一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置及切割方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置及切割方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法實現(xiàn)鋸齒的連續(xù)切割成型，工裝輔助時間占比過大，切割效率低的問題，所述激光連續(xù)切割裝置有基座，所述基座上依次布置有用于調(diào)整鋸帶進(jìn)給速度的主動摩擦輥、用于壓緊鋸帶的壓緊輪組、工作平臺、以及由驅(qū)動裝置帶動的驅(qū)動輪組；所述工作平臺上方還設(shè)有裝在Z軸上對鋸帶進(jìn)行切割的激光頭；所述工作平臺上裝有對刀塊和對鋸帶進(jìn)行定位的橫向定位機構(gòu)；切割工作中，所述滑臺X1的速度與鋸帶進(jìn)給速度相同。本發(fā)明激光切割鋸齒連續(xù)成形技術(shù)不需要制作銑刀，能夠十分快捷的響應(yīng)制造出任意二維形狀的鋸齒。
【專利說明】一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置及切割方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置及切割方法，主要應(yīng)用于雙金屬帶鋸條鋸齒的形成。
【背景技術(shù)】
[0002]作為金屬切斷的主要方式，帶鋸切割已廣泛應(yīng)用于金屬加工的各行各業(yè)。至于帶鋸鋸齒成形方法，一般常用成形銑的方法。其中，銑齒成本主要來源于銑床折舊以及銑刀；其次，銑齒所成形的鋸齒形狀受限與銑刀刃口及其空間軌跡，難以成形一些不規(guī)則的異形齒；再者，對于日趨變化的市場，銑齒工藝響應(yīng)的周期過長；銑刀生產(chǎn)和制造周期一般在2個月以上，每一把銑刀一般要生產(chǎn)幾萬米才能夠消耗完。然而，激光切割技術(shù)在鋸齒成形加工中的應(yīng)用也存在下述幾個方面的問題:
1)無法實現(xiàn)連續(xù)鋸齒連續(xù)成形，切割效率低；
2)在銑齒工藝，常規(guī)技術(shù)一般采用20-40根一次成形。而激光切割技術(shù)僅能夠單根成形，為了達(dá)到銑齒的鋸齒成形速率，激光切割速度必須非?？臁５?，目前所公布激光切割鋸齒成形技術(shù)中，工裝輔助時間占比過大，使得鋸齒成形效率非常低；
3)—般采用分段切割方法，成形一段，收卷一段，這樣便存在段與段之間接刀誤差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的激光切割技術(shù)無法實現(xiàn)鋸齒的連續(xù)切割成型，工裝輔助時間占比過大，切割效率低的不足，本發(fā)明旨在提供一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置及切割方法，該激光切割鋸齒連續(xù)成形技術(shù)不需要制作銑刀，能夠十分快捷的響應(yīng)制造出任意二維形狀的鋸齒。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置，有基座，其結(jié)構(gòu)特點是，所述基座上依次布置有用于調(diào)整鋸帶進(jìn)給速度的主動摩擦輥、用于壓緊鋸帶的壓緊輪組、工作平臺、以及由驅(qū)動裝置帶動的驅(qū)動輪組；所述基座上裝有可沿著鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺X1，裝在滑臺X1上可沿著垂直于鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺Y，裝在滑臺Y上可沿著鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺X2,以及裝在滑臺X2上的Z軸；所述工作平臺上方還設(shè)有裝在Z軸上對鋸帶進(jìn)行切割的激光頭；所述工作平臺上裝有對刀塊和對鋸帶進(jìn)行定位的橫向定位機構(gòu)；切割過程中，滑臺X1與鋸帶保持相對靜止。
[0005]以下為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案:
所述橫向定位機構(gòu)包括固定橫向限位輪和浮動橫向限位輪；所述固定橫向限位輪和浮動橫向限位輪之間形成所述鋸帶的通過間隙。
[0006]所述驅(qū)動輪組后側(cè)設(shè)有另一個主動摩擦輥。
[0007]所述驅(qū)動輪組后側(cè)設(shè)有檢測鋸帶進(jìn)給長度的編碼器。[0008]一種利用上述激光連續(xù)切割裝置對鋸帶進(jìn)行切割的方法，其特點是，包括如下步驟:
1)、首先，鋸帶勻速單方向進(jìn)給，滑臺\與鋸帶同向運動；
2)、激光頭對刀，選定激光頭的對刀塊處為起割位置點A(Xl，yi)，當(dāng)滑臺X1(11)的速度與鋸帶速度相同，即兩者相對靜止，此時，激光頭對鋸帶進(jìn)行切割，激光頭每次切割完成位置為B(x2，y2)，激光頭完成一次切割時，鋸帶的起割點運行至A’點，設(shè)A點與A’點之間的距離為SI ;當(dāng)激光頭切割完一組齒或多組齒后，滑臺X1返回至起始點O1，滑臺X2返回至起始點O2,激光頭返回至起割點(Xpy1);所述激光頭完成一次切割后返回至起割點(X^y1)時，鋸帶起割點(X1J1)運行至A’’點,運行距離AA’’為S2,則S1+S2≤N*L,N=1,2,L為一組齒長度；
3)、當(dāng)激光頭切割完一組齒或多組齒返回至起割點A(xl，yl)后，當(dāng)鋸帶進(jìn)給長度為N*L時，N=I，2，激光頭進(jìn)行下一次如步驟I)的切割。
[0009]優(yōu)選地，所述激光頭切割完成位置為鋸帶的齒尖位置。
[0010]在上述方案中，優(yōu)選地，所述激光頭在坐標(biāo)系O2X2Y中X2方向切割速度V1以及單次工作行程所費時間與鋸帶的進(jìn)給速度V之間的關(guān)系是; I1=^WN1 (N=I, 2)；在切割過程中滑臺X1與鋸帶相對靜止，鋸帶勻速進(jìn)給。其中坐標(biāo)系O2X2Y的為滑臺X2的移動方向，Y為滑臺Y的移動方向，O2為滑臺X2的起點位置。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明激光切割鋸齒連續(xù)成形技術(shù)，不需要制作銑刀，能夠十分快捷的響應(yīng)制造出任意二維形狀的鋸齒。精度高，切縫窄，切割面光滑，速度快，切割質(zhì)量好，無接觸切割，切邊受熱影響很小，基本沒有工件熱變形。不損傷工件，激光切割頭不會與材料表面相接觸。不受被切材料的硬度影響。
[0012]總之，本發(fā)明實現(xiàn)了激光連續(xù)切割鋸齒成形方法代替銑齒等傳統(tǒng)工藝；實現(xiàn)了高效率的批量生產(chǎn)，提高了激光切割效率，同時降低了鋸齒成形成本。
[0013]以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所述切割裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是本發(fā)明所述切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述切割方法的切割原理圖。
[0015]在圖中
1-主動摩擦輪輥；2_壓緊輪組；3_對刀塊；4_激光頭；5_鋸帶；6_落屑槽；7_固定橫向限位輪；8-驅(qū)動輪組；9_電機；10-編碼器；11-滑臺X1 ;12-Z軸；13-滑臺X2 ;14_滑臺Y。
【具體實施方式】
[0016]一種激光連續(xù)切割裝置及切割方法，基于數(shù)控運動合成能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的激光鋸齒連續(xù)切割，如圖1和3所示，具體切割過程如下:
1)、在整個工作過程中，雙金屬帶勻速單方向進(jìn)給；
2 )、編碼檢測器固定為一個機床坐標(biāo)，用來檢測鋸帶進(jìn)給長度，激光頭的起割位置為A (xp Y1)，激光頭每次切割完成位置為B (X2, y2)；
3)、激光切割完成位置為齒尖位置，切割完一組齒(或多組齒)之后，激光頭迅速返回至起割點A(xl, yl)；
4)、激光頭回到起割點A(xl，yl)后，作新一輪切割準(zhǔn)備；
5)、此時，激光頭切割完成位置到起割位置在X方向上的位移為;當(dāng)鋸帶進(jìn)給的長度達(dá)到一組齒長(或多組齒)時，激光頭再次起割。
[0017]一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置，如圖2所示，鋸帶通過主動摩擦輪輥I后，經(jīng)由壓緊輪組2，從固定橫向限位輪和浮動橫向限位輪之間穿出，通過激光頭4下的工作平臺，由固定橫向限位輪7限位，再經(jīng)驅(qū)動輪組8和編碼器10，最后從主動摩擦輪輥中穿出。圖示O1-X1YZ坐標(biāo)系與O2-X2YZ坐標(biāo)系中，X軸方向的運動包括有=O1-X1YZ坐標(biāo)系中滑臺I的運動與O2-X2YZ坐標(biāo)系中激光頭座即滑臺X2的運動?；_X1在X1方向上的運動用于追趕鋸帶并與鋸帶運行速度保持一致，及返回作新一輪切割準(zhǔn)備。激光頭座即滑臺X2的運動用于齒形成型。
[0018]上述實施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于切割鋸帶的激光連續(xù)切割裝置，有基座，其特征在于，所述基座上依次布置有用于調(diào)整鋸帶(5)進(jìn)給速度的主動摩擦輥(I)、用于壓緊鋸帶(5)的壓緊輪組(2)、工作平臺、以及由驅(qū)動裝置帶動的驅(qū)動輪組(8);所述基座上裝有可沿著鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺X1 (11)，裝在滑臺X1 (11)上可沿著垂直于鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺Y (14)，裝在滑臺Y (14)上可沿著鋸帶長度方向往復(fù)移動的滑臺X2 (13)，以及裝在滑臺X2 (13)上的Z軸(12);所述工作平臺上方還設(shè)有裝在Z軸(12)上對鋸帶(5)進(jìn)行切割的激光頭(4);所述工作平臺上裝有對刀塊(3)和對鋸帶(5)進(jìn)行定位的橫向定位機構(gòu)；切割過程中，滑臺X1 (11)與鋸帶(5)保持相對靜止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光連續(xù)切割裝置，其特征在于，所述橫向定位機構(gòu)包括固定橫向限位輪(7)和浮動橫向限位輪；所述固定橫向限位輪(7)和浮動橫向限位輪之間形成所述鋸帶(5)的通過間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光連續(xù)切割裝置，其特征在于，所述驅(qū)動輪組(8)后側(cè)設(shè)有另一個主動摩擦輥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光連續(xù)切割裝置，其特征在于，所述驅(qū)動輪組(8)后側(cè)設(shè)有檢測鋸帶(5)進(jìn)給長度的編碼器(10)。
5.一種利用權(quán)利要求1-4之一所述激光連續(xù)切割裝置對鋸帶進(jìn)行切割的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)、首先，鋸帶(5)勻速單方向進(jìn)給，滑臺X1(11)與鋸帶同向運動； 2)、激光頭對刀，選定激光頭(4)的對刀塊(3)處為起割位置點A(Xl，Y1)，當(dāng)滑臺X1 (11)的速度與鋸帶速度相同，即兩者相對靜止，此時，激光頭(4)對鋸帶(5)進(jìn)行切割，激光頭(4)每次切割完成位置為B(x2，y2)，激光頭(4)完成一次切割時，鋸帶(5)的起割點運行至A’點，設(shè)A點與A’點之間的距離為SI ;當(dāng)激光頭(4)切割完一組齒或多組齒后，滑臺X1返回至起始點O1,滑臺X2返回至起始點O2,激光頭(4)返回至起割點(X^y1);所述激光頭(4)完成一次切割后返回至起割點(Xl，yi)時，鋸帶起割點(Xl，yi)運行至A’’點，運行距離AA” 為 S2，則 S1+S2 ( N*L，N=I，2，L 為一組齒長度； 3)、當(dāng)激光頭(4)切割完一組齒或多組齒返回至起割點A(xl，yl)后，當(dāng)鋸帶進(jìn)給長度為N*L時，N=I，2，激光頭(4)進(jìn)行下一次如步驟I)的切割。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述激光連續(xù)切割裝置對鋸帶進(jìn)行切割的方法，其特征在于，所述激光頭(4)切割完成位置為鋸帶(5)的齒尖位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述激光連續(xù)切割裝置對鋸帶進(jìn)行切割的方法，其特征在于，所述激光頭(4)在坐標(biāo)系O2X2Y中X2方向切割速度V1以及單次工作行程所費時間h與鋸帶的進(jìn)給速度V之間的關(guān)系是; t^N^L/V! (N=l，2);在切割過程中滑臺X1與鋸帶相對靜止，鋸帶勻速進(jìn)給。
【文檔編號】B23K26/70GK104014938SQ201410248596
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】劉國躍 申請人:湖南泰嘉新材料科技股份有限公司