三移动组件，所述第三移动组件用于带动所述激光头沿第二方向移动，所述第二方向与所述第一方向垂直。

7.一种激光加工方法，其特征在于，包括步骤：

在第一方向上移动激光头，使所述激光头对工件进行动态切割；

在所述第一方向上移动抽吸组件，使所述抽吸组件跟随所述激光头在所述第一方向上进行同步移动；

启动所述抽吸组件，使所述抽吸组件对切割过程中产生的烟尘进行抽吸。

8.如权利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，在使所述抽吸组件跟随所述激光头在所述第一方向上进行同步移动之前，还包括：

在所述第一方向上移动所述抽吸组件，以使所述抽吸组件位于所述激光头发出的激光束的中心线上。

9.如权利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，还包括：

沿所述第一方向输送工件，以使工件经过所述激光头和所述抽吸组件之间。

10.如权利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，还包括：

结束对工件的动态切割时，在所述第一方向上移动所述抽吸组件，以使所述抽吸组件复位到停靠区域。

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