高精密激光切割系统及其高速精密切割方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高精密激光切割系统，包括设备底座，所述设备底座的一侧通过卡盘旋转电机支撑座支撑设置有横向的卡盘旋转电机，所述卡盘旋转电机的输出端为横向的旋转盘，所述旋转盘上同轴心安装有三角卡盘，所述上三角卡盘上的卡爪能夹持待切割管体的一端；待切割管体的一端夹持在所述三角卡盘上时，所述待切割管体与所述旋转盘同轴心；所述设备底座上还设置有支架座，所述支架座上安装有若干管体支架，本发明专利技术实现对厚壁管体的双向切割，使激光切割深度减少一半，并且解决了双侧切割过程的走刀一致性问题，避免单向切割造成切割深度过大、不利于辅助气体喷射的现象。

High precision laser cutting system and its high speed and precision cutting method

The invention discloses a high precision laser cutting system, which includes a device base. One side of the device base is supported by a chuck rotating motor support base, which is provided with a transverse chuck rotating motor. The output end of the chuck rotating motor is a transverse rotating disk. The rotating disk is installed with a triangular chuck on the same axis, and the claws on the upper triangular chuck can hold the pipe body to be cut When one end of the pipe body to be cut is clamped on the triangular chuck, the pipe body to be cut and the rotating disc are on the same axis; the equipment base is also provided with a bracket seat, and the bracket seat is installed with a number of pipe body brackets, the invention realizes the bidirectional cutting of thick wall pipe body, reduces the laser cutting depth by half, and solves the problem of consistent cutting in the process of bilateral cutting To avoid the phenomenon that the cutting depth is too large, which is not conducive to the auxiliary gas injection.

【技术实现步骤摘要】
高精密激光切割系统及其高速精密切割方法
本专利技术属于激光切割领域。
技术介绍
三通钢管的焊接焊缝位于支管与主管相交所形成的相贯线位置，在制作三通管的主管时，需要在主管的管壁上用激光切割设备切割出相贯线，由于相贯线是立体轨迹，需要专门的激光切割设备；激光切割钢管时，激光头处会实时的喷出辅助气体，使实际切割位置熔化或气化的金属迅速逃逸；但是，当主管的管壁相对比较厚的，例如超过10cm厚的管壁时，单纯的从管壁外侧进行激光切割时，当激光切割深度到超过5cm时其激光头处的辅助气体喷嘴距实际切割位置会产生一定距离，造成辅助气体喷射不到实际切割位置的情形；因此需要对这种管体进行双侧激光切割，然而由于是相贯线切割，其切割轨迹为立体的异形轨迹，造成管体相贯线双侧切割实施起来极为困难；若双侧切割过程出现轨迹上的误差，进而会造成管外侧的激光切割后产生切割沟槽与管内侧的切割后产生切割沟槽不会连通，而且只要有一处不连通都会造成相贯线切割失败的情形。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种高精密激光切割系统及其高速精密切割方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的高精密激光切割系统，包括设备底座，所述设备底座的一侧通过卡盘旋转电机支撑座支撑设置有横向的卡盘旋转电机，所述卡盘旋转电机的输出端为横向的旋转盘，所述旋转盘上同轴心安装有三角卡盘，所述上三角卡盘上的卡爪能夹持待切割管体的一端；待切割管体的一端夹持在所述三角卡盘上时，所述待切割管体与所述旋转盘同轴心；所述设备底座上还设置有支架座，所述支架座上安装有若干管体支架，待切割管体的一端夹持在所述三角卡盘上时，待切割管体的另一端架设于所述管体支架的正上方；所述管体支架为上端呈八字形向两侧张开的撑脚结构，所述管体支架的两撑脚顶端均转动安装有滚托轮，所述待切割管体下部的管外壁与各所述滚托轮滚动相切；所述设备底座上还安装有管体激光相贯线切割系统。进一步的，所述管体激光相贯线切割系统包括固定安装在所述设备底座上的激光切割底座，所述激光切割底座位于所述待切割管体远离所述卡盘旋转电机的一侧；所述激光切割底座的上侧固定设置有竖向的导轨支架；所述导轨支架靠近待切割管体的一侧上下部固定连接有的上固定导轨和下固定导轨，所述上固定导轨和下固定导轨的延伸方向均与所述待切割管体轴线平行；所述上固定导轨的下侧沿长度方向设置有上滑动轨，所述上滑动轨能沿所述上固定导轨的长度方向滑动；所述下固定导轨的上侧沿长度方向设置有下滑动轨，所述下滑动轨能沿所述下固定导轨的长度方向滑动；所述上滑动轨远离所述导轨支架的一端固定安装有第一激光发射器，所述第一激光发射器位于所述待切割管体的正上方，所述第一激光发射器的第一激光发射头竖向朝下设置，且所述第一激光发射头的延伸线经过所述待切割管体的轴线；所述下滑动轨远离所述导轨支架的一端固定安装有第二激光发射器，所述第二激光发射器位于所述待切割管体的内部，所述第二激光发射器的第二激光发射头竖向朝上设置，且所述第二激光发射头的延伸线经过所述待切割管体的轴线；所述上滑动轨的正下方通过若干第一支撑柱固定连接有水平的上条状体；所述下滑动轨的正上方通过若干第二支撑柱固定连接有水平的下条状体；所述上条状体与所述下条状体之间上下间距设置；所述上条状体的下侧面沿长度方向阵列设置有若干上齿体，所述下条状体的上侧面沿长度方向阵列设置有若干下齿体；所述上条状体与所述下条状体之间设置有齿轮，所述齿轮的上侧与所述上条状体上的若干上齿体啮合；所述齿轮的下侧与所述下条状体上的若干下齿体啮合；所述齿轮的旋转能使所述上条状体和下条状体做速度大小相等，方向相反的直线位移。进一步的，所述激光切割底座上还安装有齿轮输出电机座，所述齿轮输出电机座上固定安装有齿轮输出电机，所述齿轮输出电机，所述齿轮输出电机与所述齿轮的齿轮轴驱动连接，所述齿轮输出电机能通过所述齿轮轴带动所述齿轮旋转；所述导轨支架上还安装有横向的轴承座，所述齿轮轴远离所述齿轮输出电机的一端通过轴承与所述轴承座上的轴承孔转动连接；所述上固定导轨上设置有上结构加强梁，所述下固定导轨的下侧设置有下结构加强梁；所述设备底座的中部一侧设置有滑台，所述滑台上设置有水平导轨，所述水平导轨的长度方向与所述待切割管体的轴线方向垂直；所述水平导轨内设置有能沿所述水平导轨位移的滑块，所述滑块的上方通过若干竖向支撑杆固定支撑设置有水平的平动平台，所述平动平台上固定安装有水平的第三激光发射器，所述第三激光发射器靠近待切割管体的一端固定设置有横向的第三激光发射头，所述第三激光发射头的发射延伸线与所述待切割管体的轴线相交；所述滑块能带动所述第三激光发射器做沿所述水平导轨的平动。进一步的，高精密激光切割系统，包括如下步骤：步骤一，将三角卡盘上的卡爪夹持待切割管体的一端，并且使待切割管体的另一端架设于所述管体支架的正上方，使待切割管体与旋转盘同轴心，此时第一激光发射器位于待切割管体的管内，第二激光发射器位于待切割管体的管外；此时待切割管体能随旋转盘同步旋转，该步骤完成了对待切割管体的工装；步骤二，控制齿轮输出电机，进而带动齿轮旋转，使上条状体和下条状体做速度大小相等，方向相反的直线位移，通过控制齿轮的旋转方向使第一激光发射器与第二激光发射器做相互靠近的运动，直至第一激光发射头的激光发射延伸线与第二激光发射头的激光发射延伸线重合；此时暂停齿轮输出电机；第一激光发射头的激光发射延伸线与第二激光发射头的激光发射延伸线重合的位置刚好处于待切割管体的轴线方向的中部位置；此时完成的第一激光发射器与第二激光发射器的初始位置的定位；步骤三，控制待切割管体随旋转盘沿轴线旋转；以此同时通过齿轮输出电机控制齿轮旋转，使第一激光发射器与第二激光发射器做速度大小始终相等，运动方向始终相反的运动；在执行步骤三的过程中需要实时的控制卡盘旋转电机和齿轮输出电机转速和旋向，使第一激光发射头相对于待切割管体的走刀轨迹为目标相贯线逆时针轨迹；第二激光发射头相对于待切割管体的走刀轨迹为目标相贯线顺时针轨迹；目标相贯线顺时针走刀轨迹和目标相贯线逆时针走刀轨迹沿顺时针方向依次包括点A、点B、点C、点D、点E和点F；点A至点C的轨迹为第一轨迹，点C至点D的轨迹为第二轨迹，点D至点F的轨迹为第三轨迹、点F至点A轨迹为第四轨迹；点B与点E之间的距离与目标相贯线的直径相等；点A、点F与点C、点D相对于待切割管体的中心线对称；其中点A与点F之间的距离和点C与点D之间的距离均与第三激光发射头所发射的激光束直径大小相等；第一激光发射头相对于待切割管体做目标相贯线的逆时针轨迹走刀的过程中，在第一激光发射头沿第一轨迹和第三轨迹走刀的过程中第一激光发射头实时的向待切割管体外壁垂直射出切割激光，第一激光发射头射出切割激光的切割深度为待切割管体的壁厚的一半，进而使待切割管体的外壁形成外相贯线激光外切割沟槽；第一激光发射头沿第二轨迹和第四轨迹走刀的过程中第一激光发射头暂停射出切割激光；进而使第二轨迹和第四轨迹上分别形成第一未切割段和第二未切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高精密激光切割系统，其特征在于：包括设备底座(25)，所述设备底座(25)的一侧通过卡盘旋转电机支撑座(72)支撑设置有横向的卡盘旋转电机(17)，所述卡盘旋转电机(17)的输出端为横向的旋转盘(71)，所述旋转盘(71)上同轴心安装有三角卡盘(16)，所述上三角卡盘(16)上的卡爪(15)能夹持待切割管体(2)的一端；待切割管体(2)的一端夹持在所述三角卡盘(16)上时，所述待切割管体(2)与所述旋转盘(71)同轴心；所述设备底座(25)上还设置有支架座(24)，所述支架座(24)上安装有若干管体支架(23)，待切割管体(2)的一端夹持在所述三角卡盘(16)上时，待切割管体(2)的另一端架设于所述管体支架(23)的正上方；/n所述管体支架(23)为上端呈八字形向两侧张开的撑脚结构，所述管体支架(23)的两撑脚顶端均转动安装有滚托轮(22)，所述待切割管体(2)下部的管外壁与各所述滚托轮(22)滚动相切；所述设备底座(25)上还安装有管体激光相贯线切割系统。/n

【技术特征摘要】
1.高精密激光切割系统，其特征在于：包括设备底座(25)，所述设备底座(25)的一侧通过卡盘旋转电机支撑座(72)支撑设置有横向的卡盘旋转电机(17)，所述卡盘旋转电机(17)的输出端为横向的旋转盘(71)，所述旋转盘(71)上同轴心安装有三角卡盘(16)，所述上三角卡盘(16)上的卡爪(15)能夹持待切割管体(2)的一端；待切割管体(2)的一端夹持在所述三角卡盘(16)上时，所述待切割管体(2)与所述旋转盘(71)同轴心；所述设备底座(25)上还设置有支架座(24)，所述支架座(24)上安装有若干管体支架(23)，待切割管体(2)的一端夹持在所述三角卡盘(16)上时，待切割管体(2)的另一端架设于所述管体支架(23)的正上方；
所述管体支架(23)为上端呈八字形向两侧张开的撑脚结构，所述管体支架(23)的两撑脚顶端均转动安装有滚托轮(22)，所述待切割管体(2)下部的管外壁与各所述滚托轮(22)滚动相切；所述设备底座(25)上还安装有管体激光相贯线切割系统。


2.根据权利要求1所述的高精密激光切割系统，其特征在于：所述管体激光相贯线切割系统包括固定安装在所述设备底座(25)上的激光切割底座(21)，所述激光切割底座(21)位于所述待切割管体(2)远离所述卡盘旋转电机(17)的一侧；所述激光切割底座(21)的上侧固定设置有竖向的导轨支架(18)；所述导轨支架(18)靠近待切割管体(2)的一侧上下部固定连接有的上固定导轨(12)和下固定导轨(49)，所述上固定导轨(12)和下固定导轨(49)的延伸方向均与所述待切割管体(2)轴线平行；所述上固定导轨(12)的下侧沿长度方向设置有上滑动轨(13)，所述上滑动轨(13)能沿所述上固定导轨(12)的长度方向滑动；所述下固定导轨(49)的上侧沿长度方向设置有下滑动轨(20)，所述下滑动轨(20)能沿所述下固定导轨(49)的长度方向滑动；
所述上滑动轨(13)远离所述导轨支架(18)的一端固定安装有第一激光发射器(14)，所述第一激光发射器(14)位于所述待切割管体(2)的正上方，所述第一激光发射器(14)的第一激光发射头(6)竖向朝下设置，且所述第一激光发射头(6)的延伸线经过所述待切割管体(2)的轴线；所述下滑动轨(20)远离所述导轨支架(18)的一端固定安装有第二激光发射器(41)，所述第二激光发射器(41)位于所述待切割管体(2)的内部，所述第二激光发射器(41)的第二激光发射头(7)竖向朝上设置，且所述第二激光发射头(7)的延伸线经过所述待切割管体(2)的轴线；
所述上滑动轨(13)的正下方通过若干第一支撑柱(39)固定连接有水平的上条状体(35)；所述下滑动轨(20)的正上方通过若干第二支撑柱(59)固定连接有水平的下条状体(34)；所述上条状体(35)与所述下条状体(34)之间上下间距设置；所述上条状体(35)的下侧面沿长度方向阵列设置有若干上齿体(33)，所述下条状体(34)的上侧面沿长度方向阵列设置有若干下齿体(36)；所述上条状体(35)与所述下条状体(34)之间设置有齿轮(38)，所述齿轮(38)的上侧与所述上条状体(35)上的若干上齿体(33)啮合；所述齿轮(38)的下侧与所述下条状体(34)上的若干下齿体(36)啮合；所述齿轮(38)的旋转能使所述上条状体(35)和下条状体(34)做速度大小相等，方向相反的直线位移。


3.根据权利要求2所述的高精密激光切割系统，其特征在于：所述激光切割底座(21)上还安装有齿轮输出电机座(81)，所述齿轮输出电机座(81)上固定安装有齿轮输出电机(40)，所述齿轮输出电机(40)，所述齿轮输出电机(40)与所述齿轮(38)的齿轮轴(43)驱动连接，所述齿轮输出电机(40)能通过所述齿轮轴(43)带动所述齿轮(38)旋转；所述导轨支架(18)上还安装有横向的轴承座(19)，所述齿轮轴(43)远离所述齿轮输出电机(40)的一端通过轴承(44)与所述轴承座(19)上的轴承孔转动连接；所述上固定导轨(12)上设置有上结构加强梁(11)，所述下固定导轨(49)的下侧设置有下结构加强梁(91)；
所述设备底座(25)的中部一侧设置有滑台(26)，所述滑台(26)上设置有水平导轨(28)，所述水平导轨(28)的长度方向与所述待切割管体(2)的轴线方向垂直；所述水平导轨(28)内设置有能沿所述水平导轨(28)位移的滑块(29)，所述滑块(29)的上方通过若干竖向支撑杆(30)固定支撑设置有水平的平动平台(31)，所述平动平台(31)上固定安装有水平的第三激光发射器(32)，所述第三激光发射器(32)靠近待切割管体(2)的一端固定设置有横向的第三激光发射头(47)，所述第三激光发射头(47)的发射延伸线与所述待切割管体(2)的轴线相交；所述滑块(29)能带动所述第三激光发射器(32)做沿所述水平导轨(28)的平动。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭涛，
申请(专利权)人：杭涛，
类型：发明
国别省市：江苏;32