[发明专利]一种应用于圆管材料的激光加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，更具体地说，是涉及一种应用于圆管材料激光加工设备。

背景技术

激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的优点，已经广泛应用于科研、国防、工业等国民生产的重要方面。在工业领域，激光加工作为先进制造技术，具有高效、高精度、高质量、范围广、节能环保并能实现柔性加工和超微细加工的优点，在汽车、电子电路、电器、航空航天、钢铁冶金、机械制造等领域得到了广泛的应用，且在某些行业(例如汽车、电子行业等)已经达到较高的水平，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

激光加工中较常见的为激光切割及激光打孔。随着激光切割在各个领域的广泛使用，各种材料的切割使用到了激光切割方式。随着工业的发展，对于加工材料的精密激光切割、打孔日渐成为激光切割、打孔的主要发展方向。

其中，对于圆管材料的精密激光切割、打孔需求越来越多，对于直径较小的圆管，一般机械加工的方法很难满足精密切割、打孔要求，而精密激光切割、打孔切缝小、表面粗糙度下、尺寸精度高、热影响区小、无机械应力及表面损伤等特点，并且可以精确的切割形状复杂的微细零件，因此对于薄壁圆管的加工一般采用激光精密切割、打孔。例如，利用激光精密加工血管支架，因血管支架直径较小，且圆管的壁较薄，需要采用激光精密切割、打孔。

在平面材料的激光精密切割、打孔过程中，激光切割头的气嘴与待切割平面材料表面的距离决定了激光精密切割、打孔的断面质量及切割、打孔速度。在切割、打孔过程中，需要维持气嘴到工件表面的高度一致。在利用激光对圆管材料进行精密切割及打孔时，为保证切割、打孔质量及速度，确保当圆管材料表面发生变形、扭曲等仍能达到最佳切割效果，也需要维持气嘴与待切割圆管材料表面的距离，而圆管材料因为其表面为非平面，在加工过程中需自动寻找焦点，并将激光焦点调至圆管材料上，但是目前的激光加工设备均不具备上述特点，因此，针对圆管材料的激光加工效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于圆管材料激光加工设备，旨在解决现有技术中采用激光加工圆管材料时对焦难，加工质量差，效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种应用于圆管材料的激光加工设备，包括基座、设于所述基座上X轴运动机构、设于所述X轴运动机构上用于装夹待加工圆管材料的装夹组件、设于所述基座上的Z轴运动机构、设于所述Z轴运动机构上的激光加工头以及控制以上述各部件协调运动的计算机系统，所述激光加工头包括壳体、设于所述壳体下部的辅助件以及位于所述壳体顶部的激光器，所述壳体具有垂直贯通的中空孔，所述中空孔上部设有聚焦镜，所述中空孔的下部设有锥状气嘴，所述壳体上设有与所述锥状气嘴连通的辅助气体通道，所述辅助件具有容置腔，所述容置腔的底部呈锥状，所述容置腔的底部具有贯通的通孔，所述锥状气嘴置于所述容置腔内且与所述通孔连通，所述辅助件的底部设有截面呈弧形的定位槽，所述定位槽与所述通孔连通，所述辅助件内活动设置有压力传感器，所述压力传感器与所述计算机系统连接，压力传感器的探头端伸入所述定位槽内。

可选地，所述壳体内水平插拔固定一保护镜片，所述保护镜片位于所述聚焦镜正下方且位于所述锥状气嘴正上方，所述辅助气体通道位于所述保护镜片下方。

可选地，所述保护镜片置于固定架内，所述固定架由所述壳体的外侧伸入所述壳体内并通过第一锁紧件锁紧固定。

可选地，所述聚焦镜的上表面与下表面上均镀有可供激光束透射的膜层。

可选地，所述壳体的下部伸入所述容置腔内，所述辅助件的侧壁上设有伸入所述容置腔内用于抵顶所述壳体的下部的第二锁紧件。

可选地，所述辅助件为多个，多个所述辅助件的定位槽的弧形角度不同，多个所述辅助件可互换地固定于所述壳体的下部。

可选地，所述辅助件上还设有与外部抽风装置连接的抽风通道，所述抽风通道与所述通孔、所述容置腔及所述锥状气嘴连通。

可选地，所述辅助件内倾斜设置两个与所述通孔连通的安装孔，两所述安装孔以所述锥状气嘴为中心对称设置，所述压力传感器为两个，两所述压力传感器分别置于所述两安装孔内，各所述压力传感器的探头端由所述安装孔伸入所述定位槽内，各所述压力传感器的另一端固定于一弹性固定座上。

可选地，所述装夹组件包括相对设置的两支架以及分别设于各所述支架上的电机，所述两电机的电机轴相对设置，待加工圆管材料的两端分别与两所述电机的电机轴连接。