高散热激光切割机的制作方法 专利技术说明

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本发明属于激光切割设备技术领域技术领域，更具体地说，是涉及一种高散热激光切割机。背景技术：2.激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着激光束与工件相对位置的移动，最终使工件形成切缝，从而达到切割的目的。激光切割加工具有精度高，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。3.但是目前的激光切割机一般是用于对金属工件或无机非金属工件进行切割的，由于其高热的特性，对于布料、毛毡料、塑料等可燃的工件不能进行切割，否则容易使得这些工件发生燃烧。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种高散热激光切割机，以解决现有技术中存在的激光切割机不能对可燃的工件进行切割的技术问题。5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种高散热激光切割机，包括切割床、机架、切割头、转动架、驱动组件、喷水管、供水组件、回风管和抽气组件，切割床用于放置待切割工件；机架设在切割床上，且设有切割头安装架；切割头设在切割头安装架上，且在机架的带动下运动；转动架与切割头安装架转动连接，且在机架的带动下运动，转动架的转动轴与切割头发出的激光束重合；驱动组件分别与切割头安装架和转动架连接，以驱动转动架在切割头安装架上转动；喷水管与转动架连接，且一端设有喷头，喷水管用于限定喷头的位置和角度，以使喷头喷出的水与待切割工件接触的位置，至少位于切割头发出的激光束之前；供水组件与喷水管通过管路连接；回风管与转动架连接，且一端设有收集罩，收集罩位于切割头发出的激光束之后；抽气组件与回风管连接，以对回风管提供负压吸力。6.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，喷头上设有两个喷口，两个喷口喷出的水与待切割工件接触的位置，分别位于切割头发出的激光束之前和之后。7.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，高散热激光切割机还包括控制器，控制器与机架的驱动器、切割头、驱动组件、供水组件和抽气组件电性连接。8.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，转动架包括环形齿盘、轴承组件、喷水管固定件和回风管固定件，环形齿盘套设在切割头上，且通过轴承组件与切割头安装架形成转动连接，环形齿盘上设有齿，驱动组件包括电机和齿轮，电机设在切割头安装架上，齿轮与电机的动力输出端连接，并与环形齿盘上的齿啮合，以带动环形齿盘转动，喷水管固定件设在环形齿盘上用以固定喷水管，回风管固定件设在环形齿盘上用以固定回风管。9.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，供水组件包括沉淀水箱、供水箱、补水管、水泵、导水管和过滤器，抽气组件包括气泵、导气管、第一通气管和第二通气管，气泵的进口通过导气管与回风管连接，气泵的出口通过第一通气管与沉淀水箱的下部连接，沉淀水箱的上部通过第二通气管与供水箱的下部连接，水泵的出口通过导水管与喷水管连接，水泵的进口通过过滤器与供水箱下部连接，补水管与和供水箱连接以补水，供水箱上部设有排气口；沉淀水箱下部设有排水阀。10.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，抽气组件还包括三通阀和冲洗管，三通阀设在导气管上，且与冲洗管连接。11.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，喷水管和回风管均为硬质结构，导水管和导气管均为弹性软管。12.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，沉淀水箱和供水箱内均设有均布板，均布板为水平设置且设有孔洞的板状结构。13.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，补水管上设有控制阀，供水箱上设有补水触发机构，补水触发机构包括密度瓶、滑杆、触发杆和触发开关，密度瓶设在供水箱内，且与滑杆下端连接，滑杆滑动设置在供水箱上，且上端与触发杆连接，触发开关与控制阀连接，触发杆用于在密度瓶下降预设高度后触发触发开关，以使得控制阀打开；其中，密度瓶在供水箱内的水中无气泡时浮在水面，而在供水箱内的水中含有气泡的量超过预设值时沉入水中。14.结合上述技术方案，在一种可能的实现方式中，密度瓶包括瓶身和瓶盖，瓶身和瓶盖可拆卸连接，瓶盖与滑杆连接，瓶身内用于盛装配重物。15.本发明提供的高散热激光切割机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在使用时，将待切割工件放在切割床上，再通过机架带动切割头和转动架根据预设的路径运行，同时启动供水组件和抽气组件；切割头发射激光束对待切割工件进行切割，喷头和收集罩跟随激光束同步运动，能极大地提升工件的隔氧和散热性，避免燃烧或阴燃，且在激光束转弯时，通过转动架和驱动组件的配合，带动喷头和收集罩绕激光束转动，使得喷头喷出的水与待切割工件接触的位置始终位于激光束之前；在切割时，通过喷头向激光束之前的位置喷水，使得激光束运行至喷水位置后，工件已经被润湿，在进行切割时，激光束的高热不仅将工件切开，也使得工件上的水瞬间气化，将周围的空气排开，降低工件切割处与氧气的接触，从而避免在切割时发生燃烧，而在激光束经过后剩余的水汽继续带走工件上的热量，使得工件上的温度降至燃点以下，以避免工件阴燃；同时，在激光束运行时，收集罩跟随激光束运行，将产生的烟气和水汽吸走，避免工件过湿或积聚烟气，影响工人健康、生产环境和产品质量，而且收集罩位于激光束之后，使得烟气和水汽向后运动，不仅能够保证激光束处的能见度，方便观察激光束的行进情况，还能使得刚切割的部位处于含有丰富水汽的环境，延缓刚切割的部位接触氧气的时间，有利于刚切割的部位的隔氧降温，从而降低工件燃烧或阴燃的可能。附图说明16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。17.图1为本发明一种实施例提供的高散热激光切割机的结构示意图；图2为本发明另一种实施例提供的高散热激光切割机的结构示意图；图3为图2中a处的放大结构示意图；图4为本发明另一种实施例提供的高散热激光切割机的供水组件和抽气组件部位的局部剖视结构示意图。18.其中，图中各附图标记如下：10、切割床；20、机架；21、切割头安装架；30、切割头；31、激光束；40、转动架；41、环形齿盘；42、轴承组件；43、喷水管固定件；44、回风管固定件；50、驱动组件；60、喷水管；61、喷头；70、供水组件；71、沉淀水箱；711、排水阀；72、供水箱；721、挡板；73、补水管；74、水泵；75、导水管；76、过滤器；77、均布板；78、控制阀；791、密度瓶；792、滑杆；793、触发杆；794、触发开关；80、回风管；81、收集罩；90、抽气组件；91、气泵；92、导气管；93、第一通气管；94、第二通气管；95、三通阀；96、冲洗管。具体实施方式19.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。20.需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。21.当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。22.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。23.现对本发明提供的高散热激光切割机进行说明。24.如图1所示，本发明第一实施方式提供了一种高散热激光切割机，包括切割床10、机架20、切割头30、转动架40、驱动组件50、喷水管60、供水组件70、回风管80和抽气组件90，切割床10用于放置待切割工件；机架20设在切割床10上，且设有切割头安装架21；切割头30设在切割头安装架21上，且在机架20的带动下运动；转动架40与切割头安装架21转动连接，且在机架20的带动下运动，转动架40的转动轴与切割头30发出的激光束重合；驱动组件50分别与切割头安装架21和转动架40连接，以驱动转动架40在切割头安装架21上转动；喷水管60与转动架40连接，且一端设有喷头61，喷水管60用于限定喷头61的位置和角度，以使喷头61喷出的水与待切割工件接触的位置，至少位于切割头30发出的激光束之前；供水组件70与喷水管60通过管路连接；回风管80与转动架40连接，且一端设有收集罩81，收集罩81位于切割头30发出的激光束之后；抽气组件90与回风管80连接，以对回风管80提供负压吸力。25.本文中的水，是指能够蒸发降温、隔绝空气的冷却液，可以是纯水，也可以是其他流体，具体的种类可以根据待切割工件的种类进行选择。26.本实施例提供的高散热激光切割机，在使用时，将待切割工件放在切割床10上，再通过机架20带动切割头30和转动架40根据预设的路径运行，同时启动供水组件70和抽气组件90；切割头30发射激光束对待切割工件进行切割，喷头61和收集罩81跟随激光束同步运动，能极大地提升工件的隔氧和散热性，避免燃烧或阴燃，且在激光束转弯时，通过转动架40和驱动组件50的配合，带动喷头61和收集罩81绕激光束转动，使得喷头61喷出的水与待切割工件接触的位置始终位于激光束之前；在切割时，通过喷头61向激光束之前的位置喷水，使得激光束运行至喷水位置后，工件已经被润湿，在进行切割时，激光束的高热不仅将工件切开，也使得工件上的水瞬间气化，将周围的空气排开，降低工件切割处与氧气的接触，从而避免在切割时发生燃烧，而在激光束经过后剩余的水汽继续带走工件上的热量，使得工件上的温度降至燃点以下，以避免工件阴燃；同时，在激光束运行时，收集罩81跟随激光束运行，将产生的烟气和水汽吸走，避免工件过湿或积聚烟气，影响工人健康、生产环境和产品质量，而且收集罩81位于激光束之后，使得烟气和水汽向后运动，不仅能够保证激光束处的能见度，方便观察激光束的行进情况，还能使得刚切割的部位处于含有丰富水汽的环境，延缓刚切割的部位接触氧气的时间，有利于刚切割的部位的隔氧降温，从而降低工件燃烧或阴燃的可能。27.如图2至图4所示，本发明又提供的一种具体实施方式如下：如图3所示，喷头61上设有两个喷口，两个喷口喷出的水与待切割工件接触的位置，分别位于切割头30发出的激光束之前和之后。这样通过另设一个喷口，使得待切割工件在被激光束切割之后，也能进行喷水，消除工件内部可能存在的火星等着火点，从而消除着火的隐患。28.高散热激光切割机还包括控制器，控制器与机架20的驱动器、切割头30、驱动组件50、供水组件70和抽气组件90电性连接，以根据预设的程序来控制以上各个组件的动作，从而自动地完成切割作业。29.如图3所示，转动架40包括环形齿盘41、轴承组件42、喷水管固定件43和回风管固定件44，环形齿盘41套设在切割头30上，且通过轴承组件42与切割头安装架21形成转动连接，环形齿盘41上设有齿，驱动组件50包括电机和齿轮，电机设在切割头安装架21上，齿轮与电机的动力输出端连接，并与环形齿盘41上的齿啮合，以带动环形齿盘41转动，喷水管固定件43设在环形齿盘41上用以固定喷水管60，回风管固定件44设在环形齿盘41上用以固定回风管80。30.在使用时，电机与控制器连接，在控制器的控制下转动，通过齿轮与环形齿盘41的配合，带动通过喷水管固定件43和回风管固定件44固定的喷水管60和回风管80绕激光束旋转特定角度。31.如图2和图4所示，供水组件70包括沉淀水箱71、供水箱72、补水管73、水泵74、导水管75和过滤器76，抽气组件90包括气泵91、导气管92、第一通气管93和第二通气管94，气泵91的进口通过导气管92与回风管80连接，气泵91的出口通过第一通气管93与沉淀水箱71的下部连接，沉淀水箱71的上部通过第二通气管94与供水箱72的下部连接，水泵74的出口通过导水管75与喷水管60连接，水泵74的进口通过过滤器76与供水箱72下部连接，补水管73与和供水箱72连接以补水，供水箱72上部设有排气口；沉淀水箱71下部设有排水阀711。32.在使用时，气泵91和水泵74启动，使得收集罩81将激光束切割产生的烟气和水汽收集后通过回风管80、导气管92和第一通气管93导入沉淀水箱71，沉淀水箱71中盛装水或能够清洗烟气和水汽中的有毒有害物质的清洗液，烟气和水汽经过沉淀水箱71内的水清洗后，剩余的气体从沉淀水箱71的上部经由第二通气管94进入供水箱72，在供水箱72内再次清洗后，通过供水箱72的排气口排至外界，而沉淀水箱71内由于吸附了烟气和水汽中的水和固态物，其中的水会逐渐增多，最终从沉淀水箱71的排水阀定期排出，使得排出的气体安全无害；而供水箱72内的水在对沉淀水箱71中导出的气体进行清洗后，在水泵74的泵送作用下，经由过滤器76、导水管75、喷水管60和喷头61被喷射到工件上，而从供水箱72抽出的水可以通过补水管73补入。33.供水箱72不仅可以作为水的缓冲箱，以保证对喷头61的稳定供水，而且可以用来对烟气和水汽进行二次清洗，提升环保性，还可以吸收沉淀水箱71中导出的气体中的二氧化碳和热量，以便在激光切割时更容易气化，并提供更好的隔氧效果。34.进一步地，供水箱72与过滤器76的连接处的内部设有挡板721，以降低气泡进入过滤器76的可能。35.进一步地，抽气组件90还包括三通阀95和冲洗管96，三通阀95设在导气管92上，且与冲洗管96连接。36.三通阀95具有三个口，且能够通过自身的阀体将任意两个口连接并将剩余的口封闭。在导气管92用于排气时，三通阀95将导气管92连通，将冲洗管96封闭；在冲洗时，通过三通阀95依次将冲洗管96与两侧的导气管92连接，以向前对回风管80和收集罩81所在气路进行冲洗，向后对气泵91、第一通气管93和沉淀水箱71构成的气路进行冲洗，以去除气路中的粘附物。37.喷水管60和回风管80均为硬质结构，导水管75和导气管92均为弹性软管，以避免因运动发生快速磨损。机架为门型架。38.进一步地，如图4所示，沉淀水箱71和供水箱72内均设有均布板77，均布板为水平设置且设有孔洞的板状结构，以将下部的气体分散成小气泡，使得气体充分与水接触。39.进一步地，如图4所示，补水管73上设有控制阀78，供水箱72上设有补水触发机构，补水触发机构包括密度瓶791、滑杆792、触发杆793和触发开关794，密度瓶791设在供水箱72内，且与滑杆792下端连接，滑杆792滑动设置在供水箱72上，且上端与触发杆793连接，触发开关794与控制阀78连接，触发杆793用于在密度瓶791下降预设高度后触发触发开关794，以使得控制阀78打开；其中，密度瓶791在供水箱72内的水中无气泡时浮在水面，而在供水箱72内的水中含有气泡的量超过预设值时沉入水中。40.这样使得密度瓶791在滑杆792的限位下只能上下运动，不仅可以精确地测量水位，以在供水箱72内的水位下降到一定程度后，使得补水管73自动打开补水；而且由于水中的气泡会降低水的浮力，因此还可以在供水箱72内的水中含有气泡过多时，通过密度瓶791的下沉，控制通过控制补水管73补水，以提升水位，增加气泡的上浮距离，从而延长气体与水的接触时间，提升对气体的清洗效果，之后在供水箱72内的水位上升至一定程度以后，密度瓶791及部分滑杆792浸没在水中，浮力提升，使得密度瓶791上浮，从而带动触发杆793与触发开关794分离，使得控制阀78关闭，补水管73停止补水。41.具体地，密度瓶791包括瓶身和瓶盖，瓶身和瓶盖可拆卸连接，瓶盖与滑杆792连接，瓶身内用于盛装配重物。这样的结构可以便于将瓶身拆下取出，通过改变瓶身内的配重物的种类和数量，来调节密度瓶791的整体密度，配重物可以是空气、水、石子或金属块等。瓶身可以是锥形、柱形或梭形结构，以避免过多地粘附气泡，影响灵敏度。42.以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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