小功率激光混切机及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光切割设备，特别涉及一种同时具有金属板材和非金属板材切割功能的小功率激光混切机及其使用方法，属于板材切割设备领域。
【背景技术】
[0002]0)2激光切割是在设定激光切割枪与材料沿一定轨迹作相对运动的基础上，利用激光切割枪中聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使其熔化，同时，用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化材料，从而完成材料表面规定形状的切割。激光切割具有切口质量好、切口宽度窄、精度高、切割快速、安全清洁等特点，是目前板材切割的一种先进加工方式。
[0003]由于被切割材料的不同，材料自身的热物理性能及对激光的吸收率不同，表现出激光切割的适应性也不同。所以专业的激光切割机，特别是低功率(200W以下)的激光切割机一般分为金属切割机和非金属切割机两种。其中，金属材料有碳钢板、不锈钢板等，非金属材料有亚克力板、刀模板、皮革、木材及纤维等。
[0004]小功率的CO2激光切割机因其运行成本低，使用、维护方便，已被广泛应用在各个行业中。但受小功率激光切割机切割种类的划分，客户应根据需要购买相应的激光切割设备，从而限制了激光切割机的后期使用范围，甚至在切割材料不确定的条件下，需同时购买金属和非金属两台激光切割机，大大增加了生产成本和维护费用，给小功率CO2激光切割机的推广造成严重影响。
[0005]如何改变这一情况，消除小功率激光切割机对切割板材种类的限制，提高板材切割的适用性，就成为本发明想要解决的首要问题。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有情况，本发明旨在提供一种可同时满足金属板材和非金属板材切割需要的小功率激光混切机及其使用方法，以提高小功率激光切割机的适用性和使用效率，降低生产成本，满足广大消费者的使用需要，保证使用质量。
[0007]下面对金属和非金属激光切割的具体过程做一下分析和比较:
[0008]如图1、图2可以看出，金属和非金属激光切割时的不同，包括:(I)激光的焦点位置不同，金属切割焦点21位置明显高于非金属切割焦点24; (2)金属被激光切割时，由于金属材质自身有反射能力，激光在切口壁之间多次反射，金属切割缝隙22小，激光切割枪头出气较小。非金属切割时，非金属材质自身没有反射能力，激光焦点位置相对较低，要求激光切割枪头出气口出气量较大，非金属切割缝隙25随之变大并呈纺锤形。(3)金属薄板由于存在变形情况，所以在切割金属板材时，激光切割枪会装在一个金属随动系统上，金属随动系统利用金属材料导电性，通过检测切割头与金属板间的电容量确定切割头到板面的距离，通过检测到金属板与切割头的高低变化，自动调节激光切割枪高度，使二者距离保持一致，确保切割质量。而非金属材料一方面较平整，另一方面没有导电特性，所以不使用随动系统进行切割。故，消除上述三点不同，就成为本发明小功率激光混切机能否实现混切工作的关键。
[0009]为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案来实现的:
[0010]一种小功率激光混切机，包括底座、控制器、激光切割枪和激光发生器，以及位于底座上的Y轴传动系统、位于Y轴传动系统上的X轴传动系统和连接在X轴传动系统上的Z轴随动系统；所述激光切割枪通过锁紧螺母固定在Z轴随动系统上，激光切割枪上的切割头为一个可调节的活动切割头，活动切割头包括一个倒置‘T’型的管状支撑体、中心分别设有通孔的帽体和‘T’型连接体，以及与‘T’型连接体下端螺纹连接的喷嘴；管状支撑体的顶部通过螺纹连接在激光切割枪照射通道的壳体上；帽体沿着竖直方向连接并罩在管状支撑体的底面上，帽体的侧壁设有四个均匀分布的定位螺钉，‘T’型连接体的‘T’型端卡持在帽体内，定位螺钉的内端与‘T’型连接体的‘T’型端侧壁相接触。
[0011]所述管状支撑体顶部的螺纹连接面上还设有紧固螺母。
[0012]所述喷嘴为金属切割用喷嘴或非金属切割用喷嘴。
[0013]所述金属切割用喷嘴的出气孔孔径为1.0—1.5_。
[0014]所述非金属切割用喷嘴的出气孔孔径为2_3mm。
[0015]一种小功率激光混切机的使用方法，具体步骤包括:
[0016]步骤一、选择相应的金属切割用喷嘴或非金属切割用喷嘴，将其螺纹连接在‘T’型连接体的下端，然后通过螺栓和帽体将‘T’型连接体的‘T’型端卡持在管状支撑体的下端面上。
[0017]步骤二、开启电源，连通控制器，进入切割参数设置，选择相应的金属或非金属切割状态，控制器自动汇集金属或非金属切割数据，并形成人机对话界面。
[0018]步骤三、按提示输入待切割板材的种类、规格和厚度，控制器根据金属或非金属切割数据库自动选择合适的切割速度。
[0019]步骤四、如选择非金属切割，Z轴随动系统关闭，控制器提示调整喷嘴到待切割板材的距离，具体包括；调松用于固定激光切割枪的锁紧螺母，调节激光切割枪高度，使喷嘴到待切割板材表面的距离符合系统提示要求，然后旋紧锁紧螺母。
[0020]如选择金属切割，控制器提示开启Z轴随动系统，激光切割枪根据金属切割数据库数据自动升降到焦距调试高度。
[0021]步骤五、按控制器提示数据，调整激光切割枪焦距，具体包括:首先，旋转四个定位螺钉，使喷嘴产生水平方向的位移，确保激光束由喷嘴孔中心导出；接着，手动旋转管状支撑体，调整激光焦距，直至喷嘴下待切割板材表面出现聚焦光点，锁紧紧固螺母，焦距调整完成。
[0022]步骤六、退出设置界面，输入切割图形，激光混切机开始自动切割，直至切割完成。
[0023]步骤七、系统自动保持本次切割的设置参数，供再次切割使用。
[0024]所述步骤三中，还可根据提示的切割速度进行人为调整。
[0025]本发明所述的小功率激光混切机及其使用方法的有益效果包括:
[0026]1、实现了金属或非金属材料在一台激光切割机上的切割，降低了生产成本，提高了生产效率。
[0027]2、可调节的活动切割头结构设计简单、实用，可快速实现喷嘴的换装，焦距的调整、对焦等。
[0028]3、以材料属性、规格、厚度和切割速度为基准进行建模，通过控制器进行建模数据的读取和使用，方便了切割过程，提高了切割质量，保证了切割的一致性。
[0029]4、以自动和手动两种方式进行切割参数设置，方便了使用过程，满足了特殊情况下的切割加工需要。
[0030]5、设置参数的随时保存，方便了下次参数的使用，提高了加工效率，促进了建模参数的更新和改进。
[0031 ] 6、激光混切机以原有金属激光切割机为基础，只对激光切割枪进行相应的结构改进，保留了原有金属激光切割机的使用价值，改进成本小，见效快。
[0032]7、具有混切功能的激光混切机大大方便了使用过程，满足了中小用户对激光切割的使用要求。
【附图说明】
[0033]图1为金属材料切割过程切口的成形示意图；
[0034]图2为非金属材料切割过程切口的成形示意图；
[0035]图3为本发明所述的小功率激光混切机的整体结构示意图；
[0036]图4为本发明所述的激光切割枪的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图3、图4对本发明所述的小功率激光混切机做进一步的描述:
[0038]本发明所述的小功率激光混切机，包括底座10、控制器11、激光切割枪16、激光发生器12、位于底座10上的Y轴传动系统13、位于Y轴传动系统13上的X轴传动系统14和连接在X轴传动系统14上的Z轴随动系统15。其中，控制器11为整个机器的控制和输入中心，X轴传动系统14和Y轴传动系统13都是电机带动下的滑块与导轨传动机构，Z轴随动系统15为控制器11控制下的通过检测切割头与待切割金属板间电容量来自动实现切割头与待切割金属板间距离调整的一个随动升降系统，激光发生器12用于产生切割用激光，激光切割枪16是最终的切割执行机构，激光在激光切割枪16内透镜9的聚焦作用下，最终通过切割头上的出气孔照射到待切割板材上，激光切割枪16通过锁紧螺母I连接在Z轴随动系统15上，随着X、Y、Z轴的传动，激光切割枪16实现全方位的移动切割。
[0039]本例中，为保证小功率激光混切机的适用性，激光切割枪16上的切割头为一个可调节的活动切割头。活动切割头包括一个倒置‘T’型的管状支撑体4、中心分别设有通孔的帽体5和‘T’型连接体6，以及与‘T’型连接体6下端螺纹连接的喷嘴7。管状支撑体4的顶部通过螺纹连接在激光切割枪照射通道的壳体