[实用新型]可调切割角度的激光切割装置及使用该装置的激光切割机

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光切割领域，具体来说是一种可调切割角度的激光切割装置及使用该装置的激光切割机。

背景技术

激光加工技术，利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等，是涉及到光、机、电、材料及检测等多学科的一门综合技术。一般地，激光加工系统，包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统、检测系统等。

激光切割，是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，激光束能量及活性气体辅助切割过程中附加的化学反应热能被材料吸收，由此引起照射点材料温度急剧上升。到达沸点后材料开始汽化，并形成孔洞。随着光束与工件的相对移动，最终使材料形成切缝。激光切割中，常使用激光器有YAG激光器和CO2激光器。

CO2激光切割，是用聚焦镜将CO2激光器产生的激光束聚焦在材料表面上并使材料熔化；同时，用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料；使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。

现有的激光切割机，切割质量极好，其切口宽度窄(一般为0.1-0.5mm)，精度高(一般孔中心距误差0.1-0.4mm，轮廓尺寸误差0.1-0.5mm)，切口表面光洁(一般Ra为12.5--25μm)，切缝一般无需再进行加工。但是，现有的激光切割机，也具有一定的缺陷，简述如下：

现有的激光机切割机中，激光切割装置通常为竖直设置，对材料的加工也为竖直切割；但现实中存在大量侧向切割的需求，此时，激光切割装置与工件之间需要进行相对运动，使得激光束与工件加工表面之间形成特定的夹角；然而，无论是激光切割装置，还是工件都较为笨重，驱动激光切割装置或是工件进行转动都十分困难，也不现实。为此，现有的激光切割机难以进行侧向切割；在这种情况下，客户也只得使用传统的机械雕刻机完成侧向切割，其切割效率和质量较低。

为此，在现有激光切割装置的基础上，有必要设计一种可以进行侧向切割的激光切割机，以提高切割的效率和质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种可调切割角度的激光切割装置，可调节激光束与工件加工表面成的夹角，实现对工件的侧向切割。在此基础上，本实用新型还提供一种使用该装置的激光切割机，其切割效率和切割质量较高。

为解决以上技术问题，本实用新型提供的可调切割角度的激光切割装置，其采用的技术方案是：包括切割头和光路传导系统，所述切割头上安装聚焦镜，用于将所述光路传导系统传输来的激光束聚焦在工件的加工表面上；在激光器光轴与所述切割头之间，设置第一旋转系、第二旋转系；所述激光器光轴、第一旋转系、第二旋转系及切割头依次连接；所述第一旋转系的旋转轴为Y轴，所述Y轴与所述激光器光轴重合；所述第二旋转系的旋转轴为X轴，所述X轴垂直于所述Y轴；所述切割头纵轴垂直于所述X轴；所述光路传导系统中装有多个平面反射镜和/或棱镜，用于使激光束依次经由所述激光器光轴、Y轴、X轴及切割头纵轴传输。

优选地，在所述第一旋转系上设置第一平面反射镜；所述第一平面反射镜的法线与所述Y轴之间的夹角为45°；在所述第二旋转系上设置第二平面反射镜；所述第二平面反射镜的法线与所述X轴之间的夹角为45°。

优选地，分别在所述第一旋转系、第二旋转系上设置第一平面反射镜、第二平面反射镜；所述第一平面反射镜的镜面与所述X轴、Y轴确定的平面正交，所述第一平面反射镜的法线与所述Y轴之间的夹角为45°；所述第二平面反射镜的镜面与所述X轴、切割头纵轴确定的平面正交，所述第二平面反射镜的法线与所述X轴之间的夹角为45°。

优选地，所述第一旋转系与所述第二旋转系之间通过联轴器连接。

优选地，所述联轴器分别通过压环与第一旋转系、第二旋转系固定。

优选地，所述第一旋转系、第二旋转系之间连接第三旋转系；所述第三旋转系的旋转轴为Z轴，所述Z轴与所述X轴、Y轴之间按右手定则确定。