CN116197549B - 一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，包括以下步骤：S1、通过传感器确定横梁位置、横梁高度以及立柱位置，S2、通过位移装置将激光头移动至横梁上方，S3、激光头高度固定，通过调焦装置调整激光头焦点，使得激光头光斑边缘与横梁内侧对齐，S4、通过横梁位置和立柱位置确定U型槽的切割轨迹并完成切割，S5、切割完成后调焦装置调大激光头光斑对横梁内侧对应U型槽区域进行进一步切除，通过激光切割的方式能够对U型槽根部的清理，以避免残渣造成后续垫铁无法铺平，将激光头移动至横梁上方能够配合激光头高度固定的设置使得激光头不会与横梁发生碰撞，从而便于激光头对于U型槽根部进行切割。

Description

一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，更具体的说是一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法。

背景技术

如附图1所示，工字钢是钢构行业的一种常用组件，其中，工字钢横梁1部分在组装后需要进行焊接以保持结构稳定性，实际生产中，目前使用的传统方式是在工字钢的两端立柱2上切割用于安装垫铁4的U型槽3，后续在U型槽3内平铺垫铁并通过焊接实现工字钢和其他部件的连接。

传统方式中对于上述U型槽3的切割，为手持火焰枪进行加工，但是该加工方式加工完成后的U型槽3与横梁1之间的根部存在大量残渣，直接造成后续垫铁4无法铺平，垫铁4的焊接面积减少，从而造成该连接处的强度下降，因此，需要一种工字钢的清根切割方法，以避免大量残渣造成垫铁连接强度下降的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明通过激光切割以及控制激光头高度的方式实现对U型槽根部的切割，从而避免大量残渣遗留影响后续垫铁焊接强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，包括以下步骤：

S1、通过传感器确定横梁位置以及立柱位置；

S2、通过位移装置将激光头移动至横梁上方；

S3、激光头高度固定，通过调焦装置调整激光头焦点，使得激光头光斑边缘与横梁内侧对齐；

S4、通过横梁位置和立柱位置确定U型槽的切割轨迹并完成切割；

S5、切割完成后调焦装置调大激光头光斑对横梁内侧对应U型槽区域进行进一步切除。

作为本发明的进一步改进，所述调焦装置包括壳体，所述壳体内设有驱动组件和呈上下设置的第一镜筒和第二镜筒，所述驱动组件和第一镜筒或第二镜筒连接并用于调整第一镜筒和第二镜筒之间的距离，所述驱动组件包括电机和转盘，所述电机输出端垂直第一镜筒外壁设置，所述电机输出端与转盘连接，所述转盘上偏心设有连接杆，所述连接杆与第一镜筒或第二镜筒连接，所述第一镜筒或第二镜筒外壁设有限位组件，所述限位组件用于限制第一镜筒或第二镜筒仅上下运动。

作为本发明的进一步改进，所述限位组件为限位杆，所述第一镜筒或第二镜筒外壁设有连接部，所述限位杆穿过连接部并与连接部滑移连接，所述连接部自由端设有滑移孔，所述连接杆上转动连接有连接块，所述连接块对应滑移孔设有滑移杆，所述滑移杆与滑移孔滑移连接。

作为本发明的进一步改进，所述转盘上由圆心向外的方向排列设有多个安装孔，所述连接杆与安装孔可拆卸连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一镜筒和第二镜筒之间设有防尘筒，所述防尘筒为弹性材料制成，所述防尘筒横截面为波浪形。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上设有储液腔，所述储液腔内存储有润滑液，所述滑移孔包括第一孔口和第一滑移空腔，所述储液腔通过软管与第一滑移空腔连接，所述第一孔口设有密封环并通过密封环与滑移杆密封连接，所述第一滑移空腔与滑移杆之间形成第一间隙。

作为本发明的进一步改进，所述连接部内设有第二滑移空腔，所述连接部对应第二滑移空腔设有第二孔口，所述第二孔口与限位杆密封连接，所述第二滑移空腔和第一滑移空腔相互连通，所述第二滑移空腔与限位杆之间形成第二间隙。

作为本发明的进一步改进，所述转盘上设有环槽，所述转盘对应环槽设有固定件，所述连接杆一端与环槽滑移连接，所述固定件用于固定连接杆一端在环槽内的位置。

作为本发明的进一步改进，所述壳体上排列设有多个固定孔，所述固定孔用于供电机固定，所述转盘上同轴固定设有第一齿轮，所述电机输出端设有第二齿轮并与第一齿轮啮合。

本发明的有益效果：

1、通过激光切割的方式能够对U型槽根部的清理，以避免残渣造成后续垫铁无法铺平；

2、将激光头高度固定的方式能够在加工下一个工字钢时减少参数调整，从而便于批量加工；

3、将激光头移动至横梁上方能够配合激光头高度固定的设置使得激光头不会与横梁发生碰撞，从而便于激光头对于U型槽根部进行切割。

附图说明

图1为本发明传统方式中工字钢安装示意图；

图2为本发明切割方法流程图；

图3为本发明第一实施例调焦装置整体剖面示意图；

图4为本发明第一实施例驱动组件安装示意图；

图5为本发明第一实施例第一滑移空腔剖面示意图；

图6为本发明第一实施例连接部剖视图；

图7为本发明第一实施例安装孔示意图；

图8为本发明第一实施例电机和转盘连接示意图；

图9为本发明第二实施例转盘示意图。

附图标记：1、横梁；2、立柱；3、U型槽；4、垫铁；5、壳体；6、驱动组件；7、第一镜筒；8、第二镜筒；9、电机；10、转盘；11、连接杆；12、限位组件；13、连接部；14、滑移孔；15、连接块；16、安装孔；17、防尘筒；18、滑移杆；19、储液腔；20、第一孔口；21、第一滑移空腔；22、密封环；23、第一间隙；24、第二滑移空腔；25、第二孔口；26、第二间隙；27、固定孔；28、第一齿轮；29、第二齿轮；30、环槽；31、固定件；32、软管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

如图2所示，一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，包括以下步骤：

S1、通过传感器确定横梁1位置以及立柱2位置，该传感器优选为距离传感器；

S2、通过位移装置将激光头移动至横梁1上方，使得激光头在此高度进行平面移动时不会与横梁1发生碰撞，所述位移装置为现有技术中任意一种三维移动装置；

S3、激光头高度固定，通过调焦装置调整激光头焦点，使得激光头光斑边缘与横梁1内侧对齐；

S4、通过横梁1位置和立柱2位置确定U型槽3的切割轨迹并完成切割，该次切割完成后，由于工字钢立柱2部分厚度较大，导致光斑在切割过程中容易随着深度变化发生偏差，从而在切割根部留有少量残渣；

S5、切割完成后调焦装置调大激光头光斑对横梁1内侧对应U型槽3区域进行进一步切除，从而将切割根部留有的少量残渣进行切除，从而完成单个工字钢U型槽3的切割；

在进行下一个工字钢的切割时，所述激光头高度不便，并依次进行步骤S3、S4、S5，从而实现对批量工字钢的依次切割。

图3-8为本发明第一实施例，由于传统对于激光头的调焦多通过丝杆完成，而丝杆的驱动方式存在调节速度较慢的缺陷，因此在本实施例中，所述调焦装置包括壳体5，所述壳体5内设有驱动组件6和呈上下设置的第一镜筒7和第二镜筒8，所述驱动组件6和第一镜筒7或第二镜筒8连接并用于调整第一镜筒7和第二镜筒8之间的距离，在一种实施例中，所述第一镜筒7与壳体5固定连接，所述驱动组件6与第二镜筒8连接，在本实施例中，所述第二镜筒8与壳体5固定连接，所述驱动组件6与第一镜筒7连接，所述驱动组件6包括电机9和转盘10，所述电机9输出端垂直第一镜筒7外壁设置，所述电机9输出端与转盘10连接，所述转盘10上偏心设有连接杆11，所述连接杆11与第一镜筒7连接，所述第一镜筒7外壁设有限位组件12，所述限位组件12用于限制第一镜筒7仅上下运动，在使用时，通过电机9带动转盘10转动，进一步带动连接杆11进行曲线运动，从而带动第一镜筒7进行运动，由于限位组件12对第一镜筒7的运动方向进行限制，因此连接杆11的曲线运动会调整为第一镜筒7的上下运动，相较于传统的丝杆驱动，在本实施例中，电机9转动四分之一圈即可将第一镜筒7调整至最大，从而满足快速调整的需求。

优选的，所述限位组件12为限位杆，所述第二镜筒8外壁设有连接部13，所述限位杆穿过连接部13并与连接部13滑移连接，所述连接部13自由端设有两个滑移孔14，两个所述滑移孔14呈对称设置于限位杆两侧，所述连接杆11上转动连接有连接块15，所述连接块15对应滑移孔14设有滑移杆18，所述滑移杆18与滑移孔14滑移连接，通过滑移杆18和滑移孔14的设置能够适应连接杆11横向移动需求，从而配合限位杆将连接杆11的曲线运动转变为第二镜筒8的上下直线运动，从而实现快速调焦。

优选的，所述转盘10上由圆心向外的方向排列设有多个安装孔16，所述连接杆11与安装孔16可拆卸连接，通过多个安装孔16的设置能够调整连接杆11的位置，使得电机9在相同转速下第二镜筒8的行进距离发生变化，从而满足第二镜筒8精度需求。

优选的，所述壳体5上设有储液腔19，所述滑移孔14包括第一孔口20和第一滑移空腔21，所述储液腔19通过软管32与第一滑移空腔21连接，通过软管32能够适应第一镜筒7位置变化，所述第一孔口20设有密封环22并通过密封环22与滑移杆18密封连接，所述第一滑移空腔21与滑移杆18之间形成第一间隙23，由于转盘10在转动过程中会对滑移杆18和滑移孔14的连接处产生较大的剪切应力，因此在一种实施例中，储液腔19内存储有冷却液，以用于对上述连接处进行降温，优选的，在本实施例中，所述储液腔19内存储有润滑液，在使用时，当转盘10进行转动时，带动滑移杆18在滑移孔14内伸缩，从而使得第一滑移空腔21内的压力缩小，使得储液腔19内的润滑液自动进入第一滑移空腔21内，当转盘10回位后，挤压第一滑移空腔21使得润滑液回至储液腔19内，同时留有部分润滑液在第一间隙23内，通过该部分的润滑液对回位后的滑移杆18进行降温和润滑，以方便滑移杆18再次移出。

优选的，所述连接部13内设有第二滑移空腔24，所述连接部13对应第二滑移空腔24设有第二孔口25，所述第二孔口25与限位杆密封连接，所述第二滑移空腔24和第一滑移空腔21相互连通，所述第二滑移空腔24与限位杆之间形成第二间隙26，因此当滑移杆18回移后，带动部分润滑液进入第二滑移空腔24内对限位杆和连接部13的连接处进行降温润滑。

优选的，所述第一镜筒7和第二镜筒8之间设有防尘筒17，所述防尘筒17两端分别连接第一镜筒7和第二镜筒8，所述防尘筒17为弹性材料制成，所述防尘筒17横截面为波浪形，通过弹性材质的防尘筒17能够适应第一镜筒7和第二镜筒8之间距离变化，以避免灰尘进入镜筒。

优选的，所述壳体5上排列设有多个固定孔27，所述固定孔27用于供电机9固定，通过排列设置的多个固定孔27来调整电机9与转盘10之间的距离，所述转盘10上同轴固定设有第一齿轮28，所述电机9输出端设有第二齿轮29并与第一齿轮28啮合，在使用时，通过调整电机9位置以及第一齿轮28和第二齿轮29的齿数比实现对转盘10转动精度的调整，配合多个安装孔16实现高精度调整需求。

图9为本发明第二实施例，与第一实施例不同的地方在于，所述转盘10上设有环槽30，所述转盘10对应环槽30设有固定件31，所述连接杆11一端与环槽30滑移连接，所述固定件31用于固定连接杆11一端在环槽30内的位置，在本实施例中，所述固定件31为对应连接杆11两侧设置的卡片，在使用时，当转盘10转动幅度超过阈值时，卡片破碎，使得连接杆11在环槽内进行滑移，从而保证安全性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过传感器确定横梁（1）位置以及立柱（2）位置；

S2、通过位移装置将激光头移动至横梁（1）上方；

S3、激光头高度固定，通过调焦装置调整激光头焦点，使得激光头光斑边缘与横梁（1）内侧对齐；

S4、通过横梁（1）位置和立柱（2）位置确定U型槽（3）的切割轨迹并完成切割；

S5、切割完成后调焦装置调大激光头光斑对横梁（1）内侧对应U型槽（3）区域进行进一步切除；

所述调焦装置包括壳体（5），所述壳体（5）内设有驱动组件（6）和呈上下设置的第一镜筒（7）和第二镜筒（8），所述驱动组件（6）和第一镜筒（7）或第二镜筒（8）连接并用于调整第一镜筒（7）和第二镜筒（8）之间的距离，所述驱动组件（6）包括电机（9）和转盘（10），所述电机（9）输出端垂直第一镜筒（7）外壁设置，所述电机（9）输出端与转盘（10）连接，所述转盘（10）上偏心设有连接杆（11），所述连接杆（11）与第一镜筒（7）或第二镜筒（8）连接，所述第一镜筒（7）或第二镜筒（8）外壁设有限位组件（12），所述限位组件（12）用于限制第一镜筒（7）或第二镜筒（8）仅上下运动，所述限位组件（12）为限位杆，所述第一镜筒（7）或第二镜筒（8）外壁设有连接部（13），所述限位杆穿过连接部（13）并与连接部（13）滑移连接，所述连接部（13）自由端设有滑移孔（14），所述连接杆（11）上转动连接有连接块（15），所述连接块（15）对应滑移孔（14）设有滑移杆（18），所述滑移杆（18）与滑移孔（14）滑移连接，所述壳体（5）上设有储液腔（19），所述储液腔（19）内存储有润滑液，所述滑移孔（14）包括第一孔口（20）和第一滑移空腔（21），所述储液腔（19）通过软管（32）与第一滑移空腔（21）连接，所述第一孔口（20）设有密封环（22）并通过密封环（22）与滑移杆（18）密封连接，所述第一滑移空腔（21）与滑移杆（18）之间形成第一间隙（23），所述连接部（13）内设有第二滑移空腔（24），所述连接部（13）对应第二滑移空腔（24）设有第二孔口（25），所述第二孔口（25）与限位杆密封连接，所述第二滑移空腔（24）和第一滑移空腔（21）相互连通，所述第二滑移空腔（24）与限位杆之间形成第二间隙（26）。

2.根据权利要求1所述的一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，其特征在于：所述转盘（10）上由圆心向外的方向排列设有多个安装孔（16），所述连接杆（11）与安装孔（16）可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，其特征在于：所述转盘（10）上设有环槽（30），所述转盘（10）对应环槽（30）设有固定件（31），所述连接杆（11）一端与环槽（30）滑移连接，所述固定件（31）用于固定连接杆（11）一端在环槽（30）内的位置。

4.根据权利要求1所述的一种大功率激光管切机工字钢的清根切割方法，其特征在于：所述壳体（5）上排列设有多个固定孔（27），所述固定孔（27）用于供电机（9）固定，所述转盘（10）上同轴固定设有第一齿轮（28），所述电机（9）输出端设有第二齿轮（29）并与第一齿轮（28）啮合。