本發(fā)明涉及激光切割，具體為一種大尺寸培育金剛石材料的激光切割裝置。

背景技術(shù)：

1、培育金剛石亦稱人造成金剛石，金屬鎢和鈷是制作人造金剛石的主要材料，金屬鎢在高溫高壓下和鈷合成的金屬鎢鈷合金，被稱為金剛石合成催化劑，用于催化石墨在高溫高壓下形成金剛石晶體。金屬鎢在使用前需要對較大尺寸的單體材料進(jìn)行分解，由于金屬鎢的硬度較大，而激光切割具有高精度、高效率、無接觸切割等優(yōu)點(diǎn)，可以作為不錯的切割方式。

2、有時為了對多個材料同時進(jìn)行切割，需要在激光切割路徑上放置多個裝載有材料的治具，與小尺寸的材料相比，大尺寸的材料所需切割次數(shù)相對較多，存在小尺寸材料完成切割但大尺寸材料還未完成切割的情況，進(jìn)而會出現(xiàn)激光束通過切縫直接作用在治具上而造成治具損傷的問題。針對上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中已存在較好的解決方案，例如公開號為cn116100169b，名稱為一種金剛石激光切割機(jī)的發(fā)明專利中，采用翻轉(zhuǎn)切割完成后的治具的方式避免激光造成治具損傷，從而保護(hù)治具的使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對治具的保護(hù)，但是依然存在以下缺陷，第一：對于翻轉(zhuǎn)后的治具的位置會留出空間，激光束在經(jīng)過時會出現(xiàn)空切的情況，由于激光頭的切割路徑始終往復(fù)不變，會使整個切割過程所需的時間無法縮短，降低了切割效率；第二，激光束會穿過該空間直接作用在機(jī)殼的內(nèi)壁，長此以往會造成機(jī)殼的損傷。

3、為此，提出一種大尺寸培育金剛石材料的激光切割裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種大尺寸培育金剛石材料的激光切割裝置，解決了切割過程中治具被彈出后出現(xiàn)空切而降低了切割效率的問題。一方面，能夠在其中一個治具內(nèi)部的材料切割完成后控制該治具自動彈出，并在壓緊組件的作用下將剩余的未完成切割的治具擠壓至依次貼合的狀態(tài)，達(dá)到避免出現(xiàn)激光束空切的效果，即實(shí)現(xiàn)了對機(jī)殼內(nèi)壁的防護(hù)；另一方面，在治具的數(shù)量減少并被擠壓貼合狀態(tài)后，能夠縮短激光發(fā)射器的切割范圍，從而達(dá)到提高切割效率的效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種大尺寸培育金剛石材料的激光切割裝置，包括機(jī)殼、激光發(fā)射器、安裝座、兩個磁塊以及多個治具，還包括u形卡板、吸附組件、攝像模組、回彈組件、滑板、壓緊組件和驅(qū)動組件，所述激光發(fā)射器固定設(shè)置于安裝座的頂部，所述安裝座設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部，兩個所述磁塊分別固定設(shè)置于安裝座和u形卡板的側(cè)壁，所述吸附組件設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部，用于吸附治具，所述攝像模組設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部，在監(jiān)測到材料切割完成后控制吸附組件解除吸附狀態(tài)并通過回彈組件彈出對應(yīng)的治具，所述滑板固定設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)部并與u形卡板活動套接，所述壓緊組件設(shè)置于u形卡板上，用于將未完成切割的多個治具壓至貼合狀態(tài)，所述驅(qū)動組件設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部，用于驅(qū)動激光發(fā)射器移動，并在其中一個治具彈出后通過安裝座帶動u形卡板和壓緊組件下移，同時根據(jù)所述治具的數(shù)量限制壓緊組件的下移距離，所述u形卡板的頂部固定設(shè)置有超聲波測距儀，用于調(diào)整激光發(fā)射器的切割范圍。

4、通過采用上述方案，可以在其中一個治具內(nèi)部夾持的相對較小的材料完成切割后彈出該治具，并在壓緊組件的作用下將剩余的治具擠壓至依次貼合的狀態(tài)，盡量避免相鄰的兩個治具之間留存有縫隙，有效的避免了出現(xiàn)空切的同時實(shí)現(xiàn)了對機(jī)殼的保護(hù)，并且能夠利用超聲波測距儀控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方向，達(dá)到了逐漸減小激光切割范圍的效果，進(jìn)而能夠有效縮短切割時間，提高了切割效率。同時，在全部材料切割完成后能夠自動斷開激光發(fā)射器的電源，避免激光發(fā)射器始終處于工作狀態(tài)而貫穿機(jī)殼。

5、優(yōu)選的，所述吸附組件包括固定板，所述固定板固定設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部且右側(cè)固定連接有支撐板，所述固定板的右側(cè)固定設(shè)置有多個電磁鐵，每個所述治具的底部均固定設(shè)置有與對應(yīng)的電磁鐵相匹配鐵塊，每個所述鐵塊的底部均轉(zhuǎn)動設(shè)置有轉(zhuǎn)桿，每個所述轉(zhuǎn)桿的桿壁均固定套設(shè)有與固定板的側(cè)邊滑動卡接的工字輪。

6、通過采用上述方案，可以利用電磁鐵通電賦磁的特性吸附對應(yīng)的鐵塊，并且能夠工字輪的作用下避免鐵塊與電磁鐵接觸，減小治具移動的過程中電磁鐵與鐵塊之間的摩擦力，以便于剩余的治具能夠快速貼合，同時也能夠?qū)χ尉叩母叨任恢眠M(jìn)行限制，使得激光切割過程中每個材料的表面始終只有一條切縫。

7、優(yōu)選的，所述磁塊設(shè)置于激光發(fā)射器的左側(cè)，所述電磁鐵為封閉式電磁鐵，所述機(jī)殼上設(shè)置有噴淋管，所述噴淋管的側(cè)壁設(shè)置有噴頭，所述噴頭數(shù)量與電磁鐵數(shù)量相同。

8、通過采用上述方案，在對大尺寸金剛石材料進(jìn)行切割的過程中，通過噴淋管和噴頭向每個電磁鐵以及對應(yīng)的大尺寸金剛石材料的周圍噴灑冷卻液，能夠減少熱影響區(qū)，防止材料變形或損傷，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁鐵的降溫冷卻，避免在激光切割的過程中因?yàn)楦邷氐挠绊懚闺姶盆F出現(xiàn)失磁的情況，同時能夠利用冷卻液對治具進(jìn)行緩沖，避免治具在于導(dǎo)向板脫離后直接與機(jī)殼的底部內(nèi)壁發(fā)生碰撞，還能夠?qū)η懈詈蟮牟牧线M(jìn)行降溫，避免工作人員在拆卸材料時被燙傷

9、優(yōu)選的，所述回彈組件包括彈性伸縮桿一，所述彈性伸縮桿一設(shè)置有四個，且分別固定設(shè)置于對應(yīng)的治具的左側(cè)，每個所述彈性伸縮桿一的左端均轉(zhuǎn)動設(shè)置有滾珠，每個所述滾珠均與固定板的側(cè)壁滾動連接，四個所述彈性伸縮桿一均與支撐板所在的平面平行設(shè)置，所述彈性伸縮桿一的軸線方向和轉(zhuǎn)桿的軸線方向垂直設(shè)置。

10、通過采用上述方案，鐵塊在被對應(yīng)的電磁鐵吸附后能夠保持豎直狀態(tài)，避免工字輪與固定板的上、下表面存在傾斜方向的擠壓而影響減緩治具的移動速度，進(jìn)而避免出現(xiàn)激光發(fā)射器在回移的過程中剩余的治具還未貼合的情況，而滾珠的作用能夠減小彈性伸縮桿一的端部與固定板之間的摩擦力，避免彈性伸縮桿一的端部與固定板之間的摩擦力影響壓塊推動治具移動。

11、優(yōu)選的，所述鐵塊為五邊體且為空心設(shè)置，所述鐵塊的左側(cè)設(shè)置為與固定板平行的平面，所述鐵塊的俯視面的圖形為等腰三角形。

12、通過采用上述方案，空心設(shè)置的鐵塊能夠盡量減小治具在冷卻液中的下沉速度，并且能夠減小治具被彈開后水平移動時受到的冷卻液的阻力，進(jìn)而避免先被彈出的治具對后被彈出的治具的彈出路徑造成阻擋。

13、優(yōu)選的，所述壓緊組件包括轉(zhuǎn)軸、環(huán)形板和扭簧，所述轉(zhuǎn)軸固定設(shè)置于u形卡板的頂部并與環(huán)形板轉(zhuǎn)動套接，所述扭簧活動套設(shè)于轉(zhuǎn)軸的桿壁，且兩端分別與轉(zhuǎn)軸以及環(huán)形板固定連接，所述環(huán)形板的側(cè)壁固定連接有彈性伸縮桿二，所述彈性伸縮桿二的自由端設(shè)置為“l(fā)”形并轉(zhuǎn)動連接有壓塊，所述壓塊壓設(shè)于對應(yīng)的治具的側(cè)壁。

14、通過采用上述方案，在攝像模組監(jiān)測到治具內(nèi)部的材料切割完成后，能夠通過外部控制器控制對應(yīng)的電磁鐵短時間斷電失磁，在電磁鐵短時間失磁的過程中，四個彈性伸縮桿一能夠在自身的彈力作用下復(fù)位并帶動對應(yīng)的治具彈開，能夠完全留出空間讓剩余的治具在扭簧以及彈性伸縮桿二的彈力作用的擠壓下重新貼合。

15、優(yōu)選的，所述壓塊的內(nèi)部活動套設(shè)有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿固定設(shè)置于固定板的側(cè)壁，所述壓塊以及每個治具的表面均為鏡面拋光設(shè)置。

16、通過采用上述方案，在導(dǎo)向桿的作用下能夠限制壓塊在水平方向上的移動，避免了壓塊和治具之間的摩擦力影響治具的正常彈出，對壓塊和治具的側(cè)壁進(jìn)行鏡面拋光，能夠大大減小治具彈出過程中受到的摩擦力而快速彈出，避免激光束再次經(jīng)過切割完成后的治具。

17、優(yōu)選的，所述滑板的表面開設(shè)有多個插槽，所述u形卡板的頂部設(shè)置有限位組件，所述限位組件包括空心柱、阻尼套和楔形插桿，所述空心柱固定套設(shè)于阻尼套的內(nèi)部，所述阻尼套固定嵌設(shè)于u形卡板的內(nèi)部，所述空心柱的底部開設(shè)有通孔一，所述楔形插桿活動穿設(shè)于通孔一的內(nèi)部，所述u形卡板的底部開設(shè)有通孔二，所述楔形插桿穿過通孔二與對應(yīng)的插槽相匹配，所述楔形插桿包括上段和下段，所述上段以及通孔一的徑向截面均設(shè)置為矩形，所述空心柱上設(shè)置有轉(zhuǎn)向組件，在全部材料切割完成后驅(qū)動楔形插桿旋轉(zhuǎn)。

18、通過采用上述方案，可以在阻尼套的作用下實(shí)現(xiàn)空心柱與u形卡板之間的轉(zhuǎn)動連接，同時能夠避免切割過程中因?yàn)榛蝿佣鴮?dǎo)致空心柱轉(zhuǎn)動的情況，而楔形插桿的作用能夠?qū)崿F(xiàn)對u形卡板的單向限位，避免在扭簧和彈性伸縮桿二的彈力的反作用下u形卡板出現(xiàn)主動遠(yuǎn)離激光發(fā)射器的情況，而在最后一個治具內(nèi)部的材料切割完成后，能夠在轉(zhuǎn)向組件的作用下實(shí)現(xiàn)楔形插桿的180°翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而能夠保證壓緊組件的復(fù)位，以便于整個切割裝置的后續(xù)正常使用。

19、優(yōu)選的，所述驅(qū)動組件包括電機(jī)、往復(fù)絲桿和內(nèi)螺紋管，所述電機(jī)固定設(shè)置于機(jī)殼的外壁，所述往復(fù)絲桿轉(zhuǎn)動設(shè)置于機(jī)殼的內(nèi)部并與電機(jī)的輸出端固定連接，所述內(nèi)螺紋管螺紋套設(shè)于往復(fù)絲桿的桿壁并與安裝座固定連接，所述安裝座的頂部設(shè)置有與超聲波測距儀相匹配的接收器，所述安裝座與滑板活動套接，所述安裝座為銅座且側(cè)壁對稱開設(shè)有兩個推水槽。

20、通過采用上述方案，在推水槽的作用下，能夠增加安裝座與冷卻液的接觸面積，使安裝座在移動的過程中擴(kuò)大對冷卻液的推動幅度，同時能夠利用銅的良好的導(dǎo)熱效果將機(jī)殼的內(nèi)部溫度導(dǎo)入冷卻液的內(nèi)部進(jìn)行降溫，減小的切割過程中產(chǎn)生的高溫對整個切割裝置的影響。

21、優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)向組件包括與空心柱固定套接的齒圈，所述齒圈的一側(cè)嚙合設(shè)置有齒條，所述齒條的內(nèi)部開設(shè)有條形口，所述u形卡板的頂部固定設(shè)置有固定塊，所述齒條通過條形口與固定塊活動套接，所述齒條的端部固定設(shè)置有壓力開關(guān)，所述壓力開關(guān)與激光發(fā)射器相匹配。

22、通過采用上述方案，在一次切割完成后，兩個磁塊之間的相互吸引能夠使安裝座在向下移動的過程中繼續(xù)帶動u形卡板向下移動，此時楔形插桿從最下方的插槽的內(nèi)部移出，齒條的下端受到阻擋并自動推動楔形插桿旋轉(zhuǎn)180°，使安裝座能夠帶動壓緊組件復(fù)位的過程不會受到限位組件的影響，并且能夠在壓力開關(guān)的作用下自動斷開激光發(fā)射器的電源，無需工作人員手動斷電，也能夠避免工作人員因?yàn)槭韬龆鴮?dǎo)致激光發(fā)射器始終處于工作狀態(tài)而貫穿機(jī)殼。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

24、1、現(xiàn)有的大尺寸培育金剛石材料的激光切割裝置，采用驅(qū)動激光發(fā)射器往復(fù)移動的方式對材料進(jìn)行切割，在對多個材料切割的過程中采用驅(qū)動切割完成后的治具翻轉(zhuǎn)的方式對治具進(jìn)行防護(hù)，但存在治具翻轉(zhuǎn)后會存在空隙，使激光發(fā)射器在移動的過程中出現(xiàn)空切的狀態(tài)并損傷機(jī)殼的內(nèi)壁的問題。為了改善這種問題，故利用吸附組件、壓緊組件和回彈組件，并結(jié)合超聲波測距儀，通過超聲波測距儀檢測安裝座的位置并調(diào)整安裝座的移動方向，使得被彈出后的治具的位置能夠填補(bǔ)未完成切割的治具，從而能夠避免出現(xiàn)空切的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對治具以及機(jī)殼的內(nèi)壁的同時防護(hù)，并且能夠在切割過程中逐步縮短切割范圍，有效提高了切割效率。

25、2、通過設(shè)置的扭簧和彈性伸縮桿二，能夠在裝載治具后通過扭簧和彈性伸縮桿二的彈力驅(qū)動壓塊自動將治具壓緊，避免了相鄰的兩個治具之間存在縫隙，通過設(shè)置的楔形插桿與對應(yīng)的插槽的插接，能夠避免在扭簧和彈性伸縮桿二的彈力的反作用下驅(qū)動u形卡板向上移動，實(shí)現(xiàn)了相鄰的兩個治具之間的穩(wěn)定貼合。

26、3、通過設(shè)置的工字輪與支撐板的滑動卡接，能夠在電磁鐵通電賦磁并吸附鐵塊的過程中避免鐵塊與電磁鐵接觸而存在摩擦力，同時能夠通過設(shè)置的回彈組件，避免工字輪出現(xiàn)傾斜的情況，使工字輪的軸線能夠始終與支撐板的平面保持垂直狀態(tài)，進(jìn)而能夠在壓塊擠壓治具移動的過程中減小摩擦力的影響，保證了相鄰的兩個治具之間的自動貼合，既達(dá)到了激光發(fā)射器移動的過程中不會空切的效果，也不會造成對機(jī)殼內(nèi)壁的損傷。

27、4、通過設(shè)置的超聲波測距儀，能夠在超聲波測距儀檢測到安裝座移動至距離超聲波測距儀的設(shè)定距離時通過往復(fù)絲桿調(diào)整安裝座的移動方向，而安裝座能夠在兩個磁塊的作用下帶動u形卡板向下移動至楔形插桿與新的插槽插接，進(jìn)而能夠有效縮短切割范圍，達(dá)到提高切割效率的效果。

28、5、通過設(shè)置的齒圈與齒條的嚙合連接，能夠在u形卡板向下移動至齒條被機(jī)殼阻擋時通過u形卡板的繼續(xù)下移驅(qū)動齒圈轉(zhuǎn)動，此時楔形插桿已從最下方的插槽的內(nèi)部移出，進(jìn)而能夠利用空心柱驅(qū)動帶動楔形插桿旋轉(zhuǎn)180°，避免了在全部材料切割完成后往復(fù)絲桿在驅(qū)動激光發(fā)射器向上移動時受到阻擋，在齒條向上移動至上端被機(jī)殼阻擋時能夠通過齒圈帶動楔形插桿反向旋轉(zhuǎn)180°，保證了整個切割裝置的下一次的正常使用。