薄壁管材的激光加工设备

摘要

本发明提出一种薄壁管材的激光加工设备，包括旋转轴、直线轴、激光切割头、辅助高压气体供气单元、Z轴模块、激光发生器、准直扩束镜、照明光源、45°反射镜、CCD、控制系统。所述激光切割头包括激光喷嘴、保护镜、聚焦镜。旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构。CCD用以在激光光斑位置调整时观察光斑聚焦情况，同时在加工过程中随时查看加工情况，并对加工过程全程录像。控制系统包括用于控制直线轴、旋转轴和Z轴模块的运动控制单元，以及用于控制激光发生器的激光控制单元。本发明提出的薄壁管材的激光加工设备，加工速度快、加工精度高。

主权项

一种薄壁管材的激光加工设备，其特征在于，包括旋转轴、直线轴、激光切割头、辅助高压气体供气单元、Z轴模块、激光发生器、准直扩束镜、照明光源、45°反射镜、CCD、控制系统；所述激光切割头包括激光喷嘴、保护镜、聚焦镜；所述旋转轴包括电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、拉杆模块、外壳、端盖、夹头；所述拉杆模块包括拉杆盖、活塞、拉杆座、滚动轴承、轴套、拉杆，拉杆为中空结构；所述外壳的一端设置拉杆盖、拉杆座，另一端设置端盖；所述拉杆盖、拉杆座之间设有活塞、轴套、滚动轴承；活塞的两侧分别设有第一气腔、第二气腔，第一气腔、第二气腔分别设有出入口，通过出入口充放气, 所述出入口连接辅助高压气体供气单元；所述夹头设置于拉杆的一端，穿过端盖露出一部分；夹头通过从旋转轴靠近拉杆盖的一端拧入拉杆模块的另一端螺纹孔中；所述联轴器将电机的输出轴和蜗杆轴连接，蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮与拉杆共轴，蜗轮轴即为拉杆轴；电机的转动最终带动拉杆轴旋转运动；所述旋转轴用于夹持薄壁管材，并带动薄壁管材高精度旋转，旋转轴的底座安装在直线轴的动板上，可沿直线轴进给；直线轴和旋转轴组成了激光加工设备的精密二维运动平台；把旋转轴和直线轴组成的二维运动平台模块整体安装在天然花岗岩材质制作的基准上；该精密二维运动平台集管材装夹与材料处理于一体，采用高分辨率光栅尺和高精度编码器位置反馈实现全闭环控制；所述激光切割头安装在Z轴模块上，Z轴模块安装在天然花岗岩的基准上，可手动或者自动实现在Z轴模块的上下直线运动，从而能够根据不同管径调整激光喷嘴下沿距离薄壁管材最表面的距离，控制待加工薄壁管材聚焦光斑的能量分布，同时在加工过程中能够随时根据激光光斑的变化调整喷嘴与加工薄壁管材表面的距离； 所述激光发生器所发出的激光束经过准直扩束镜形成水平激光束，而后与照明光源发射的光同时入射至45°反射镜，45°反射镜对水平激光束全反射，并对照明光45°增透，激光束垂直入射到聚焦镜上；透过聚焦镜的激光束经过保护镜在焦点处聚成一极小的光斑，光斑在加工平台上的薄壁管材表面使工件瞬间汽化，再配合辅助高压气体，供气单元提供的辅助切割气体将汽化的金属吹走；所述CCD接收从45°反射镜反射的光，CCD用以在激光光斑位置调整时观察光斑聚焦情况，同时在加工过程中随时查看加工情况，并对加工过程全程录像；所述控制系统包括用于控制直线轴、旋转轴和Z轴模块的运动控制单元，以及用于控制激光发生器的激光控制单元；所述控制系统与直线轴、旋转轴、Z轴模块、激光发生器、CCD连接。