一种用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备的制作方法

本发明涉及激光设备领域，特别涉及一种用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备。

背景技术：

激光切割机是激光设备的一种，激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，在光斑处会焦的激光功率密度高达10^6～10^9w/cm^2。处于其焦点处的工件受到高功率密度的激光光斑照射，会产生10000℃以上的局部高温，使工件瞬间汽化，再配合辅助切割气体将汽化的金属吹走，从而将工件切穿成一个很小的孔，随着数控机床的移动，无数个小孔连接起来就成了要切的外形。由于激光切割的频率非常高，所以每个小孔连接处非常光滑，切割出来的产品光洁度很高。

现有的激光切割机在对铝合金材质的工件进行切割过程中，会产生较多的粉尘，人吸入后对人体有害，降低了安全性，不仅如此，当工件上存在杂质时，会影响工件对激光的吸收率，从而降低切割效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备，包括工作台、驱动箱和激光器，所述驱动箱设置在工作台的上方且与工作台固定连接，所述激光器设置在驱动箱的底部，所述驱动箱上设有激光发生系统，所述工作台上设有移动装置，所述驱动箱的底部设有辅助机构，所述驱动箱上设有吸尘机构；

所述辅助机构包括固定管、转动管、连接环、电磁铁、第一轴承、驱动组件、三个滚珠和三个推动组件，所述固定管与工作台垂直，所述转动管和连接环均与固定管同轴设置，所述连接环的内径与固定管的外径相等，所述连接环的外径与转动管的内径相等，所述固定管的顶端与驱动箱密封且固定连接，所述激光器位于固定管内，所述固定管穿过连接环，所述固定管与连接环的内壁滑动且密封连接，所述连接环设置在转动管内，所述连接环与转动管的内壁滑动且密封连接，所述转动管的内壁上设有环形槽，所述环形槽位于驱动箱和连接环之间，所述滚珠以固定管的轴线为中心周向均匀分布，所述滚珠的球心设置在环形槽内，所述滚珠与环形槽匹配且与环形槽的内壁滑动连接，所述滚珠与连接环固定连接，所述电磁铁固定在连接环的靠近驱动箱的一侧且与固定管抵靠，所述固定管的制作材料为铁，所述第一轴承的内圈安装在转动管的外周，所述转动管的底端设有至少两个清洁刷，所述清洁刷以转动管的轴线为中心周向均匀分布，所述驱动组件设置在连接环的远离驱动箱的一侧且与转动管传动连接，所述推动组件以固定管的轴线为中心周向均匀分布在第一轴承的外圈，所述推动组件驱动第一轴承沿着固定管的轴线移动；

所述吸尘机构包括抽气组件和三个吸尘组件，所述抽气组件设置在驱动箱的顶部，所述吸尘组件与滚珠一一对应，所述驱动箱内设有清水；

所述吸尘组件包括吸尘管、导管、连接孔和搅拌单元，所述吸尘管与固定管吸盘，所述导管与吸尘管同轴上，所述吸尘管的外径小于导管的内径，所述连接孔设置在驱动箱的底部，所述吸尘管的底端插入连接孔内，所述吸尘管与连接孔的内壁密封且固定连接，所述吸尘管的顶端位于清水的上方且与驱动箱内的顶部之间设有间隙，所述驱动箱通过吸尘管与固定管连通，所述导管的顶端与驱动箱内的顶部密封且固定连接，所述导管的顶端位于清水内且与驱动箱内的底部之间设有间隙，所述搅拌单元设置在吸尘管内。

作为优选，为了驱动转动管转动，所述驱动组件包括第一电机、驱动齿轮和内齿轮，所述第一电机固定在连接环上，所述第一电机与驱动齿轮传动连接，所述内齿轮与转动管同轴设置且固定在转动管的内壁上，所述驱动齿轮与内齿轮啮合。

作为优选，为了提高第一电机的驱动力，所述第一电机为伺服电机。

作为优选，为了实现转动管的移动，所述推动组件包括第二电机、丝杆和滑块，所述丝杆与固定管平行，所述第二电机固定在驱动箱的底部，所述第二电机与丝杆传动连接，所述滑块套设在丝杆上，所述滑块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述滑块固定在第一轴承的外圈。

作为优选，为了减小丝杆与滑块之间的摩擦力，所述丝杆上涂有润滑油。

作为优选，为了实现抽气的功能，所述抽气组件包括抽气泵和气管，所述气管设置在驱动箱的顶部且与驱动箱连通，所述气管位于清水的上方，所述抽气泵固定在驱动箱的顶部，所述气管安装在抽气泵上。

作为优选，为了实现搅拌的功能，所述搅拌单元包括扇叶、传动轴、第二轴承、转动杆和两个搅棒，所述传动轴与吸尘管同轴设置，所述扇叶和第二轴承均位于吸尘管内，所述转动杆的轴线与传动轴的轴线垂直且相交，所述搅棒与传动轴平行，所述吸尘管位于两个搅棒之间，所述扇叶安装在传动轴的底端，所述转动杆的中端固定在传动轴的顶端，所述第二轴承的内圈安装在传动轴上，所述第二轴承的外圈固定在吸尘管的内壁上，两个搅棒分别固定在转动杆的两端，所述搅棒的底端设置在清水内。

作为优选，为了减小连接环与转动管内壁之间的间隙，所述连接环与转动管的内壁上涂有密封脂。

作为优选，为了延长固定管的使用寿命，所述固定管上设有防腐镀锌层。

作为优选，为了便于吸尘管的安装，所述吸尘管的两端均设有倒角。

本发明的有益效果是，该用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备通过吸尘机构实现了收集空气中粉尘的功能，避免粉尘被人体吸入而维护人体健康，与现有的吸尘机构相比，该吸尘机构还实现了搅拌位于清水中的空气，除尘效果更好，而且，通过风力作用驱动扇叶转动，更加环保节能，不仅如此，还通过辅助机构实现了清除工件上杂质的功能，避免杂质影响工件对激光的吸收率，提高了切割效率，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过将转动管带动清洁刷与工件抵靠，可以减少粉尘散发在空气中，除尘效果更好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备的结构示意图；

图2是图1的a部放大图；

图3是本发明的用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备的吸尘机构的结构示意图；

图4是图3的b部放大图；

图中：1.工作台，2.驱动箱，3.激光器，4.固定管，5.转动管，6.连接环，7.电磁铁，8.第一轴承，9.滚珠，10.吸尘管，11.导管，12.第一电机，13.驱动齿轮，14.内齿轮，15.第二电机，16.丝杆，17.滑块，18.抽气泵，19.气管，20.扇叶，21.传动轴，22.第二轴承，23.转动杆，24.搅棒，25.清洁刷。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-2所示，一种用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备，包括工作台1、驱动箱2和激光器3，所述驱动箱2设置在工作台1的上方且与工作台1固定连接，所述激光器3设置在驱动箱2的底部，所述驱动箱2上设有激光发生系统，所述工作台1上设有移动装置，所述驱动箱2的底部设有辅助机构，所述驱动箱2上设有吸尘机构；

所述辅助机构包括固定管4、转动管5、连接环6、电磁铁7、第一轴承8、驱动组件、三个滚珠9和三个推动组件，所述固定管4与工作台1垂直，所述转动管5和连接环6均与固定管4同轴设置，所述连接环6的内径与固定管4的外径相等，所述连接环6的外径与转动管5的内径相等，所述固定管4的顶端与驱动箱2密封且固定连接，所述激光器3位于固定管4内，所述固定管4穿过连接环6，所述固定管4与连接环6的内壁滑动且密封连接，所述连接环6设置在转动管5内，所述连接环6与转动管5的内壁滑动且密封连接，所述转动管5的内壁上设有环形槽，所述环形槽位于驱动箱2和连接环6之间，所述滚珠9以固定管4的轴线为中心周向均匀分布，所述滚珠9的球心设置在环形槽内，所述滚珠9与环形槽匹配且与环形槽的内壁滑动连接，所述滚珠9与连接环6固定连接，所述电磁铁7固定在连接环6的靠近驱动箱2的一侧且与固定管4抵靠，所述固定管4的制作材料为铁，所述第一轴承8的内圈安装在转动管5的外周，所述转动管5的底端设有至少两个清洁刷25，所述清洁刷25以转动管5的轴线为中心周向均匀分布，所述驱动组件设置在连接环6的远离驱动箱2的一侧且与转动管5传动连接，所述推动组件以固定管4的轴线为中心周向均匀分布在第一轴承8的外圈，所述推动组件驱动第一轴承8沿着固定管4的轴线移动；

将工件放置在工作台1上，通过推动组件使第一轴承8向着靠近工作台1方向移动，第一轴承8的移动带动转动管5实现同步移动，并使清洁刷25与工件抵靠，同时，转动管5移动的移动通过滚珠9带动连接环6实现同步移动，此时，电磁铁7通电，使铁质的固定管4与电磁铁7之间产生相互吸引的作用力，使电磁铁7与固定管4之间保持相对静止的位置关系，随后，通过驱动组件使转动管5转动，转动管5的转动带动清洁刷25在工件表面滑动，实现了清除工件上杂质的功能，避免杂质影响工件对激光的吸收率，提高了切割效率，这里，通过滚珠9与环形槽的配合，起到了支撑转动管5转动的功能，随后，之后通过激光发生系统使激光器3产生激光并作用到工件上，并通过移动装置使工件移动，实现了切割工件的功能。

如图3所示，所述吸尘机构包括抽气组件和三个吸尘组件，所述抽气组件设置在驱动箱2的顶部，所述吸尘组件与滚珠9一一对应，所述驱动箱2内设有清水；

所述吸尘组件包括吸尘管10、导管11、连接孔和搅拌单元，所述吸尘管10与固定管4吸盘，所述导管11与吸尘管10同轴上，所述吸尘管10的外径小于导管11的内径，所述连接孔设置在驱动箱2的底部，所述吸尘管10的底端插入连接孔内，所述吸尘管10与连接孔的内壁密封且固定连接，所述吸尘管10的顶端位于清水的上方且与驱动箱2内的顶部之间设有间隙，所述驱动箱2通过吸尘管10与固定管4连通，所述导管11的顶端与驱动箱2内的顶部密封且固定连接，所述导管11的顶端位于清水内且与驱动箱2内的底部之间设有间隙，所述搅拌单元设置在吸尘管10内。

切割期间，通过抽气组件使驱动箱2内的空气排出，从而使吸尘管10吸取驱动箱2外部的空气输送至驱动箱2内，这里，通过气流的作用可以将切割过程中产生的粉尘通过吸尘管10输送至驱动箱2内，随便通过导管11使带有粉尘的空气输送至清水内，使粉尘溶于清水内，实现了吸尘的功能，并通过搅棒24单元使清水中的空气打散，便于空气中的防尘溶于清水，这里，通过将转动管5带动清洁刷25与工件抵靠，可以减少粉尘散发在空气中，提升除尘效果。

作为优选，为了驱动转动管5转动，所述驱动组件包括第一电机12、驱动齿轮13和内齿轮14，所述第一电机12固定在连接环6上，所述第一电机12与驱动齿轮13传动连接，所述内齿轮14与转动管5同轴设置且固定在转动管5的内壁上，所述驱动齿轮13与内齿轮14啮合。

第一电机12启动，使驱动齿轮13转动，驱动齿轮13的转动通过内齿轮14带动转动管5转动，实现了驱动转动管5转动的功能。

作为优选，为了提高第一电机12的驱动力，所述第一电机12为伺服电机。

伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高第一电机12的驱动力。

作为优选，为了实现转动管5的移动，所述推动组件包括第二电机15、丝杆16和滑块17，所述丝杆16与固定管4平行，所述第二电机15固定在驱动箱2的底部，所述第二电机15与丝杆16传动连接，所述滑块17套设在丝杆16上，所述滑块17的与丝杆16的连接处设有与丝杆16匹配的螺纹，所述滑块17固定在第一轴承8的外圈。

第二电机15启动，使丝杆16转动，从而使滑块17在丝杆16上移动，丝杆16的移动带动第一轴承8实现同步移动，并带动转动管5移动。

作为优选，为了减小丝杆16与滑块17之间的摩擦力，所述丝杆16上涂有润滑油。

润滑油的作用是减小丝杆16与滑块17之间的摩擦力，从而可以提高滑块17移动的流畅性。

作为优选，为了实现抽气的功能，所述抽气组件包括抽气泵18和气管19，所述气管19设置在驱动箱2的顶部且与驱动箱2连通，所述气管19位于清水的上方，所述抽气泵18固定在驱动箱2的顶部，所述气管19安装在抽气泵18上。

抽气泵18启动，使气管19抽取驱动箱2内的空气并排出，实现了抽气的功能。

如图4所示，所述搅拌单元包括扇叶20、传动轴21、第二轴承22、转动杆23和两个搅棒24，所述传动轴21与吸尘管10同轴设置，所述扇叶20和第二轴承22均位于吸尘管10内，所述转动杆23的轴线与传动轴21的轴线垂直且相交，所述搅棒24与传动轴21平行，所述吸尘管10位于两个搅棒24之间，所述扇叶20安装在传动轴21的底端，所述转动杆23的中端固定在传动轴21的顶端，所述第二轴承22的内圈安装在传动轴21上，所述第二轴承22的外圈固定在吸尘管10的内壁上，两个搅棒24分别固定在转动杆23的两端，所述搅棒24的底端设置在清水内。

通过空气在吸尘管10内的流动，使扇叶20带动传动轴21在第二轴承22的支撑作用下转动，传动轴21的转动通过转动杆23带动搅棒24转动，通过搅棒24的转动可以将输送至清水中的空气打散，便于空气中的粉尘溶于清水中，提升除尘效果。

作为优选，为了减小连接环6与转动管5内壁之间的间隙，所述连接环6与转动管5的内壁上涂有密封脂。

密封脂的作用是减小连接环6与转动管5内壁之间的间隙，提高了密封性。

作为优选，为了延长固定管4的使用寿命，所述固定管4上设有防腐镀锌层。

防腐镀锌层的作用是提升固定管4的防锈能力，延长固定管4的使用寿命。

作为优选，为了便于吸尘管10的安装，所述吸尘管10的两端均设有倒角。

倒角的作用是减小吸尘管10穿过连接孔时的口径，起到了便于安装的效果。

将工件放置在工作台1上，第二电机15启动，使丝杆16转动，从而使滑块17在丝杆16上移动，丝杆16的移动带动第一轴承8实现同步移动，并带动转动管5移动，并使清洁刷25与工件抵靠，同时，转动管5移动的移动通过滚珠9带动连接环6实现同步移动，此时，电磁铁7通电，使铁质的固定管4与电磁铁7之间产生相互吸引的作用力，使电磁铁7与固定管4之间保持相对静止的位置关系，随后，第一电机12启动，使驱动齿轮13转动，驱动齿轮13的转动通过内齿轮14带动转动管5转动，转动管5的转动带动清洁刷25在工件表面滑动，实现了清除工件上杂质的功能，避免杂质影响工件对激光的吸收率，提高了切割效率，这里，通过滚珠9与环形槽的配合，起到了支撑转动管5转动的功能，随后，之后通过激光发生系统使激光器3产生激光并作用到工件上，并通过移动装置使工件移动，实现了切割工件的功能，期间，抽气泵18启动，使气管19抽取驱动箱2内的空气并排出，从而使吸尘管10吸取驱动箱2外部的空气输送至驱动箱2内，这里，通过气流的作用可以将切割过程中产生的粉尘通过吸尘管10输送至驱动箱2内，随便通过导管11使带有粉尘的空气输送至清水内，使粉尘溶于清水内，实现了吸尘的功能，通过空气在吸尘管10内的流动，使扇叶20带动传动轴21在第二轴承22的支撑作用下转动，传动轴21的转动通过转动杆23带动搅棒24转动，通过搅棒24的转动可以将输送至清水中的空气打散，便于空气中的粉尘溶于清水中，提升除尘效果，这里，通过将转动管5带动清洁刷25与工件抵靠，可以减少粉尘散发在空气中，提升除尘效果。

与现有技术相比，该用于铝合金板材加工的高效型激光切割设备通过吸尘机构实现了收集空气中粉尘的功能，避免粉尘被人体吸入而维护人体健康，与现有的吸尘机构相比，该吸尘机构还实现了搅拌位于清水中的空气，除尘效果更好，而且，通过风力作用驱动扇叶20转动，更加环保节能，不仅如此，还通过辅助机构实现了清除工件上杂质的功能，避免杂质影响工件对激光的吸收率，提高了切割效率，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过将转动管5带动清洁刷25与工件抵靠，可以减少粉尘散发在空气中，除尘效果更好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。