CN208322460U - 一种曲面激光切割装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型数据激光切割领域，尤其涉及一种曲面激光切割装置，该装置包括，计算机硬件处理器、激光源、预加工件固定夹持装置、夹持装置控制电机以及移动透镜，所述夹持装置控制电机可控制移动透镜的位置于激光源下方或移出光源范围；所述计算机硬件处理器分别向激光源、加工件固定夹持装置输入控制信号；所述激光源根据控制信号，分别发射瞄准激光和切割激光，发射瞄准激光为三个分散的发射点，并且在激光源切割头处设有瞄准激光接收器；发射瞄准激光时，移动透镜移出激光源区域，发射切割激光时，移动透镜置于激光源下方；激光源通过三维旋转装置固定于激光切割装置的结构架上。此装置的有益效果是，可以满足各种形状工件的切割，并且切割缝始终与工件表面保持垂直，给后续的焊接、组装连接带来方便，有一定的市场需求和应用场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光设备领域，尤其涉及一种可切割不规则曲面的曲面激光切割装置。
背景技术
激光切割是利用激光束照射工件，使材料被照射的区域快速达到熔点，使之熔化和烧蚀，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，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。激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点。
激光刀头的机械部分与工件无接触，在工作中不会对工件表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄(0.1mm～0.3mm)；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。
但现有的激光切割机，激光束入射角固定，在加工不规则曲面工件，尤其工件的方向不与地面垂直并且不断变化时，不能保证切缝截面垂直于工件表面，这给工件的工序加工和应用带来了不变，所以调整切缝的垂直性于实际生产有巨大意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种曲面激光切割装置，此装置可以实现激光束入射角始终与工件表面垂直，从而达到切缝与工件表面垂直的目的。
为上述目标，本实用新型通过以下技术手段实现。
一种曲面激光切割装置，该装置包括，计算机硬件处理器（1）、激光源（2）、预加工件固定夹持装置（3）、夹持装置控制电机（4）以及移动透镜（5），其特征在于，所述夹持装置控制电机（4）分别与预加工件固定夹持装置（3）和移动透镜（5）相连，夹持装置控制电机（4）可控制移动透镜（5）的位置于激光源（2）下方或移出光源范围；所述计算机硬件处理器（1）分别向激光源（2）、加工件固定夹持装置（3）输入控制信号；所述激光源（2）根据控制信号，分别发射瞄准激光和切割激光，发射瞄准激光为三个分散的发射点，并且在激光源（2）切割头处设有瞄准激光接收器；发射瞄准激光时，移动透镜（5）移出激光源（2）区域，发射切割激光时，移动透镜（5）置于激光源（2）下方；激光源（2）通过三维旋转装置固定于激光切割装置的结构架上。所述激光源（2）发射瞄准激光后，调整激光头的姿态，直至瞄准激光接收器接收到返回激光，从而确定加工工件表面法线方向；之后在此位置上发射切割激光，从而保证切割光束与此点处工件表面的法线方向一致，从而保证切割后的切缝与工件表面垂直。发射瞄准激光时，移动透镜（5）不在激光源（2）区域，从而在工件表面形成三点确定的一个面，瞄准激光接收器收集返回光，输入到计算机硬件处理器（1），经计算确定测试区的法向，并确定激光源（2）的入射方向，形成控制信号，输入到激光源（2）控制切割激光的入射方向。当发射切割光源时，移动透镜（5）置于激光源（2）下方，聚焦三束切割光源，使焦深更长，则切割中的操作允许度越大。并且移动透镜（5）的焦深为3in~5in。
进一步，所述激光源（2）上方设置有目标材料粉仓，其与计算机硬件处理器（1）相连，粉仓根据计算机硬件处理器（1）发出的控制信号，打开或是关闭。如需对工件进行表面的修复或是微调，可以依据处理器确定的位置，在此位置上打开目标材料粉仓，扫粉后，激光扫描增材。
进一步，所述激光切割装置设有两个方向相对的激光源（2），并且两个激光源（2）发射的激光空间方向一致；在加工工件处相遇。
进一步，所述激光源（2）与激光切割装置结构架的连接部分还包括，X轴滑动装置、Y轴滑动装置、Z轴升降装置。根据加工件的形状，在硬件处理器中设计相应的切割封位置，计算得出激光源预设的空间位置，并记录，在加工的过程中实时的输入给激光源。
进一步，所述激光源（2）测切割头上设有与光束同轴的喷嘴。
进一步，所述激光源（2）切割头处设有多个瞄准激光接收器，其规则排布。例如接收器围绕瞄准激光圆周排列，从而保证只需激光源的三维旋转机构微调就可以快速的确定返回光源的位置，从而将入射激光和返回光的数据都输入硬件处理器，计算得出预切割工件此处的法向，并将控制信号传输给切割激光。
进一步，所述两个激光源（2）都发射瞄准激光，并把瞄准激光接收信息分别传输给计算机硬件处理器（1），处理器通过程序对预加工工件表面法线进行系统空间修正，并调整激光源（2）方位，使激光束入射角始终与工件表面垂直。
本实用新型的有益技术效果是，此激光切割装置可以满足各种形状工件的切割，并且切割缝始终与工件表面保持垂直，给后续的焊接、组装连接带来方便，有一定的市场需求和应用场景。
附图说明
图1为本实用新型所述激光切割装置的结构示意图；
其中，1为计算机硬件处理器，2为激光源，3为预加工件固定夹持装置，4为夹持装置控制电机，5为移动透镜。
具体实施方式
当激光加工机进行切割加工时，根据其工艺要求，只有当激光束垂直于工件表面时，才能使切割焦点功率密度最高、切缝均匀，从而才会保证获得良好的加工质量.因此，对于三维激光切割加工来说，不仅仅需要有控制空间方位的三个直线运动轴X、Y、Z，另外还需要调整入射光线的角度，本实用新型采用三维旋转装置控制激光的入射角度，使其随着加工工件表面法线方向的不断变化而及时调整。
一种曲面激光切割装置，该装置包括，计算机硬件处理器（1）、激光源（2）、预加工件固定夹持装置（3）、夹持装置控制电机（4）以及移动透镜（5），其特征在于，所述夹持装置控制电机（4）分别与预加工件固定夹持装置（3）和移动透镜（5）相连，夹持装置控制电机（4）可控制移动透镜（5）的位置于激光源（2）下方或移出光源范围；所述计算机硬件处理器（1）分别向激光源（2）、加工件固定夹持装置（3）输入控制信号；所述激光源（2）根据控制信号，分别发射瞄准激光和切割激光，发射瞄准激光为三个分散的发射点，并且在激光源（2）切割头处设有瞄准激光接收器；发射瞄准激光时，移动透镜（5）移出激光源（2）区域，发射切割激光时，移动透镜（5）置于激光源（2）下方；激光源（2）通过三维旋转装置固定于激光切割装置的结构架上。所述激光源（2）发射瞄准激光后，调整激光头的姿态，直至瞄准激光接收器接收到返回激光，从而确定加工工件表面法线方向；之后在此位置上发射切割激光，从而保证切割光束与此点处工件表面的法线方向一致，从而保证切割后的切缝与工件表面垂直。发射瞄准激光时，移动透镜（5）不在激光源（2）区域，从而在工件表面形成三点确定的一个面，瞄准激光接收器收集返回光，输入到计算机硬件处理器（1），经计算确定测试区的法向，并确定激光源（2）的入射方向，形成控制信号，输入到激光源（2）控制切割激光的入射方向。当发射切割光源时，移动透镜（5）置于激光源（2）下方，聚焦三束切割光源，使焦深更长，则切割中的操作允许度越大。并且移动透镜（5）的焦深为3in~5in。所述激光源（2）切割头上设有与光束同轴的喷嘴。
所述激光切割装置的激光源（2）与激光切割装置结构架的连接部分还包括，X轴滑动装置、Y轴滑动装置、Z轴升降装置。根据加工件的形状，在硬件处理器中设计相应的切割封位置，计算得出激光源预设的空间位置，并记录，在加工的过程中实时的输入给激光源。
所述激光切割装置设有两个方向相对的激光源（2），并且两个激光源（2）发射的激光空间方向一致；在加工工件处相遇，两个激光源分别与计算机硬件处理器向量，并通过控制信号，控制两个激光源的放射方向一致。所述激光源（2）切割头处设有多个瞄准激光接收器，其规则排布。例如接收器围绕瞄准激光圆周排列，从而保证只需激光源的三维旋转机构微调就可以快速的确定返回光源的位置，从而将入射激光和返回光的数据都输入硬件处理器，计算得出预切割工件此处的法向，并将控制信号传输给切割激光。进一步，所述两个激光源（2）都发射瞄准激光，并把瞄准激光接收信息分别传输给计算机硬件处理器（1），处理器通过程序对预加工工件表面法线进行系统空间修正，并调整激光源（2）方位，使激光束入射角始终与工件表面垂直，即切割缝与工件表面垂直。
Claims (7)
1.一种曲面激光切割装置，该装置包括，计算机硬件处理器（1）、激光源（2）、预加工件固定夹持装置（3）、夹持装置控制电机（4）以及移动透镜（5），其特征在于，所述夹持装置控制电机（4）分别与预加工件固定夹持装置（3）和移动透镜（5）相连，夹持装置控制电机（4）可控制移动透镜（5）的位置于激光源（2）下方或移出光源范围；所述计算机硬件处理器（1）分别向激光源（2）、加工件固定夹持装置（3）输入控制信号；所述激光源（2）根据控制信号，分别发射瞄准激光和切割激光，发射瞄准激光为三个分散的发射点，并且在激光源（2）切割头处设有瞄准激光接收器；发射瞄准激光时，移动透镜（5）移出激光源（2）区域，发射切割激光时，移动透镜（5）置于激光源（2）下方；激光源（2）通过三维旋转装置固定于激光切割装置的结构架上。
2.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述移动透镜（5）的焦深为3in~5in。
3.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述激光源（2）上包括三个瞄准激光发射点，瞄准激光接收器收集返回光。
4.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述激光切割装置设有两个方向相对的激光源（2），并且两个激光源（2）发射的激光空间方向一致；在加工工件处相遇。
5.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述激光源（2）与激光切割装置结构架的连接部分还包括，X轴滑动装置、Y轴滑动装置、Z轴升降装置。
6.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述激光源（2）切割头上设有与光束同轴的喷嘴。
7.根据权利要求1所述曲面激光切割装置，其特征在于，所述激光源（2）切割头处设有多个瞄准激光接收器，其规则排布。
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|---|---|---|---|---|
| CN111761209A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-13 | 郑州工业应用技术学院 | 一种智能型三维激光切割用工业机器人 |
| CN113953687A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-01-21 | 业成科技（成都）有限公司 | 切割方法及切割装置 |
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