[发明专利]一种具有3D坡口切割功能的激光切管机及控制方法

说明书

本发明的一种具有3D坡口切割功能的激光切管机及控制方法，主轴箱与前卡盘均安装于主机床身同一副直线导轨上，便于保持和调节主轴箱与前卡盘同心，主轴箱和前卡盘用于夹持管材，使得管材、主轴箱和前卡盘同步旋转；主轴箱夹持爪夹持着管材沿直线导轨X轴方向移动，前卡盘的滚轮托住管材，使管材在前卡盘滚轮的支撑下顺畅的沿X轴移动，同时前卡盘也可沿X轴移动，用于切割管材3D坡口时避让激光切割头，3维激光切割头安装在Z轴上下机构底板上，通过控制Z轴上下机构的运动，从而实现Z轴上下机构底板和3维切割头上下运动；本发明能实现五轴插补运动来切割管材的3D坡口，同时缩短管材尾料长度甚至零尾料。

技术领域

本发明涉及一种具有3D坡口切割功能的激光切管机及控制方法，具体涉及一种激光切管机，能实现五轴插补运动来切割管材的3D坡口，同时缩短管材尾料长度甚至零尾料。

背景技术

一般2D的激光切管机可用于封闭管材的下料，切孔和切坡口。由于设备中的激光切割头不可偏摆，激光切割头只能垂直于管材的表面进行切割，因此这种管材的下料、切孔和切坡口的断面也是垂直的。这时，将两个或多个具有垂直断面的零件拼在一起，拼接处将会有较大的缝隙，不能满足部分生产需要。同时，在2D坡口下料时，不能进行共边切割，即浪费物料又增长加工时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于封闭管材进行3D坡口切割的激光切管机及控制方法，本发明的激光切头可以沿X轴方向作±45偏摆，因此，管材切割的断面可以是不垂直于管材的表面；将这种断面形式的管材零件拼起来，缝隙较小；当管材下料时，可以进行共边切割，节省物料和加工时间；同时，为缩短尾料，可设置激光切割头于主轴箱和前卡盘之间切割；能实现五轴插补运动来切割管材的3D坡口，同时缩短管材尾料长度甚至零尾料。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种具有3D坡口切割功能的激光切管机，包括主轴箱，前卡盘，Z轴上下机构，3维激光切割头和前置吸尘装置，所述主轴箱与前卡盘均安装于主机床身同一副直线导轨上，便于保持和调节主轴箱与前卡盘同心，主轴箱和前卡盘用于夹持管材，使得管材、主轴箱和前卡盘同步旋转；主轴箱夹持爪夹持着管材沿直线导轨X轴方向移动，前卡盘的滚轮托住管材，使管材在前卡盘滚轮的支撑下顺畅的沿X轴移动，同时前卡盘也可沿X轴移动，用于切割管材3D坡口时避让激光切割头，所述3维激光切割头安装在Z轴上下机构底板上，通过控制Z轴上下机构的运动，从而实现Z轴上下机构底板和3维切割头上下运动；前置吸尘装置固定在主机床身上，且位于直线导轨侧面。

其中，所述Z轴上下机构由抱闸伺服电机，行星减速机，直线导轨和齿轮齿条运动机构和Z轴底板组成，抱闸伺服电机直连行星减速机，行星减速机上安装有法兰型精密齿轮，伺服电机，行星减速机和齿轮作为一个整体安装在Y轴滑座上固定，直线导轨安装在Y轴滑座上作为Z轴底板导向，Z轴底板上装有齿条，齿条与齿轮组合成一套直线运动机构；通过控制Z轴上下机构的抱闸伺服电机驱动齿轮齿条运动，从而实现Z轴上下机构底板和3维切割头上下运动。

其中，所述前置吸尘装置包括三位五通电磁阀、安装盒、旋转轴、吸尘管、气缸，所述三位五通电磁阀和旋转轴分别固定在安装盒上，三位五通电磁阀与气缸连接，气缸与旋转轴连接，吸尘管与旋转轴连接。

本发明的一种具有3D坡口切割功能的激光切管机的控制方法，包括：

所述激光切割头自带一个偏摆轴(A)，可沿管材运动方向(X)作偏摆，通过数控系统控制五个数控轴(X、Y、Z、P、A)进行插补，从而实现管材的3D坡口切割；

当需要缩短尾料长度甚至零尾料时，前卡盘将沿床身直线导轨向前移动，3维激光切割头置于主轴箱和前卡盘之间切割，实现缩短尾料或零尾料切割；当前卡盘向前移动时，前置吸尘装置的吸尘管将会在气缸的驱动下旋转90度，从而避开前卡盘与吸尘装置的干涉。