板材激光切割平台和激光切割工艺的制作方法

本技术涉及激光切割设备的，尤其是涉及一种板材激光切割平台和激光切割工艺。

背景技术：

1、激光切割是利用高功率密度的激光束照射工件，使工件局部区域迅速升温至熔点或沸点，同时与激光束同轴的高压辅助气体将熔化或气化物质吹除并形成孔洞，随着激光束与工件相对位置的移动，最终形成连续的切缝，实现对工件的切割。

2、目前市面上常见的金属激光切割设备包括工作台、沿工作台长度方向滑动设置的安装台以及设于安装台上的激光切割头，安装台上还设有对激光切割头进行驱动的数控设备，激光切割头两轴滑动设置于安装台上，数控设备控制激光切割头沿高度方向以及宽度方向运动，激光切割头包括激光发生器以及喷嘴，喷嘴与激光发生器同轴布设，激光发生器用于发射激光束，喷嘴对辅助气体以及激光束进行引导。

3、需要对工件进行切割时，先将工件转运至工作台上，并对工件进行固定，然后数控装置控制激光切割头运动至预先设计的切割路径起点，然后激光发生器发射激光束，并对工件进行穿孔，紧接着控制激光切割头沿预先设计的切割路径运动，实现对工件的切割。

4、针对上述中的相关技术，对工件进行切割时，高压辅助气体对切缝中的熔融金属进行吹除，使熔融金属冷却为金属碎屑，并向工件切缝的底侧飞溅，同时部分高压辅助气体受到工件上表面的阻挡，形成壁面射流，由于壁面设有具有附壁效应，使气流沿着工件上表面向四周散开，并造成部分熔融金属沿工件上表面向四周飞溅，且在穿孔过程前期，辅助气体未穿过板材，熔融金属的飞溅尤为明显，当工件为四边有侧板的矩形异型工件时，如用于建筑装饰用的矩形扣板，激光切割头靠近异型工件的侧板处进行切割时，飞溅的熔融金属易撞击到侧板并反弹至喷嘴上，造成喷嘴的堵塞或变形，影响激光束以及辅助气体的稳定性，容易导致切割面不平整以及挂渣，降低切割质量，故此有待改进。

技术实现思路

1、为了有助于对异型工件进行切割，增加喷嘴的使用周期，提升切割质量，本技术提供一种板材激光切割平台和激光切割工艺。

2、本技术提供的一种板材激光切割平台和激光切割工艺采用如下的技术方案：

3、一种板材激光切割平台和激光切割工艺，包括工作台以及设于所述工作台上的激光切割头，所述激光切割头包括激光发生器以及同轴设于所述激光发生器底部的喷嘴，所述工作台上设有驱动所述激光切割头进行x向、y向与z向运动的移动组件以及对异型工件进行固定的固定组件，所述激光切割头朝向所述工作台布设，所述激光切割头上同轴套设有安装筒，所述安装筒的底部转动设置有四组挡板，四组挡板沿安装筒的周长方向间隔均匀布设，四组所述挡板与异型工件的四个侧板一一对应，所述挡板的底侧与异型工件之间留有供切割产生的金属碎屑朝外溅射的空隙，所述安装筒上设有对所述挡板进行转动调节的调节组件以及对切割产生的金属碎屑与烟尘进行处理的处理组件；

4、当对异型工件中部进行激光切割时，所述挡板的朝向与所述安装筒的半径方向相一致；

5、当所述激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的所述挡板转动至与侧板相平行，此时与侧板对应的所述挡板位于侧板与所述喷嘴之间；

6、所述调节组件包括滑动设置于所述安装筒内的调节筒，所述调节筒设有四组，四组所述调节筒与四组所述挡板一一对应，所述调节筒与所述挡板的转轴同轴布设，所述调节筒的内壁上开设有导向孔，所述导向孔沿所述调节筒的圆周壁螺旋布设，所述挡板的转轴上设有导向柱，所述导向柱与所述导向孔的内侧壁滑动适配，所述安装筒上设有驱动所述调节筒滑动的驱动件，所述安装筒上还设有限制所述调节筒转动的限位结构。

7、通过采用上述技术方案，需要切割时，技术人员先将异型工件放置于工作台上，通过固定组件对异型工件进行固定，然后移动组件带动激光切割头运动至预先设计切割路径的起点，并带动激光切割头下降，调整激光束焦点与异型工件上表面的距离，然后激光发生器发射激光束，使激光束照射到异型工件上并进行切割，同时喷嘴引导高压辅助气体射向切割处，对切割产生金属碎屑进行吹除，实现对异型工件进行切割。

8、当对异型工件中部进行激光切割时，挡板的朝向与安装筒的半径方向相一致，此时挡板处于张开状态，有助于激光切割头的散热；

9、当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，驱动件带动与异型工件侧板对应的调节筒滑动升降，由于导向孔沿调节筒的圆周壁螺旋布设，且导向柱与导向孔滑动适配，调节筒在限位结构的作用下不易发生转动，从而带动导向柱沿导向孔滑动，进而带动对应的挡板转动，直至挡板转动至与侧板相平行，此时对应的挡板位于侧板与喷嘴之间，切割产生的金属碎屑从挡板底侧的空隙溅射出，在遇到侧板反弹时，挡板对金属碎屑进行阻挡，使金属碎屑不易反弹至喷嘴上并造成喷嘴的堵塞或变形，提升激光束以及辅助气体的稳定性，有助于对异型工件进行切割，提升切割质量，增加喷嘴的使用周期；

10、同时处理组件对切割产生的烟尘以及金属碎屑进行处理，使烟尘不易附着于激光切割头的表面并从激光切割头的安装缝隙进入内部，降低对激光切割头内部光学元件的影响，降低对激光束的集束性以及能量传输效率的影响，提升切割质量，同时使反弹的金属碎屑不易在异型工件的边侧堆积，便于后续加工。

11、可选的，所述调节筒弹性滑动设置于所述安装筒内，所述驱动件包括弹性滑动设置于所述安装筒上的调节杆，所述调节杆靠近所述安装筒轴心的一端呈倾斜状，所述调节杆的倾斜侧与所述调节筒远离所述挡板的一端活动抵紧，所述调节杆的另一端突出于所述安装筒的外周壁布设，且与异型工件的侧板活动抵紧。

12、通过采用上述技术方案，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的调节杆突出于安装筒外周壁的一端与异型工件的侧板相抵，并带动调节杆向靠近安装筒轴心的方向滑动，使调节杆的倾斜侧与调节筒远离挡板的一端相抵紧，并带动调节筒滑动下降，实现将挡板转动至与侧板相平行。

13、当激光切割头靠近异型工件的中部时，调节杆与异型工件的侧板相分离，调节杆在弹性恢复力的作用下向远离安装筒轴心的方向滑动，同时调节筒在弹性恢复力的作用下滑动上升，实现挡板的转动，从而使挡板转动至其朝向与安装筒的半径方向相一致。

14、实现在不同工况下，对应挡板的自动转动调节，且对反弹的金属碎屑进行阻挡时，另外的挡板处于张开状态，有助于激光切割头的散热。

15、可选的，所述挡板呈中空状，所述挡板与异型工件侧板活动平行的相对两侧壁上均开设有多个均匀分布的流通孔，所述处理组件包括设于所述安装筒上的负压件，所述负压件设有四组，四组所述负压件与四组所述挡板一一对应，所述挡板内设有过滤板，所述过滤板将挡板的内腔分隔为第一空腔以及第二空腔，当所述挡板转动至与异型工件的侧板相平行时，所述第二空腔位于靠近喷嘴的一侧，所述负压件与所述第二空腔相连通，所述安装筒上设有对挡板的内腔进行正压/负压切换的切换件，所述挡板上设有对金属碎屑进行收集的收集件。

16、通过采用上述技术方案，当对异型工件中部进行激光切割时，挡板处于张开状态，此时负压件使第二空腔内产生正压，由于第一空腔与第二空腔之间通过过滤板作为隔断，使第一空腔内也产生正压，从而使气体通过挡板相对两侧壁上的流通孔向外流动，实现吹气并将切割产生的烟尘吹离激光切割头，在相邻两挡板气流的作用下，带动烟尘沿着安装筒半径的方向朝远离安装筒的方向流动，提升烟尘吹离的效果，降低烟尘对激光切割头的影响，提升切割质量，同时吹气带动气体流动，有助于激光切割头的散热。

17、当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的挡板转动至与侧板相平行，此时烟尘易聚集于挡板处，且挡板靠近喷嘴的流通孔正对喷嘴，若吹气易使烟尘吹向激光切割头，故切换件工作，此时负压件使第二空腔以及第一空腔内产生负压，实现吸气并将烟尘以及反弹的金属碎屑吸入，同时通过设置的过滤板对金属碎屑进行过滤，并通过收集件对金属碎屑进行收集清理。

18、可选的所述切换件包括设于所述挡板顶部的连通管，所述连通管与所述第二空腔相连通，所述连通管远离所述挡板的一端与所述安装筒的底壁相贴合，所述负压件上设有进气口以及出气口，所述负压件于所述进气口处设有第一进气管以及第二进气管，所述负压件于所述出气口处设有第一出气管以及第二出气管，所述连通管与所述第一进气管以及所述第一出气管择一对应且活动连通；

19、当对异型工件中部进行激光切割时，所述挡板的朝向与所述安装筒的半径方向相一致，此时所述连通管与所述第一出气管相对应，所述负压件使挡板内产生正压；

20、当对异型工件边侧进行激光切割时，所述挡板与对应的侧板相平行，此时所述连通管与所述第一进气管相对应，所述负压件使挡板内产生负压。

21、通过采用上述技术方案，当对异型工件中部进行激光切割时，挡板的朝向与安装筒的半径方向相一致，此时连通管与第一出气管相对应且相连通，负压件使气体从第一进气管以及第二进气管吸入，并从第一出气管以及第二出气管排出，从而使气体从第一出气管进入第二空腔内，使第二空腔内产生正压，从而实现吹气，使切割产生烟尘远离激光切割头。

22、当对异型工件边侧进行激光切割时，对应的挡板转动至与侧板相平行，此时连通管转动至与第一进气管相对应，并与第一进气管相连通，负压件使第二空腔内的气体从第一进气管吸入，并从第二出气管排出，使第二空腔内产生负压，从而实现吸气，实现对切割产生的金属碎屑以及烟尘进行收集处理。

23、在两种工作状态下，通过挡板的转动，实现对挡板吸气/吹气的自动切换，提升运行效率。

24、可选的，所述收集件包括设于所述第一空腔内底壁上的收集盒，所述收集盒的顶侧呈开口状，所述挡板的内侧壁上转动设置有活动板，所述活动板远离转动轴的一端与所述第一空腔的内侧壁活动贴合，并对所述收集盒的开口端进行活动封堵，所述安装筒上设有对所述活动板进行转动调节的操作件。

25、通过采用上述技术方案，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的挡板转动，同时操作件带动活动板转动，使活动板远离转动轴的一端与第一空腔的内侧壁相分离，此时收集盒的开口端为打开状态，然后挡板继续转动，直至与对应的侧板相平行，此时挡板进行吸气，将反弹的金属碎屑吸入第一空腔内，并吸附于过滤板上。

26、当激光切割头靠近异型工件中部时，挡板转动，使连通管与第一出气管以及第一进气管均错开，此时挡板内外气压平衡，第一空腔内的金属碎屑受重力下落至收集盒内，然后操作件带动活动板转动，使活动板远离转动轴的一端与第一空腔的内侧壁相贴合，此时活动板对收集盒的开口端进行封堵。

27、挡板继续转动，直至挡板的朝向与安装筒的半径方向相一致，此时连通管与第一出气管相连通，此时挡板进行吹气，金属碎屑处于收集盒内，且收集盒的开口端处于封堵状态，不易将收集盒内的金属碎屑再次吹向异型工件。

28、可选的，所述操作件包括同轴设于所述活动板转轴上的顶推齿轮，所述挡板远离转轴的侧壁上弹性升降设置有顶推齿条，所述顶推齿条与所述顶推齿轮相啮合，所述顶推齿条的另一端呈圆弧状且活动突出于所述挡板的顶壁布设，所述顶推齿条突出的端侧与所述安装筒的底壁活动抵紧。

29、通过采用上述技术方案，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的挡板转动，使顶推齿条的圆弧面与安装筒的底壁相抵紧，带动顶推齿条下降，并带动顶推齿轮转动，从而带动活动板转动，使收集盒的开口端处于打开状态。

30、当激光切割头靠近异型工件中部时，挡板转动，使顶推齿条的圆弧面与安装筒的底壁相分离，此时顶推齿条在弹性恢复力的作用下上升，并带动顶推齿轮转动，从而带动活动板转动，实现对收集盒开口端进行封堵。

31、通过上述方案，实现挡板转动并对吸气/吹气进行切换时，活动板同步协调进行转动，并对收集盒的开口端的打开/封堵状态进行切换，提升运行效率。

32、可选的，所述挡板的底部转动设置有多组导流板，多组所述导流板依次转动连接，所述导流板的相对两侧壁与所述挡板开设有流通孔的相对两侧壁活动一致，所述挡板上设有对所述导流板进行转动调节的滑动组件。

33、通过采用上述技术方案，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，对应的挡板转动，同时滑动组件带动多组导流板转动，并使多组导流板组合成倾斜状，且导流板远离转动轴的一端位于挡板远离激光切割头的一侧，便于辅助气体以及金属碎屑从导流板的底部通过，且金属碎屑被异型工件的侧板反弹后，不易再次通过导流板的底部向喷嘴的方向飞溅，提升对金属碎屑的阻挡效果。

34、当对异型工件中部进行激光切割时，滑动组件带动导流板转动，使导流板的侧壁与挡板的侧壁均相一致，在吹气时使导流板不易影响两侧气流的平衡，不易形成紊流，提升气流的稳定性，从而提升将烟尘吹离激光切割头的效果。

35、可选的，所述滑动组件包括设于所述顶推齿条上的多组滑动柱，多组所述滑动柱与多组所述导流板一一对应，所述导流板靠近所述顶推齿条的侧壁上开设有滑动槽，所述滑动槽呈长条形且倾斜布设，所述滑动柱与所述滑动槽的内侧壁活动抵紧，当所述挡板转动至与对应的侧板相平行时，所述滑动槽靠近所述激光切割头的一端位于所述滑动槽远离所述激光切割头的一端的下方，多组所述导流板由靠近所述挡板到远离所述挡板，滑动槽的倾斜角度依次增大。

36、通过采用上述技术方案，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，顶推齿条下降，从而带动滑动柱下降，由于滑动槽呈长条形且倾斜布设，使滑动柱在滑动槽内向远离顶推齿条的方向滑动，并使滑动柱与滑动槽的内侧壁相抵紧，实现带动导流板转动，使导流板远离转动轴的一端位于挡板远离激光切割头的一侧。

37、当对异型工件中部进行激光切割时，顶推齿条上升，带动滑动柱上升，使滑动柱在滑动槽内向靠近顶推齿条的方向滑动，实现带动导流板转动，使导流板的侧壁与挡板的侧壁相一致。

38、通过上述方案，实现挡板转动并对吸气/吹气进行切换时，导流板同步协调进行转动调节，提升运行效率。

39、本技术还提供一种板材激光切割工艺，采用如下的技术方案：

40、s1，预处理，对异型工件进行清洁，去除表面的污垢、油脂、氧化物等杂质；

41、s2，技术人员将预处理后的异型工件放置于工作台上，并通过固定组件对异型工件进行固定，然后移动组件带动激光切割头运动至切割路径的起点，并下降调整焦点位置；

42、s3，激光切割头启动对异型工件进行切割，同时负压件开始工作，此时挡板的朝向与安装筒的半径方向相一致，且负压件使挡板内腔产生正压，实现吹气并将切割产生的烟尘吹离激光切割头；

43、当激光切割头靠近异型工件的侧板时，对应的挡板转动至与侧板相平行，此时切割产生的金属碎屑从挡板底侧的空隙溅射出，当遇到侧板反弹时，挡板对金属碎屑进行阻挡，同时切换件工作，此时负压件使挡板内腔产生负压，实现吸气将反弹的金属碎屑进行吸附过滤收集，同时将聚集在异型工件边侧的烟尘吸入并排出至远离切割区域；

44、s4，当激光切割头对异型工件另外的边侧处进行切割时，重复进行s3的步骤，直至异型工件加工完毕；

45、s5，切割完毕后，技术人员对s4步骤得到的成品进行检测，检测其切割处是否存在切割面粗糙、挂渣、毛刺、变形等质量问题，若出现毛刺、挂渣、切割面粗糙，停机检修，若未出现质量问题，继续下一个异型工件的加工切割。

46、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

47、1.通过设置的安装筒、挡板、调节筒、导向柱以及驱动件，在对异型工件中部进行激光切割时，挡板的朝向与安装筒的半径方向相一致，此时挡板处于张开状态，有助于激光切割头的散热；

48、当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，驱动件带动与异型工件的侧板对应调节筒滑动下降，带动导向柱沿导向孔滑动，并使挡板转动至与侧板相平行，对侧板反弹的金属碎屑进行阻挡，使金属碎屑不易反弹至喷嘴上并造成喷嘴的堵塞或变形，提升激光束以及辅助气体的稳定性，有助于对异型工件进行切割，提升切割质量，增加喷嘴的使用周期；

49、2.通过设置的负压件、过滤板、切换件以及收集件，当对异型工件中部进行激光切割时，负压件使挡板内产生正压，实现吹气，使切割产生的烟尘吹离激光切割头，使烟尘不易附着于激光切割头的表面并从激光切割头的安装缝隙进入内部，降低对激光切割头内部光学元件的影响，提升切割质量，同时吹气带动气体流动，有助于激光切割头的散热；

50、当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，若挡板吹气，易使烟尘吹向激光切割头了，此时切换件工作，负压件使挡板内产生负压，实现吸气并将烟尘以及反弹的金属碎屑吸入，同时通过设置的过滤板对金属碎屑进行过滤，并通过收集件以及过滤板对金属碎屑进行过滤收集；

51、3.通过设置的导流板以及滑动组件，当激光切割头靠近异型工件的边侧处时，滑动组件带动导流板转动，多组导流板呈倾斜状，便于辅助气体以及金属碎屑从导流板的底部通过，同时实现保持导流板与异型工件表面空隙，使金属碎屑被异型工件的侧板反弹后，不易再次通过导流板的底部向喷嘴的方向飞溅，提升对金属碎屑的阻挡效果，当对异型工件中部进行激光切割时，滑动组件使导流板的侧壁与挡板的侧壁均相一致，在吹气时使导流板不易影响两侧气流的平衡，不易形成紊流，提升气流的稳定性。