[发明专利]一种基于多维分配控制的高速激光切割系统及其切割方法

权利要求书

1.一种基于多维分配控制的高速激光切割系统，其特征在于，包括：

固定安装于底座上的激光器，用于产生切割激光；

固定安装的第一维度轨道，以及与第一维度轨道交叉安装的第二维度轨道，第二维度轨道沿第一维度轨道方向往复直线运动；

固定光路反射镜和活动光路反射镜，切割激光依次经过固定光路反射镜和活动光路反射镜，切割激光经过固定光路反射镜后平行于第一维度轨道方向，活动光路反射镜固定安装在第二维度轨道上，切割激光经过活动光路反射镜后平行于第二维度轨道方向；

切割平台，位于第二维度轨道下方，用于放置待切割板材；

切割头，活动安装于第二维度轨道上，沿第二维度轨道方向往复直线运动；

切割头上设有第三维度调位镜和第四维度调位镜，第三维度调位镜和第四维度调位镜通过电机驱动而往复转动，切割激光依次经过第三维度调位镜和第四维度调位镜后射向切割平台；

准直切割镜，位于第四维度调位镜和切割平台之间，切割激光经过准直切割镜后准直射向切割平台；

活动调焦镜片组，至少包括一凸透镜和一凹透镜，设于激光器和第三维度调位镜之间的切割激光路径上，凸透镜和/或凹透镜沿光路往复移动以调节切割激光的切割焦距；

所述切割平台由若干相互平行并隔空排列的栅条组成，切割平台上用于放置待切割板材，切割平台下为落空的废料收集区；栅条的上端边缘自下而上，其厚度逐渐变小，形成尖细的栅锋；

所述系统还包括设于激光器出光口处的出光头，出光头沿激光出射方向依次包括法兰板、第一组块和第二组块，法兰板用于与激光器连接固定，法兰板上设有沿激光光路方向贯通的法兰孔，第一组块上的进光孔和第二组块上的出光孔也沿激光光路方向贯通；

第一组块和第二组块设有一对相应的组合斜面，组合斜面处设有单面镜，单面镜的反射面斜向朝向第二组块上出光孔，而透射面斜向朝向法兰板的法兰孔；切割激光从法兰孔的方向射向单面镜，并从单面镜的另一面继续射出；

第二组块的上端面设有安装孔，安装孔上设有指示激光器，安装孔向下连通至第二块组和第一组块的组合斜面，指示激光器发出的指示激光射在组合斜面处的单面镜上，并经单面镜的反射面反射向第二组块的出光孔出射，并与切割激光的光路重合；

切割头的一侧壳体上设有收光孔，切割激光从收光孔射入切割头内；

在收光孔内侧设有孔径板，孔径板上设有沿光路贯通的光阑孔，光阑孔由限光圈的内侧面包围而成，限光圈的内侧面亦形成为光阑孔内壁；孔径板上朝向收光孔的一面设有围绕在限光圈外侧的收光槽，收光槽的槽底低于孔径板表面和限光圈；收光槽与孔径板正面过渡的收光槽内壁垂直于孔径板表面，限光圈外壁形成为收光槽与限光圈之间过渡的壁面，该壁面垂直于孔径板表面。

2.根据权利要求1所述的基于多维分配控制的高速激光切割系统，其特征在于，所述第一维度轨道具有相互平行的2个，第二维度轨道具有1个，第二维度轨道的两端分别安装在2个第一维度轨道上，沿2个第一维度轨道的方向同步直线往复运动；

所述第一维度轨道和第二维度轨道均采用直线电机轨道，分别为构成第一维度轨道的第一直线电机轨道和第二直线电机轨道，构成第二维度轨道的第三直线电机轨道；

直线电机轨道包括，凹型槽架、磁片、动子和动子行程感应器，其中，凹型槽架构成轨道主体，凹型槽架内有凹型槽，凹型槽的方向即轨道方向；在凹型槽内壁两侧交错设置有N极和S极磁片，磁片沿两侧内壁面延展；动子设置在两侧内壁之间，沿凹型槽两端方向做往复直线运动；凹型槽的两端设有动子行程感应器，用于感应控制动子在凹型槽内的两端行程限位；

第三直线电机轨道的两端分别架设固定在第一直线电机轨道和第二直线电机轨道的动子上，而第三直线电机轨道的动子上安装固定有所述切割头。

3.根据权利要求2所述的基于多维分配控制的高速激光切割系统，其特征在于，第三直线电机轨道的凹型槽架的侧面设有行程测量传感条；切割头通过切割头固定架安装在第三直线电机轨道的动子上，切割头固定架上设有对应行程测量传感条的行程测量传感器。