一种小管激光切管机及其切管方法与流程

本发明涉及一种激光切管机技术领域，尤其涉及一种小管激光切管机及其切管方法。

背景技术：

激光切割技术作为一种高质量、高精度、高效率的加工方法，已被广泛应用于航空、航天及汽车制造等领域。现有的激光切割系统可应用于板材、型材、 布料等平面工件的加工。现有的普通三维激光切管机通常是采用激光切割头在三维空间内任意角度、任意位置的旋转来加工立体工件。为了实现激光切割头任意角度的灵活运转，就需要对激光束光路进行多次调整，通过运动合成得到激光切割头灵活的运动轨迹，以适应具有各种曲面的立体工件加工。这种三维激光切割头的控制程序复杂，光路调节麻烦，而且激光束在经过多次光路转换后会损失部分能量， 导致切割效率降低；对于直径小的管材，由于其管壁较薄，易弯曲、易夹瘪，且管理送进不稳定，不准确，因此造成切割精度差，不能满足用户的要求因此，有必要提出一种新型激光切管机，解决以上缺陷。

本发明提出一种小管激光切管机及其切管方法，实现了小管精细切割，设备小，切割效率高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供小管激光切管机及其切管方法，实现了小管精细切割，设备小，切割效率高。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种小管激光切管机，包括：X轴床身、Y轴龙门机架、W1轴旋转气动卡盘、W2轴旋转气动卡盘、Z轴滑板以及激光切割系统，所述小管激光切管机的末端包括护管装置，所述W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘设置于所述X轴床身上，所述X轴床身与所述Y轴龙门机架垂直设置，所述Z轴滑板与所述X轴床身与所述Y轴龙门机架构成的平面垂直，所述激光切割系统设置于所述Z轴滑板上，其包括激光切割头。

优选地，所述X轴床身包括W1旋转气动夹座、W2旋转气动夹座、固定夹持装置以及升降夹持装置；

所述W1旋转气动夹座设置于所述X轴床身上，远离所述Y轴龙门机架处；

所述W2旋转气动夹座设置于所述X轴床身上，靠近所述Y轴龙门机架处；

所述固定夹持装置上设置有夹爪；

所述升降夹持装置上设置有夹爪。

优选地，W1轴旋转气动卡盘固定于所述W1旋转气动夹座上，W2轴旋转气动卡盘固定于所述W2旋转气动夹座上。

优选地，所述Y轴龙门机架与所述X轴床身垂直设置，其上设置有切口换位轴。

优选地，工作状态时，所述X轴床身沿X轴做直线运动；

所述W1轴旋转气动卡盘，做旋转运动并跟随X轴床身沿X轴做直线运动；

所述W2轴旋转气动卡盘，做旋转运动；

物料贯穿所述W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘，并跟随所述W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘一起做旋转运动并在所述W1轴旋转气动卡盘的带动下做直线运动。

优选地，所述W1轴旋转气动卡盘及所述W2轴旋转气动卡盘的旋转方向和旋转速度相同。

优选地，所述Z轴滑板设置于所述切口换位轴上，所述Z轴滑板上安装激光切割系统。

优选地，工作状态时，所述切口换位轴沿Y轴运动，Z轴滑板跟随所述切口换位轴沿Y轴运动，激光切割头跟随Z轴滑板沿Y轴运动，且在Z轴方向上运动。

优选地，所述W2轴旋转气动卡盘的中心设置有一个通孔，所述通孔上至少设置两个滚轮。

一种小管激光切管机的切管方法，切管步骤包括：

一、张开所述W1轴旋转气动卡盘、W2轴旋转气动卡盘、固定夹持装置的夹爪以及升降夹持装置的夹爪，W1轴旋转气动卡盘退至所述X轴床身的末端，将物料安放至X轴床身上，物料穿过所述W1轴旋转气动卡盘，到达所述W2轴旋转气动卡盘；

二、W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘抓紧物料，移动所述W1轴旋转气动卡盘，物料跟随所述W1轴旋转气动卡盘一起移动；

三、开始切割，切割时物料跟随W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘一起做旋转运动及直线运动，激光切割头在Z轴滑板上运动并切割；

四、切割完成后，升降夹持装置的夹爪张开并抬起，再夹紧物料，固定夹持装置的夹爪夹紧物料，W2轴旋转气动卡盘及W1轴旋转气动卡盘张开，W1轴旋转气动卡盘张开后移；

五、W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘抓紧物料，升降夹持装置及固定夹持装置的夹爪，升降夹持装置下降，开始切割，如此循环进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明切管方法切管效率高，采用的X轴床身无需设置很长，设备小，占用面积小，在其末端还设置有护管装置，保护物料，提高了物料的质量。

2、本发明采用简单的二维激光切割头即可实现五轴三联动切割，切割出具有复杂空间曲面的异形工件，激光光束无需进行多次光路转换，激光功率损失小，切割效率高，同时也简化了电工装配，降低了生产成本，激光切割头的运动简单，控制编程方便，操控性强。

附图说明

图1为本发明小管激光切管机的结构示意图；

图2为图1中A部的放大图；

图3为图1中B部的放大图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-3所示，一种小管激光切管机100，包括：X轴床身1、Y轴龙门机架2、W1轴旋转气动卡盘3、W2轴旋转气动卡盘4、Z轴滑板5以及激光切割系统6，所述激光切管机的末端还包括护管装置7，所述W1轴旋转气动卡盘3及W2轴旋转气动卡盘4设置于所述X轴床身1上，所述X轴床身1与所述Y轴龙门机架2垂直设置，所述Z轴滑板5与所述X轴床身1与所述Y轴龙门机架2构成的平面垂直，所述激光切割系统6设置于所述Z轴滑板5上，其包括激光切割头。

所述X轴床身1包括W1旋转气动夹座、W2旋转气动夹座、固定夹持装置11以及升降夹持装置12，所述W1旋转气动夹座设置于所述X轴床身1上，远离所述Y轴龙门机架2处，用于固定所述W1轴旋转气动卡盘3，所述W2旋转气动夹座设置于所述X轴床身1上，靠近所述Y轴龙门机架2处，用于固定所述W2轴旋转气动卡盘4，所述固定夹持装置11上设置有夹爪，用于抓紧物料，防止物料错位等现象发生，从而影响切割的质量，所述升降夹持装置12上设置有夹爪用于在需要时夹紧物料，不需要时松开物料，并下降至合适的位置。

所述Y轴龙门机架2与所述X轴床身垂直设置，其上设置有切口换位轴21，所述切口换位轴21沿Y轴方向做直线运动，用于换位切割，当所述物料需要变换切割位置时，通过所述切口换位轴变换位置即可。

W1轴旋转气动卡盘3固定于所述W1旋转气动夹座上，跟随X轴床身做直线运动，其工作状态时，做旋转运动，物料贯穿所述W1轴旋转气动卡盘并被其固定，跟随其一起做旋转运动及直线运动。

W2轴旋转气动卡盘4固定于所述W2旋转气动夹座上，固定与所述X轴床身1上，不跟随所述X轴床身做直线运动，进一步地，所述W2轴旋转气动卡盘的中心设置有一个通孔，所述通孔上至少设置两个滚轮，便于物料在通孔处运动。其工作状态时，做旋转运动，贯穿于其中心的物料跟随所述W2轴旋转气动卡盘一起做旋转运动，且所述W2轴旋转气动卡盘的旋转方向和旋转速度与所述W1轴旋转气动卡盘3的旋转方向和旋转速度相同，物料贯穿所述W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘，并跟随所述W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘一起做旋转运动并在所述W1轴旋转气动卡盘的带动下做直线运动。

所述Z轴滑板5设置于所述切口换位轴21上，所述Z轴滑板上安装激光切割系统，所述激光切割系统在所述Z轴方向上来回运动。

所述激光切割系统6包括激光切割头，所述激光切割头可以是简单的二维激光切割头也可以是三维激光切割头，本实施例中，所述激光切割头为二维激光切割头，其在一个平面内运动即可实现五轴三联动切割。

所述护管装置7设置于所述激光切管机的末端，需要说明的是，当物料长度过长时，在切割过程中容易弯曲或变形，从而导致切割物料的质量下降，本实施例在所述激光切管机的末端设置护管装置，用于保护切割过程中的物料，防止其变形，提供了物料的质量。

相应的，本发明还公开一种小管激光切管机的切管方法，现对其方法进行具体阐述。

一、张开所述W1轴旋转气动卡盘、W2轴旋转气动卡盘、固定夹持装置的夹爪以及升降夹持装置的夹爪，W1轴旋转气动卡盘退至所述X轴床身的末端，即离所述Y轴龙门机架最远处，将物料安放至X轴床身上，物料穿过所述W1轴旋转气动卡盘，到达所述W2轴旋转气动卡盘；

二、W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘抓紧物料，移动所述W1轴旋转气动卡盘，物料跟随所述W1轴旋转气动卡盘一起移动；

三、开始切割，切割时物料跟随W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘一起做旋转运动及直线运动，激光切割头在Z轴滑板上运动并切割；

四、切割完成后，升降夹持装置的夹爪张开并抬起，再夹紧物料，固定夹持装置的夹爪夹紧物料，W2轴旋转气动卡盘及W1轴旋转气动卡盘张开，W1轴旋转气动卡盘张开后移；

五、W1轴旋转气动卡盘及W2轴旋转气动卡盘抓紧物料，升降夹持装置及固定夹持装置的夹爪，升降夹持装置下降，开始切割，如此循环进行。

本发明采用简单的二维激光切割头即可实现五轴三联动切割，切割出具有复杂空间曲面如坡口的异形工件，激光光束无需进行多次光路转换，激光功率损失小，切割效率高，同时也简化了电工装配，降低了生产成本，激光切割头的运动简单，控制编程方便，操控性强。

本发明切管方法切管效率高，采用的X轴床身无需设置很长，设备小，占用面积小，在其末端还设置有护管装置，保护物料，提高了物料的质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明切管方法切管效率高，采用的X轴床身无需设置很长，设备小，占用面积小，在其末端还设置有护管装置，保护物料，提高了物料的质量。

2、本发明采用简单的二维激光切割头即可实现五轴三联动切割，切割出具有复杂空间曲面的异形工件，激光光束无需进行多次光路转换，激光功率损失小，切割效率高，同时也简化了电工装配，降低了生产成本，激光切割头的运动简单，控制编程方便，操控性强。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。