小功率激光混切機及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光切割設備，特別涉及一種同時具有金屬板材和非金屬板材切割功能的小功率激光混切機及其使用方法，屬于板材切割設備領域。
【背景技術】
[0002]0)2激光切割是在設定激光切割槍與材料沿一定軌跡作相對運動的基礎上，利用激光切割槍中聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使其熔化，同時，用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化材料，從而完成材料表面規(guī)定形狀的切割。激光切割具有切口質量好、切口寬度窄、精度高、切割快速、安全清潔等特點，是目前板材切割的一種先進加工方式。
[0003]由于被切割材料的不同，材料自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現(xiàn)出激光切割的適應性也不同。所以專業(yè)的激光切割機，特別是低功率(200W以下)的激光切割機一般分為金屬切割機和非金屬切割機兩種。其中，金屬材料有碳鋼板、不銹鋼板等，非金屬材料有亞克力板、刀模板、皮革、木材及纖維等。
[0004]小功率的CO2激光切割機因其運行成本低，使用、維護方便，已被廣泛應用在各個行業(yè)中。但受小功率激光切割機切割種類的劃分，客戶應根據(jù)需要購買相應的激光切割設備，從而限制了激光切割機的后期使用范圍，甚至在切割材料不確定的條件下，需同時購買金屬和非金屬兩臺激光切割機，大大增加了生產(chǎn)成本和維護費用，給小功率CO2激光切割機的推廣造成嚴重影響。
[0005]如何改變這一情況，消除小功率激光切割機對切割板材種類的限制，提高板材切割的適用性，就成為本發(fā)明想要解決的首要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有情況，本發(fā)明旨在提供一種可同時滿足金屬板材和非金屬板材切割需要的小功率激光混切機及其使用方法，以提高小功率激光切割機的適用性和使用效率，降低生產(chǎn)成本，滿足廣大消費者的使用需要，保證使用質量。
[0007]下面對金屬和非金屬激光切割的具體過程做一下分析和比較:
[0008]如圖1、圖2可以看出，金屬和非金屬激光切割時的不同，包括:(I)激光的焦點位置不同，金屬切割焦點21位置明顯高于非金屬切割焦點24; (2)金屬被激光切割時，由于金屬材質自身有反射能力，激光在切口壁之間多次反射，金屬切割縫隙22小，激光切割槍頭出氣較小。非金屬切割時，非金屬材質自身沒有反射能力，激光焦點位置相對較低，要求激光切割槍頭出氣口出氣量較大，非金屬切割縫隙25隨之變大并呈紡錘形。(3)金屬薄板由于存在變形情況，所以在切割金屬板材時，激光切割槍會裝在一個金屬隨動系統(tǒng)上，金屬隨動系統(tǒng)利用金屬材料導電性，通過檢測切割頭與金屬板間的電容量確定切割頭到板面的距離，通過檢測到金屬板與切割頭的高低變化，自動調(diào)節(jié)激光切割槍高度，使二者距離保持一致，確保切割質量。而非金屬材料一方面較平整，另一方面沒有導電特性，所以不使用隨動系統(tǒng)進行切割。故，消除上述三點不同，就成為本發(fā)明小功率激光混切機能否實現(xiàn)混切工作的關鍵。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0010]一種小功率激光混切機，包括底座、控制器、激光切割槍和激光發(fā)生器，以及位于底座上的Y軸傳動系統(tǒng)、位于Y軸傳動系統(tǒng)上的X軸傳動系統(tǒng)和連接在X軸傳動系統(tǒng)上的Z軸隨動系統(tǒng)；所述激光切割槍通過鎖緊螺母固定在Z軸隨動系統(tǒng)上，激光切割槍上的切割頭為一個可調(diào)節(jié)的活動切割頭，活動切割頭包括一個倒置‘T’型的管狀支撐體、中心分別設有通孔的帽體和‘T’型連接體，以及與‘T’型連接體下端螺紋連接的噴嘴；管狀支撐體的頂部通過螺紋連接在激光切割槍照射通道的殼體上；帽體沿著豎直方向連接并罩在管狀支撐體的底面上，帽體的側壁設有四個均勻分布的定位螺釘，‘T’型連接體的‘T’型端卡持在帽體內(nèi)，定位螺釘?shù)膬?nèi)端與‘T’型連接體的‘T’型端側壁相接觸。
[0011]所述管狀支撐體頂部的螺紋連接面上還設有緊固螺母。
[0012]所述噴嘴為金屬切割用噴嘴或非金屬切割用噴嘴。
[0013]所述金屬切割用噴嘴的出氣孔孔徑為1.0—1.5_。
[0014]所述非金屬切割用噴嘴的出氣孔孔徑為2_3mm。
[0015]一種小功率激光混切機的使用方法，具體步驟包括:
[0016]步驟一、選擇相應的金屬切割用噴嘴或非金屬切割用噴嘴，將其螺紋連接在‘T’型連接體的下端，然后通過螺栓和帽體將‘T’型連接體的‘T’型端卡持在管狀支撐體的下端面上。
[0017]步驟二、開啟電源，連通控制器，進入切割參數(shù)設置，選擇相應的金屬或非金屬切割狀態(tài)，控制器自動匯集金屬或非金屬切割數(shù)據(jù)，并形成人機對話界面。
[0018]步驟三、按提示輸入待切割板材的種類、規(guī)格和厚度，控制器根據(jù)金屬或非金屬切割數(shù)據(jù)庫自動選擇合適的切割速度。
[0019]步驟四、如選擇非金屬切割，Z軸隨動系統(tǒng)關閉，控制器提示調(diào)整噴嘴到待切割板材的距離，具體包括；調(diào)松用于固定激光切割槍的鎖緊螺母，調(diào)節(jié)激光切割槍高度，使噴嘴到待切割板材表面的距離符合系統(tǒng)提示要求，然后旋緊鎖緊螺母。
[0020]如選擇金屬切割，控制器提示開啟Z軸隨動系統(tǒng)，激光切割槍根據(jù)金屬切割數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)自動升降到焦距調(diào)試高度。
[0021]步驟五、按控制器提示數(shù)據(jù)，調(diào)整激光切割槍焦距，具體包括:首先，旋轉四個定位螺釘，使噴嘴產(chǎn)生水平方向的位移，確保激光束由噴嘴孔中心導出；接著，手動旋轉管狀支撐體，調(diào)整激光焦距，直至噴嘴下待切割板材表面出現(xiàn)聚焦光點，鎖緊緊固螺母，焦距調(diào)整完成。
[0022]步驟六、退出設置界面，輸入切割圖形，激光混切機開始自動切割，直至切割完成。
[0023]步驟七、系統(tǒng)自動保持本次切割的設置參數(shù)，供再次切割使用。
[0024]所述步驟三中，還可根據(jù)提示的切割速度進行人為調(diào)整。
[0025]本發(fā)明所述的小功率激光混切機及其使用方法的有益效果包括:
[0026]1、實現(xiàn)了金屬或非金屬材料在一臺激光切割機上的切割，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
[0027]2、可調(diào)節(jié)的活動切割頭結構設計簡單、實用，可快速實現(xiàn)噴嘴的換裝，焦距的調(diào)整、對焦等。
[0028]3、以材料屬性、規(guī)格、厚度和切割速度為基準進行建模，通過控制器進行建模數(shù)據(jù)的讀取和使用，方便了切割過程，提高了切割質量，保證了切割的一致性。
[0029]4、以自動和手動兩種方式進行切割參數(shù)設置，方便了使用過程，滿足了特殊情況下的切割加工需要。
[0030]5、設置參數(shù)的隨時保存，方便了下次參數(shù)的使用，提高了加工效率，促進了建模參數(shù)的更新和改進。
[0031 ] 6、激光混切機以原有金屬激光切割機為基礎，只對激光切割槍進行相應的結構改進，保留了原有金屬激光切割機的使用價值，改進成本小，見效快。
[0032]7、具有混切功能的激光混切機大大方便了使用過程，滿足了中小用戶對激光切割的使用要求。
【附圖說明】
[0033]圖1為金屬材料切割過程切口的成形示意圖；
[0034]圖2為非金屬材料切割過程切口的成形示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明所述的小功率激光混切機的整體結構示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明所述的激光切割槍的內(nèi)部結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖3、圖4對本發(fā)明所述的小功率激光混切機做進一步的描述:
[0038]本發(fā)明所述的小功率激光混切機，包括底座10、控制器11、激光切割槍16、激光發(fā)生器12、位于底座10上的Y軸傳動系統(tǒng)13、位于Y軸傳動系統(tǒng)13上的X軸傳動系統(tǒng)14和連接在X軸傳動系統(tǒng)14上的Z軸隨動系統(tǒng)15。其中，控制器11為整個機器的控制和輸入中心，X軸傳動系統(tǒng)14和Y軸傳動系統(tǒng)13都是電機帶動下的滑塊與導軌傳動機構，Z軸隨動系統(tǒng)15為控制器11控制下的通過檢測切割頭與待切割金屬板間電容量來自動實現(xiàn)切割頭與待切割金屬板間距離調(diào)整的一個隨動升降系統(tǒng)，激光發(fā)生器12用于產(chǎn)生切割用激光，激光切割槍16是最終的切割執(zhí)行機構，激光在激光切割槍16內(nèi)透鏡9的聚焦作用下，最終通過切割頭上的出氣孔照射到待切割板材上，激光切割槍16通過鎖緊螺母I連接在Z軸隨動系統(tǒng)15上，隨著X、Y、Z軸的傳動，激光切割槍16實現(xiàn)全方位的移動切割。
[0039]本例中，為保證小功率激光混切機的適用性，激光切割槍16上的切割頭為一個可調(diào)節(jié)的活動切割頭。活動切割頭包括一個倒置‘T’型的管狀支撐體4、中心分別設有通孔的帽體5和‘T’型連接體6，以及與‘T’型連接體6下端螺紋連接的噴嘴7。管狀支撐體4的頂部通過螺紋連接在激光切割槍照射通道的殼體