CN115156739B - 一种设备壳体加工用激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割领域，具体涉及一种设备壳体加工用激光切割机。其包括机架、激光切割装置和喷水装置；喷水装置包括转向架、喷水筒以及两个转轮，转向架与激光切割装置的激光切割头转动连接，转轮转动设置于转向架的末端且与工件抵触，喷水筒支撑在转向架上且位于激光切割头的一侧。本发明中喷水装置类似于万向轮的结构，激光切割头朝任意方向移动，喷水筒始终处于激光切割头的后方位置对切缝进行喷水，喷水点处于切割点的后方既可以保证对切缝及时降温，又能够确保切割点处的温度不受影响，切缝质量高，切割效果好。

Description

一种设备壳体加工用激光切割机

技术领域

本发明涉及激光切割领域，具体涉及一种设备壳体加工用激光切割机。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而形成一定形状的切缝，实现将工件割开。激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。在制造业中，常使用激光切割辅助设备壳体的加工，例如壳体板材的切割、打孔等。因激光切割属于热切割方法之一，工件切开之后需要对切缝进行冷却，否则切缝持续热熔会导致切缝质量变差，严重影响切割效果。

目前授权公告号为CN 111230343 B的中国专利文献公开了一种激光切割机，该激光切割机在其激光切割头的喷嘴上套设了冷却水喷雾构件，冷却水喷雾构件的内侧壁开设有若干侧壁喷雾小孔，冷却水雾通过侧壁喷雾小孔喷射到激光切割头喷嘴上，对激光切割头喷嘴进行冷却；在下底面上开设有若干底部喷雾小孔，冷却水雾通过底部喷雾小孔喷淋到被切割的板材上，对被切割的板材进行冷却降温，以避免因被切割的板材温度升高而影响其切割线性。该激光切割机虽然对板材进行了降温，但是该方案是直接对切割点的位置进行喷水冷却，切割点温度降低会影响切割效果和切割效率。

发明内容

根据现有技术的不足之处，本发明提出了一种设备壳体加工用激光切割机，该激光切割能够对切缝进行冷却以提高切缝质量，同时能够保证切割效果和切割效率。

本发明的一种设备壳体加工用激光切割机采用如下技术方案：包括机架、激光切割装置和喷水装置；

机架上设置有可前后移动的移动横梁，激光切割装置包括激光发射部和设置于激光发射部下方的激光切割头，激光发射部可左右移动地设置于移动横梁，加工设备壳体用的工件在机架的底板上放置；

喷水装置包括转向架、喷水筒以及两个转轮，转向架具有旋转套和设置于旋转套外周壁的支杆，支杆有两个且关于旋转套的轴向中心面对称，两个支杆相互平行且向旋转套的下方倾斜延伸；旋转套可转动地套设于激光切割头，喷水筒水平支撑于支杆的中部且位于激光切割头的一侧，喷水筒的底部设置有喷水孔；转轮与支杆一一对应，转轮可转动地设置于支杆的末端外侧，转轮的轴线与喷水筒的轴线平行且转轮的轴线位于喷水筒的轴线远离激光切割头的一侧，切割时转轮与工件抵触。

可选地，转轮和支杆之间通过调节结构连接，调节结构用于在激光切割装置换向时控制远离换向侧的转轮向外伸出，进而扩大该转轮的转动半径。

可选地，调节结构包括套环、限位环、第一套筒以及第二套筒；

套环有两个且分别可转动地设置于一个支杆，转轮的轮轴插装于套环且与套环螺旋连接；限位环与套环一一对应，限位环沿套环的轴线可移动地设置于支杆且位于套环的内侧，限位环和套环相互靠近的表面均设置有卡接齿，限位环和套环卡接时阻碍套环转动；

第一套筒插装于两个限位环且与限位环可相对转动，第一套筒的两端均设置有第一弹块，第一弹块与相应的限位环轴向插接且可相对转动，第一弹块和第一套筒之间通过第一连接弹簧连接，初始第一连接弹簧促使第一弹块向远离第一套筒的方向运动，以使第一弹块与支杆上的凹坑卡接，且使第一弹块带限位环与套环卡接；

第二套筒套设于转轮的轮轴内端且位于套环内侧，第二套筒和转轮通过水平延伸的拉簧连接，拉簧初始处于放松状态，两个第二套筒均插装于第一套筒内部，第二套筒上设置有第二弹块，第二弹块和第二套筒之间通过第二连接弹簧连接，初始第二连接弹簧促使第二弹块向远离第二套筒的方向运动且与第一套筒内壁的凹坑卡接，第二套筒和第二弹块配置成仅在两个第二套筒均转动时能够带动第一套筒转动。

可选地，喷水筒为伸缩筒，喷水筒和转轮之间设置有连接杆，连接杆的下端与转轮转动连接，连接杆的上端与喷水筒转动连接，连接杆用于在转轮向外移动时拉动喷水筒伸长。

可选地，旋转套可相对于激光切割头上下滑动，旋转套和激光切割头之间设置有压簧，初始压簧处于放松状态；喷水筒上固定套设有齿轮，激光切割头的外周壁上设置有若干上下排布且环绕激光切割头一周的齿牙，齿轮与齿牙啮合。

可选地，旋转套上设置有进水管道，进水管道上端连通高压供水装置，进水管道下端通过支杆向喷水筒内部送水。

本发明的有益效果是：本发明的一种设备壳体加工用激光切割机在激光切割头上设置了喷水装置，喷水装置的转向架与激光切割头转动连接，转轮转动设置于转向架的末端且与工件抵触，喷水筒支撑在转向架上且位于激光切割头的一侧。本发明中喷水装置整体类似于万向轮的结构，激光切割头朝任意方向移动，喷水筒始终处于激光切割头的后方位置对切缝进行喷水，喷水点处于切割点的后方既可以保证对切缝及时降温，又能够确保切割点处的温度不受影响，切缝质量高，切割效果好，切割效率高。

进一步的，本发明中转轮通过调节装置与转向架的支杆连接，在激光切割头换向的过程中远离换向侧的转轮会伸长，防止转轮碾压切缝进而影响切割效果。

更进一步的，喷水筒为伸缩筒且通过连接杆与转轮连接，在工件出现高低不平的状况时，喷水筒的喷水口向激光切割头靠近，避免切割面倾斜时喷水点与切割点的距离变大，保证最佳的冷却效果。

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，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

图1为本发明一种设备壳体加工用激光切割机的整体结构示意图；

图2为本发明中激光切割头和喷水装置的结构示意图；

图3为图2的正视图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为图4中B处放大图；

图6为本发明中喷水筒及其上零部件的结构示意图。

图中：100、机架；200、移动横梁；300、激光发射部；400、激光切割头；410、压簧；420、齿牙；500、喷水装置；510、进水管道；520、转向架；521、旋转套；522、支杆；530、齿轮；540、喷水筒；550、连接杆；560、转轮；570、套环；580、限位环；590、第一套筒；5100、第二套筒；5110、第一弹块；5120、第二弹块；5130、拉簧；600、工件。

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。

如图1至图6所示，本发明的一种设备壳体加工用激光切割机包括机架100、激光切割装置和喷水装置500。

机架100上设置有可前后移动的移动横梁200，激光切割装置包括激光发射部300和设置于激光发射部300下方的激光切割头400，激光发射部300可左右移动地设置于移动横梁200，加工设备壳体用的工件600在机架100的底板上放置，激光发射部300带动激光切割头400移动对工件600进行加工。

喷水装置500包括转向架520、喷水筒540以及两个转轮560；转向架520具有旋转套521和设置于旋转套521外周壁的支杆522，支杆522有两个且关于旋转套521的轴向中心面对称，两个支杆522相互平行且向旋转套521的下方倾斜延伸。

旋转套521可转动地套设于激光切割头400，喷水筒540水平支撑于支杆522的中部且位于激光切割头400的一侧，喷水筒540的底部设置有喷水孔。转轮560与支杆522一一对应，转轮560绕平行于喷水筒540的轴线可转动地设置于支杆522的末端外侧，转轮560的轴线位于喷水筒540的轴线远离激光切割头400的一侧，也就是喷水筒540的轴线距激光切割头400的距离小于转轮560的轴线距激光切割头400的距离。

切割时转轮560与工件600抵触，随着激光切割头400的前进，转轮560转动、正常切割，喷水筒540在激光切割头400的后方对切缝喷水冷却（激光切割头400前进的方向为前，反之为后）。当激光切割头400变换方向前进时，激光切割头400通过转向架520带动转轮560前进，转轮560与工件600的摩擦力促使转向架520绕激光切割头400转动且转动至转轮560重新位于激光切割头400的后方，喷水筒540在激光切割头400的后方对切缝喷水冷却。本发明通过转向架520和转轮560的配合，使得喷水装置500整体类似于万向轮的结构，激光切割头400朝任意方向移动，喷水筒540始终处于激光切割头400的后方（移动方向的反方向）位置对切缝进行喷水，喷水点处于切割点的后方既可以保证对切缝及时降温，又能够确保切割点处的温度不受影响，切缝质量高，切割效果好，切割效率高。进一步的转轮560的轴线位于喷水筒540轴线的后方，使得转轮560与工件600的接触点处的切缝已经被冷却降温，转轮560不会被过热的工件600烧灼，确保转轮560的转动不受影响。

在进一步的实施例中，转轮560和转向架520的支杆522之间通过调节结构连接，调节结构用于在激光切割装置换向时控制远离换向侧的转轮560向外伸出，进而扩大该转轮560的转动半径。

进一步地，如图5所示，调节结构包括套环570、限位环580、第一套筒590以及第二套筒5100。套环570有两个且分别可转动地设置于转向架520的一个支杆522上，转轮560的轮轴插装于套环570且与套环570螺旋连接。限位环580与套环570一一对应，限位环580沿套环570的轴线可移动地设置于转向架520的支杆522且位于套环570的内侧，限位环580和套环570相互靠近的表面均设置有卡接齿，限位环580和套环570卡接时阻碍套环570转动。

第一套筒590插装于两个限位环580且与限位环580可相对转动，第一套筒590的两端均设置有第一弹块5110，第一弹块5110与相应的限位环580轴向插接且可相对转动，第一弹块5110和第一套筒590之间通过第一连接弹簧连接，初始第一连接弹簧促使第一弹块5110向远离第一套筒590的方向运动，以使第一弹块5110与支杆522上的凹坑卡接，且使第一弹块5110带动限位环580与套环570卡接。

第二套筒5100套设于转轮560的轮轴内端且位于套环570内侧，第二套筒5100和转轮560通过水平延伸的拉簧5130连接，拉簧5130初始处于放松状态，两个第二套筒5100均插装于第一套筒590内部，第二套筒5100上设置有第二弹块5120，第二弹块5120和第二套筒5100之间通过第二连接弹簧连接，初始第二连接弹簧促使第二弹块5120向远离第二套筒5100的方向运动且与第一套筒590内壁的凹坑卡接，第二套筒5100和第二弹块5120配置成仅在两个套筒均转动时能够带动第一套筒590转动。

需要说明的是，为便于卡簧的安装，转轮560的轮轴为空心轴，拉簧5130设置于转轮560的轮轴内部，且拉簧5130的一端与转轮560连接、另一端与第二套筒5100的内底面连接。为便于第二套筒5100的安装，第一套筒590的两端均设置有安装腔，两个安装腔之间通过隔板连接，第二套筒5100插装于安装腔，第二弹块5120与隔板卡接。

激光切割头400正常进给对工件600进行切割时，两个转轮560转动带动第二套筒5100转动，第二套筒5100转动通过第二弹块5120带动第一套筒590转动，第一套筒590转动时，第一弹块5110克服第一连接弹簧的弹力从转向架520的支杆522退出进入第一套筒590内，第一弹块5110向远离支杆522的方向移动带动限位环580同步移动，进而使限位环580与套环570脱离，限位环580解除对套环570的锁定，套环570的转动不受限制，转轮560与套环570同步转动。

当激光切割装置换向时，转向架520与激光切割头400相对转动，此时靠近转向侧的转轮560转动角度较小，另一侧的转轮560转动角度较大。以激光切割装置向左换向为例，参照图5，左侧的转轮560近似于没有转动，右侧的转轮560快速转动换向，也就是说此时近似于由于只有右侧的转轮560转动。左侧的转轮560转动角度过小导致左侧的第二套筒5100近乎不动，右侧的转轮560带动右侧的第二套筒5100转动，而仅有右侧的第二套筒5100转动无法通过第二弹块5120带动第一套筒590转动，此时第一套筒590上的第一弹块5110处于伸出状态卡在转向架520的支杆522内，限位环580与套环570卡接并将套环570锁定，套环570受到阻碍无法转动，右侧的转轮560在转动时与右侧的套环570螺旋传动，进而右侧的转轮560向外伸出（向远离左侧转轮560的方向移动），右侧的转轮560转动半径增大，避免碾压切缝。当换向完成后，两个转动同时转动并带动相应的第二套筒5100转动，两个第二套筒5100重新带动第一套筒590转动，在第一套筒590转动时第一弹块5110重新收回至第一套筒590与套环570脱离，套环570可以自由转动，同时右侧的转轮560轮在拉簧5130的作用下向内复位。

在进一步的实施例中，如图2和图5所示，喷水筒540为伸缩筒，喷水筒540和转轮560之间设置有连接杆550，连接杆550的下端与转轮560转动连接，连接杆550的上端与喷水筒540转动连接，连接杆550用于在转轮560向外移动时拉动喷水筒540伸长，使得激光切割头400换向过程中，随着转轮560转动半径的扩大，喷水筒540的喷水范围也随之扩大，进而对换向处的焊缝进行有效降温。

进一步的，如图3所示，旋转套521上设置有进水管道510，进水管道510上端连通高压供水装置，进水管道510下端通过支杆522向喷水筒540内部送水。

在进一步的实施例中，旋转套521可相对于激光切割头400上下滑动，旋转套521和激光切割头400之间设置有压簧410，压簧410初始处于放松状态；喷水筒540上固定套设有齿轮530，激光切割头400的外周壁上设置有若干上下排布的齿牙420，齿牙420环绕激光切割头400一周，齿轮530与齿牙420啮合。正常切割时，转轮560与工件600抵触，压簧410压缩。当工件600出现高低不平整的情况时，例如工件600表面凹陷，转轮560在压簧410的作用下相对于激光切割头400向下移动，进而使得齿轮530沿激光切割头400外周壁的齿牙420滚动，齿轮530滚动带动带动喷水筒540转动，使得喷水筒540的喷水口向激光切割头400靠近，避免切割面倾斜时喷水点与切割点的距离变大，保证最佳的冷却效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种设备壳体加工用激光切割机，其特征在于：包括机架、激光切割装置和喷水装置；

机架上设置有可前后移动的移动横梁，激光切割装置包括激光发射部和设置于激光发射部下方的激光切割头，激光发射部可左右移动地设置于移动横梁，加工设备壳体用的工件在机架的底板上放置；

喷水装置包括转向架、喷水筒以及两个转轮，转向架具有旋转套和设置于旋转套外周壁的支杆，支杆有两个且关于旋转套的轴向中心面对称，两个支杆相互平行且向旋转套的下方倾斜延伸；旋转套可转动地套设于激光切割头，喷水筒水平支撑于支杆的中部且位于激光切割头的一侧，喷水筒的底部设置有喷水孔；转轮与支杆一一对应，转轮可转动地设置于支杆的末端外侧，转轮的轴线与喷水筒的轴线平行且转轮的轴线位于喷水筒的轴线远离激光切割头的一侧，切割时转轮与工件抵触；

转轮和支杆之间通过调节结构连接，调节结构用于在激光切割装置换向时控制远离换向侧的转轮向外伸出，进而扩大该转轮的转动半径；

调节结构包括套环、限位环、第一套筒以及第二套筒；

套环有两个且分别可转动地设置于一个支杆，转轮的轮轴插装于套环且与套环螺旋连接；限位环与套环一一对应，限位环沿套环的轴线可移动地设置于支杆且位于套环的内侧，限位环和套环相互靠近的表面均设置有卡接齿，限位环和套环卡接时阻碍套环转动；

第一套筒插装于两个限位环且与限位环可相对转动，第一套筒的两端均设置有第一弹块，第一弹块与相应的限位环轴向插接且可相对转动，第一弹块和第一套筒之间通过第一连接弹簧连接，初始第一连接弹簧促使第一弹块向远离第一套筒的方向运动，以使第一弹块与支杆上的凹坑卡接，且使第一弹块带限位环与套环卡接；

第二套筒套设于转轮的轮轴内端且位于套环内侧，第二套筒和转轮通过水平延伸的拉簧连接，拉簧初始处于放松状态，两个第二套筒均插装于第一套筒内部，第二套筒上设置有第二弹块，第二弹块和第二套筒之间通过第二连接弹簧连接，初始第二连接弹簧促使第二弹块向远离第二套筒的方向运动且与第一套筒内壁的凹坑卡接，第二套筒和第二弹块配置成仅在两个第二套筒均转动时能够带动第一套筒转动，喷水筒始终处于激光切割头的移动方向的反方向，喷水筒的喷水点处于切割点的后方。

2.根据权利要求1所述的一种设备壳体加工用激光切割机，其特征在于：喷水筒为伸缩筒，喷水筒和转轮之间设置有连接杆，连接杆的下端与转轮转动连接，连接杆的上端与喷水筒转动连接，连接杆用于在转轮向外移动时拉动喷水筒伸长。

3.根据权利要求1所述的一种设备壳体加工用激光切割机，其特征在于：旋转套可相对于激光切割头上下滑动，旋转套和激光切割头之间设置有压簧，初始压簧处于放松状态；喷水筒上固定套设有齿轮，激光切割头的外周壁上设置有若干上下排布且环绕激光切割头一周的齿牙，齿轮与齿牙啮合。

4.根据权利要求3所述的一种设备壳体加工用激光切割机，其特征在于：旋转套上设置有进水管道，进水管道上端连通高压供水装置，进水管道下端通过支杆向喷水筒内部送水。

Images