專利名稱：激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切割裝置和激光切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切 割裝置和激光切割方法。
背景技術(shù)：
目前，激光加工作為一種高質(zhì)量、高精度及高效率的先進(jìn)加工方法，已被 廣泛應(yīng)用于航空、航天及汽車制造等領(lǐng)域，而其中激光切割技術(shù)在上述領(lǐng)域中 的應(yīng)用尤為廣泛。
現(xiàn)有技術(shù)的激光切割系統(tǒng)可以應(yīng)用于板材、型材及三維立體等各種形狀類
型的工件，其中的型材工件包括槽型、H型、角型、L型、C型、球扁型、扁 型、圓管、方管、T型等多種，三維立體工件則主要包括汽車車身上的立體工 件。
目前，平板切割由于形狀簡(jiǎn)單采用普通的二維激光切割機(jī)即能夠加工完 成；對(duì)于型材工件的激光加工方式，可以采用三維激光切割機(jī)加工或者二維激 光切割機(jī)兩種加工方式，但是當(dāng)使用二維激光切割機(jī)時(shí)必須配合加裝旋轉(zhuǎn)夾具 才能完成；而對(duì)于三維立體工件，由于形態(tài)復(fù)雜，則必須采用三維激光切割機(jī)。
型材工件加工采用二維激光切割機(jī)時(shí)，需要通過(guò)夾具旋轉(zhuǎn)型材工件，把型 材工件需要切割的部分旋轉(zhuǎn)到唯一的激光切割頭下進(jìn)行切割，該種加工方式會(huì) 由于型材工件的旋轉(zhuǎn)造成加工精度的降低，這是因?yàn)樾筒囊话銥殚L(zhǎng)條型，有時(shí) 甚至可長(zhǎng)達(dá)十幾米，而寬度或直徑卻不足半米，這就造成型材水平放置進(jìn)行切 割時(shí)，會(huì)因自身重量原因發(fā)生變形，尤其對(duì)于自身重量較大的金屬型材則更為 嚴(yán)重，而且不同的旋轉(zhuǎn)位置型材變形的方向不同，必然造成在不同的旋轉(zhuǎn)位置 加工出的孔或端面相對(duì)位置產(chǎn)生誤差，因此很難適應(yīng)精度要求較高的應(yīng)用領(lǐng) 域。
而對(duì)于型材工件的三維激光切割頭加工，由于三維激光切割頭能夠在三維
5空間內(nèi)圍繞工件作大角度運(yùn)動(dòng)，因此可以防止旋轉(zhuǎn)工件時(shí)因工件自重導(dǎo)致變形 產(chǎn)生的切割誤差。然而采用該三維激光切割頭，在進(jìn)行切割加工之前，必須采 用在線示教編程或者離線自動(dòng)編程，在線示教編程時(shí)利用示教器控制切割頭的 運(yùn)動(dòng)，對(duì)每一加工點(diǎn)進(jìn)行模擬加工，因此實(shí)際操作起來(lái)過(guò)程復(fù)雜且浪費(fèi)時(shí)間， 且需要相關(guān)技術(shù)人員具備一定的技術(shù)水平與經(jīng)驗(yàn)，否則會(huì)造成精度不夠準(zhǔn)確的
問題；而采用離線自動(dòng)編程需要利用離線自動(dòng)編程軟件讀取工件的CAD圖， 自動(dòng)生成數(shù)控程序，之后仿真激光切割頭的運(yùn)動(dòng)路徑，檢查是否會(huì)造成與工件 的碰撞，采用離線自動(dòng)編程的該些操作步驟同樣需要相關(guān)技術(shù)人員具備一定的 經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的普通工人來(lái)說(shuō)存在一定困難，因此對(duì)于生產(chǎn)中的 廣泛推廣應(yīng)用受到一定局限性。
因此綜合上述，對(duì)于型材工件加工來(lái)說(shuō)，采用三維激光切割頭對(duì)于生產(chǎn)效 率的提高并不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)方案的目的是提供一種激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切割裝置和激 光切割方法，利用二維激光切割頭切割工件編程簡(jiǎn)單快捷的優(yōu)點(diǎn)，采用二維激 光切割頭進(jìn)行型材工件的切割，但無(wú)需設(shè)置夾具使工件旋轉(zhuǎn)，避免現(xiàn)有技術(shù)由 于工件旋轉(zhuǎn)造成加工精度降低的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，應(yīng)用于一激 光器的出光光路上，所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括
第一反射鏡，用于反射所述激光器的出光光束，獲得第一反射光束；
第一切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二 反射光束傳輸進(jìn)入一第 一切割頭，使所述第 一切割頭沿第 一方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第二反射光束進(jìn)行切割加工；
第二切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三 反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使所述第二切割頭沿第二方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第三反射光束進(jìn)行切割加工。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)還包括
第三切割光路，用于將所述第 一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第四
6反射光束傳輸進(jìn)入一第三切割頭，使所述第三切割頭沿第三方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第四反射光束進(jìn)行切割加工。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第一切割頭、所述第二切割 頭和所述第三切割頭分別設(shè)置于龍門架下方，所述第一切割頭沿所述龍門架的 橫梁在水平方向往復(fù)移動(dòng)，所述第二切割頭和所述第三切割頭分別沿所述龍門 架的第一立柱和第二立柱在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第二切割光路包括 第二反射鏡，包括第一設(shè)置位置和第二設(shè)置位置；在所述第一設(shè)置位置， 所述第二反射鏡位于所述第一反射光束的光束路徑，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行
反射；在所述第二設(shè)置位置，所述第二反射鏡偏離所述第一反射光束的光束路 徑；
第三反射鏡，用于對(duì)所述第二反射鏡所反射光束進(jìn)一步反射獲得所述第三 反射光束，且所述第三反射鏡能夠隨所述第二切割頭在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第一切割光路包括
第四反射鏡，包括第三設(shè)置位置和第四設(shè)置位置，所述第四反射鏡在所述 第三設(shè)置位置且所述第二反射鏡位于所述第二設(shè)置位置時(shí)，所述第四反射鏡位 于所述第一反射鏡的光束路徑上，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行反射獲得所述第二 反射光束；所述第四反射鏡在所述第四設(shè)置位置，所述第四反射鏡偏離所述第 一反射光束的光束路徑；此外所述第四反射鏡在所述第三設(shè)置位置時(shí)能夠隨所 述第一切割頭在水平方向往復(fù)移動(dòng)。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第三切割光路包括
第五反射鏡，所述第二反射鏡位于所述第二設(shè)置位置以及所述第四反射鏡 位于所述第四設(shè)置位置時(shí)，所述第五反射鏡位于所述第一反射光束的光束路徑 上，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行反射；
第六反射鏡，對(duì)所述第五反射鏡所反射光束進(jìn)一步反射獲得所述第四反射 光束，且所述第六反射鏡能夠隨所述第三切割頭在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第三反射鏡設(shè)置于所述第一 立柱，所述第五反射鏡固定設(shè)置于所述橫梁上，所述第六反射鏡設(shè)置于所述第 二立柱。優(yōu)選地，上述所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第二反射鏡設(shè)置于一第一光 路轉(zhuǎn)換裝置，所述第四反射鏡設(shè)置于一第二光路轉(zhuǎn)換裝置，所述第一光路轉(zhuǎn)換
裝置和所述第二光路轉(zhuǎn)換裝置分別包括
氣缸，所述氣缸內(nèi)設(shè)置有一活塞，所述活塞在所述氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)；
滑塊，所述活塞的活塞桿帶動(dòng)所述滑塊沿導(dǎo)柱滑動(dòng)；
其中所述第二反射鏡和所述第四反射鏡分別設(shè)置于所述第一光路轉(zhuǎn)換裝 置和所述第二光路轉(zhuǎn)換裝置的所述滑塊上。
本發(fā)明具體實(shí)施例另 一方面提供一種激光切割裝置，包括激光器和激光切 割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括
第一反射鏡，用于反射所述激光器的出光光束，獲得第一反射光束；
第一切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二 反射光束傳輸進(jìn)入一第 一切割頭，使所述第 一切割頭沿第一方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第二反射光束進(jìn)行切割加工；
第二切割光路，用于將所述第 一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三 反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使所述第二切割頭沿第二方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第三反射光束進(jìn)行切割加工。
本發(fā)明具體實(shí)施例再一方面還提供一種激光切割方法，所述激光切割方法 包括
激光器的出光光束經(jīng)第一反射鏡反射獲得第一反射光束，所述第一反射光 束經(jīng)過(guò)至少一次反射獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，所述第一切 割頭在第 一方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第二反射光束對(duì)工件的第 一側(cè)面進(jìn)行切割；
所述第 一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入一第 二切割頭，所述第二切割頭在第二方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第三反射光束對(duì)所述 工件的第二側(cè)面進(jìn)行切割。
本發(fā)明具體實(shí)施例上述技術(shù)方案中的至少一個(gè)具有以下的有益效果 所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切割裝置和激光切割方法，采用至少兩個(gè)設(shè) 置于不同方向的二維激光切割頭，在切割工件時(shí)，將激光器輸出的激光光束導(dǎo) 入于二維激光切割頭的其中一個(gè)，采用不同的切割頭切割工件的不同側(cè)面，因 此采用二維激光切割頭不需旋轉(zhuǎn)工件也能夠?qū)崿F(xiàn)切割加工，避免現(xiàn)有技術(shù)由于工件旋轉(zhuǎn)造成加工精度降低的問題；此外采用二維激光切割頭，同時(shí)避免了三 維數(shù)據(jù)自動(dòng)編程軟件編制復(fù)雜，實(shí)用性差、加工效率難以提高的缺點(diǎn)；
另外采用兩個(gè)光路轉(zhuǎn)換裝置能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)改換切割頭加工時(shí)光路的轉(zhuǎn)換， 實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單、方便。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為所述第一切割光路工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為所述第二切割光路工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為所述第三切割光路工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為所述光路轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)
施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切割裝置和激光切割方
法，當(dāng)將激光器輸出的激光光束傳輸?shù)讲煌瑢?dǎo)光光路上時(shí)，能夠?qū)⒃摷す夤馐?br> 導(dǎo)入設(shè)置于不同方向的至少兩個(gè)二維激光切割頭上，利用多個(gè)二維激光切割頭
對(duì)型材工件的不同側(cè)面切割加工，因此切割過(guò)程中無(wú)需對(duì)型材工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，
達(dá)到提高切割精度的目的，又由于未采用編程復(fù)雜的三維激光切割頭，因此簡(jiǎn)
化了切割過(guò)程中自動(dòng)編程軟件的編制。
本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，包括
第一反射鏡，用于反射所述激光器的出光光束，獲得第一反射光束；
第一切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二
反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，使所述第一切割頭沿第一方向往復(fù)移動(dòng)時(shí)利
用所述第二反射光束進(jìn)行切割加工；
第二切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三
反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使所迷第二切割頭沿第二方向往復(fù)移動(dòng)時(shí)利
用所述第三反射光束進(jìn)行切割加工；
9以及第三切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的 第四反射光束傳輸進(jìn)入一第三切割頭，使所述第三切割頭沿第三方向往復(fù)移動(dòng) 時(shí)利用所述第四反射光束進(jìn)行切割加工。
利用上述的第一切割光路、第二切割光路和第三切割光路，由激光器輸出 的第 一反射光束可以被導(dǎo)入設(shè)置于不同方向的第 一切割頭、第二切割頭或第三 切割頭，在不同的切割頭進(jìn)行切割工作時(shí)，可以對(duì)工件的不同側(cè)面進(jìn)行加工， 因此在加工型材工件時(shí)，不需要旋轉(zhuǎn)工件即能夠完成多角度的加工，避免現(xiàn)有 技術(shù)使用一個(gè)二維切割頭加工時(shí)必須采用夾具對(duì)工件旋轉(zhuǎn)，造成切割精度難以 保證的問題，同時(shí)也避免了使用三維激光切割編程復(fù)雜、實(shí)用性差的問題。
以下將對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1 為本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的一結(jié)構(gòu)示意圖，參閱圖l,本發(fā) 明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)基于龍門架100建立，所述激光切割導(dǎo)光
系統(tǒng)共設(shè)置三個(gè)切割頭，即如圖1的第一切割頭200、第二切割頭300和第三 切割頭400,該三個(gè)切割頭分別與龍門架100的對(duì)黃梁110、左立柱120和右立 柱130相垂直設(shè)置，同時(shí)使得第一切割頭200相對(duì)于橫梁IIO在水平方向移動(dòng)， 第二切割頭300相對(duì)于左立柱120在豎直方向移動(dòng)，第三切割頭400相對(duì)于右 立柱130在豎直方向移動(dòng)。這樣，當(dāng)龍門架IOO下設(shè)置型材工件(圖中未顯示) 時(shí)，該三個(gè)切割頭可以對(duì)型材工件的不同側(cè)面進(jìn)行切割加工。
本領(lǐng)域4支術(shù)人員可以理解，第一切割頭200、第二切割頭300和第三切割 頭400的設(shè)置，并不局限于如圖1所示分別與龍門架100的橫梁110、左立柱 120和右立柱130相垂直設(shè)置的結(jié)構(gòu)，實(shí)際切割過(guò)程中，切割頭是與所切割面 垂直設(shè)置，因此根據(jù)切割側(cè)面的不同結(jié)構(gòu)，該三個(gè)切割頭相對(duì)于龍門架100 的設(shè)置結(jié)構(gòu)具有多種不同的形式。
為實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的激光加工系統(tǒng)，如圖1,本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切 割導(dǎo)光系統(tǒng)包括
第一反射鏡IO,固定設(shè)置于所述龍門架IOO上，如圖1,激光器的出光光 束由垂直于圖面的方向發(fā)射至該第一反射鏡10上，通過(guò)該第一反射鏡10將激 光器的出光光束反射為呈水平方向的第一反射光束。
第二反射鏡20,設(shè)置于一第一光路轉(zhuǎn)換裝置500，該第一光路轉(zhuǎn)換裝置500固定設(shè)置于龍門架100上，通過(guò)該第一光路轉(zhuǎn)換裝置500該第二反射鏡20 能夠在第一設(shè)置位置和第二設(shè)置位置之間進(jìn)行位置變換。在第一設(shè)置位置時(shí)， 該第二反射鏡20位于第一反射光束的光束路徑上；在第二設(shè)置位置，該第二 反射鏡偏離該第 一反射光束的光束路徑。
第三反射鏡30,位于龍門架100的左立柱120上，且設(shè)置于第二反射鏡 20的正下方，能夠隨第二切割頭300在豎直方向上的上、下移動(dòng)而沿左立柱 120作上、下移動(dòng)。
第四反射鏡40,設(shè)置于一第二光路轉(zhuǎn)換裝置600上，通過(guò)該第二光路轉(zhuǎn) 換裝置600該第四反射鏡40能夠在第三設(shè)置位置和第四設(shè)置位置之間進(jìn)行位 置變換；在第三設(shè)置位置時(shí)，該第四反射鏡40位于第一反射光束的光束路徑 上；在第四設(shè)置位置時(shí)，該第四反射鏡偏離第一反射光束的光束路徑。此外， 該第二光路轉(zhuǎn)換裝置600可以隨所述第 一切割頭200在水平方向上的左、右移 動(dòng)而移動(dòng)，因此同時(shí)帶動(dòng)該第二反射鏡40在水平方向左、右移動(dòng)，以能夠?qū)?第一反射光束反射至該第一切割頭200。
第五反射鏡50,固定設(shè)置于龍門架100的橫梁110上，且設(shè)置位置與第 一反射鏡10水平對(duì)應(yīng)，位于該第一反射鏡10所反射第一反射光束的光束路徑
上；
第六反射鏡60,位于龍門架100的右立柱130上，且設(shè)置于第五反射鏡 50的正下方，能夠隨第三切割頭400在豎直方向上的上、下移動(dòng)而沿右立柱 130作移動(dòng)。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，所述第二反射鏡20、第四反射 鏡40和第五反射鏡50在第一反射光束的傳輸方向上，從前至后依次排列設(shè)置， 且位于前端的第二反射鏡20和第四反射鏡40分別利用第一光路轉(zhuǎn)換裝置500 和第二光路轉(zhuǎn)換裝置600能夠?qū)崿F(xiàn)位置變換，當(dāng)?shù)诙瓷溏R20、第四反射鏡 40和第五反射鏡50分別位于第一反射光束的光束路徑上時(shí)，能夠?qū)⒌谝环瓷?光束分別反射至不同的方向，最終進(jìn)入相應(yīng)的切割頭，對(duì)型材工件進(jìn)行不同側(cè) 面上的切割加工，因此不需旋轉(zhuǎn)工件也能夠?qū)崿F(xiàn)切割加工，避免現(xiàn)有技術(shù)切割 工件過(guò)程中對(duì)工件旋轉(zhuǎn)造成切割精度難以保證的問題，同時(shí)也避免了使用三維 激光切割編程復(fù)雜、實(shí)用性差的問題。以下將結(jié)合槽型工件的切割過(guò)程，對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施所述激光切割導(dǎo)光系 統(tǒng)的工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，槽型工件可以視為由三塊平板鋼拼接構(gòu)成的型
材，該槽型工件700通過(guò)專門夾具固定設(shè)置于龍門架100的下方，本發(fā)明具體 實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)采用第一切割頭200、第二切割頭300和第三切 割頭400分別在槽型工件的三個(gè)側(cè)面進(jìn)行平板切割。
圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的第一切割光路工作時(shí) 的結(jié)構(gòu)示意圖。參閱圖2,采用第一切割光路切割工件時(shí)，第二反射鏡20位 于第二設(shè)置位置，即偏離第一反射光束的光束路徑；而第四反射鏡40位于第 三設(shè)置位置，即轉(zhuǎn)換至恰好位于第一反射光束的光束路徑上，這樣使第一反射 光束直接發(fā)射至第四反射鏡40,經(jīng)過(guò)第四反射鏡40反射，獲得第二反射光束 后傳輸進(jìn)入第一切割頭200，該第一切割頭200在水平方向移動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng) 第二光路轉(zhuǎn)換裝置600移動(dòng)，從而完成對(duì)槽型工件700的橫面切割。
圖3為本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的第二切割光路工作時(shí) 的結(jié)構(gòu)示意圖。參閱圖3，采用第二切割光路切割工件時(shí)，第二反射鏡20位 于第一設(shè)置位置，即位于第一反射光束的光束路徑上，使第一反射光束傳輸至 第二反射鏡20位置處時(shí)被第二反射鏡20反射至第三反射鏡30,經(jīng)過(guò)該第三 反射鏡30的進(jìn)一步反射獲得第三反射光束，傳輸進(jìn)入第二切割頭300。該第 二切割頭300在豎直方向移動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)第三反射鏡30上、下移動(dòng)，完成 對(duì)槽型工件700左側(cè)面的切割。
圖4為本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的第三切割光路工作時(shí) 的結(jié)構(gòu)示意圖。參閱圖4，采用第三切割光路切割工件時(shí)，第二反射鏡20位 于第二設(shè)置位置，同時(shí)第四反射鏡40位于第四設(shè)置位置，也即均偏離于第一 反射光束的光束路徑，使第一反射光束向前傳輸至第五反射鏡50，被第五反 射鏡50反射至第六反射鏡60,經(jīng)過(guò)該第六反射鏡60的進(jìn)一步反射獲得第四 反射光束，傳輸進(jìn)入第三切割頭400。該第三切割頭400在豎直方向移動(dòng)的同 時(shí)，帶動(dòng)該第六反射鏡60上、下移動(dòng)，完成對(duì)槽型工件700右側(cè)面的切割。
本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，通過(guò)采用第 一光路轉(zhuǎn)換裝置 500和第二光路轉(zhuǎn)換裝置600進(jìn)行光路轉(zhuǎn)換，能夠使一個(gè)激光器為處于三個(gè)不同設(shè)置方向的切割頭提供激光光束，利用該三個(gè)不同方位設(shè)置的切割頭實(shí)現(xiàn)不 用旋轉(zhuǎn)槽型工件即能夠完成切割加工。
在本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述第一光路轉(zhuǎn)換裝置500和所述第二光路轉(zhuǎn)換 裝置600的結(jié)構(gòu)相圖，該兩個(gè)光路轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖參閱圖5所示，包括 有 一氣缸510,該氣缸510內(nèi)設(shè)置有活塞520，活塞520能夠在該氣缸510 內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，另外活塞520的活塞桿521末端連接滑塊530,通過(guò)活塞520在 氣缸510內(nèi)的往復(fù)移動(dòng)，使活塞桿521帶動(dòng)該滑塊530沿一對(duì)導(dǎo)柱540往復(fù)滑 動(dòng)。
本發(fā)明具體實(shí)施例所述的第二反射鏡20和第四反射鏡40分別設(shè)置于第一 光路轉(zhuǎn)換裝置500和第二轉(zhuǎn)換裝置600的滑塊530上。當(dāng)活塞520向上移動(dòng)至 最高位置時(shí)，活塞桿521收回，第二反射鏡20和第四反射鏡40分別偏離第一 反射光束的光束路徑，不能起反射作用；當(dāng)活塞520向下移動(dòng)至最低位置時(shí)， 活塞桿521伸出，第二反射鏡20和第四反射鏡40分別位于第 一反射光束的光 束路徑。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上述結(jié)構(gòu)的第一光路轉(zhuǎn)換裝置500和第二光路 轉(zhuǎn)換裝置600可以通過(guò)設(shè)置數(shù)控程序完成活塞桿521的伸出或收回動(dòng)作，實(shí)現(xiàn) 第二反射鏡20和第四反射鏡40的位置轉(zhuǎn)換。
另外，本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)是利用 一個(gè)激光器為處于 三個(gè)不同設(shè)置方向的切割頭提供激光光束，利用該三個(gè)不同方位設(shè)置的切割頭 實(shí)現(xiàn)對(duì)槽型工件的切割，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解，基于上述的原理，根據(jù) 加工工件形狀的不同，所需要使用切割頭的數(shù)目不限于為三個(gè)，可以為兩個(gè)甚 至多于三個(gè)，因此所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)所設(shè)置切割光路的個(gè)數(shù)和形式也可以 有多種結(jié)構(gòu)的變化，但該些變化形式均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)原理之內(nèi)。
本發(fā)明具體實(shí)施例另 一方面還提供一種激光切割裝置，該激光切割裝置包 括激光器和激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其中，該激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括
第一反射鏡，所述激光器的出光光束經(jīng)所述第一反射鏡反射，獲得第一反 射光束；
第一切割光路，包括第一切割頭，所述第一切割頭能夠沿第一方向往復(fù)移動(dòng)，所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入所述第
一切割頭；
第二切割光路，包括第二切割頭，所述第二切割頭能夠沿第二方向往復(fù)移 動(dòng)，所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入所述第 二切割頭。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該激光切割光路還可以包括一第三切割光路， 用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第四反射光束傳輸進(jìn)入 一第三切割頭，使所述第三切割頭沿第三方向移動(dòng)時(shí)利用所述第四反射光束進(jìn)
4亍+刀割力口工。
具體地，本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割裝置中激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)的具體 結(jié)構(gòu)可參閱上述所述以及圖l所示，第一切割頭、第二切割頭和第三切割頭分 別設(shè)置于激光器的龍門架下方，第一切割頭沿所述龍門架的橫梁在水平方向往 復(fù)移動(dòng)，第二切割頭和第三切割頭分別沿所述龍門架的第一立柱和第二立柱在
豎直方向往復(fù)移動(dòng)。本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割裝置的工作過(guò)程原理以及
所設(shè)置的光路轉(zhuǎn)換裝置參閱圖2至圖5所示，在此不再詳述。
所述激光切割裝置依據(jù)切割面方位的不同，將激光器輸出的光束導(dǎo)入設(shè)置 于不同方向的至少兩個(gè)切割頭的其中 一切割頭，在不同的切割頭進(jìn)行切割工作 時(shí)，可以對(duì)工件的不同側(cè)面進(jìn)行加工，因此在加工型材工件時(shí)，不需要旋轉(zhuǎn)工 件即能夠完成多角度的加工，避免現(xiàn)有技術(shù)使用一個(gè)二維切割頭加工時(shí)必須采 用夾具對(duì)工件旋轉(zhuǎn)，造成切割精度難以保證的問題，同時(shí)型材工件的多個(gè)側(cè)面 分別采用二維激光切割頭切割，避免了三維激光切割過(guò)程采用在線示教編程或 離線自動(dòng)編程時(shí)一系列的復(fù)雜編程步驟，且在線示教編程時(shí)由于技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn) 不高造成切割精度不準(zhǔn)的問題，以及離線自動(dòng)編程后容易造成激光頭與工件碰 撞的問題。
此外，本發(fā)明具體實(shí)施例另一方面還提供一種激光切割方法，包括 激光器的出光光束經(jīng)第一反射鏡反射獲得第一反射光束，所述第一反射光 束經(jīng)過(guò)至少一次反射獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，所述第一切 割頭在第 一方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第二反射光束對(duì)工件的第 一側(cè)面進(jìn)行切割；
所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，所述第二切割頭在第二方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第三反射光束對(duì)所述 工件的第二側(cè)面進(jìn)行切割；
另外，所述第一反射光束還可以經(jīng)過(guò)至少兩次反射獲得第四反射光束，該 第四反射光束傳輸進(jìn)入一第三切割頭，所述第三切割頭在第三方向移動(dòng)時(shí)，利 用所述第四反射光束對(duì)所述工件的第三側(cè)面進(jìn)行切割。
本發(fā)明具體實(shí)施例所述激光切割方法，主要適合于型材工件的切割，配合 特定的夾具固定型材工件，使激光器可以為設(shè)置于不同方位的至少兩個(gè)二維切 割頭提供激光光束，利用該些不同方位設(shè)置的二維切割頭，可以對(duì)型材工件的 不同側(cè)面完成切割過(guò)程，因此對(duì)于型材工件的切割，無(wú)需對(duì)工件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從 而避免現(xiàn)有技術(shù)使用一個(gè)二維切割頭加工時(shí)必須釆用夾具對(duì)工件旋轉(zhuǎn)，造成切 割精度難以保證的問題，又由于未采用編程復(fù)雜的三維激光切割頭，因此簡(jiǎn)化 了切割過(guò)程中自動(dòng)編程軟件的編制。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通
技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^L為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
1權(quán)利要求
1.一種激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，應(yīng)用于一激光器的出光光路上，其特征在于，所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括第一反射鏡，用于反射所述激光器的出光光束，獲得第一反射光束；第一切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，使所述第一切割頭沿第一方向移動(dòng)時(shí)利用所述第二反射光束進(jìn)行切割加工；第二切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使所述第二切割頭沿第二方向移動(dòng)時(shí)利用所述第三反射光束進(jìn)行切割加工。
2. 如權(quán)利要求1所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述激光切割 導(dǎo)光系統(tǒng)還包括第三切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第四 反射光束傳輸進(jìn)入一第三切割頭，使所述第三切割頭沿第三方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第四反射光束進(jìn)行切割加工。
3. 如權(quán)利要求2所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述第一切割 頭、所述第二切割頭和所述第三切割頭分別設(shè)置于龍門架下方，所述第一切割 頭沿所述龍門架的橫梁在水平方向往復(fù)移動(dòng)，所述第二切割頭和所述第三切割 頭分別沿所述龍門架的第一立柱和第二立柱在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述第二切割 光^各包括第二反射鏡，包括第一設(shè)置位置和第二設(shè)置位置；在所述第一設(shè)置位置， 所述第二反射鏡位于所述第一反射光束的光束路徑，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行反射；在所述第二設(shè)置位置，所述第二反射鏡偏離所述第一反射光束的光束路徑；第三反射鏡，用于對(duì)所述第二反射鏡所反射光束進(jìn)一步反射獲得所述第三 反射光束，且所述第三反射鏡能夠隨所述第二切割頭在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述第一切割光路包括第四反射鏡，包括第三設(shè)置位置和第四設(shè)置位置，所述第四反射鏡在所述 第三設(shè)置位置且所述第二反射鏡位于所述第二設(shè)置位置時(shí)，所述第四反射鏡位 于所述第一反射鏡的光束路徑上，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行反射獲得所述第二反射光束；所述第四反射鏡在所述第四設(shè)置位置，所述第四反射鏡偏離所述第 一反射光束的光束路徑；此外所述第四反射鏡在所述第三設(shè)置位置時(shí)能夠隨所 述第 一切割頭在水平方向往復(fù)移動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述第三切割 光^各包4舌第五反射鏡，所述第二反射鏡位于所述第二設(shè)置位置以及所述第四反射鏡 位于所述第四設(shè)置位置時(shí)，所述第五反射鏡位于所述第一反射光束的光束路徑 上，對(duì)所述第一反射光束進(jìn)行反射；第六反射鏡，對(duì)所述第五反射鏡所反射光束進(jìn)一步反射獲得所述第四反射 光束，且所述第六反射鏡能夠隨所述第三切割頭在豎直方向往復(fù)移動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求6所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所述第三反射 鏡設(shè)置于所述第一立柱，所述第五反射鏡固定設(shè)置于所述橫梁上，所述第六反 射鏡設(shè)置于所述第二立柱。
8. 如權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于，所 述第二反射鏡設(shè)置于一第一光路轉(zhuǎn)換裝置，所述第四反射鏡設(shè)置于一第二光路 轉(zhuǎn)換裝置，所述第一光路轉(zhuǎn)換裝置和所述第二光路轉(zhuǎn)換裝置分別包括氣缸，所述氣缸內(nèi)設(shè)置有一活塞，所述活塞在所述氣缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)；滑塊，所述活塞的活塞桿帶動(dòng)所述滑塊沿導(dǎo)柱滑動(dòng)；其中所述第二反射鏡和所述第四反射鏡分別設(shè)置于所述第一光路轉(zhuǎn)換裝置和所述第二光路轉(zhuǎn)換裝置的所述滑塊上。
9. 一種激光切割裝置，包括激光器和激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)，其特征在于， 所述激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括第一反射鏡，用于反射所述激光器的出光光束，獲得第一反射光束； 第一切割光路，用于將所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二 反射光束傳輸進(jìn)入一第 一切割頭，使所述第 一切割頭沿第 一方向移動(dòng)時(shí)利用所述第二反射光束進(jìn)行切割加工；第二切割光路，用于將所述第 一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三 反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使所述第二切割頭沿第二方向移動(dòng)時(shí)利用所 述第三反射光束進(jìn)行切割加工。
10. —種激光切割方法，其特征在于，所述激光切割方法包括 激光器的出光光束經(jīng)第一反射鏡反射獲得第一反射光束，所述第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，所述第一切割頭在第一方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第二反射光束對(duì)工件的第一側(cè)面進(jìn)行切割； 所述第 一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，所述第二切割頭在第二方向移動(dòng)時(shí)，利用所述第三反射光束對(duì)所述工件的第二側(cè)面進(jìn)行切割。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)、激光切割裝置和激光切割方法，該激光切割導(dǎo)光系統(tǒng)包括第一反射鏡，用于反射激光器的出光光束，獲得第一反射光束；第一切割光路，用于將第一反射光束經(jīng)過(guò)至少一次反射后獲得的第二反射光束傳輸進(jìn)入一第一切割頭，使第一切割頭沿第一方向移動(dòng)時(shí)利用第二反射光束進(jìn)行切割加工；第二切割光路，用于將第一反射光束經(jīng)過(guò)至少兩次反射后獲得的第三反射光束傳輸進(jìn)入一第二切割頭，使第二切割頭沿第二方向移動(dòng)時(shí)利用第三反射光束進(jìn)行切割加工，該系統(tǒng)、裝置和方法采用二維激光切割頭進(jìn)行型材工件的切割，但無(wú)需設(shè)置夾具使工件旋轉(zhuǎn)，避免現(xiàn)有技術(shù)由于工件旋轉(zhuǎn)造成加工精度降低的問題。
文檔編號(hào)B23K26/06GK101623795SQ20091009038
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者李永生 申請(qǐng)人:李永生