一种用于金属切割加工的数控激光车床的制作方法

本发明涉及金属切割加工，具体为一种用于金属切割加工的数控激光车床。

背景技术：

1、有数控激光金属切割车床经过多年发展，已实现自动化数控切割作业，金属板材数控激光切割作业过程中，高能激光熔化金属会持续产生有毒烟气、金属粉尘以及高温熔融金属废屑。现有常规激光切割设备大多为开放式加工腔体，无全封闭阻隔结构，加工产生的有毒有害烟气与金属粉尘极易直接扩散至车间环境，长期作业会危害操作人员呼吸道健康，同时存在高温火星外溢引发车间火灾的安全隐患，常规外置除尘风机仅能实现大范围车间抽风，无法在切割源头对污染物进行密闭封堵，除尘除烟效果差。

2、为此，本发明提出了一种用于金属切割加工的数控激光车床。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于金属切割加工的数控激光车床，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于金属切割加工的数控激光车床，包括加工车床，所述加工车床侧壁上固定连接有侧板，所述侧板上端固定安装有顶板，所述顶板上端面固定安装有第一电缸，所述第一电缸的下端设置有连接杆，所述连接杆下端固定连接有数控控制器，所述数控控制器底部固定安装有底板，所述数控控制器底部中心处设置有防护箱，所述防护箱中心处固定安装有激光器，所述激光器底部设置有激光发射头，所述激光发射头底部安装有聚焦镜片，所述激光发射头下方对着金属板；

3、优选的，所述加工车床上端面对称固定连接有准直板，两个所述准直板之间一侧固定安装有固定板，两个所述准直板之间另一侧滑动连接有移动板，所述固定板和移动板相向侧均固定连接有承载条，所述金属板放置在两个承载条上，所述加工车床开设有内腔，所述加工车床内腔的内表面顶部开设有过料口，所述加工车床内腔内放置有收集箱，所述加工车床内腔侧壁上活动连接有箱门。

4、优选的，所述加工车床外侧壁上固定安装有第二电缸，所述第二电缸上固定安装有控制杆，所述控制杆贯穿伸入加工车床并和加工车床滑动连接，所述控制杆伸入加工车床的一端活动连接有固定杆，所述固定杆上端贯穿伸出过料口并和过料口滑动连接，所述固定杆伸出过料口的一端和移动板固定连接。

5、优选的，所述控制杆和固定杆活动连接的方式为控制杆贯穿伸出固定杆并和固定杆滑动连接，所述控制杆伸出固定杆的一端固定连接有竖板，所述控制杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧一端和竖板固定连接，所述第一弹簧另一端和固定杆固定连接，所述竖板上端贯穿伸出过料口并和过料口滑动连接，所述竖板贯穿伸出过料口的一端固定连接有横杆，所述移动板内开设有t字活塞腔，所述t字活塞腔内滑动连接有t字活塞杆，所述横杆贯穿伸入t字活塞腔并和t字活塞腔密封滑动连接，所述横杆伸入t字活塞腔的一端固定连接在t字活塞杆的下端，所述t字活塞腔上端面一侧连通有控压腔，所述控压腔开设在移动板内，所述控压腔上端面一侧呈线性等间距开设有多个吸附孔，所述吸附孔远离控压腔的一端底部对应承载条上端面。

6、优选的，所述底板上端面四角分别固定连接有一个导向滑杆，所述导向滑杆上端贯穿伸出顶板并和顶板滑动连接，所述导向滑杆伸出顶板的一端固定连接有限位条。

7、优选的，所述固定板和移动板上共同盖有一个挡板，所述挡板上端面固定连接有控制框，所述控制框内表面上端滑动连接有t字激光筒，所述t字激光筒上套设有第二弹簧，所述第二弹簧位于控制框内，且所述挡板中心开设有中心孔，所述t字激光筒的筒体贯穿伸入中心孔并和中心孔连接。

8、优选的，所述防护箱底部固定连接有多个限位块，所述t字激光筒上端面开设有多个限位孔，所述限位块伸入限位孔并和限位孔滑动连接。

9、优选的，t字激光筒上端面开设有矩形腔，所述矩形腔一侧开设有风口，所述防护箱内贯穿伸出并固定连接有多个风管，所述风管下端对应矩形腔，所述风管上端固定安装有风机，所述风机位于数控控制器内。

10、优选的，所述t字活塞腔内表面上端固定连接有螺旋导风件，所述螺旋导风件包括螺旋片和导风筒，所述螺旋片固定连接在导风筒外侧壁上，所述螺旋片外侧壁固定连接在t字活塞腔内壁上，所述螺旋片上密集开设有微孔，所述激光发射头伸入导风筒内并和导风筒滑动连接，所述螺旋导风件下端设置有均流环，所述均流环盘面外圈等间距开设有多个粗孔，所述均流环盘面内圈等间距开设有多个细孔，所述均流环固定连接在t字活塞腔内壁，所述均流环下方设置有栅格筒，所述栅格筒固定连接在t字活塞腔内壁，且所述栅格筒由多个栅格组成环形圆筒状。

11、优选的，所述固定板和移动板上均开设有密封槽，所述密封槽内密封连接有柔性密封垫片，所述准直板上端面设置有柔性橡胶垫层。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明中，首先测量仪器测量金属板的尺寸，然后启动第二电缸，第二电缸工作带动控制杆移动，控制杆通过固定杆带动移动板移动，使得固定板和移动板之间的距离逐渐变小，在其距离比金属板略大一点时，第二电缸停止移动，将金属板放在两个承载条上，承载条的设计，使得金属板是悬空的，在对金属板进行激光切割加工时，对金属板进行贯穿式的切割加工等，防止激光打穿或损伤下方台面，也能便于在激光切割金属板后产生的熔融金属废渣的下落；

14、本发明通过启动第二电缸，控制杆继续移动，在控制杆继续移动带动移动板移动至和金属板贴合后，此时吸附孔刚好被金属板的侧壁挡住并贴合，控制杆继续移动，此时移动板被金属板限位固定不动，控制杆克服第一弹簧的弹力继续移动，竖板跟随控制杆移动，竖板通过横杆连接的t字活塞杆移动，t字活塞杆在t字活塞腔中移动，使得控压腔内压强变小，而外界大气压强不变，从而导致通过吸附孔牢牢吸附住金属板，以防止金属板在被数控激光切割加工时自身移位，即通过单一的第二电缸联动实现金属板侧壁机械限位与自生成负压吸附双重固定，依靠第一弹簧缓冲能够有效防止金属板被过度限位导致其挤压变形，随第二电缸进给同步形成负压且压紧行程越大吸附力越强，无需额外真空泵与复杂气路控制，简化设备结构、降低故障率与耗材成本，能够牢牢固地锁住金属板，有效规避数控激光切割过程中板材震动移位问题，稳定加工尺寸精度、减少工件报废，同时一体化联动动作提升连续加工产能与设备使用寿命；

15、本发明通过在固定好金属板后，启动第一电缸，第一电缸启动带动数控控制器和底板向下移动，数控控制器下方的激光器，防护箱和激光发射头向下移动，防护箱底部的限位块向下移动并最终伸入限位孔内，从而对限位孔所在的t字激光筒进行限位，以防止t字激光筒转动；

16、本发明中，限位孔和限位块底部均设置有传感器，在限位块伸入限位孔最底部时，限位孔和限位块底部的传感器贴合，并传递给数控控制器，此时数控控制器启动，数控控制器按照预设的程序算法，联合第一电缸和数控控制器内的行程位移装备，使得激光器通过激光发射头底部的聚焦镜片发出激光，并带着激光在金属板的不同位置上进行不同深度的数控激光切割加工，也就是说，限位块与限位孔底部配套传感器，只有二个传感器完全贴合到位才会向数控控制器发送启动信号，从而形成到位联锁触发逻辑；可避免第一电缸下行不到位、限位未锁死时设备误启动切割，消除设备碰撞、工件加工报废风险，自动化控制，更安全可靠，传感器反馈信号后，数控控制器联动第一电缸与内置行程位移设备协同工作，精准控制激光器下行距离、激光输出参数，实现金属板不同点位、不同深度分层切割，适配多样化加工工艺需求，设备加工通用性更强；

17、本发明中，在通过激光在金属板的不同位置上进行不同深度的数控激光切割加工时，激光发射头始终位于t字激光筒内，在激光发射头水平移动时，带动挡板水平移动，使得挡板始终位于由两个准直板、固定板和移动板构成的封闭区间上端，挡板的面积要远大于此封闭区间的横截面积，以保证挡板不管怎么移动都会盖住此封闭区间，以防止在对金属板进行加工时，其内产生的有毒烟雾，粉尘，高温金属碎屑等等向外扩散，避免有害污染物外泄污染车间环境、危害操作人员呼吸道健康，以增加安全性；

18、本发明通过柔性密封垫片和柔性橡胶垫层的设计，能够使得挡板在移动时，挡板和封闭空间内接触处始终密封的，以起到更好的防泄漏效果；

19、本发明中，激光发射头跟随第一电缸做竖直升降加工动作时，第二弹簧会提供持续弹性预紧力，将激光发射头限位约束在t字激光筒内部，即便第一电缸存在进给过冲、设备震动、工件厚度存在微小公差，也能始终顶住激光发射头，避免激光发射头上下移动时脱离t字激光筒，防止光路偏移、激光打偏工件，规避切割报废、设备碰撞损坏风险，同时，激光切割过程中机床存在高速移动、启停冲击、切割震动，第二弹簧依靠自身弹性起到缓冲吸震作用，削弱竖直方向的冲击力，减少震动直接传导至激光器、聚焦镜片等精密光学零件，降低镜片移位、镜头松脱、激光模组受损概率，延长激光发射头精密部件使用寿命，减少设备维修频次；

20、本发明中，在将金属板固定好后，此时风管下端刚好对应矩形腔，启动风机，风机工作将风通过风管送入矩形腔中，并通过矩形腔上的风口进入t字激光筒的筒体内，从而持续带走激光发射头工作产生的热量，从而对激光发射头表面进行冷却，以防止激光发射头内的部件高温损伤，避免激光发射头上的聚焦镜片、激光模组等精密元器件长期高温老化、烧毁，延长激光发射头核心部件使用寿命，减少设备维修更换成本，通过风从t字激光筒中喷出，即能够在对金属板加工时，一边加工一边对加工区域进行吹扫，及时吹走熔融金属碎屑、切割废渣，防止金属残渣附着在金属板表面造成切割纹路瑕疵，同时避免废渣堆积遮挡激光光路，保证激光能量稳定输出，持续保障切割面光洁度；

21、本发明中，风在进入t字激光筒后首先经过螺旋导风件的导风，螺旋导风件的螺旋片上有微孔，螺旋导风件的螺旋片引导气流螺旋向下流动，螺旋片上的微孔分流部分气流，打散集中气流，避免局部风速过大、局部无风的问题，让t字激光筒内气流初步均匀分布，防止激光发射头内部器件的局部冷热不均，然后进入均流环，均流环的端面外圈为粗孔，端面内圈为细孔的设计，使得均流环外圈大风量气流、内圈柔和小风，二次均衡气流流速，矫正气流走向，消除气流涡流、死角，且能有利于形成圆环形的风幕，对阻挡高温金属灰尘等附着污染激光发射头上的聚焦镜片起到更好的效果，最后通过栅格筒的栅隔向下喷出，最终形成一圈流速均匀的环形风幕，对加工点形成全方位包裹吹扫，冷却范围、除屑覆盖更完整，风幕稳定性强，不会出现气流偏移、吹扫死角，兼顾激光发射头的全域散热与金属板全方位清渣双重效果；

22、本发明中，导向滑杆能够对数控控制器及其下方的激光器和激光发射头进行导向，以防止其偏移，以保证激光发射头始终与下方金属板保持垂直同轴，激光的光斑落点稳定，有效防止切缝歪斜、加工尺寸超差，提升激光切割精度；限位条能够防止数控控制器移动超限，使得导向滑杆移出顶板的问题，限位条为行程硬限位，可限制数控控制器的最大下行和上行移动行程，杜绝第一电缸的程序失控、参数设置失误时出现移动超限的情况，防止导向滑杆完全脱出顶板，避免整套激光加工设备的坠落、磕碰损毁，从机械结构层面形成安全防护，规避设备重大损坏与安全事故；

23、本发明中，整个加工过程处于密封区域中，金属板产生的金属废屑下落在自重和风流的吹扫作用下，通过过料口落入下方的收集箱内，不会堆积在金属板上，避免废屑堆积在金属板上造成激光焦距偏移、切割深浅不一，同时防止高温铁屑刮花、压伤待加工的金属板，稳定切割加工精度与成品外观质量，另一方面，废屑统一归集在收集箱内，无需人工频繁擦拭清理加工台面，仅需定时倾倒收集箱即可，大幅减少停机清理的辅助工时，提升设备连续加工效率；

24、本发明中，整套加工过程全程处于密封空间，切割产生的高温金属粉尘、有毒烟气无法向外扩散，全部封闭在设备内部；粉尘、烟雾随气流自然沉降至下方收集箱，实现固废、烟尘集中收纳，避免有害废气、金属扬尘飘散到车间，保护操作人员呼吸道，杜绝金属粉尘职业病风险，同时规避高温火星外溢引发火灾隐患。