一种钢板加工用激光切割设备及方法与流程

本发明涉及钢板加工技术领域，尤其涉及一种钢板加工用激光切割设备及方法。

背景技术：

激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的；使用激光切割设备对钢板进行镂空加工时，需要事先在钢板上将待切下的图形画出，再通过人工控制激光切割设备沿钢板上画出的图形进行切割，切割效率慢，切割效果差，大大降低钢板的加工效率，还不方便对钢板进行夹持固定，另外，在对钢板进行激光切割时，钢板的温度会升高，会影响钢板的性能，还需要等钢板降温后进行卸料以进行下一工序的加工，进一步降低钢板的生产效率。

技术实现要素：

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种钢板加工用激光切割设备及方法，本发明使用方便能高效快速的对钢板进行镂空切割加工，加工效果好且能对激光切割后的钢板进行同步散热冷却，提高卸料效率进而提高加工效率。

(二)技术方案

本发明提供了一种钢板加工用激光切割设备，包括底座、安装架、放置台和激光切割头；

底座的下端面设有多组支撑柱；安装架连接底座的上端面，安装架上设有用于驱动激光切割头沿x轴、y轴以及z轴移动的第一三轴移动组件；

该钢板加工用激光切割设备还包括放置台、多组图像采集模块、控制箱、驱动装置、安装罩、导热板和冷却液循环输送组件；

放置台连接底座，放置台位于第一三轴移动组件的正下方，放置台的投影形状为回字形，放置台的内侧设有用于带动驱动装置沿x轴、y轴以及z轴移动的第二三轴移动组件，放置台上设有可调节夹持组件；

安装罩连接驱动装置的输出轴，安装罩的外周面上沿其外周方向设有首尾相连的凸缘板；凸缘板连接导热板，导热板的端面设有切割槽；安装罩的内壁和导热板之间围成储液仓；储液仓分别通过两组水管连接冷却液循环输送组件的出液端口和回液端口；

控制箱连接安装架，控制箱的端面设有按键输入模块和显示模块，控制箱内设有电路板；电路板上设有主控组件；主控组件、按键输入模块、显示模块、可调节夹持组件、冷却液循环输送组件、驱动装置、第二三轴移动组件、激光切割头、多组图像采集模块和第一三轴移动组件电性连接；多组图像采集模块均连接安装架。

优选的，主控组件包括中央处理器、数据处理模块、立体模型模块和执行模块；

中央处理器分别通信连接多组图像采集模块、按键输入模块和显示模块，中央处理器控制连接可调节夹持组件、冷却液循环输送组件、驱动装置、第二三轴移动组件、激光切割头和第一三轴移动组件；

数据处理模块通信连接中央处理器，数据处理模块用于对中央处理器接收到的数据进行处理；

立体模型模块通信连接中央处理器，立体模型模块用于根据处理后的的数据信息建立关于放置台、第二三轴移动组件和第一三轴移动组件的三维立体模型；

执行模块通信连接中央处理器，执行模块用于根据处理后的数据信息在三维立体模型上规划切割路径。

优选的，主控组件包括无线通讯模块；无线通讯模块通信连接中央处理器，无线通讯模块用于通讯连接后台服务器。

优选的，可调节夹持组件包括固定板、多组第一调节组件、多组第一压板、多组安装杆、多组第二调节组件、多组支撑板、多组第三调节组件、多组第二压板和移动架；

固定板连接放置台的上端面一侧，多组第一调节组件并排等间距分布，多组第一调节组件均连接固定板，多组第一调节组件的伸缩端均朝向放置台并分别连接多组第一压板；

多组安装杆并排分布，多组安装杆均位于放置台内，且其两端均连接放置台的内壁；

多组第二调节组件相互平行，多组第二调节组件呈阵列均匀分布，多组第二调节组件的伸缩端均朝向远离底座的一侧，多组第二调节组件的伸缩端分别连接多组支撑板；

移动架与固定板并排设置，移动架滑动连接放置台；其中，放置台上设有用于驱动移动架移动的驱动组件；

多组第三调节组件并排等间距分布，多组第三调节组件均连接移动架，多组第三调节组件的伸缩端均朝向放置台，多组第三调节组件的伸缩端分别连接多组第二压板；其中，每组第三调节组件、每组第二调节组件和每组第一调节组件的结构均相同。

优选的，每组第一调节组件均包括多组弹簧、滑杆、动铁芯、定铁芯和安装筒；

安装筒连接固定板，安装筒朝向放置台的端面设有安装孔；安装孔内设有导向滑套；

滑杆的一端连接第一压板，滑杆的另一端过盈穿过导向滑套并插入安装筒内，滑杆的另一端连接动铁芯；动铁芯和安装筒的内壁之间设有线架；线架上设有线圈；

多组弹簧均套设在滑杆的外侧，多组弹簧的两端分别连接第一压板和安装筒的外端面；

定铁芯位于安装筒内，定铁芯连接安装筒远离动铁芯的内壁；线圈通电状态下，定铁芯磁性吸附连接动铁芯，多组弹簧均处于压缩状态。

优选的，移动架的投影形状为凵字形。

优选的，导热板位于储液仓内的端面上设有进液盲孔，导热板的侧端面上设有用于与冷却液循环输送组件的回液端口连通的出液盲孔；出液盲孔与进液盲孔连通。

优选的，冷却液循环输送组件包括冷却液箱、散热管和抽液装置；

冷却液箱位于底座的下方，冷却液箱的出液端口通过水管连接抽液装置的进液端口；抽液装置的出液端口通过水管连通储液仓；

散热管安装在冷却液箱的外端面上，散热管的出液管口连接冷却液箱的进液端口，散热管的进液端口通过水管连通储液仓。

优选的，散热管选用铝合金材质制成，散热管呈蛇形分布，散热管的进液端口距离底座的距离值大于散热管的出液端口距离底座的距离值。

本发明还提出了一种钢板加工用激光切割方法，包括上述钢板加工用激光切割设备，具体包括以下步骤：

s1、将所要切下钢板的图形数据输入主控组件；

s2、根据待切割钢板的面积，控制多组第二调节组件运行以使得多组支撑板18组成用于放置钢板的放置平面；

s3、将待切割的钢板放置在上述放置平面上；多组图像采集模块运行获取钢板所在位置的坐标信息，并将获得的数据信息发送至主控组件；

s4、主控组件控制可调节夹持组件运行对钢板进行夹持；

s5、主控组件控制第一三轴移动组件以驱动激光切割头对钢板进行切割，同时主控组件控制第二三轴移动组件驱动导热板与钢板切割处压紧以对钢板进行散热。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明中，使用时，将所要切下钢板的图形数据输入主控组件；使用可调节夹持组件对待切割的钢板进行放置夹持；多组图像采集模块运行获取钢板所在位置的坐标信息，并将获得的数据信息发送至主控组件；主控组件控制第一三轴移动组件以驱动激光切割头对钢板进行切割，同时主控组件控制第二三轴移动组件驱动导热板与钢板切割处压紧以对钢板进行散热，进而能快速高效准确的将特定形状的钢板从钢板上切下，以得到所需镂空结构的钢板。

本发明提供的钢板加工用激光切割能高效快速的在钢板上进行切割，以获得所需结构的镂空钢板，自动化程度高，无需人工控制，切割效果好，能满足对不同大小形状的钢板进行放置夹持固定的需求，且能在钢板进行激光切割的同时对钢板进行散热降温，以避免高温对钢板的性能造成影响，进而能加快钢板的卸料以提高对钢板的切割效率，操作简单使用方便值得推广。

附图说明

图1为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备的结构示意图。

图2为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备中a处局部放大的结构示意图。

图3为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备中放置台和多组支撑板配合安装的俯视图。

图4为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备中导热板的立体结构示意图。

图5为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备中第一调节组件的结构示意图。

图6为本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备的原理框图。

附图标记：1、底座；2、支撑柱；3、冷却液箱；4、散热管；5、抽液装置；6、安装架；7、放置台；8、固定板；9、第一三轴移动组件；10、图像采集模块；11、激光切割头；12、第一调节组件；121、弹簧；122、滑杆；123、动铁芯；124、线架；125、定铁芯；126、线圈；127、安装筒；13、第一压板；14、控制箱；141、中央处理器；142、数据处理模块；143、立体模型模块；144、执行模块；145、无线通讯模块；15、安装杆；16、第二三轴移动组件；17、第二调节组件；18、支撑板；19、驱动装置；20、安装罩；21、导热板；211、切割槽；22、出液盲孔；23、第三调节组件；24、第二压板；25、移动架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

如图1-6所示，本发明提出的一种钢板加工用激光切割设备，包括底座1、安装架6、放置台7和激光切割头11；

底座1的下端面设有多组支撑柱2；安装架6连接底座1的上端面，安装架6上设有用于驱动激光切割头11沿x轴、y轴以及z轴移动的第一三轴移动组件9；需要说明的是，第一三轴移动组件9和第二三轴移动组件16均为选用技术对此并不详细说明；

该钢板加工用激光切割设备还包括放置台7、多组图像采集模块10、控制箱14、驱动装置19、安装罩20、导热板21和冷却液循环输送组件；

放置台7连接底座1，放置台7位于第一三轴移动组件9的正下方，放置台7的投影形状为回字形，放置台7的内侧设有用于带动驱动装置19沿x轴、y轴以及z轴移动的第二三轴移动组件16，放置台7上设有可调节夹持组件；

安装罩20连接驱动装置19的输出轴，安装罩20的外周面上沿其外周方向设有首尾相连的凸缘板；凸缘板连接导热板21，凸缘板与导热板21压紧的端面上设有密封垫；导热板21的端面设有切割槽211；安装罩20的内壁和导热板21之间围成储液仓；储液仓分别通过两组水管连接冷却液循环输送组件的出液端口和回液端口；

控制箱14连接安装架6，控制箱14的端面设有按键输入模块和显示模块，控制箱14内设有电路板；电路板上设有主控组件；主控组件、按键输入模块、显示模块、可调节夹持组件、冷却液循环输送组件、驱动装置19、第二三轴移动组件16、激光切割头11、多组图像采集模块10和第一三轴移动组件9电性连接；多组图像采集模块10均连接安装架6。

本发明的一个实施例中，使用时，将所要切下钢板的图形数据输入主控组件；使用可调节夹持组件对待切割的钢板进行放置夹持；多组图像采集模块10运行获取钢板所在位置的坐标信息，并将获得的数据信息发送至主控组件；主控组件控制第一三轴移动组件9以驱动激光切割头11对钢板进行切割，同时主控组件控制第二三轴移动组件16驱动导热板21与钢板切割处压紧以对钢板进行散热，进而能快速高效准确的将特定形状的钢板从钢板上切下，以得到所需镂空结构的钢板，并通过设有的导热板21对激光切割的钢板进行降温，避免激光切割温度过高对钢板的性能造成影响，并能在钢板切割后直接将钢板取下不会因钢板的高温对操作人员造成烫伤。

在一个可选的实施例中，主控组件包括中央处理器141、数据处理模块142、立体模型模块143和执行模块144；

中央处理器141分别通信连接多组图像采集模块10、按键输入模块和显示模块，中央处理器141控制连接可调节夹持组件、冷却液循环输送组件、驱动装置19、第二三轴移动组件16、激光切割头11和第一三轴移动组件9；

数据处理模块142通信连接中央处理器141，数据处理模块142用于对中央处理器141接收到的数据进行处理；

立体模型模块143通信连接中央处理器141，立体模型模块143用于根据处理后的的数据信息建立关于放置台7、第二三轴移动组件16和第一三轴移动组件9的三维立体模型；

执行模块144通信连接中央处理器141，执行模块144用于根据处理后的数据信息在三维立体模型上规划切割路径；

使用时，将待切下的钢板图像的数据由按键输入模块进行输入，通过设有的多组图像采集模块10对放置台以及可调节夹持组件的影像信息进行获得，并经过数据处理模块142对中央处理器141接收到的数据信息进行处理；立体模型模块143根据处理后的的数据信息建立关于放置台7、第二三轴移动组件16和第一三轴移动组件9的三维立体模型，当需要进行切割钢板时，根据钢板放置的坐标信息，执行模块144在三维立体模型上规划切割路径，中央处理器141控制激光切割头11按照设定路径对钢板进行切割即可，大大提高对钢板的切割效率和切割效果。

在一个可选的实施例中，主控组件包括无线通讯模块145；无线通讯模块145通信连接中央处理器141，无线通讯模块145用于通讯连接后台服务器，进而能从后台服务器直接将待切下的钢板图像的数据发送至中央处理器141，更加方便。

在一个可选的实施例中，可调节夹持组件包括固定板8、多组第一调节组件12、多组第一压板13、多组安装杆15、多组第二调节组件17、多组支撑板18、多组第三调节组件23、多组第二压板24和移动架25；

固定板8连接放置台7的上端面一侧，多组第一调节组件12并排等间距分布，多组第一调节组件12均连接固定板8，多组第一调节组件12的伸缩端均朝向放置台7并分别连接多组第一压板13；

多组安装杆15并排分布，多组安装杆15均位于放置台7内，且其两端均连接放置台7的内壁；

多组第二调节组件17相互平行，多组第二调节组件17呈阵列均匀分布，多组第二调节组件17的伸缩端均朝向远离底座1的一侧，多组第二调节组件17的伸缩端分别连接多组支撑板18；

移动架25与固定板8并排设置，移动架25滑动连接放置台7；其中，放置台7上设有用于驱动移动架25移动的驱动组件；需要说明的是，驱动组件为现有技术对此并不详细说明；

多组第三调节组件23并排等间距分布，多组第三调节组件23均连接移动架25，多组第三调节组件23的伸缩端均朝向放置台7，多组第三调节组件23的伸缩端分别连接多组第二压板24；其中，每组第三调节组件23、每组第二调节组件17和每组第一调节组件12的结构均相同；

使用时，根据待切割钢板的面积大小控制多组第二调节组件17运行，进而与上述第二调节组件17连接的多组支撑板18组成用于放置待切割钢板的放置平面；放置平面的端面与放置台7的上端面平齐；将待切割的钢板的一端压紧固定板8,并放置在放置台7和放置平面上；驱动组件驱动移动架25一端，多组第一调节组件12和多组第三调节组件23运行，分别控制多组第一压板13和多组第二压板24将钢板进行压紧，进而将钢板进行夹持固定，通过设有的可调节夹持组件能满足对不同大小形状的钢板进行夹持固定的需求。

在一个可选的实施例中，每组第一调节组件12均包括多组弹簧121、滑杆122、动铁芯123、定铁芯125和安装筒127；

安装筒127连接固定板8，安装筒127朝向放置台7的端面设有安装孔；安装孔内设有导向滑套；

滑杆122的一端连接第一压板13，滑杆122的另一端过盈穿过导向滑套并插入安装筒127内，滑杆122的另一端连接动铁芯123；动铁芯123和安装筒127的内壁之间设有线架124；线架124上设有线圈126；

多组弹簧121均套设在滑杆122的外侧，多组弹簧121的两端分别连接第一压板13和安装筒127的外端面；

定铁芯125位于安装筒127内，定铁芯125连接安装筒127远离动铁芯123的内壁；线圈126通电状态下，定铁芯125磁性吸附连接动铁芯123，多组弹簧121均处于压缩状态；

使用时，启动可调节夹持组件，进而多组线圈126均处于通电状态下，多组定铁芯125均分别磁性吸附连接多组动铁芯123，多组弹簧121均处于压缩状态；根据切割钢板的面积，控制多组第二调节组件17断电，则多组支撑板18在多组弹簧121弹性作用下上移，组成放置平面；当需要对钢板进行夹持时，控制多组第一调节组件12和多组第三调节组件23运行，多组第一压板13和多组第二压板24在多组弹簧121弹性力作用下朝向钢板移动以对钢板进行压紧。

在一个可选的实施例中，移动架25的投影形状为凵字形。

在一个可选的实施例中，导热板21位于储液仓内的端面上设有进液盲孔，导热板21的侧端面上设有用于与冷却液循环输送组件的回液端口连通的出液盲孔22；出液盲孔22与进液盲孔连通；

通过设有的出液盲孔22与进液盲孔以保证冷却液能与导热板21充分接触，进而能提高导热板21对钢板的散热效果。

在一个可选的实施例中，冷却液循环输送组件包括冷却液箱3、散热管4和抽液装置5；

冷却液箱3位于底座1的下方，冷却液箱3的出液端口通过水管连接抽液装置5的进液端口；抽液装置5的出液端口通过水管连通储液仓；

散热管4安装在冷却液箱3的外端面上，散热管4的出液管口连接冷却液箱3的进液端口，散热管4的进液端口通过水管连通储液仓；散热管4选用铝合金材质制成，散热管4呈蛇形分布，散热管4的进液端口距离底座1的距离值大于散热管的出液端口距离底座1的距离值。

实施例2

本发明还提出了一种钢板加工用激光切割方法，包括实施例1中的钢板加工用激光切割设备，具体包括以下步骤：

s1、将所要切下钢板的图形数据输入主控组件；

s2、根据待切割钢板的面积，控制多组第二调节组件17运行以使得多组支撑板18组成用于放置钢板的放置平面；

s3、将待切割的钢板放置在上述放置平面上；多组图像采集模块10运行获取钢板所在位置的坐标信息，并将获得的数据信息发送至主控组件；

s4、主控组件控制可调节夹持组件运行对钢板进行夹持；

s5、主控组件控制第一三轴移动组件9以驱动激光切割头11对钢板进行切割，同时主控组件控制第二三轴移动组件16驱动导热板21与钢板切割处压紧以对钢板进行散热。

本发明提供的钢板加工用激光切割能高效快速的在钢板上进行切割，以获得所需结构的镂空钢板，自动化程度高，无需人工控制，切割效果好，能满足对不同大小形状的钢板进行放置夹持固定的需求，且能在钢板进行激光切割的同时对钢板进行散热降温，以避免高温对钢板的性能造成影响，进而能加快钢板的卸料以提高对钢板的切割效率。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。