CN201471090U - 激光切割双值等长光路补偿系统 - Google Patents

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Inventor
周庆
岳俊强
郑东
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Jiangsu Jinfangyuan CNC Machine Co Ltd
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Jiangsu Jinfangyuan CNC Machine Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了数控机床领域内的激光切割双值等长光路补偿系统，包括与机身相对固定的激光发生器，激光发生器将发射的激光束传递给工作反射镜，再经聚焦镜聚焦到工作台上的待切割工件上，工作反射镜随切割头沿X轴运动而运动，激光发生器与工作反射镜之间的光路上设有相互垂直的两个补偿反射镜，补偿反射镜固定在直线运动机构上，补偿反射镜在直线运动机构上的位置由数控系统控制，该直线运动机构包括相连的第一工作段和第二工作段，对应于厚、薄板，补偿反射镜位于不同工作段。该装置采用两种工作模式，可适应厚薄板的光程变化，提高了现有激光切割机的通用性。

Description

激光切割双值等长光路补偿系统
技术领域
本实用新型涉及一种数控机床，特别涉及一种激光切割机。
背景技术
数控激光切割机是将激光作为一种加工手段对金属或非金属板材进行切割加工的一种装置，可在平面板材上加工直线和任意形状的曲线，其被广泛应用于电气制造、汽车、仪表开关、纺织机械、运输机械、家电制造、电梯设备制造、食品工业、装饰装潢与广告以及激光加工站等。
由于激光束在传递过程中有发散现象，快速轴流式CO2激光发生器的发散角通常为2毫弧度，激光束传递每延长一米，光束直径增加2毫米，要得到好的切割质量及效率，首先要保证光束直径尽可能小的变化，目前的激光切割机，包括与机身相对固定的激光发生器，激光发生器将发射的激光束经多次变向后传递给光路上设置的工作反射镜，工作反射镜将激光经聚焦镜聚焦到工作台上的待切割工件上，工作反射镜随切割头沿X轴运动而运动，其仅具有单值补偿，只补偿单轴(如X轴)，而切割碳钢薄板(t＜10mm)与切割碳钢厚板(10mm＜t＜25mm)所需要的总光路长度不同，通常相差3～4m，而上述结构使得单台数控激光切割机只能做到更好地切割薄板或者厚板，做不到两者兼顾，大大降低了机床的通用性，不能满足用户对切割板材厚度及切割质量越来越高的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种激光切割双值等长光路补偿系统，使得激光切割机能切割厚板和薄板，以提高激光切割机的通用性。
本实用新型的目的是这样实现的：激光切割双值等长光路补偿系统，包括与机身相对固定的激光发生器，激光发生器将发射的激光束经多次变向后传递给光路上设置的工作反射镜，工作反射镜将激光束经聚焦镜聚焦到工作台上的待切割工件上，工作反射镜随切割头沿X轴运动而运动，激光发生器与工作反射镜之间的光路上设有相互垂直的两个补偿反射镜，两个补偿反射镜固定在可沿激光发生器的激光束方向移动的直线运动机构上，补偿反射镜在直线运动机构上的位置由数控系统控制，该直线运动机构包括相连的第一工作段和第二工作段，补偿反射镜位于第一工作段上时的光程与厚板相对应，补偿反射镜位于第二工作段上时的光程与薄板相对应。
本实用新型工作时，激光发生器发出激光束，照射到其中一个补偿反射镜上，该补偿反射镜将激光束反射到另一补偿反射镜上，经再次反射形成与入射激光束相平行的激光束照射到工作反射镜上，经工作反射镜照射到聚焦镜上，再聚焦到工作台上的待切割工件上，进而将待切割工件进行切割；切割头会根据切割位置的需要而运动，随着切割头的运动，可通过检测控制机构使直线运动机构产生相应运动，直线运动机构直线运动时，可以改变光路的长度，以保持从激光发生器到聚焦镜的光路长度始终保持一致，使得激光的散射光斑直径固定，角度恒定，聚焦镜形成的焦斑直径和焦涉均一致，可提高切割质量；补偿反射镜在直线运动机构上的位置由数控系统控制，数控系统根据所切割的板材的厚薄，给出最适合切割的补偿反射镜的位置，当补偿反射镜位于第一工作段上时，其光程适合于切割厚板，当补偿反射镜位于第二工作段上时，其光程适合于切割薄板，采用两种工作模式，可适应厚薄板切割时的光程变化，保证了切割质量。该装置提高了现有激光切割机的通用性，使其不仅可以切割薄板，也能顺利切割厚板。
附图说明
图1为本实用新型工作原理图。
其中，1 激光发生器，2 激光束，3、4 变向发射镜，5、6 补偿反射镜，7工作反射镜，8 聚焦镜，9 直线运动机构，M 第一工作段，N 第二工作段。
具体实施方式
如图所示，为激光切割双值等长光路补偿系统，包括与机身相对固定的激光发生器1，激光发生器1将发射的激光束2经变向反射镜3、4变向后传递给光路上设置的工作反射镜7，工作反射镜7将激光束2经聚焦镜8聚焦到工作台上的待切割工件上，工作反射镜7随切割头沿X轴运动而运动，激光发生器1与工作反射镜7之间的光路上设有相互垂直的两个补偿反射镜5、6，两个补偿反射镜5、6固定在可沿激光发生器的激光束方向移动的直线运动机构9上，补偿反射镜5、6在直线运动机构9上的位置由数控系统控制，该直线运动机构9包括相连的第一工作段M和第二工作段N，补偿反射镜5、6位于第一工作段M上时的光程与厚板相对应，补偿反射镜5、6位于第二工作段N上时的光程与薄板相对应。
在切割厚板时，激光发生器1发出激光束2，经变向反射镜3、4变向，再经补偿反射镜5、6反射，到达工作反射镜，最终到达聚焦镜8，光束聚焦后对板材进行切割，这一段激光束通过的路径长度即为光程，图中聚焦镜8处于的A、B、C、D四个位置分别对应于切割板材的四个角，补偿反射镜5、6位于第一工作段上，为保证光程一致，补偿反射镜5、6的位置与A、B、C、D分别一一对应为a、b、c、d四个位置，在A、B位置时，工作反射镜位于F位置，在C、D位置时，工作反射镜位于f位置，数控系统可根据需要给出补偿发射镜5、6所处的位置，并指令直线运动机构使补偿反射镜运动到该位置，以保证光程一致；当需要切割薄板时，数控系统转换工作模式，使补偿反射镜移动到第二工作段N上，延长了激光发生器与工作反射镜之间的光程，以适应厚薄板的切割需要，例如，在D点位置切割时，对于厚板，补偿反射镜位于d位置，当切割薄板时，补偿反射镜位于d′位置，这样可使激光切割机不仅可以切割厚板，也能切割薄板。
该激光切割双值等长光路补偿系统的应用使得激光切割时等光路长度的值有两个，分别对应于切割薄板和厚板，两者的切换通过数控系统很容易实现，使得激光切割机的设计更加通用化，能满足用户的不同需求。

Claims (1)

1.激光切割双值等长光路补偿系统，包括与机身相对固定的激光发生器，激光发生器将发射的激光束经多次变向后传递给光路上设置的工作反射镜，工作反射镜将激光束经聚焦镜聚焦到工作台上的待切割工件上，工作反射镜随切割头沿X轴运动而运动，其特征在于：激光发生器与工作反射镜之间的光路上设有相互垂直的两个补偿反射镜，两个补偿反射镜固定在可沿激光发生器的激光束方向移动的直线运动机构上，补偿反射镜在直线运动机构上的位置由数控系统控制，该直线运动机构包括相连的第一工作段和第二工作段，补偿反射镜位于第一工作段上时的光程与厚板相对应，补偿反射镜位于第二工作段上时的光程与薄板相对应。
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