CN205166190U - 激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种激光切割装置，其特征在于，包括：机架本体；胎具，转动连接在机架本体上，承载待切割工件；激光切割单元，包括激光器操作单元和激光器，激光器安装在激光器操作单元的前端，对待切割工件进行切割；气动单元，气动单元与胎具相连接，抽出胎具中的空气，吸附待切割工件。根据本实用新型的激光切割装置以及激光切割方法，由于采用了机架以及胎具对曲面待切割工件进行吸附，同时采用激光切割单元对曲面待切割工件进行切割，因此，一方面避免了手工切割的多种弊端，另一方面，由于不用制作冲切模，因此节约了成本。

Description

激光切割装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割装置，属于激光切割领域。

背景技术

在传统的3D曲面类产品切割的工艺过程中，主要有两种方式。

一种是手工切割，主要应用于新产品的试制与小批量生产。

另外一种采用切边模(或冲切模)，主要适合大批量成熟产品的生产。

手工切割尤其是一些外观类的产品，对精度要求较高，且由于形状为3D立体曲线,人工切割往往需很高的熟练程度,切割过程中需要注意力相当集中，否则会将产品划伤或刀具伤及个人,并且每次切割后的重复性无法保证,效率低下,产品切割时劳动强度高，而且要定时更换切割刀具。

而切边模(或冲切模)，则制作周期长，且模具制造，维护成本也比较高，不适宜新产品的开发及小批量生产，不符合企业可时续性发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光切割装置，以解决上述问题。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种激光切割装置，其特征在于，包括：机架本体；胎具，转动连接在机架本体上，承载待切割工件；激光切割单元，包括激光器操作单元和激光器，激光器安装在激光器操作单元的前端，对待切割工件进行切割；气动单元，气动单元与胎具相连接，抽出胎具中的空气，吸附待切割工件。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，胎具上具有避空槽，与激光切割的路线相对应。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，胎具上具有吸盘和吸附孔，在气动单元的作用下产生吸附力。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，激光操作单元为多轴机器人。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，激光操作单元为六轴机器人。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，机架本体上具有光栅。

进一步，本实用新型的激光切割装置，还可以具有这样的特征：其中，机架本体上具有双手启动按钮。

实用新型的有益效果

根据本实用新型的激光切割装置，由于采用了机架以及胎具对曲面待切割工件进行吸附，同时采用激光切割单元对曲面待切割工件进行切割，因此，一方面避免了手工切割的多种弊端，另一方面，由于不用制作冲切模，因此节约了成本。

附图说明

图1是激光切割装置的整体结构示意图；

图2是激光切割单元的俯视图；

图3是使用激光切割装置进行激光切割的流程图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。

图1是激光切割装置的整体结构示意图，如图1所示，激光切割装置包括：机架本体11，六轴机器人12，激光器13，旋转机构14，胎具15，以及控制柜16。

机架本体11用于安装旋转机构14和胎具15等结构。

胎具15(或称之为治具)，安装旋转机构14上，在安装旋转机构14的带动下旋转。胎具15用于承载待切割工件。包括一个腔体,该腔体的外形完全与所吸附的3D曲面吻合,表面布置有吸真空的吸盘以及吸附孔。胎具15上具有吸盘和吸附孔，在气动单元的作用下产生吸附力，牢固的吸附待切割工件。气动单元具有气泵，气动单元在图1中未显示。气动单元一方面对胎具吸气以吸附待切割工件，另一方面与激光器相通，对激光器进行降温。胎具15上还具有避空槽，位于激光切割的路线处，防止激光切割时的光束反射到金属上，造成产品其他部位损伤，并可以使得烟尘排到避空槽内。

根据不同的产品来制作相应的胎具15，胎具15与旋转机构之间采用导柱、导套定位的安装方式，可以方便快捷的切换安装，并且能保证正确定位；相对于传统的切边模或者冲切模来说，具有设计简单方便，制作周期短，成本低等优势。

激光切割单元，包括激光器操作单元和激光器13，激光器13安装在激光器操作单元的前端，对切割工件进行切割；在本实施方式中激光器操作单元采用六轴机器人12，在其它实施方式中，也可以采用四轴机器人或者其它类型的工业机器人。机器人为六轴垂直关节高精度机器人，可以离线或在线编程，离线编程节约大量的现场调试时间，对不同产品建立相应的子程序，通过主程序调用，完成全自动化的工作,让3D产品的加工成为可能，提高生产效率，增加生产的柔性。激光器13搭载于机器人臂上，在安装时可进行上下，前后，左右的调节，确保安装后激光器发出的光束和机器人输出轴同轴。

控制单元，设置在控制柜16中以PLC用来控制，配置有人机界面，实现系统的手自动及启动等操作，不同产品品种切换，伺服参数设定，状态及报警显示等，自动化程度大大提高，减少了人工劳动强度，并提高了控制精度，从而提高了切割质量。

控制单元通过与PLC进行通信，完成全系统的控制。另外还可以在示教器上进行机器人的动作控制，示教，校准等一系列动作。

系统针对激光器13的输出功率设计有自动调节功能，根据不同产品及机器人的运行速度模拟量输出，建立数学模型，通过对激光器射频电源，脉冲占空比(0％～100％)及频率(0Hz～25kHz)控制，调节激光器输出功率大小；从而能保证切割的质量。

如图2所示，激光切割单元还具有光入机构18,及支架17。支架17用于将激光器13固定在机器人的手臂上。

光入机构18设计有激光束导达激光切割头的可调焦导光镜组件，以使激光束的对焦准，光斑小，保证激光切割效果更好。

为了进一步提高安全性，机架本体上具有光栅，以及双手启动按钮。

如图3所示，使用激光切割装置进行激光切割的流程如下：

步骤S101，启动设备，此时设备处于初始状态；

步骤S102，将待切割工件安装于胎具上；

步骤S103，进行初始定位；

步骤S104，按下双手启动按钮启动激光切割；

步骤S105，检测胎具内的真空度是否达到设定值，一般真空压力设定为-20～-80Kpa，在此真空度下待切割工件被吸附牢固，若达到，则进行步骤S106，若未达到，回到步骤S103；

步骤S106,按选定的程序及参数对待切割工作进行激光切割；

步骤S107,切割完成；

步骤S108,切割完成后机器人回归初始状态，即六轴机器人回归工作原点，机架设备回归待机状态；

步骤S109,取出成品，进行下一轮循环作业。

本实用新型主要针对工程塑料，皮革等非金属3D曲线切割。

上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光切割装置，其特征在于，包括：

机架本体；

胎具，转动连接在所述机架本体上，承载待切割工件；

激光切割单元，包括激光器操作单元和激光器，所述激光器安装在所述激光器操作单元的前端，对待切割工件进行切割；

气动单元，所述气动单元与所述胎具相连接，抽出所述胎具中的空气，吸附所述待切割工件。

2.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述胎具上具有避空槽，与激光切割的路线相对应。

3.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述胎具上具有吸盘和吸附孔，在气动单元的作用下产生吸附力。

4.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述激光操作单元为多轴机器人。

5.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述激光操作单元为六轴机器人。

6.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述机架本体上具有光栅。

7.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：

其中，所述机架本体上具有双手启动按钮。