一种具有割枪防撞功能的激光切割装置的制作方法

本发明涉及激光切割，具体为一种具有割枪防撞功能的激光切割装置。

背景技术：

1、目前的切割技术有以下几种：火焰切割、电弧切割、激光切割机、刀具切割、水刀切割等，其中激光切割在金属材料的切割过程中经常使用，它的工作原理是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料瞬间熔化或汽化，以达到切割的目的。

2、如今的激光切割装置基本上都具有沿x轴、y轴和z轴移动的能力，但在移动的过程中割枪难免会与工件发生碰撞事故，而大部分激光切割装置通常需要割枪与工件碰撞后才能获知信息，例如专利“cn114406505b一种激光切割头及激光切割机（公开日：2022.06.28）”便公开了一种割枪防撞的技术方案，但该技术方案在实际使用时会发生问题：第一，在上述专利中是通过割枪有无移动判断割枪是否与工件发生撞击，因此若割枪移动速度和幅度都较大时，检测到割枪与工件发生撞击的瞬间，割枪已经受到了损伤；第二，激光切割装置在工作时，通常会向切割部位释放惰性保护气体，但绝大部分激光切割装置都只能按照一个确定的速度释放惰性保护气体，无法根据切割部位的氧气含量，选择性的释放惰性保护气体，以至于造成了生产成本的极大浪费；第三，激光切割装置在工作过程中，使用完的惰性保护气体中会携带有熔渣碎屑等物质，目前虽然有些激光切割装置会增设废气收集机构，但这些废气收集机构，一旦发生了滤网堵塞现象，通常需要停机后人工清理，无法实现不停机自动清理，进而不利于提高工厂的生产效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有割枪防撞功能的激光切割装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有割枪防撞功能的激光切割装置，所述激光切割装置包括机架、气罐、切割机构和夹持机构，所述气罐设置在机架的上方，所述切割机构设置在机架的内部上端，所述夹持机构设置在机架的内部下端，所述机架的后端内壁上设置滑座，所述切割机构包括升降座、固定座和感应套管，所述升降座通过第一直线电机活动安装在滑座远离机架内壁的一侧，所述升降座具有水平伸缩功能，所述固定座通过第二直线电机活动安装在升降座远离滑座的一侧，所述固定座的内部设置有激光发射器，所述感应套管设置在固定座的下方，通过所述夹持机构固定工件，通过所述激光发射器切割工件，通过所述感应套管防止激光发射器与工件发生撞击而损坏。

3、机架为本发明的安装基础，夹持机构为本发明的固定基础，工作时，通过夹持机构夹持固定工件，通过切割机构对工件进行切割，本发明设置有滑座和升降座，通过第一直线电机和第二直线电机使得固定座内的激光发射器具有水平移动和竖直移动的能力，进而便于切割，另外本发明还设置有感应套管，通过感应套管感知切割机构与工件是否发生碰撞，同时在发生了碰撞的时候，能够防止激光发射器因碰撞而损坏。

4、进一步的，所述固定座的外侧相对设置有废料箱和气泵，所述固定座的下端固定安装有防护套管，所述防护套管远离固定座的一端设置有气囊，所述防护套管靠近固定座的一端通过第一导气槽和气泵与气罐相连接，所述防护套管位于感应套管的内部，所述防护套管与感应套管之间具有间隙，所述废料箱具有吸气功能且通过第二导气槽与间隙相连通。

5、本发明中气罐内设置有惰性保护气体，工作时，气泵会将气罐内的惰性气体输送入防护套管内，通过该组惰性气体能够起到冷却以及防止切割端面氧化的作用，另外本发明还设置有气囊和废料箱，通过气囊能够使得本发明的切割处与外界环境相隔开，一方面在保证切割端面不被氧化的基础上降低惰性气体的使用量，另一方面方便废料箱将使用后的惰性气体吸走进行处理，以避免惰性气体内携带的熔渣等碎料乱飞污染机架内的环境。

6、进一步的，所述固定座的下端设置有感应槽，所述感应槽内设置有弹性环，所述感应套管靠近固定座的一端伸入感应槽内，所述感应套管的外侧设置有缓冲槽，所述缓冲槽远离感应套管的一端设置有弹性板，所述弹性环和弹性板上均设置有压电片。

7、本发明在工作时，切割机构会根据工作的需要而升降或者水平移动，正常情况下，切割机构应该位于工件的上方进行切割，但是当移动出现偏差时，切割机构会与工件发生撞击，本发明中弹性环上设置的压电片与第二直线电机相连接，弹性板上设置的压电片与第一直线电机相连接，通过上述技术方案，若切割机构与工件发生水平撞击时，弹性板会受力变形，此时通过弹性板和缓冲气体能够起到缓冲的作用，避免切割机构骤然受撞击而损害，通过弹性板上设置的压电片能够上述情况以电信号的形式传递给第一直线电机，以避免切割机构继续水平移动，同理，若切割机构与工件发生竖直撞击时，弹性环会受力变形，此时通过弹性环能够起到缓冲的作用，通过弹性环上设置的压电片能够上述情况以电信号的形式传递给第二直线电机，以避免切割机构继续做升降运动。

8、进一步的，所述防护套管靠近气囊的一端设置有若干组泄压槽，每组所述泄压槽的内部均设置有一个密封球，所述泄压槽靠近感应套管一端的位置高度大于泄压槽远离感应套管一端的位置高度。

9、通过上述技术方案，当工件的截面为圆形时，由于曲面的原因，惰性气体进入到防护套管内后将会带着防护套管内初始存在的空气从气囊的底部流出，当工件的截面为矩形时，在气囊的作用下，防护套管内的区域将处于密闭状态，当向防护套管内输入惰性气体时，在气压的作用下，密封球会向上移动并进入到泄压槽的中间位置处，此时防护套管内的惰性气体和初始存在的空气会从泄压槽流出，通过气囊一方面能起到缓冲的作用，避免防护套管直接与工件碰撞，另一方面能够使得本发明的切割处与外界环境相隔开，在保证切割端面不被氧化的基础上降低惰性气体的使用量，通过泄压槽和密封球能够起到泄气的作用，即，一方面去除防护套管内初始存在的空气保证切割质量，一方面避免防护套管内的气体过多而损坏。

10、进一步的，所述废料箱的内部设置有旋转电机、风机、第一废料室、第二废料室和截留组件，所述风机的进气口通过第二导气槽与间隙相连接，所述风机的出气口通过第三导气槽与第二废料室相连接，所述截留组件的一端设置在第一废料室内，所述截留组件的另一端设置在第二废料室内，通过所述旋转电机驱动截留组件在第一废料室和第二废料室内旋转，所述第二废料室通过第一排气槽与外界环境相连接。

11、通过上述技术方案，本发明在工作时，通过风机能够将使用后的惰性气体吸走，通过截留组件对惰性气体进行过滤处理，以避免惰性气体内携带的熔渣等碎料乱飞污染环境，本发明设置截留组件通过旋转电机而旋转，通过旋转电机能够随时改变截留组件的工作部位，以避免发生堵塞等现象，造成气体流通不畅，同时实现不停机清理的目的。

12、进一步的，所述第一排气槽上设置有测氧组件，通过所述测氧组件控制旋转电机和气泵的工作。

13、通过上述技术方案，本发明在工作时，使用后的惰性气体会先穿过测氧组件再流到外界环境，通过测氧组件一方面检测惰性气体的流到速度，另一方面检测使用后的惰性气体内含有的氧气量，正常情况下，若风机的吸气量不变，那么经过测氧组件的惰性气体流速应该也是固定的，若某一时刻，流经测氧组件的惰性气体流速变慢，则代表截留组件工作部位发生了堵塞现象，需要通过旋转电机改变截留组件的工作部位，最后，在切割矩形截面的工件时，若检测出流经测氧组件的气体无氧气存在或者氧气量极低，则代表防护套管内的氧气已经不足以氧化工件的切割面了，此时气泵便能降低或者停止向防护套管内输入惰性气体，以避免惰性气体的浪费，降低生产成本。

14、进一步的，所述第一废料室的内部设置有清洁块，所述清洁块通过活动轴和柔性弹簧与第一废料室相连接，所述截留组件包括固定环、滤板和连接架，所述固定环和滤板均设置有两组，两组所述固定环相互靠近的一端各通过一组滤板相连接，其中一组所述固定环通过连接架与旋转电机的转轴相连接。

15、通过上述技术方案，第一废料室和第二废料室内各有一组固定环和滤板，通过第二废料室内的滤板起到过滤使用后惰性气体的目的，当长时间使用，以至于第二废料室内的滤板发生堵塞时，通过旋转电机和连接架能够使得位于第一废料室内的滤板与第二废料室内的滤板交换位置，在交换位置的过程中，通过清洁块能够对第一废料室内的滤板进行清理，以确保进入到第二废料室内后，第一废料室内的滤板是洁净的。

16、进一步的，所述测氧组件包括连通座，所述连通座的内部设置有第二排气槽，所述第二排气槽与第一排气槽相对齐，所述第二排气槽的内部设置有u形氧化锆元件，所述氧化锆元件的外壁面和内壁面分别设置有一组电极片，所述氧化锆元件远离第二排气槽的一端内部设置有加热元件且与外界环境相连通，所述第二排气槽的下端设置有活动槽，所述活动槽靠近第二排气槽的一端与第二排气槽相连通，所述活动槽远离第二排气槽的一端填充有测速气体，所述测速气体的压强等于大气压强，所述活动槽的内部中间位置处设置有测速块，所述测速块下端设置有压电片。

17、本发明中加热元件与外界电源相连接，两组电极片与电压检测装置相连接，通过上述技术方案，氧化锆元件靠近第二排气槽一侧的氧浓度小于氧化锆元件远离第二排气槽一侧的氧浓度，高温状态下，通过氧化锆元件内外两侧的氧浓度不同，能够使得氧化锆元件上的两组电极片产生电位差，且浓度差越大，电位差越大，通过检测两组电极片的电位差能够判断流经测氧组件的气体内氧气含量，进而方便工作人员根据需要调整气泵的排气量，以降低惰性气体的使用，最后本发明还设置有测速块和活动槽，正常情况下，第二排气槽内的流速通常较大，根据伯努利原理可知，测速块上方的压强会小于大气压强，此时测速块下端设置的压电片检测到的力会小于测速块本身的重力，若某一时刻，第二排气槽内的气体流速突然降低时，测速块上方压强会随之变大，此时测速块下端设置的压电片检测到的力也会随之改变并传递到旋转电机上，通过旋转电机改变截留组件的工作部位，以避免堵塞现象影响焊接工作的正常进行。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明相比于目前的激光切割装置设置有感应套管和防护套管，通过感应套管感知切割机构与工件是否发生碰撞，同时在发生了碰撞的时候，能够起到缓冲的作用防止激光发射器因碰撞而损坏，通过防护套管下端设置的气囊能够使得本发明的切割处与外界环境相隔开，一方面在保证切割端面不被氧化的基础上降低惰性气体的使用量，另一方面方便废料箱将使用后的惰性气体吸走进行处理，以避免惰性气体内携带的熔渣等碎料乱飞污染机架内的环境，最后本发明还设置有截留组件和测氧组件，通过测氧组件一方面检测惰性气体在流经测氧组件时的速度，另一方面检测使用后的惰性气体内含有的氧气量，进而方便工作人员控制旋转电机和气泵工作，通过旋转电机能够随时改变截留组件的工作部位，以避免废料箱在吸气时，截留组件工作的部位发生堵塞等现象，造成气体流通不畅，同时实现不停机自动清理的目的，当检测出流经测氧组件的气体无氧气存在或者氧气量极低，则代表防护套管内的氧气已经不足以氧化工件的切割面了，此时气泵便能降低或者停止向防护套管内输入惰性气体，以避免惰性气体的浪费，降低生产成本。