激光切割裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種激光切割裝置，其包括激光發生器、激光傳輸管、激光切割頭以及用于固定激光切割頭的固定座，激光切割頭包括旋轉體及旋轉角度頭，旋轉體能以激光傳輸管的豎管為軸進行轉動，旋轉角度頭可沿著水平軸轉動，旋轉角度頭的下端設置激光出口，激光發生器輸出的激光先后通過傳輸管、激光切割頭內的五個反射鏡，最后通過旋轉角度頭內的聚焦鏡，從激光出口處輸出，對待切割工件進行切割，能耗低，不浪費水資源，切割面光潔度高。
【專利說明】激光切割裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機電領域，特別是一種激光切割裝置。
【背景技術】
[0002]目前汽車行業的頂棚、地毯通常是用水刀來切割，其能耗極高，水刀系統由高壓泵、冷水機、真空吸附機、兩臺6軸機器人等部件組成，若按兩班制測算，一臺設備使用一年消耗的電費就要達到25萬，因此，需要設計新的切割裝置，對汽車的頂棚、地毯等部件進行切割。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于針對【背景技術】中所述的現有的用于汽車行業頂棚、地毯切割的水刀切割裝置能耗高的問題，提供ー種能夠解決前述問題的激光切割裝置。
[0004]實現本實用新型的目的的技術方案如下:
[0005]一種激光切割裝置，其包括激光發生器、激光傳輸管、激光切割頭以及用干支撐激光切割頭的固定座，激光傳輸管包括垂直連接的橫管和豎管，激光發生器的激光輸出端與激光傳輸管的橫管入口相対，激光傳輸管的橫管入口處設置有擴展口和圓孔縮ロ，激光傳輸管的折角處設置第一反射鏡，第一反射鏡與豎管呈45°角設置，且第一反射鏡的鏡面向下，激光傳輸管的下端與固定座的上端蓋密封配合，激光切割頭包括旋轉體及旋轉角度頭，旋轉體能以激光傳輸管的豎管為軸進行轉動，旋轉體與固定座轉動配合，旋轉體內具有空腔，空腔內設置第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡，第二反射鏡設置在第一反射鏡的正下方，并與豎管的中心軸呈45°角設置，且第二反射鏡的鏡面向上，第三反射鏡與第二反射鏡的鏡面相對且平行設置，第三反射鏡設置在第二反射鏡的外側，且第三反射鏡鏡面向下，第四反射鏡設置在第三反射鏡的正下方，而且第四反射鏡與第三反射鏡之間的夾角為90°，第四反射鏡鏡面向上，`旋轉角度頭連接在旋轉體的下端，旋轉角度頭可沿著水平軸轉動，旋轉角度頭內設置有第五反射鏡，第五反射鏡與水平軸方向呈45°角設置，第五反射鏡設置在第四反射鏡的內側，且第五反射鏡鏡面向下，在第五反射鏡下方設置有聚焦鏡，旋轉角度頭的下端設置激光出口。
[0006]所述的固定座上設置有驅動電機，驅動電機的輸出軸設置主動齒輪，旋轉體的頂部設置有與主動齒輪嚙合的被動齒輪，被動齒輪的中心孔與激光傳輸管的豎管下端的外壁之間設置密封擋圈。
[0007]所述的旋轉體下端設置n形槽，n形槽ー側設置有電機驅動的高傳動比的雙曲面圓弧齒輪傳動機構，第四反射鏡設置在n形槽的另ー側，雙曲面圓弧齒輪傳動機構的輸出齒輪通過旋轉盤與旋轉角度頭連接，第五反射鏡通過反射鏡安裝架設置在旋轉角度頭的中心孔內，旋轉角度頭兩側與n形槽之間設置有密封圏。因為旋轉角度頭體積小，且轉速較低，因此，合理設定雙曲面圓弧齒輪傳動機構的傳動比，可以使其滿足旋轉角度頭的轉動要求。[0008]為了對旋轉角度頭進行降溫冷卻，防止部件的損壞，所述的固定座的上端蓋上設置有循環冷卻水接ロ，在旋轉體內部設置有循環冷卻水管，在旋轉體的中部設置有循環冷卻水連接ロ，所述的旋轉角度頭上設置有冷卻腔，循環冷卻水連接ロ通過輸水管連接旋轉角度頭上的冷卻腔。
[0009]為了防止灰塵對激光反射鏡、聚焦鏡的影響，所述的激光傳輸管的豎管與固定座的上端蓋之間設置有密封圈，激光傳輸管的豎管上位于密封圈上方設置有對密封圈進行限位的限位圈，所述的固定座的上端蓋與蓋板之間也設置有密封圏。
[0010]進ー步地，所述的第一反射鏡通過反射鏡固定座連接在激光傳輸管的橫管和豎管的折角處，在反射鏡固定座與激光傳輸管的裝配面上設置有密封圏。
[0011]所述的旋轉角度頭的下端為錐形。通過這種設置激光可以從旋轉角度頭下端的激光出口發出。
[0012]所述的固定座的上端蓋上設置有壓縮氣體接ロ，旋轉體內設置有壓縮氣體導管，在旋轉體的中部設置有壓縮氣體出口，壓縮氣體出口通過壓縮氣體傳輸管連接至旋轉角度頭上的壓縮氣體接入ロ。使用吋，在壓縮氣體接ロ接入壓縮氣體，氣體從激光出ロ噴出，將切割時產生的碎屑吹棹，確保切削面的平滑。
[0013]為了防止激光在傳輸過程中將旋轉體內的冷卻水管、壓縮氣體導管以及電機驅動線燒毀，所述的旋轉體內，第三反射鏡和第四反射鏡之間設置有防護管。
[0014]為了使旋轉體與固定座之間能夠自由轉動，所述的固定座與旋轉體之間設置有軸承。
[0015]本實用新型的激光切割裝置在使用時，通過激光發生器輸出激光，因為目前的激光發生器發出的光柱的截面通常不是正圓形的，所以要對其進行處理，以確保產品切割的精度，激光發生器的激光輸出口與激光傳輸管的橫管正對，經過激光傳輸管的橫管入口處的擴展口和圓形縮ロ，可以使激光的光柱的截面變成正圓形，并使激光沿著橫管中心線傳輸，第一反射鏡與激光傳輸管的豎管的中心線的夾角為45°，所以通過第一反射鏡的反射，光線傳輸方向變為沿著豎管的中心軸豎直向下，并傳輸至第二反射鏡，第二反射鏡設置在第一反射鏡的正下方，且第二反射鏡與豎管的中心軸呈45°角設置，可以將光線改為水平方向，并傳輸至外側的第三反射鏡，第三反射鏡與第二反射鏡平行設置，可以將光線改為豎直向下，使激光傳輸至第四反射鏡，第四反射鏡與第三反射鏡呈90°角設置，可以將光線改為水平方向，并傳輸至內側的第五反射鏡，第五反射鏡與水平方向夾角為45度，因此，通過第五反射鏡的反射光線會向著聚焦鏡的中部傳輸，通過聚焦鏡后傳輸至激光出口。在上述的光線傳輸路徑中，第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡設置在旋轉體內，第五反射鏡和聚焦鏡設置在旋轉角度頭內，隨著旋轉體的旋轉第二反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第五反射鏡及聚焦鏡會共固旋轉，因為第二反射鏡與豎管的中心軸呈45°角設置，所以通過第二反射鏡的反射可以將光線改為水平方向，并射向第三反射鏡，因為在旋轉體轉動時第ニ反射鏡、第三反射鏡、第四反射鏡之間相対的角度及位置不變，因此，光線能夠按照上述的路徑傳輸。第五反射鏡和聚焦鏡設置在旋轉角度頭內，隨著旋轉角度頭的轉動，第五反射鏡和聚焦鏡會發生相應的轉動，但是，因為第五反射鏡與水平線方向呈45度角設置，旋轉角度頭沿水平軸轉動時，第五反射鏡與水平軸之間的夾角不變，因此，從第四反射鏡射過來的水平光線通過第五反射鏡的反射總能夠傳輸至聚焦鏡的中部，聚焦后光柱直徑調整為合適的直徑，使光柱能量更加集中，并提高切割的精度。采用本實用新型的激光切割裝置對待加工的汽車頂棚、地毯進行切割，加工效率高，而且與現有的水刀切割相比能耗低，節約用水，使生產成本下降。本實用新型的激光切割裝置使用時，通常是設置在X、Y、Z三軸向移動支架上，通過三軸向移動支架可以使激光切割裝置移動至任意的加工點，通過旋轉體及旋轉角度頭的轉動可以使激光出ロ與待加工的產品的加工點相對，可以一次完成對產品的切割加工，特別是對于形狀結構比較復雜，采用本實用新型的激光切割裝置，可以實現全自動化的切割，大幅度提高生產效率。而現有的激光切割裝置，激光切割頭通常是無法自由轉動的，激光只能沿著固定的方向射出，因此，無法對結構復雜的エ件進行切割，而且切割時，需要人工調整エ件的位置，無法一次性自動切割成型。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為激光切割裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中的局部C-C向剖視圖；
[0018]圖3為圖1的全剖視圖；
[0019]圖4為圖3中A部放大圖；
[0020]圖中，I為激光發生器,2為激光傳輸管,3為激光切割頭,4為固定座,5為擴展ロ，6為圓孔縮ロ，7為第一反射鏡，8為上端蓋，9為旋轉體，10為旋轉角度頭，11為第二反射鏡，12為第三反射鏡，13為第四反射鏡，14為第五反射鏡，15為聚焦鏡，16為激光出口，17為驅動電機，18為主動齒輪，19為被動齒輪，20為密封擋圈，21為n形槽，22為雙曲面圓弧齒輪傳動機構，23為旋轉盤，24為反射鏡安裝架，25為循環冷卻水接ロ，26為軸承，27為循環冷卻水連接ロ，28為冷卻腔，29為防護管，30為密封圏，31為限位圏，32為壓縮氣體接ロ，33為壓縮氣體出口，34為反射鏡固定座。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖1至附圖4對本實用新型進行詳細的闡明:
[0022]實施例1
[0023]一種激光切割裝置，其包括激光發生器1、激光傳輸管2、激光切割頭3以及用干支撐激光切割頭的固定座4，激光傳輸管2包括垂直連接的橫管和豎管，激光發生器I的激光輸出端與激光傳輸管2的橫管入口相對，激光傳輸管2的橫管入口處設置有擴展ロ 5和圓孔縮ロ 6，激光傳輸管2的折角處設置第一反射鏡7，第一反射鏡7與豎管呈45°角設置，且第一反射鏡7的鏡面向下，激光傳輸管2的下端與固定座4的上端蓋密封配合，激光切割頭3包括旋轉體9及旋轉角度頭10，旋轉體9能以激光傳輸管2的豎管為軸進行轉動，旋轉體9與固定座4轉動配合，旋轉體9內具有空腔，空腔內設置第二反射鏡11、第三反射鏡12和第四反射鏡13，第二反射鏡11設置在第一反射鏡7的正下方，并與豎管的中心軸呈45°角設置，且第二反射鏡11的鏡面向上，第三反射鏡12與第二反射鏡11的鏡面相對且平行設置，第三反射鏡12設置在第二反射鏡11的外側，且第三反射鏡12鏡面向下，第四反射鏡13設置在第三反射鏡12的正下方，而且第四反射鏡13與第三反射鏡12之間的夾角為90°，第四反射鏡13鏡面向上，旋轉角度頭10連接在旋轉體的下端，旋轉角度頭10可沿著水平軸轉動，旋轉角度頭10內設置有第五反射鏡14，第五反射鏡14與水平軸方向呈45°角設置，第五反射鏡14設置在第四反射鏡13的內側，且第五反射鏡14鏡面向下，在第五反射鏡14下方設置有聚焦鏡15，旋轉角度頭10的下端設置激光出口 16。
[0024]實施例2
[0025]在實施例1方案中，所述的固定座4上設置有驅動電機17，驅動電機17的輸出軸設置主動齒輪18，旋轉體9的頂部設置有與主動齒輪18嚙合的被動齒輪19，被動齒輪19的中心孔與激光傳輸管2的豎管下端的外壁之間設置密封擋圈20。
[0026]實施例3
[0027]在前述方案中，所述的旋轉體9下端設置n形槽21，n形槽21 —側設置有電機驅動的高傳動比的雙曲面圓弧齒輪傳動機構22，第四反射鏡13設置在n形槽的另ー側，雙曲面圓弧齒輪傳動機構22的輸出齒輪通過旋轉盤23與旋轉角度頭10連接，第五反射鏡14通過反射鏡安裝架24設置在旋轉角度頭10的中心孔內，旋轉角度頭10兩側與n形槽21之間設置有密封圏。因為旋轉角度頭10體積小，且轉速較低，因此，合理設定雙曲面圓弧齒輪傳動機構22的傳動比，可以使其滿足旋轉角度頭的轉動要求。
[0028]實施例4
[0029]在前述方案基礎上，為了對旋轉角度頭10進行降溫冷卻，防止部件的損壞，所述的固定座4的上端蓋上設置有循環冷卻水接ロ 25，在旋轉體9內部設置有循環冷卻水管，在旋轉體9的中部設置有循環冷卻水連接ロ 27，所述的旋轉角度頭10上設置有冷卻腔28，循環冷卻水連接ロ 27通過輸水管連接旋轉角度頭10上的冷卻腔28。
[0030]實施例5
[0031]在前述方案基礎上，為了防止灰塵對激光反射鏡、聚焦鏡15的影響，所述的激光傳輸管2的豎管與固定座4的上端蓋之間設置有密封圈30，激光傳輸管2的豎管上位于密封圈上方設置有對密封圈進行限位的限位圈31，所述的固定座4的上端蓋與蓋板之間也設置有密封圈30。
[0032]進ー步地，所述的第一反射鏡7通過反射鏡固定座34連接在激光傳輸管的橫管和豎管的折角處，在反射鏡固定座34與激光傳輸管2的裝配面上設置有密封圏。
[0033]所述的旋轉角度頭10的下端為錐形。通過這種設置激光可以從旋轉角度頭10下端的激光出口 16發出。
[0034]實施例6
[0035]在前述方案基礎上，所述的固定座4的上端蓋上設置有壓縮氣體接ロ 32，旋轉體9內設置有壓縮氣體導管，在旋轉體的中部設置有壓縮氣體出口 33，壓縮氣體出口 33通過壓縮氣體傳輸管連接至旋轉角度頭上的壓縮氣體接入口。使用時，在壓縮氣體接ロ 32接入壓縮氣體，氣體從激光出口噴出，將切割時產生的碎屑吹掉，確保切削面的平滑。
[0036]為了防止激光在傳輸過程中將旋轉體9內的冷卻水管、壓縮氣體導管以及電機驅動線燒毀，所述的旋轉體9內，第三反射鏡和第四反射鏡之間設置有防護管29。
[0037]為了使旋轉體9與固定座4之間能夠自由轉動，所述的固定座4與旋轉體9之間設置有軸承26。
【權利要求】
1.一種激光切割裝置，其特征在于:其包括激光發生器、激光傳輸管、激光切割頭以及用干支撐激光切割頭的固定座，激光傳輸管包括垂直連接的橫管和豎管，激光發生器的激光輸出端與激光傳輸管的橫管入口相対，激光傳輸管的橫管入口處設置有擴展口和圓孔縮ロ，激光傳輸管的折角處設置第一反射鏡，第一反射鏡與豎管呈45°角設置，且第一反射鏡的鏡面向下，激光傳輸管的下端與固定座的上端蓋密封配合，激光切割頭包括旋轉體及旋轉角度頭，旋轉體能以激光傳輸管的豎管為軸進行轉動，旋轉體與固定座轉動配合，旋轉體內具有空腔，空腔內設置第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡，第二反射鏡設置在第一反射鏡的正下方，并與豎管的中心軸呈45°角設置，且第二反射鏡的鏡面向上，第三反射鏡與第二反射鏡的鏡面相對且平行設置，第三反射鏡設置在第二反射鏡的外側，且第三反射鏡鏡面向下，第四反射鏡設置在第三反射鏡的正下方，而且第四反射鏡與第三反射鏡之間的夾角為90°，第四反射鏡鏡面向上，旋轉角度頭連接在旋轉體的下端，旋轉角度頭可沿著水平軸轉動，旋轉角度頭內設置有第五反射鏡，第五反射鏡與水平軸方向呈45°角設置，第五反射鏡設置在第四反射鏡的內側，且第五反射鏡鏡面向下，在第五反射鏡下方設置有聚焦鏡，旋轉角度頭的下端設置激光出ロ。
2.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的固定座上設置有驅動電機，驅動電機的輸出軸設置主動齒輪，旋轉體的頂部設置有與主動齒輪哨合的被動齒輪，被動齒輪的中心孔與激光傳輸管的豎管下端的外壁之間設置密封擋圈。
3.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的旋轉體下端設置n形槽，n形槽ー側設置有電機驅動的高傳動比的雙曲面圓弧齒輪傳動機構，第四反射鏡設置在n形槽的另ー側，雙曲面圓弧齒輪傳動機構的輸出齒輪通過旋轉盤與旋轉角度頭連接，第五反射鏡通過反射鏡安裝架設置在旋轉角度頭的中心孔內，旋轉角度頭兩側與n形槽之間設置有密封圏。
4.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的固定座的上端蓋上設置有循環冷卻水接ロ，在旋轉體內部設置有循環冷卻水管，在旋轉體的中部設置有循環冷卻水連接ロ，所述的旋轉角度頭上設置有冷卻腔，循環冷卻水連接ロ通過輸水管連接旋轉角度頭上的冷卻腔。
5.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的激光傳輸管的豎管與固定座的上端蓋之間設置有密封圈，激光傳輸管的豎管上位于密封圈上方設置有對密封圈進行限位的限位圈，所述的固定座的上端蓋與蓋板之間也設置有密封圏。
6.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的第一反射鏡通過反射鏡固定座連接在激光傳輸管的橫管和豎管的折角處，在反射鏡固定座與激光傳輸管的裝配面上設置有密封圏。
7.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的旋轉角度頭的下端為錐形。
8.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的固定座的上端蓋上設置有壓縮氣體接ロ，旋轉體內設置有壓縮氣體導管，在旋轉體的中部設置有壓縮氣體出ロ，壓縮氣體出口通過壓縮氣體傳輸管連接至旋轉角度頭上的壓縮氣體接入口。
9.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的旋轉體內，第三反射鏡和第四反射鏡之間設置有防護管。
10.根據權利要求1所述的激光切割裝置，其特征在于:所述的固定座與旋轉體之間設置有軸承。
【文檔編號】B23K26/142GK203426598SQ201320492793
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】金加法, 高慶強, 徐曉東, 張秀明, 朱俊 申請人:常州市璟勝自動化科技有限公司