[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

摘要

本发明公开了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，通过利用第一维度轨道和第二维度轨道，平行移动的方式用于大范围移动切割区域，而通过第三维度调位镜和第四维度调位镜的反射来在小范围的切割区域内快速定位切割点，最后通过准直切割镜使切割激光竖直向下切割。通过四个维度分配激光的平面位移，第一维度轨道和第二维度轨道负责大距离位移，将切割头快速移动至远距离处，而第三维度调位镜和第四维度调位镜对切割激光位移的控制速度远远快于第一维度轨道和第二维度轨道对切割头的整体移动，故而用来在小范围平面内高速改变切割激光的方位实现超高速切割。

主权项

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。