专利名称：激光切割机结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大幅面高精密切割的切割装置，尤其涉及一种激光切割机结构。
背景技术：
激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术之一，由于具有诸多特点，已 广泛地应用于汽车、车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。近年 来，激光切割技术发展很快，国际上每年都以20% 30%的速度增长。激光加工是国外激 光应用中最大的项目，也是对传统产业改造的重要手段，主要是kW级到IOKW级C02激光器 和百瓦到千瓦级YAG激光器实现对各种材料的切割、焊接、打孔、刻划和热处理等。激光加 工应用领域中，C02激光器以切割和焊接应用最广，分别占到70%和20%，表面处理则不到 10%。而YAG激光器的应用是以焊接、标记(50%)和切割(15%)为主。在美国和欧洲C02 激光器占到了 70 80%。我国激光加工中以切割为主的占10%，其中98%以上的0)2激 光器，功率在1. 5KW 2KW范围内，而以热处理为主的约占15%，大多数是进行激光处理汽 车发动机的汽缸套。这项技术的经济性和社会效益都很高，故有很大的市场前景。目前，此类激光切割设备应用在PVC胶纸、导电膜各类电子绝缘材料等切割时，由 于此类材质具有柔软性，在切割时不能保证材料本身的平整度而导至切割精度不高、损坏 材料，如广告行业的PVC胶纸的字体或图形切割时，通常会把PVC胶纸及其下层的防粘层整 体切断，造成PVC胶纸损伤和粘贴所加工出来的字体或图形比较困难。而且，存在机械系统 运行的不稳定性、工作幅面内光学参数的差异化较大和整机长时间工作不稳定性等缺陷限 制。因此，如何解决上述问题，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种保证高精度切割，运动更加平稳、可靠，使用 更安全的激光切割机结构，实现保证全工作幅面内机械系统运行的稳定性、光学参数的最 小差异化和整机长时间工作的稳定性的技术效果。为解决上述技术问题，一种激光切割机结构，包括工作平台，其中所述工作平台 包括吸附工作台板和吸附斗构成，所述吸附斗扣设在吸附工作台板下部形成吸附室，所述 吸附工作台板设有沿板面呈阵列均布设置的通孔连通吸附室通向工作台台面，所述吹风吸 附斗设有抽风管口管路连接抽风机。上述的激光切割机结构，所述吸附斗为锥形斗，所述抽风管口设置在锥形的吸附 斗下部锥心。实现板面吸附力均勻的技术效果。上述的激光切割机结构，该装置还包括机架、激光发生器、激光头、左右两侧Y轴 导轨、X轴导轨、运动横梁、Y轴驱动电机和X轴驱动电机；Y轴导轨设置在工作平台左右两 侧边，运动横梁架设在Y轴导轨上通过Y轴驱动电机驱动；所述X轴导轨沿运动横梁的纵向 设置，X轴导轨上设置X轴驱动电机驱动的移动滑块固定激光头与工作平台垂直相对，激光 发生器产生的激光通过反射镜组反射传输到激光头实现激光光路传输。
上述的激光切割机结构，所述运动横梁侧部设有上抽风管，沿上抽风管底部设有 抽风孔，所述上抽风管管路连接抽风机。实现抽走工作时产生的烟雾的技术效果。上述的激光切割机结构，所述光路传输结构包括激光发生器和激光头之间各呈45 度反射角依次相对设置的第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，所述在第一反射镜和第 二反射镜之间还设有设有扩束镜，所述扩束镜靠近第一反射镜的光路输出端设置。光路传 输结构具有结构简单的技术效果。上述的激光切割机结构，所述运动横梁的Y轴向设有Y轴驱动电机驱动的转动螺 杆，运动横梁设有螺母座与转动螺杆相螺接连动。实现运动更加平稳、可靠的技术效果。上述的激光切割机结构，所述运动横梁的X轴向设有X轴驱动电机驱动的转动螺 杆，移动滑块设有螺母座与螺杆相螺接连动。实现运动更加平稳、可靠的技术效果。上述的激光切割机结构，所述激光头侧部设有与之相平行的吹风嘴，所述吹风嘴 管路连接抽风机。实现及时吹开激光头加工工作时产生的高温粉粒，防止高温粉粒灼伤已 加工成型的图案。上述的激光切割机光路传输结构，所述扩束镜包括圆壳筒、调整支架、调节螺钉和 扩束镜片，所述调节螺钉沿调整支架的径向设置，圆壳筒固定在调节螺钉内端构成的圆环 中，所述扩束镜片设置在圆壳筒中。实现固定和可活动调节光路经过扩束镜的对中焦点的 技术效果。上述的激光切割机光路传输结构，所述激光发生器呈水平的X方向设置，激光头 竖直设置且具有X方向和Y方向运动方向，激光发生器和激光头之间设有二个90度水平转 换角和一个90度竖直转换角，所述第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜依次设置三个90 度转换角位中。本发明的激光切割机结构由于采用了以上技术方案，通过在工作台下部设置吸附 室并在工作台板设置均布的通孔，实现便工作台板上需加工的材料实现紧贴精确定位，保 证需加工材料面与激光头之间的有效距离精度。激光头的x、Y方向移动控制结构采用伺服 电机驱动、双丝杆传动和螺母转动技术实现运动更加平稳，可靠的技术效果；激光从激光器 发射出和校正指示红光经过合束镜后，第一反射镜将激光反射到扩束镜上，通过调调整第 一反射镜的角度和扩束镜的位置，使激光从扩束镜的入射端中心输入，然后从扩束镜的输 出端中心输出，达到最佳效果，完成激光的扩束。激光扩束后，激光光斑更大，更平行，从而 激光的聚焦点更细，达到切割精细加工的要求。本发明特别适用于适用于PVC胶纸、导电膜各类电子绝缘材料等要求精度高的切 割行业。
下面将结合附图中的实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的 任何限制。图1为本发明具体实施例的横向结构示意图；图2为本发明具体实施例的纵向结构示意图；图3为图1的俯视结构示意图；图4为本发明具体实施例的前侧立体结构示意图5为本发明具体实施例的右侧立体结构示意图；图6为本发明具体实施例的工作平台和运动部份的结构示意图；图7为图6的纵向剖面结构示意图；图8为图6的俯视结构示意图；
图9为本发明具体实施例的激光光路输出端结构示意图；图10为本发明具体实施例的光路传输结构示意图；图11为本发明具体实施例的扩束镜结构示意图；图12为本发明具体实施例的扩束镜剖面结构示意图。
具体实施例方式如图1-图12所示，一种激光切割机结构，该装置还包括机架1、工作平台2、激光 发生器3、激光头4、Y轴导轨5、X轴导轨6、运动横梁7、Y轴驱动电机51和X轴驱动电机 61，所述工作平台2包括吸附工作台板21和吸附斗22构成，所述吸附斗22扣设在吸附工 作台板21下部形成吸附室23，吸附斗22为锥形斗，吸附工作台板21设有沿板面呈阵列均 布设置的通孔24连通吸附室23通向工作台台面，所述吹风吸附斗22设有抽风管口 25管 路连接抽风机。Y轴导轨5设置在工作平台2左右两侧边，运动横梁7架设在Y轴导轨5上通过Y 轴驱动电机51驱动；X轴导轨6沿运动横梁7的纵向设置，X轴导轨6上设置X轴驱动电 机61驱动的移动滑块62固定激光头4与工作平台2垂直相对，激光发生器3产生的激光 通过反射镜组反射传输到激光头4实现激光光路传输。运动横梁7侧部设有上抽风管71，沿上抽风管71底部设有抽风孔，激光头4侧部 设有与之相平行的吹风嘴41，吹风嘴41和上抽风管71管路连接抽风机。抽风管口 25设置在锥形的吸附斗22下部锥心。光路传输结构包括激光发生器3和激光头4之间各呈45度反射角依次相对设置 的第一反射镜91、第二反射镜92和第三反射镜93，在第一反射镜91和第二反射镜92之间 还设有设有扩束镜31，扩束镜31靠近第一反射镜91的光路输出端设置。运动横梁7的Y轴向设有Y轴驱动电机51驱动的转动螺杆，运动横梁7设有螺母 座与转动螺杆相螺接连动。运动横梁7的X轴向设有X轴驱动电机61驱动的转动螺杆，移动滑块62设有螺 母座与螺杆相螺接连动。激光头4侧部设有与之相平行的吹风嘴41，所述吹风嘴41管路连接抽风机。扩束镜6包括圆壳筒31a、调整支架31b、调节螺钉31b和扩束镜片31d，调节螺钉 31b沿调整支架31b的径向设置，圆壳筒31a固定在调节螺钉31b内端构成的圆环中，扩束 镜片31d设置在圆壳筒31a中。激光发生器3呈水平的X方向设置，激光头4竖直设置且具有X方向和Y方向运 动方向，激光发生器3和激光头4之间设有二个90度水平转换角和一个90度竖直转换角， 第一反射镜91、第二反射镜92和第三反射镜93依次设置三个90度转换角位中。操作面板设置在机架1前侧面上方，控制机器各电气器件启动和关闭，以及功率 参数和运动参数的设置。
电气控制箱是实现电气控制的主机箱，内设有PLC控制器实现运动控制的方向、 速度以及其它控制要求，所述电气控制箱设有散热的冷却水箱。激光器电源箱与RF电源箱是负责给激光发生器3提供电源和PWM信号；激光发生 器3在激光器电源箱与RF电源箱的作用下，产生激光，并经过反射镜组输送到激光头4。本发明在具体使用时，抽风机开机后，与其管路连接的吸附室23通过抽风管口 25 向外抽风，使工作台面产生适当向下的吸附力吸附台面需加工材料，使需加工材料与工作 台面相贴合保证切割精度；Y轴导轨5实现前后动作，X轴导轨6实现左右动作，激光头4通 过升降微调轮调节高度。按设计切割的图案，控制机构7控制Y轴导轨5和X轴导轨6带 动激光头4对工作平台2上的材料进行切割；从激光器3发射出的激光和红光发射器8发 射出的指示红光，经过合束镜32后，第一反射镜91将激光反射到扩束镜31上，通过调整第 一反射镜91的角度和扩束镜31的位置，使激光从扩束镜31的入射端中心输入，然后从扩 束镜的输出端中心输出，达到最佳效果，完成激光的扩束后依次经第二反射镜92、第三反射 93镜后输入激光头4。激光扩束后，激光光斑更大，更平行，从而激光的聚焦点更细，达到切 割精细加工的要求。以上所述的实施例仅是本发明的优选实施方式。对于本领域的普通技术人员来 说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干结构的调整和改进，这些也应视为属于 本发明的保护范围。
权利要求
一种激光切割机结构，包括工作平台(2)，其特征在于所述工作平台(2)包括吸附工作台板(21)和吸附斗(22)构成，所述吸附斗(22)扣设在吸附工作台板(21)下部形成吸附室(23)，所述吸附工作台板(21)设有沿板面呈阵列均布设置的通孔(24)连通吸附室(23)通向工作台台面，所述吹风吸附斗(22)设有抽风管口(25)管路连接抽风机。
2.根据权利要求1所述的激光切割机结构，其特征在于所述吸附斗(22)为锥形。
3.根据权利要求1所述的激光切割机结构，其特征在于该装置还包括机架(1)、激光 发生器(3)、激光头(4)、左右两侧Y轴导轨(5)、X轴导轨(6)、运动横梁(7)、Y轴驱动电机 (51)和X轴驱动电机(61) ；Y轴导轨(5)设置在工作平台(2)左右两侧边，运动横梁(7)架 设在Y轴导轨(5)上通过Y轴驱动电机(51)驱动；所述X轴导轨(6)沿运动横梁(7)的纵 向设置，X轴导轨(6)上设置X轴驱动电机(61)驱动的移动滑块(62)固定激光头(4)与 工作平台(2)垂直相对，激光发生器(3)产生的激光通过反射镜组构成的光路传输结构反 射传输到激光头(4)实现激光光路传输。
4.根据权利要求1所述的激光切割机结构，其特征在于所述抽风管口(25)设置在锥 形的吸附斗(22)下部锥心。
5.根据权利要求3所述的激光切割机结构，其特征在于所述运动横梁(7)侧部设有 上抽风管(71)，沿上抽风管(71)底部设有抽风孔，所述激光头(4)侧部设有与之相平行的 吹风嘴(41)，所述吹风嘴(41)和上抽风管(71)管路连接抽风机。
6.根据权利要求3所述的激光切割机结构，其特征在于所述光路传输结构包括激光 发生器(3)和激光头(4)之间各呈45度反射角依次相对设置的第一反射镜(91)、第二反射 镜(92)和第三反射镜(93)，所述在第一反射镜(91)和第二反射镜(92)之间还设有设有扩 束镜(31)，所述扩束镜(31)靠近第一反射镜(91)的光路输出端设置。
7.根据权利要求3所述的激光切割机结构，其特征在于所述运动横梁(7)的Y轴向设 有Y轴驱动电机(51)驱动的转动螺杆，运动横梁(7)设有螺母座与转动螺杆相螺接连动。
8.根据权利要求3所述的激光切割机结构，其特征在于所述运动横梁(7)的X轴向 设有X轴驱动电机(61)驱动的转动螺杆，移动滑块(62)设有螺母座与螺杆相螺接连动。
9.根据权利要求6所述的激光切割机光路传输结构，其特征在于所述扩束镜(31)包 括圆壳筒(31a)、调整支架(31b)、调节螺钉(31c)和扩束镜片(31d)，所述调节螺钉(31c) 沿调整支架(31b)的径向设置，圆壳筒(31a)固定在调节螺钉(31b)内端构成的圆环中，所 述扩束镜片(31d)设置在圆壳筒(31a)中。
10.根据权利要求6所述的激光切割机光路传输结构，其特征在于激光发生器(3)呈 水平的X方向设置，激光头(4)竖直设置且具有X方向和Y方向运动方向，激光发生器(3) 和激光头(4)之间设有二个90度水平转换角和一个90度竖直转换角，所述第一反射镜 (91)、第二反射镜(92)和第三反射镜(93)依次设置三个90度转换角位中。
全文摘要
本发明提供了一种激光切割机结构，包括工作平台，所述工作平台包括吸附工作台板和吸附斗构成，所述吸附斗扣设在吸附工作台板下部形成吸附室，吸附工作台板设有沿板面呈阵列均布设置的通孔连通吸附室通向工作台台面，所述吹风吸附斗设有抽风管口管路连接抽风机；本发明具有保证高精度切割，运动更加平稳、可靠，使用更安全的激光切割机结构，实现保证全工作幅面内机械系统运行的稳定性、光学参数的最小差异化和整机长时间工作的稳定性的技术效果。
文档编号B23K26/00GK101811225SQ20101014176
公开日2010年8月25日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者汪建文, 王毅, 罗智敏, 胡永祥, 邓定胜 申请人:东莞市开泰激光科技有限公司