[发明专利]激光切割设备和激光切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体地涉及一种激光切割设备和激光切割方法。

背景技术

激光切割设备是一种通过激光器的高功率密度能量来切割工件的设备。激光切割工件时，激光熔化或者气化被切割工件材料。激光器吹出的气体与被切割工件材料产生热效应反映，气流还能够冷却已切割面和减少热影响区。激光切割无刀具磨损，激光的可控性强，具有高的柔性。激光切割与等离子切割其他切割方法相比，具有切割缝细、切割面质量好、切割效率高等优点，广泛应用于车身板件、航空航天领域的铝合金、钛合金等特种航空材料的切割。然而，现有的普通的激光切割设备难以实现复杂圆弧、曲面加工。

因此，有必要提出一种激光切割设备和激光切割方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，公开了一种激光切割设备。该激光切割设备包括：机床，所述机床上设置有工作台，所述工作台构造为能够绕竖直轴线旋转；工作台驱动装置，所述工作台驱动装置连接至所述工作台，以驱动所述工作台旋转；激光切割器，所述激光切割器包括激光发生器和激光切割头，所述激光切割器构造为能够相对于所述工作台沿水平横向、水平纵向和竖直方向移动，且能够绕与水平横向平行的水平轴线摆动；激光切割器驱动装置，所述激光切割器驱动装置连接至所述激光切割器，以驱动所述激光切割器移动和/或摆动；以及控制装置，所述控制装置用于根据预定的切割曲面控制所述工作台驱动装置和所述激光切割器驱动装置。

优选地，所述激光切割器驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器设置在所述机床上，用于驱动所述激光切割器沿所述水平横向移动；且所述第二驱动器设置在所述激光切割器上，用于驱动所述激光切割器的所述激光切割头沿所述竖直方向和/或所述水平纵向移动、和/或绕所述水平横向平行的水平轴线摆动。

优选地，所述控制装置包括：第一控制装置，所述第一控制装置用于根据预定的切割曲面控制所述工作台驱动装置和所述第一驱动器；以及第二控制装置，所述第二控制装置用于根据所述预定的切割曲面控制所述第二驱动器。

优选地，所述激光切割器还包括电容传感器，所述电容传感器连接至所述第二控制装置，用于实时检测所述激光切割头与被切割工件之间的电容值，所述第二控制装置接收所述电容传感器的所述电容值，且基于预定离焦量并根据所述电容值而产生控制信号，以实时控制所述第二驱动器。

优选地，所述激光切割设备还包括排屑机构，所述排屑机构包括：排屑驱动电机；多个链轮，所述多个链轮能够在所述排屑驱动电机的驱动下旋转；链板，所述链板套设在所述多个链轮上，且所述多个链轮和所述链板设置在所述机床的下方，用于接收切割屑；以及料斗，所述料斗设置在所述链板的端部，用于收集来自所述链板的切割屑。

优选地，所述机床还包括机床驱动设备，所述机床驱动设备用于驱动所述工作台沿所述水平横向、所述水平纵向和所述竖直方向移动。

根据本发明的另一个方面，还提供一种激光切割方法。所述方法包括：提供激光切割器，所述激光切割器的激光切割头能够发射激光束；提供待切割工件和预定的切割曲面；以及根据所述预定的切割曲面控制所述激光切割头沿水平横向、水平纵向和/或竖直方向移动和/或绕与所述水平横向平行的水平轴线摆动，同时控制所述待切割工件沿竖直方向延伸的竖直轴线旋转。

优选地，所述方法的所述b）步骤还包括：检测所述激光切割头与待切割工件之间的电容值；以及基于预定离焦量并根据所述电容值而产生控制信号，以实时控制所述激光切割头移动和/或摆动。

根据本发明的激光切割设备的激光切割器能够沿水平横向、水平纵向以及竖直方向移动和/或绕与水平横向平行的水平轴线摆动，此外工作台还可以绕竖直轴线旋转，因此该激光切割设备具有五个自由度，能够加工复杂圆弧、曲线。

附图说明

本发明实施例的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为根据本发明的一个实施例的激光切割设备的示意性框图；

图2为根据本发明的一个实施例的激光切割设备的结构示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的激光切割器的示意性框图；以及