本实用新型属于激光技术领域，具体地涉及一种激光切割机。
背景技术：
激光切割机是将从激光器发射出的激光，经过光路系统，聚焦成高功率密度的激光光束。激光光束照射到目标物体表面，使目标物体达到熔点或沸点，随着激光光束与目标物体相对水平位置的移动，最终使材料形成一条切割切缝，从而达到切割的目的。
但目前的切割方式均是将切割激光的激光光束或目标物体水平移动，然而，该种方式仅适用于被切割表面为平面的目标物体，对于形状轮廓凹凸不平的被切割表面而言激光光束打在目标物体凹面或凸面等不同位置的能量不均，从而可能造成有些地方没有切断，有些地方又切缝太大的情况，导致切缝不平整。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能够形成更加平整的切缝激光切割机。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型实施例提供了一种激光切割机，所述切割机包括拍摄装置、图像识别装置、焦点调节装置及切割激光器；所述拍摄装置用于拍摄目标物体的轮廓图像；所述图像识别装置用于根据所述拍摄装置所拍摄的轮廓图像确定所述目标物体的轮廓坐标；所述焦点调节装置与所述切割激光器连接，所述切割激光器面向所述目标物体的被切割表面；所述焦点调节装置包括垂直于所述目标物体的被切割表面的导轨及驱动所述切割激光器在顺沿所述导轨延伸的方向上的焦点位置发生变化的第一驱动装置。
上述方案中，所述第一驱动装置包括与所述切割激光器连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩运动带动所述切割激光器顺沿所述导轨运动。
上述方案中，所述焦点调节装置还包括面向所述切割激光器的透射镜头，所述第一驱动装置包括与所述透射镜头连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩带动所述透射镜头沿所述导轨方向运动。
上述方案中，所述焦点调节装置还包括：面向所述切割激光器的至少两个透射镜片，所述第一驱动装置包括与所述至少两个透射镜片连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩带动所述至少两个透射镜片沿所述导轨方向相对运动。
上述方案中，所述切割机还包括：扫描激光器，发射用于扫描所述目标物体的轮廓的激光光束；
所述拍摄装置为照相机，用于拍摄所述激光光束于所述目标物体的被切割表面的光斑图像。
上述方案中，所述拍摄装置包括：至少一摄像机；所述至少一摄像机从不同方向拍摄所述目标物体的图像。
上述方案中，所述切割机还包括与所述导轨垂直的导引架，所述导引架包括第一导引轨道及与所述导轨连接的第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述导轨沿所述第一导引轨道运动。
上述方案中，所述导引架还包括第二导引轨道及与所述第一导引轨道连接的第三驱动装置，所述第三驱动装置用于驱动所述第一导引轨道沿所述第二导引轨道运动。
上述方案中，所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置为直线电机。
上述方案中，所述切割机还包括工作平台，所述工作平台垂直于所述导轨，用于承载所述目标物体。
本实用新型实施例提供的一种激光切割机，该切割机包括拍摄装置、图像识别装置、焦点调节装置及切割激光器；所述拍摄装置用于拍摄目标物体的轮廓图像；所述图像识别装置用于根据所述拍摄装置所拍摄的轮廓图像确定所述目标物体的轮廓坐标；所述焦点调节装置与所述切割激光器连接，所述切割激光器面向所述目标物体的被切割表面，所述焦点调节装置包括垂直于所述目标物体被切割表面的导轨及驱动所述切割激光器在顺沿所述导轨延伸的方向上的焦点位置发生变化的第一驱动装置。本申请实施例所提供的激光切割机中，由于拍摄装置与图像识别装置能够确定目标物体的轮廓坐标，并通过焦点调节装置调节所述切割激光器的焦点位置根据所述目标物体的轮廓坐标顺沿导轨的延伸方向移动，对于被切割表面为凹凸不平的目标物体而言，切割激光器发出的用于切割目标物体的激光光束打在这个凹凸不平的目标物体的焦点是相应变化的，因此切割激光器发出的激光光束打在这个凹凸不平的目标物体的每个位置的切割能量是均匀的，从而实现根据目标物体的轮廓坐标自动调整焦距，实现等焦距切割不规则目标物体，进而形成更加平整的切缝。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种激光切割机的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种激光切割机的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的又一种激光切割机的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的再一种激光切割机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型提供的一种激光切割机的结构示意图，如图1所示，所述切割机包括拍摄装置1、图像识别装置(图未示)、焦点调节装置2、及切割激光器3；所述拍摄装置1用于拍摄目标物体4的轮廓图像，所述图像识别装置用于根据所述拍摄装置1所拍摄的轮廓图像确定所述目标物体4的轮廓坐标；所述焦点调节装置与所述切割激光器3连接，所述切割激光器3面向所述目标物体4的被切割表面；这里，焦点调节装置2包括垂直于目标物体4的被切割表面的导轨21及驱动所述切割激光器3在顺沿所述导轨21延伸的方向上的焦点位置发生变化的第一驱动装置(图未示)。
本实施例所提供的激光切割机中，由于拍摄装置1与图像识别装置能够确定目标物体4的轮廓坐标，并通过焦点调节装置2调节所述切割激光器3的焦点位置根据所述目标物体4的轮廓坐标顺沿导轨的延伸方向移动，对于被切割表面为凹凸不平的目标物体4而言，切割激光器3发出的用于切割目标物体4激光光束打在这个凹凸不平的目标物体4的焦点是相应变化的，因此，切割激光器3发出的激光光束打在这个凹凸不平的目标物体4的每个位置的切割能量是均匀的，从而实现根据目标物体4的轮廓坐标自动调整焦距，实现等焦距切割不规则目标物体4，进而形成更加平整的切缝。
其中，通过设置垂直于目标物体4的被切割表面的导轨21，第一驱动装置驱动切割激光器3的焦点位置在顺沿导轨21延伸的方向上发生变化主要包括以下两种方式：一、第一驱动装置驱动切割激光器3在顺沿导轨延伸的方向上运动，从而使得切割激光器3的焦点位置在顺沿导轨21延伸的方向上发生变化；二、第一驱动装置通过设置面向切割激光器的光学元件，并驱动光学元件顺沿导轨延伸的方向上运动，从而使得切割激光器3的焦点位置在顺沿导轨21延伸的方向上发生变化。
在一个实施例中，所述第一驱动装置包括与所述切割激光器3连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩运动带动所述切割激光器3顺沿所述导轨21运动。通过第一驱动装置带动切割激光器3顺沿所述导轨21延伸的方向移动，从而使得切割激光器3的焦点位置也顺沿所述导轨21延伸的方向移动，使得切割激光器3发出的激光光束打在目标物体4的不同凹凸部位的能量均匀，例如，当切割激光器3发出的激光光束打在目标物体4的凹部时，所述第一驱动装置带动切割激光器3顺沿所述导轨21向远离目标物体4的方向移动相应距离，从而使得切割激光器3的焦点位置也顺沿所述导轨21向远离目标物体4的方向移动；相应地，当切割激光器3发出的激光光束打在目标物体4的凸部时，所述第一驱动装置带动切割激光器3顺沿所述导轨2向靠近目标物体4的方向移动相应距离，从而使得切割激光器3的焦点位置也顺沿所述导轨21向靠近目标物体4的方向移动，如此，使得切割激光器3的焦点位置与目标物体4的被切割表面之间的距离可以维持相等，从而确保切缝的平整，形成一条较为完美的切缝。
这里，所述导轨21整体呈直线型。在一个可选的实施例中，所述导轨21的两侧沿着所述导轨21的延伸方向上分别开设有凹槽。所述切割激光器3的第一连接件101的一端的表面分别对称地设置有与凹槽形状匹配的凸块，所述凸块与所述导轨21上设置的凹槽规格相互配合，以使得所述凸块可以对应的收容于所述凹槽内，并在凹槽内顺沿凹槽的方向滑动，实现所述切割激光器3与所述导轨21可滑动地连接。这里，所述切割激光器3与第一连接件101之间可以形成可拆卸地连接，具体如第一连接件101另一端可以设置夹持部，切割激光器3通过夹持部固定在第一连接件101上。
在另一实施例中，请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种激光切割机的结构示意图，如图2所示，所述焦点调节装置2还包括：面向所述切割激光器1的透射镜头22，所述第一驱动装置包括与所述透射镜头22连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩带动所述透射镜头沿所述导轨21方向运动。具体地，透射镜头22可以通过第二连接件202与导轨21连接，所述透射镜头22的一端与第二连接件202的一端连接，所述第二连接件202的另一端与所述导轨21连接。
需要说明的是，所述第二连接件202与所述透射镜头22连接的一端的结构只需要能够实现对所述透射镜头22的固定即可，例如，在所述透射镜头22的一侧设置一个螺丝孔结构，在所述第二连接件202与所述透射镜头22连接的一端设置一个与所述螺丝孔结构相匹配的螺钉结构，通过螺钉与螺丝孔旋转配合将所述透射镜头22固定在所述第二连接件202上。另外，所述第二连接件202与所述导轨21连接的一端的结构只需要能够实现在所述导轨21上可滑动即可，如，可在所述第二连接件202与所述导轨21连接的表面之间设置相互配合的凹槽和滑块；或者，可在所述第二连接件202与所述导轨21连接的一端的内侧设置齿轮结构，所述导轨21上设置有齿条，所述第一驱动装置通过驱动轴带动齿轮在所述齿条上移动。透射镜头22可以改变切割激光器3发出的激光光束的焦距，通过第一驱动装置带动透射镜头22顺沿导轨延伸的方向移动，从而使得切割激光器3的焦点位置在顺沿导轨21延伸的方向上发生变化，利用透射镜头22的焦距调节的方式，使得焦点调节更为准确。在又一实施例中，请参阅图3，图3为本实用新型实施例提供的又一种激光切割机的结构示意图，如图3所示，所述焦点调节装置2还包括：面向所述切割激光器3的至少两个透射镜片23，所述第一驱动装置包括与所述至少两个透射镜片23连接的驱动轴，所述第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩带动所述至少两个透射镜片23沿所述导轨方向相对运动。具体地，可以是所述至少两个透射镜片23分别连接驱动轴，也可以是至少两个透射镜片23中的一个或多个镜片连接驱动轴。第一驱动装置通过所述驱动轴的伸缩带动所述至少两个透射镜片23沿所述导轨方向相对运动，使得各透射镜片23之间的相对距离变化以调节所述切割激光器3的焦点位置。这里，所述至少两个透射镜片23可以通过第三连接件203与导轨连接，所述至少两个透射镜片23的一端连接第三连接件203的一端，所述第三连接件203的另一端连接与所述导轨连接。需要说明的是，所述第三连接件203与所述透射镜片23连接的一端的结构只需要能够实现对所述透射镜片23的固定即可，例如，设置一个与透射镜片23厚度一致的卡槽，将所述透射镜片23直接卡嵌在所述第三连接件203的一端；另外，所述第三连接件203与所述导轨21连接的一端的结构只需要能够实现在所述导轨21上可滑动即可，从而移动与所述第一驱动装置连接的透射镜片。需要说明的是，假设所述透射镜片23为两个，所述两个透射镜片23之间可以通过移动其中一个透射镜片23来改变两个透射镜片23之间的距离，也可以通过两个透射镜片23之间的相对运动来改变两个透射镜片23之间的距离。同理，所述透射镜片为多于两个的其它多个时，同样可以运用此规律。
这里，所述第一驱动装置可以是电机。可选的，所述第一驱动装置还可以是为电动变倍镜头。通过电动变倍镜头改变电动变倍镜头内部的光学镜片的移动，以实现对切割激光器3的焦距进行调节，达到准确的调节焦点位置的目的。
这里，拍摄装置1可以设置于所述目标物体4被切割表面的一侧，以拍摄所述目标物体4的被切割表面的图像。如，在目标物体4的被切割表面的一侧设置一个拍摄架(图未示)，所述拍摄装置1面向所述被切割表面并固定连接在所述拍摄架上。
在一个可选的实施例中，所述切割机还包括扫描激光器(图未示)，发射用于扫描所述目标物体4的轮廓的激光光束；所述拍摄装置1为照相机，用于拍摄所述激光光束于所述目标物体4的被切割表面的光斑图像。所述扫描激光器可以设置在所述目标物体4被切割表面的一侧，以能够发出完整扫描到目标物体4的被切割表面的激光光束，便于通过照相机采集扫描激光器于目标物体4的被切割表面上形成的轮廓图像。扫描激光器与照相机可以同时设置于同一拍摄架上，所述拍摄架上设置有可分别固定所述照相机和所述扫描激光器的固定装置。其中，所述扫描激光器可以是一字线激光器或点激光器；所述照相机优选为工业相机，工业相机的性能稳定可靠易于安装，不易损坏，且连续工作时间长。通过扫描激光器扫描目标物体4的被切割表面得到目标物体4的被切割表面的轮廓坐标，通过该被切割表面的轮廓坐标能够确定被切割表面的不平整程度，以供切割激光器3根据被切割表面的不平整程度确定焦点位置的移动路径，使切割激光器3可根据被切割表面的不平整程度相应改变切割过程中的焦点位置，确保切割的激光光束打在被切割表面的不同凹凸部位时的能量相等，形成平整的切缝。
在一个可选的实施例中，所述拍摄装置1包括至少一个摄像机，所述至少一个摄像机从不同方向拍摄所述目标物体4的图像。下面例举两种不同的情况：第一种情况是，有两个及两个以上的摄像机的情况，将每个摄像机固定在所述拍摄架上的不同位置上，从而可以从不同方向拍摄所述目标物体。这种采用多台摄像机实现目标物体4的轮廓采集的方式，操作简单，易于实现。第二情况是，只有一个摄像机时，所述拍摄架还包括可移动的支撑杆，所述拍摄装置1固定在所述可移动的支撑杆上，通过电机驱动所述支撑杆可绕支撑轴转动，使得所述拍摄装置1随所述支撑杆移动，从而可以从不同方向拍摄所述目标物体4，在设备资源有限的情况仍可实现对目标物体4的轮廓采集。
这里，所述图像识别装置可以是已知的能够对图像进行分析处理以识别目标或对象的图像识别装置。该图像识别装置可以为上位机，根据所述拍摄装置1所拍摄的目标物体4的轮廓图像确定所述目标物体4的轮廓坐标。通过确定目标物体4的轮廓坐标，可供焦点调节装置2按照该轮廓坐标调节所述切割激光器3在顺沿所述导轨21延伸的方向上的焦点位置，从而实现智能切割。
在一个可选的实施例中，请参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的再一种激光切割机的结构示意图，如图4所示，所述切割机还包括与所述导轨21垂直的导引架200，所述导引架200包括第一导引轨道24、及与所述导轨21连接的第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述导轨21沿所述第一导引轨道24运动。
这里，所述第一导引轨道24为线性导引轨道，在一个可选的实施例中，所述第一导引轨道24的两侧沿所述第一导引24的延伸方向上分别开设有凹槽。所述导轨21与所述第一导引轨道24连接的一段的表面分别对称地设置有与凹槽形成匹配的凸块，所述凸块与所述导轨21上设置的凹槽规格相互配合，以使得所述凸块可以对应的收容于所述凹槽内，并在凹槽内顺沿凹槽的方向滑动，实现所述导轨21与所述第一导引轨道24可滑动地连接，从而带动连接在所述导轨21上的切割激光器3也顺沿所述第一导引轨道运动，根据所述目标物体4的轮廓坐标，使所述切割激光器3实现在第一导引轨道24方向的切割。
在一个可选的实施例中，请再次参考图4，所述导引架还包括第二导引轨道25、及与所述第一导引轨道24连接的第三驱动装置，所述第三驱动装置用于驱动所述第一导引轨道24沿所述第二导引轨道25运动。从而实现切割激光器3在所述第二导引轨道方向的切割。本实施例中，切割激光器3的焦点位置可以根据目标物体4的轮廓坐标，沿导轨21方向、第一导引轨道方向24及第二导引轨道方向25相应移动，从而不需要移动目标物体4。上述实施例中的第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置可以为直线电机。其中，通过选用直线电机，可以简化切割机的整体结构，且直线电机运行平稳，噪声小，运动部件摩擦小，使用寿命长，易于调节和控制，环境适应性强，加速度高，可以辅助提升该切割机的工作性能。
需要补充的是，请再参阅图4，所述切割机还包括工作平台5，所述工作平台5垂直于所述导轨21设置，具体地，所述工作平台上可以设置固定所述导轨21固定结构(图未示)，例如，在工作平台5的一侧设置有凸杆，所述导轨的一端设置有与凸杆相匹配的中间开孔的柱形支持杆，将凸杆收容于所述柱形支撑杆的开孔内，将所述工作平台5与所述导轨进行固定。所述工作台用来承载所述目标物体4。
本实用新型实施例中，切割机包括拍摄装置1、图像识别装置、焦点调节装置2及切割激光器3；所述拍摄装置1用于拍摄目标物体4的轮廓图像；所述图像识别装置用于根据所述拍摄装置1所拍摄的轮廓图像确定所述目标物体4的轮廓坐标；所述焦点调节装置2与所述切割激光器3连接，所述切割激光器3面向所述目标物体4的被切割表面，所述焦点调节装置2包括垂直于所述目标物体被切割表面的导轨21及驱动所述切割激光器3在顺沿所述导轨21延伸的方向上的焦点位置发生变化的第一驱动装置。本申请实施例所提供的切割机，由于拍摄装置1与图像识别装置能够确定目标物体4的轮廓坐标，并通过焦点调节装置2调节所述切割激光器3的焦点位置根据所述目标物体4的轮廓坐标顺沿导轨的延伸方向移动，对于被切割表面为凹凸不平的目标物体4而言，切割激光器3发出的用于切割目标物体4的激光光束打在这个凹凸不平的目标物体4的焦点是相应变化的，因此切割激光器3发出的激光光束打在这个凹凸不平的目标物体4的每个位置的切割能量是均匀的，从而实现根据目标物体4的轮廓坐标自动调整焦距，实现等焦距切割不规则目标物体4，进而形成更加平整的切缝。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。