一种激光切割装置的气路系统的制作方法

本发明涉及气路系统领域，尤其涉及一种激光切割装置的气路系统。

背景技术：

高功率激光切割机广泛应用于各个行业中，通常氮气作为切割不锈钢的辅助气体，氧气作为切割碳钢的辅助气体。使用氮气作为辅助气体切割效率高，切割断面质量好，但设定的压力比较高，氮气气体消耗成本高，使用氧气作为辅助气体助燃切割碳钢需要气体压力低，切割断面质量好，但切割效率很低，后来压缩空气逐渐应用于激光切割不锈钢和碳钢上，具有气体成本低、切割速度快等优点。然而，市场上的氮气、氧气、以及压缩空气处理没有统一标准，经常出现污染管路、气路元件、激光切割机上的透镜等问题。

因此，需要一套供气稳定、气体处理净化效果好的压缩空气处理系统和适用于多种气体切换的辅助气体供气系统，客户根据板材加工质量要求和成本的要求，灵活切换辅助气体。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光切割装置的气路系统，解决现有的供气系统无法进行多个辅助气体灵活切换，以及压缩气体模块对压缩空气的净化效果差的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种激光切割装置的气路系统，激光切割装置包括激光切割机，所述气路系统包括三条通路，分别是依次设置有压缩空气源、压缩空气过滤组件、第一减压阀和第一电磁阀的压缩空气通路，依次设置有第一辅助气体储气罐、第一辅助气体过滤组件和第二电磁阀的第一辅助气体通路，以及依次设置有第二辅助气体储气罐、第二辅助气体过滤组件和第三电磁阀的第二辅助气体通路，还包括一端分别连接压缩空气通路、第一辅助气体通路和第二辅助气体通路并设置有高压电控比例阀的辅助气体输出路，所述辅助气体输出路的另一端输出至激光切割机中，以将其中一通路与激光切割机连通。

本发明的更进一步优选方案是：所述压缩空气通路包括设置在压缩空气过滤组件后侧的第一空气支路和第二空气支路，其中，所述第二空气支路通过三通球阀与第一辅助气体通路连接；所述第一空气支路与辅助气体输出路连接，所述第一减压阀和第一电磁阀设置在第一空气支路上；所述第二空气支路的通道管径大于第一空气支路的通道管径。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一空气支路包括设置在第一减压阀后侧的第一子支路、第二子支路、第三子支路；其中，所述第一子支路上设置有第二减压阀，并通过多个气缸阀与机床连接；所述第二子支路上设置有第三减压阀和第四电磁阀，所述第二子支路的出口端接入激光切割机的切割头；所述第三子支路与辅助气体输出路连接，所述第一电磁阀设置在第三子支路上。

本发明的更进一步优选方案是：所述压缩空气通路、第一辅助气体通路、第二辅助气体通路上分别设置有用于监测气压的第一压力开关、第二压力开关以及第三压力开关。

本发明的更进一步优选方案是：所述压缩空气过滤组件包括依次设置的气水分离器、过滤精度为1μm的初级过滤器、冷冻式干燥机、过滤精度为0.01μm的第一精密过滤器、吸附式干燥机、过滤精度为0.01μm的第二精密过滤器。

本发明的更进一步优选方案是：所述压缩空气源包括相互连接的空气压缩机和第一压缩空气储气罐。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一压缩空气储气罐、气水分离器、初级过滤器、冷冻式干燥机下侧分别设置有第一排水器、第二排水器、第三排水器、第四排水器。

本发明的更进一步优选方案是：所述压缩空气过滤组件还包括设置在第二精密过滤器后侧的第二压缩空气储气罐以及过滤精度为0.01μm的第三精密过滤器。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一辅助气体过滤组件包括过滤精度为40μm的第一辅助气体粗过滤器以及过滤精度为0.01-1μm的第一辅助气体精过滤器；所述第二辅助气体过滤组件包括过滤精度为40μm的第二辅助气体粗过滤器以及过滤精度为0.01-1μm的第二辅助气体精过滤器。

本发明的更进一步优选方案是：所述第一辅助气体过滤组件和第一辅助气体储气罐之间还设置有第一辅助气体减压阀，所述第二辅助气体过滤组件和第二辅助气体储气罐之间还设置有第二辅助气体减压阀。

本发明的有益效果是：通过压缩空气过滤组件、第一辅助气体过滤组件、第二辅助气体过滤组件可进行气体净化，可以有效的提高辅助气体的洁净度；然后通过将压缩空气通路、第一辅助气体通路、第二辅助气体通路与辅助气体输出路连通，再通过第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、与高压电控比例阀配合即可实现各气路的灵活切换，同时可精准调节输出气压，控制精度高，生产成本低。

附图说明

图1是本发明实施例的激光切割装置的气路系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的压缩空气通路的结构示意图；

图3是本发明实施例的吸附式干燥机的工作原理图。

具体实施方式

本发明提供一种激光切割装置的气路系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种激光切割装置的气路系统，一并参见图1、图2，激光切割装置包括激光切割机6，所述气路系统包括三条通路，分别是依次设置有压缩空气源11、压缩空气过滤组件12、第一减压阀13和第一电磁阀14的压缩空气通路a，依次设置有第一辅助气体储气罐21、第一辅助气体过滤组件22和第二电磁阀23的第一辅助气体通路b，依次设置有第二辅助气体储气罐31、第二辅助气体过滤组件32和第三电磁阀33的第二辅助气体通路c，还包括一端分别连接压缩空气通路a、第一辅助气体通路b、第二辅助气体c通路并设置有高压电控比例阀41的辅助气体输出路d，所述辅助气体输出路d的另一端输出至激光切割机中，以将三条通路中的一通路与激光切割机连通。其中，通过压缩空气过滤组件12、第一辅助气体过滤组件22、第二辅助气体过滤组件32可对辅助气体进行净化，可以有效的提高辅助气体的洁净度，防止辅助气体不干净污染管路、气路元件以及激光切割机上的透镜；然后通过将压缩空气通路a、第一辅助气体通路b、第二辅助气体通路c与辅助气体输出路d连通，再通过第一电磁阀14、第二电磁阀23、第三电磁阀33、与高压电控比例阀41配合即可实现各气路的灵活切换，同时可精准调节输出气压，具有控制精度高，生产成本低的特点。

其中，所述第一辅助气体为氮气、氩气中的一种，所述第二辅助气体为氧气。本实例中，所述第一辅助气体为氮气。在其他实施例中，用户可根据实际生产需求增加或减少辅助气体通路的个数，或更换辅助气体的种类，在满足生产需求的同时，可控制生产成本。

其中，所述压缩空气源11用于提供未经净化处理的压缩空气，所述压缩空气过滤组件12用于净化压缩空气，所述第一减压阀13用于调节压缩空气通路a的气压；所述第一辅助气体储气罐21、第二辅助气体储气罐31的作用为提供辅助气体；所述第一辅助气体过滤组件22和第二辅助气体过滤组件32的作用为净化辅助气体、所述第一电磁阀14、第二电磁阀23、第三电磁阀33分别控制压缩空气通路a、第一辅助气体通路b、第二辅助气体通路c与辅助气体输出路d连通或闭合。

其中，沿辅助气体流动方向，所述第一电磁阀14、第二电磁阀23、第三电磁阀33后侧均设置有用于防止气体回流的单向阀5。通过增加单向阀5，可以用于防止气体回流，对管道造成污染。

本实施例的激光切割装置的气路系统的工作状态为：

初始状态：所述第一电磁阀14、第二电磁阀23、第三电磁阀33均处于闭合状态，所述高压电控比例阀41处于闭合状态；

压缩空气辅助切割状态：所述第一电磁阀14打开，所述第二电磁阀23、第三电磁阀33均处于闭合状态，通过高压电控比例阀41控制压缩空气输出气压的大小；

氮气辅助切割状态：所述第二电磁阀23打开，所述第一电磁阀14、第三电磁阀33均处于闭合状态，通过高压电控比例阀41控制氧气输出气压的大小；

氧气辅助切割状态：所述第三电磁阀33打开，所述第一电磁阀14、第二电磁阀23均处于闭合状态，通过高压电控比例阀41控制氮气输出气压的大小；

通过第一电磁阀14、第二电磁阀23、第三电磁阀33、高压电控比例阀41的配合，即可实现三路辅助气体的精准气压输出，无需使用三个高压电控比例阀41进行控制，有效的降低生产成本。

进一步的，如图1、图2所示，所述压缩空气通路a包括设置在压缩空气过滤组件12后侧的第一空气支路a1和第二空气支路a2，其中，所述第二空气支路a2通过三通球阀24与第一辅助气体b通路连接；所述第一空气支路a1与辅助气体输出路d连接，所述第一减压阀13和第一电磁阀14设置在第一空气支路a1上；所述第二空气支路a2的通道管径大于第一空气支路a1的通道管径。

在实际生产过程中，对于不同气压的辅助气体采用不同管径的管道进行传送，传送的气体气压越大，所需传送管道的管径也越大，生产成本越高。本实施例通过将压缩空气通路a分流为第一空气支路a1和第二空气支路a2，其中第一空气支路a1的生产成本较低；第二空气支路a2与第一辅助气体通路b通过三通球阀24共用成本较高的管道(即耐压较高的管道)。即本发明在满足较大气压调节范围的压缩空气的要求下，可有效的降低生产成本。本实施例中，所述第一空气支路a1经第一减压阀13减压后输出气压为7-8bar的压缩空气，再经高压电控比例阀41调节后可输出0.3-6bar压缩空气作为激光切割的辅助气体；而第二空气支路a2输出气压为14-16bar的压缩空气，经三通球阀24以及高压电控比例阀41调节后可输出0.3-12bar压缩空气作为激光切割的辅助气体；而气压调节范围为0.3-6bar的压缩空气已经可以满足大多数的切割生产需求。

更进一步的，所述第一空气支路a1包括设置在第一减压阀13后侧的第一子支路a11、第二子支路a12、第三子支路a13；其中,所述第一子支路a11上设置有第二减压阀15，并通过多个气缸阀151与机床连接；所述第二子支路a12上设置有第三减压阀16和第四电磁阀161，所述第二子支路a12的出口端接入激光切割机6的切割头7；所述第三子支路a13与辅助气体输出路d连通，所述第一电磁阀14设置在第三子支路a13上。为了进一步提高气路系统的功能多样性，本发明对第一空气支路a1再次进行分流处理，在满足提供辅助切割气体的前提条件下，新增两路功能性子支路。其中，第三子支路a13用于提供辅助切割用的压缩气体；第一子支路a11用于提供机床气动的动力源；第二子支路a12用于提供冷却切割头7的压缩空气。

进一步的，所述压缩空气通路a、第一辅助气体通路b、第二辅助气体通路c上分别设置有用于监测气压的第一压力开关171、第二压力开关172以及第三压力开关173。其中，所述第一压力开关171设置在第一减压阀13后侧；所述第二压力开关172设置在三通球阀24和第二电磁阀23之间；所述第三压力开关173设置在第二辅助气体过滤组件32和第三电磁阀33之间。本发明通过增加第一压力开关171、第二压力开关172以及第三压力开关173用于测量各路辅助气体通路的气压，可用于限定各气路气压充足时系统才正常工作，当气压有出现压力不足时，系统报警，停止工作，以保证气路系统的工作效果。

进一步的，所述压缩空气过滤组件12包括依次设置的气水分离器121、初级过滤器122、冷冻式干燥机123、第一精密过滤器124、吸附式干燥机125、第二精密过滤器126。

其中，气水分离器121，用于分离压缩空气中的液态水和杂质；

初级过滤器122，用于过滤压缩空气中的固体杂质，过滤精度为1μm；

冷冻式干燥机123，利用冷媒与压缩空气进行热交换，降低压缩空气中的温度，析出液态水；

第一精密过滤器124，过滤压缩空气中的油份、固态杂质，过滤精度为0.01μm；

吸附式干燥机125，通过吸附剂(活性氧化铝)将空气中的水蒸气吸附，从而达到干燥空气的目的；如图3所示，本实施例中，所述吸附式干燥机125设置有第一吸附腔1251和第二吸附腔1252，在其中一个吸附腔进行工作时，可对另一个吸附腔进行吸附剂的再生。更进一步的，所述吸附式干燥机125还包括用于对气体加热的加热器1253，可以进一步提升吸附剂再生的效率。

第二精密过滤器126，用于除去压缩空气经过吸附式干燥机带出来固体颗粒，过滤精度为0.01μm。

所述压缩空气依次通过气水分离器121、初级过滤器122、冷冻式干燥机123、第一精密过滤器124、吸附式干燥机125、第二精密过滤器126后，可有效的去除压缩空气中的水分，油分以及固态杂质，提高压缩空气的洁净度，防止使用压缩空气污染管路、气路元件、以及激光切割机上的透镜，保证切割效果。

更进一步的，所述第一精密过滤器124与吸附式干燥机125之间还设置有过滤精度为0.01μm的第四精密过滤器129，通过增加一个第四精密过滤器129，可以进一步提高过滤效果。

进一步的，所述压缩空气源11包括相互连接的空气压缩机111和第一压缩空气储气罐112。通过空气压缩机111对空气进行压缩并传送至第一压缩空气储气罐112，即可提供压缩空气源，方便快捷。

进一步的，所述第一压缩空气储气罐112、气水分离器121、初级过滤器122、冷冻式干燥机123下侧分别设置有第一排水器181、第二排水器182、第三排水器183、第四排水器184。在压缩空气进行压缩过滤的过程中，空气中的水分会液化成为水，通过在第一压缩空气储气罐112、气水分离器121、初级过滤器122、冷冻式干燥机123下侧分别增加第一排水器181、第二排水器182、第三排水器183、第四排水器184即可对水分进行排除，方便快捷，提高净化效率。更进一步的，所述第一压缩空气储气罐112的下侧还设置有手动球阀185。通过增加一个手动球阀185用于手动排水，可以在排水系统工作负载高时，即第一排水器181无法排尽第一压缩空气储气罐112中的水时，可手动开启手动球阀185进行排水，保证排水的稳定性。

进一步的，所述压缩空气过滤组件12还包括设置在第二精密过滤器126后侧的第二压缩空气储气罐127以及过滤精度为0.01μm的第三精密过滤器128。其中，增加一个第二压缩空气储气罐127可用于储存压缩空气，稳压，沉淀固体杂质；增加第三精密过滤器128可用于除去压缩空气带出的杂质颗粒，进一步的提升净化的效果。

进一步的，所述第一辅助气体过滤组件22包括第一辅助气体粗过滤器221以及第一辅助气体精过滤器222；所述第二辅助气体过滤组件32包括第二辅助气体粗过滤器321以及第二辅助气体精过滤器322。本发明的第一辅助气体和第二辅助气体均采用分级过滤方式，在第一辅助气体或第二辅助气体传输管路上先后安装有粗过滤器和精过滤器，用于过滤气体和管道内的固体杂质颗粒，提高第一辅助气体和第二辅助气体的洁净度，防止第一辅助气体和第二辅助气体污染切割器械，保证激光切割效果。本实施例中，通过分别使用粗过滤器和精过滤器，可以有效的提高净化效果，同时可以增加粗过滤器和精过滤器的使用寿命。其中，所述第一辅助气体粗过滤器221和第二辅助气体粗过滤器321的过滤精度为过滤精度均为40μm；所述第一辅助气体精过滤器222和第二辅助气体精过滤器322的过滤精度均为0.01-1μm。

进一步的，所述第一辅助气体过滤组件22和第一辅助气体储气罐21之间还设置有第一辅助气体减压阀25，所述第二辅助气体过滤组件32和第二辅助气体储气罐31之间还设置有第二辅助气体减压阀34。通过增加第一辅助气体减压阀25、第二辅助气体减压阀34，可用于调节第一辅助气体通路b、第二辅助气体通路c的输出气压，以满足实际生产的需求。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。