一种板材激光切割机的制作方法

1.本实用新型属于激光切割设备技术领域，尤其涉及一种板材激光切割机。


背景技术：

2.激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的，可广泛应用于金属材料加工中，具有切口宽度窄、热影响区小、切口光洁、切割速度高、可随意切割任意形状的特点。
3.在切割过程中，激光切割头将激光照射至被切割的原材上，通过激光的高温将原材上的材料融化或气化，在切割过程中会伴随产生大量的粉尘、烟雾，若不及时清理，不仅会对设备造成不良影响降低设备的使用寿命，同时工人长时间呼吸受污染的空气，易得呼吸道疾病。因此，一般大功率激光切割设备在其床身的两侧均设置抽风装置，对其切割的产生的含有粉尘、烟雾等废气进行抽取，然后将废气传输至废气处理系统进行处理。
4.但是，受机床尺寸过宽的影响，其上设置的抽风装置对废气处理的程度较低，即当机床的机型较宽时，机床两侧抽风装置无法对机床中部的烟尘废气进行高效的收集，使得含有烟尘废气的空气弥散至车间内，对环境造成了严重的污染，危害工作人员的健康。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可对废气进行高效收集的板材激光切割机。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种板材激光切割机包括机床，在机床上横跨连接有龙门架，在龙门架上连接有切割头装置；还包括用于驱动切割头装置沿机床的长度方向移动的x轴移动装置、用于驱动切割头装置沿机床的宽度方向移动的y轴移动装置以及用于驱动切割头装置纵向移动的z轴移动装置；在机床上连接有用于收集烟尘废气的第一收集装置，还包括风口朝向切割头装置的用于收集烟尘废气的第二收集装置；第一收集装置包括在机床上连接的相对设置的多组轴流风机和多组通风口，多组通风口与风机相连接。
7.本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种板材激光切割机，通过设置第二收集装置可对切割工位的废气进行集中收集，避免大量的废气扩散至车间内，影响工作人员的健康；通过设置第一收集装置可对弥散至机床内的废气进行高效的收集，通过设置相对设置的多组轴流风机和多组通风口，可对机床内的废气进行一侧吹气、一侧吸气操作，保证中部的烟气能够被收集处理，进而对废气进行高效的收集。本实用新型可对切割过程中产生的废气进行高效的收集，避免了含有烟尘废气的空气弥散至车间内，符合环保意识，避免了废气危害工作人员的健康。
8.优选地：第一收集装置还包括在机床上开设的沿其长度方向延伸的气流通道，多组通风口沿机床的长度方向分布并与气流通道相连通；还包括在机床上连接的与气流通道相连通的集气罩结构，集气罩结构通过气体管路与风机相连接。
9.优选地：切割头装置包括激光切割头，在激光切割头上套设有用于对激光切割头进行降温的水冷腔，在水冷腔上连接有进水嘴和出水嘴；在激光切割头上连接有出气口朝下的用于喷射压缩气体的气嘴。
10.优选地：第二收集装置包括在z轴移动装置的活动端固接的抽气风管，抽气风管的风口朝向切割头装置的下端部；还包括在z轴移动装置的活动端和y轴移动装置的活动端之间连接的z轴气管拖链、在y轴移动装置的活动端和龙门架之间连接的y轴气管拖链、在龙门架和机床之间连接的x轴气管拖链；还包括与抽气风管相连接的气体管路，气体管路穿设于气管拖链内。
11.优选地：在机床的中部连接有多组用于阻挡切割头装置产生的热量的第一隔热罩，在龙门架的底部连接有用于阻挡切割头装置产生的热量的第二隔热罩。
12.优选地：机床设置有两组且两组机床对接设置，集气罩结构包括呈y型结构的集气罩本体，集气罩本体的两个进气通道分别与两组气流通道相连接，在集气罩本体的两个进气通道内均设置有蝶阀。
13.优选地：x轴移动装置包括在机床上固接的沿其长度方向延伸的x轴齿条和x轴导轨，在龙门架的底部固接有与x轴导轨滑动配合的滑块，在龙门架上固接有x轴电机，在x轴电机的输出轴上键连接有与x轴齿条相啮合的齿轮。
14.优选地：y轴移动装置包括在龙门架上固接的沿机床的宽度方向延伸的y轴导轨和y轴齿条，在y轴导轨上通过滑块滑动连接有y轴横移座；在y轴横移座上固接有y轴电机，在y轴电机的输出轴上键连接有与y轴齿条相啮合的齿轮。
15.优选地：z轴移动装置包括与y轴横移座相固接的电缸，切割头装置与电缸的活动端相固接。
16.优选地：在机床上设置有用于支撑工件的工件支撑装置，在工件支撑装置的边缘处固接有牛眼万向球；工件支撑装置包括在机床上设置的支撑架，在支撑架上连接有插接方管，在插接方管上插设有横跨支撑架的支撑立板，支撑立板的顶部边缘处呈锯齿状。
附图说明
17.图1是本实用新型的立体结构示意图；
18.图2是图1中的a区域放大示意图；
19.图3是龙门架上安装的其他装置的立体结构示意图；
20.图4是本实用新型的第一收集装置的立体结构示意图；
21.图5是本实用新型的切割头装置的立体结构示意图；
22.图6是本实用新型的集气罩结构的立体结构示意图。
23.图中：1、机床；2、第一收集装置；2
‑
1、轴流风机；2
‑
2、气流通道；2
‑
3、集气罩结构；2
‑3‑
1、集气罩本体；2
‑3‑
2、蝶阀；2
‑
4、通风口；3、x轴移动装置；3
‑
1、x轴齿条；3
‑
2、x轴导轨；3
‑
3、x轴电机；3
‑
4、x轴拖链；4、第一隔热罩；5、工件支撑装置；5
‑
1、支撑架；5
‑
2、插接方管；5
‑
3、支撑立板；6、y轴移动装置；6
‑
1、y轴电机；6
‑
2、y轴横移座；6
‑
3、y轴导轨；6
‑
4、y轴齿条；6
‑
5、y轴拖链；7、龙门架；8、切割头装置；8
‑
1、激光切割头；8
‑
2、水冷腔；8
‑
3、气嘴安装总成；8
‑
4、气嘴；9、第二收集装置；9
‑
1、抽气风管；9
‑
2、z轴气管拖链；9
‑
3、y轴气管拖链；9
‑
4、x轴气管拖链；10、z轴移动装置；10
‑
1、电缸；10
‑
2、z轴拖链；11、第二隔热罩。
具体实施方式
24.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：
25.请参见图1，本实用新型的板材激光切割机包括机床1，在机床1上设置有用于支撑工件的工件支撑装置5，在工件支撑装置5的边缘处固接有牛眼万向球。进一步参见图2，在本实施例中，工件支撑装置5包括在机床1上设置的支撑架5
‑
1，在支撑架5
‑
1上连接有插接方管5
‑
2，在插接方管5
‑
2上插设有横跨支撑架5
‑
1的支撑立板5
‑
3，支撑立板5
‑
3的顶部边缘处呈锯齿状。其中支撑立板5
‑
3和插接方管5
‑
2为消耗品，受热易损，需定期更换。在实际的工作过程中，将待加工的工件放置在工件支撑装置5上进行切割加工，在进行大功率的切割时，激光聚焦后产生的高功率密度的能量很容易穿过相邻的两个支撑立板5
‑
3之间，然后照射在机床1的连接板上，造成机床1变形，影响切割机的正常使用和使用寿命，因此本实施例在机床1的中部的连接有多组用于阻挡热量的第一隔热罩4，进一步的，第一隔热罩4采用铜板材质，机床1的连接板采用石墨材质。
26.如图1和图3所示，在机床1上横跨连接有龙门架7，在龙门架7的底部连接有用于阻挡切割头装置8产生的热量的第二隔热罩11，通过设置第二隔热罩11可避免龙门架7由高温造成变形。另外，在龙门架7上连接有切割头装置8。由于激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的，在进行大功率的切割时，切割头的功率越大，切割头内的镜片的发热也就越严重，但是，传统的激光切割头没有冷却结构，过高的工作温度会降低镜片的使用寿命，不利于大功率激光切割头切割的顺利进行。如图5所示，为了克服上述问题，本实施例在切割头上设置有降温冷却结构，具体为：切割头装置8包括激光切割头8
‑
1，在激光切割头8
‑
1上套设有用于对激光切割头8
‑
1进行降温的水冷腔8
‑
2，水冷腔8
‑
2位于激光切割头8
‑
1的透镜的外部，在水冷腔8
‑
2上连接有进水嘴和出水嘴。
27.在切割的过程中，激光切割头8
‑
1将激光照射至被切割的原材上，通过激光的高温将原材上的材料融化或气化，在切割过程中会伴随产生大量的含有粉尘和烟雾的高温废气，高温废气上升会对激光切割头8
‑
1造成损伤，因此，本实施例在激光切割头8
‑
1上连接有出气口朝下的用于喷射压缩气体的气嘴8
‑
4，气嘴8
‑
4向下喷射出的压缩空气可防止热量上升影响切割头。进一步的，在激光切割头8
‑
1上罩设有安装壳体，在安装壳体上连接有气嘴安装总成8
‑
3，气嘴8
‑
4与气嘴安装总成8
‑
3相连接并可调节角度；在安装壳体上设置有气流通道，气流通道出气口与气嘴8
‑
4的进气口通过气体管路相连接，气流通道进气口通过气体管路与高压气源相连接。
28.进一步参见图1，本实施例还包括用于驱动切割头装置8沿机床1的长度方向移动的x轴移动装置3、用于驱动切割头装置8沿机床1的宽度方向移动的y轴移动装置6以及用于驱动切割头装置8纵向移动的z轴移动装置10。
29.如图3所示，在本实施例中，x轴移动装置3包括在机床1上固接的沿其长度方向延伸的x轴齿条3
‑
1和x轴导轨3
‑
2，在龙门架7的底部固接有与x轴导轨3
‑
2滑动配合的滑块，在龙门架7上固接有x轴电机3
‑
3，在x轴电机3
‑
3的输出轴上键连接有与x轴齿条3
‑
1相啮合的齿轮。x轴移动装置3还包括在龙门架7和机床1之间连接的x轴拖链3
‑
4。
30.x轴电机3
‑
3的输出轴旋转可带动其上连接的齿轮旋转，由于该齿轮与x轴齿条3
‑
1相啮合，所以旋转的齿轮可带动龙门架7沿x轴导轨3
‑
2横向移动；在本实施中，为了进一步
的提升龙门架7的运行稳定性，在龙门架7上转动连接有与x轴齿条3
‑
1相啮合的齿轮。
31.如图3所示，在本实施例中，y轴移动装置6包括在龙门架7上固接的沿机床1的宽度方向延伸的y轴导轨6
‑
3和y轴齿条6
‑
4，在y轴导轨6
‑
3上通过滑块滑动连接有y轴横移座6
‑
2；在y轴横移座6
‑
2上固接有y轴电机6
‑
1，在y轴电机6
‑
1的输出轴上键连接有与y轴齿条6
‑
4相啮合的齿轮。y轴移动装置6还包括在y轴横移座6
‑
2和龙门架7之间固接的y轴拖链6
‑
5。
32.y轴电机6
‑
1的输出轴旋转可带动其上连接的齿轮旋转，由于该齿轮与y轴齿条6
‑
4相啮合，所以旋转的齿轮可带动y轴横移座6
‑
2沿y轴导轨6
‑
3横向移动；在本实施中，为了进一步的提升y轴横移座6
‑
2的运行稳定性，在y轴横移座6
‑
2上转动连接有与y轴齿条6
‑
4相啮合的齿轮。
33.如图3所示，z轴移动装置10与y轴横移座6
‑
2相固接，z轴移动装置10包括与y轴横移座6
‑
2相固接的电缸10
‑
1，切割头装置8与电缸10
‑
1的活动端相固接。z轴移动装置10还包括在电缸10
‑
1的活动端和y轴横移座6
‑
2之间固接的z轴拖链10
‑
2。
34.如图1所示，在本实施例中，在机床1上连接有用于收集烟尘废气的第一收集装置2。进一步的参见图4，第一收集装置2包括在机床1上连接的相对设置的多组轴流风机2
‑
1和多组通风口2
‑
4，多组通风口2
‑
4与风机相连接。在本实施例中，第一收集装置2还包括在机床1上开设的沿其长度方向延伸的气流通道2
‑
2。多组通风口2
‑
4沿机床1的长度方向分布并与气流通道2
‑
2相连通。
35.根据实际工作的需要，本实施例中的机床1设置有两组且两组机床1对接设置，在机床1上设置有用于封堵住气流通道2
‑
2的两端的气口的板件。第一收集装置2还包括在机床1上连接的与气流通道2
‑
2相连通的集气罩结构2
‑
3，集气罩结构2
‑
3通过气体管路与风机相连接。在实际的工作过程中，本实施例中的轴流风机2
‑
1朝向通风口2
‑
4吹气，配合风机抽气，进而使得切割过程中产生的废气经由通风口2
‑
4后依次流入气流通道2
‑
2和集气罩结构2
‑
3，最终被集中收集处理，相较于传统的两侧吸气设置，本实施例采用一侧吹气、一侧吸气设置，保证中部的烟气能够被收集处理，进而对废气进行高效的收集。
36.由于本实施例由两组机床1对接构成，因此，如图6所示，集气罩结构2
‑
3包括呈y型结构的集气罩本体2
‑3‑
1，集气罩本体2
‑3‑
1的两个进气通道分别与两组气流通道2
‑
2相连接。另外，由于设置有两组机床1，所以切割机过长，与过长的机床相比，切割工作的工作区域相对较小，因此，产生的废气最开始的时候是局限于一定的区域内的，这就造成了机床内部的废气的浓度不同，综上，在风机进行抽气操作时，也需要对两组机床1进行择一针对操作，根据上述要求，本实施例在集气罩本体2
‑3‑
1的两个进气通道内均设置有蝶阀2
‑3‑
2。通过设置蝶阀2
‑3‑
2可控制集气罩本体2
‑3‑
1的两个进气通道的气流流量，进而方便对两组机床1进行择一针对操作，进一步的提高了废气收集效果。
37.如图1所示，本实施例还包括风口朝向切割头装置8的用于收集烟尘废气的第二收集装置9。如图3和图4所示，第二收集装置9包括在z轴移动装置10的活动端固接的抽气风管9
‑
1，抽气风管9
‑
1的风口朝向切割头装置8的下端部；还包括在z轴移动装置10的活动端和y轴移动装置6的活动端之间连接的z轴气管拖链9
‑
2、在y轴移动装置6的活动端和龙门架7之间连接的y轴气管拖链9
‑
3、在龙门架7和机床1之间连接的x轴气管拖链9
‑
4；还包括与抽气风管9
‑
1相连接的气体管路。气体管路采用软管且软管穿设于气管拖链内，软管在拖链里面，随着切割头移动。第二收集装置9还包括与气体管路相连接的风机，在本实施例中，第二
收集装置9的气体管路未与第一收集装置2汇聚，也可根据实际的需要与第一收集装置2汇聚。
38.工作原理：
39.将待切割的工件放置在工件支撑装置5，然后x轴移动装置3和y轴移动装置6带动切割头装置8在平面内移动至预设位置，z轴移动装置10驱动切割头装置8纵向移动至预设位置，方便对工件进行切割。切割头装置8中的激光切割头8
‑
1对工件进行切割时，气嘴8
‑
4会向下喷射出的压缩气体，进而防止产生的大量烟尘废气上升影响切割头，配合第二收集装置9，可对切割工位产生的废气进行集中的收集；第一收集装置2可对弥散至机床1内的废气进行收集，第一收集装置2的工作原理如前文，此处不赘述。另外，在切割过程中，激光切割头8
‑
1会产生大量的热量，水冷腔8
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2可对激光切割头8
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1进行降温冷却，避免高温对激光切割头8
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1内部的透镜造成影响，提高了激光切割头8
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1的使用寿命。