一種應(yīng)用于圓管材料的激光加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種應(yīng)用于圓管材料激光加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、國防、工業(yè)等國民生產(chǎn)的重要方面。在工業(yè)領(lǐng)域，激光加工作為先進制造技術(shù)，具有高效、高精度、高質(zhì)量、范圍廣、節(jié)能環(huán)保并能實現(xiàn)柔性加工和超微細加工的優(yōu)點，在汽車、電子電路、電器、航空航天、鋼鐵冶金、機械制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，且在某些行業(yè)(例如汽車、電子行業(yè)等)已經(jīng)達到較高的水平，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、勞動生產(chǎn)率、自動化、無污染、減少材料消耗等起到愈來愈重要的作用。
[0003]激光加工中較常見的為激光切割及激光打孔。隨著激光切割在各個領(lǐng)域的廣泛使用，各種材料的切割使用到了激光切割方式。隨著工業(yè)的發(fā)展，對于加工材料的精密激光切割、打孔日漸成為激光切割、打孔的主要發(fā)展方向。
[0004]其中，對于圓管材料的精密激光切割、打孔需求越來越多，對于直徑較小的圓管，一般機械加工的方法很難滿足精密切割、打孔要求，而精密激光切割、打孔切縫小、表面粗糙度下、尺寸精度高、熱影響區(qū)小、無機械應(yīng)力及表面損傷等特點，并且可以精確的切割形狀復(fù)雜的微細零件，因此對于薄壁圓管的加工一般采用激光精密切割、打孔。例如，利用激光精密加工血管支架，因血管支架直徑較小，且圓管的壁較薄，需要采用激光精密切割、打孔。
[0005]在平面材料的激光精密切割、打孔過程中，激光切割頭的氣嘴與待切割平面材料表面的距離決定了激光精密切割、打孔的斷面質(zhì)量及切割、打孔速度。在切割、打孔過程中，需要維持氣嘴到工件表面的高度一致。在利用激光對圓管材料進行精密切割及打孔時，為保證切割、打孔質(zhì)量及速度，確保當圓管材料表面發(fā)生變形、扭曲等仍能達到最佳切割效果，也需要維持氣嘴與待切割圓管材料表面的距離，而圓管材料因為其表面為非平面，在加工過程中需自動尋找焦點，并將激光焦點調(diào)至圓管材料上，但是目前的激光加工設(shè)備均不具備上述特點，因此，針對圓管材料的激光加工效果不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供應(yīng)用于圓管材料激光加工設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中采用激光加工圓管材料時對焦難，加工質(zhì)量差，效率低的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種應(yīng)用于圓管材料的激光加工設(shè)備，包括基座、設(shè)于所述基座上X軸運動機構(gòu)、設(shè)于所述X軸運動機構(gòu)上用于裝夾待加工圓管材料的裝夾組件、設(shè)于所述基座上的Z軸運動機構(gòu)、設(shè)于所述Z軸運動機構(gòu)上的激光加工頭以及控制以上述各部件協(xié)調(diào)運動的計算機系統(tǒng)，所述激光加工頭包括殼體、設(shè)于所述殼體下部的輔助件以及位于所述殼體頂部的激光器，所述殼體具有垂直貫通的中空孔，所述中空孔上部設(shè)有聚焦鏡，所述中空孔的下部設(shè)有錐狀氣嘴，所述殼體上設(shè)有與所述錐狀氣嘴連通的輔助氣體通道，所述輔助件具有容置腔，所述容置腔的底部呈錐狀，所述容置腔的底部具有貫通的通孔，所述錐狀氣嘴置于所述容置腔內(nèi)且與所述通孔連通，所述輔助件的底部設(shè)有截面呈弧形的定位槽，所述定位槽與所述通孔連通，所述輔助件內(nèi)活動設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述計算機系統(tǒng)連接，壓力傳感器的探頭端伸入所述定位槽內(nèi)。
[0008]可選地，所述殼體內(nèi)水平插拔固定一保護鏡片，所述保護鏡片位于所述聚焦鏡正下方且位于所述錐狀氣嘴正上方，所述輔助氣體通道位于所述保護鏡片下方。
[0009]可選地，所述保護鏡片置于固定架內(nèi)，所述固定架由所述殼體的外側(cè)伸入所述殼體內(nèi)并通過第一鎖緊件鎖緊固定。
[0010]可選地，所述聚焦鏡的上表面與下表面上均鍍有可供激光束透射的膜層。
[0011 ] 可選地，所述殼體的下部伸入所述容置腔內(nèi)，所述輔助件的側(cè)壁上設(shè)有伸入所述容置腔內(nèi)用于抵頂所述殼體的下部的第二鎖緊件。
[0012]可選地，所述輔助件為多個，多個所述輔助件的定位槽的弧形角度不同，多個所述輔助件可互換地固定于所述殼體的下部。
[0013]可選地，所述輔助件上還設(shè)有與外部抽風裝置連接的抽風通道，所述抽風通道與所述通孔、所述容置腔及所述錐狀氣嘴連通。
[0014]可選地，所述輔助件內(nèi)傾斜設(shè)置兩個與所述通孔連通的安裝孔，兩所述安裝孔以所述錐狀氣嘴為中心對稱設(shè)置，所述壓力傳感器為兩個，兩所述壓力傳感器分別置于所述兩安裝孔內(nèi)，各所述壓力傳感器的探頭端由所述安裝孔伸入所述定位槽內(nèi)，各所述壓力傳感器的另一端固定于一彈性固定座上。
[0015]可選地，所述裝夾組件包括相對設(shè)置的兩支架以及分別設(shè)于各所述支架上的電機，所述兩電機的電機軸相對設(shè)置，待加工圓管材料的兩端分別與兩所述電機的電機軸連接。
[0016]可選地，各所述電機的電機軸上均設(shè)有可與所述電機軸同軸轉(zhuǎn)動的固定軸，各所述固定軸上具有多個同軸心且疊置的安裝臺階，各所述安裝臺階均具有固定孔，且所述固定孔的孔徑不同。
[0017]本發(fā)明中，計算機系統(tǒng)控制根據(jù)壓力傳感器反饋的壓力信號控制Z軸載物臺帶動激光加工頭上下運動，自動尋找焦點，將聚焦激光束的焦點調(diào)節(jié)至待加工圓管材料上，當壓力信號達到一定值時，停止激光加工頭的運動，具有防止待加工圓管材料表面撞到激光加工頭的功能；且在加工過程中，當待加工圓管材料的表面發(fā)生變形、起伏或者因加工時旋轉(zhuǎn)軸不是待加工圓管材料的中心軸導(dǎo)致發(fā)生起伏時，激光加工頭自動調(diào)節(jié)與待加工圓管材料的相對位置，始終維持聚焦激光束的焦點位于待加工圓管材料內(nèi)，從而保證激光加工質(zhì)量及效率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例中激光加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實施例中激光加工設(shè)備的主視圖；
[0020]圖3是本發(fā)明實施例中激光加工設(shè)備的側(cè)視圖；
[0021]圖4是本發(fā)明實施例中激光加工設(shè)備的后視圖；
[0022]圖5是本發(fā)明實施例中激光加工頭的主視圖；
[0023]圖6是圖5中A-A剖視圖；
[0024]圖7是本發(fā)明實施例中激光加工頭的側(cè)視圖；
[0025]圖8是圖7中B-B剖視圖；
[0026]圖9是圖6中C處放大圖；
[0027]圖10是圖8中D處放大圖；
[0028]圖11是本發(fā)明實施例中激光加工頭在加工圓形管材時的局部放大圖一；
[0029]圖12是本發(fā)明實施例中激光加工頭在加工圓形管材時的局部放大圖一；
[0030]圖13是本發(fā)明實施例中激光加工頭的仰視圖；
[0031]10-基座；11_大理石主梁； Ill-線纜孔； 20-X軸運動機構(gòu)；
[0032]21-X軸底座； 22-X軸滑軌；23_X軸載物臺；30-裝夾組件；
[0033]31-支架；32-電機；33-固定軸；34-安裝臺階；
[0034]40-Z軸運動機構(gòu)；41-Z軸底座；42-Z軸滑軌； 43-Z軸載物臺；
[0035]50-激光加工頭；51-殼體；511-中空孔； 512-輔助氣體通道;
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