激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光機(jī)器人改進(jìn)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光切割分為汽化切割、熔化切割和氧化切割。汽化切割是在高功率密度激光束的加熱下，工件表面溫度升至沸點(diǎn)溫度十分迅速，避免了熱傳導(dǎo)造成的工件整體熔化，在激光束的照射下，部分材料汽化成蒸汽消失，部分材料作為噴出物從切縫底部被輔助氣流吹走。適用于一些不能熔化的材料，如木材、碳素材料和某些塑料。
[0003]熔化切割是采用惰性氣體作為輔助氣流，當(dāng)入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點(diǎn)處材料內(nèi)部開始蒸發(fā)，形成孔洞。一旦這種小孔形成，它將作為黑體吸收所有的入射光束能量。小孔被熔化金屬壁所包圍，然后，與光束同軸的輔助氣流把孔洞周圍的熔融材料帶走。隨著工件移動(dòng)，小孔按切割方向同步橫移形成一條切縫。激光束繼續(xù)沿著這條縫的前沿照射，熔化材料持續(xù)或脈動(dòng)地從縫內(nèi)被吹走。
[0004]氧化切割是采用氧氣或者其他活性氣體，材料在激光束的照射下被點(diǎn)燃，與氧氣發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生另一熱源，氧化熔化切割過程存在著兩個(gè)熱源，即激光照射能和氧與金屬化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能。據(jù)估計(jì)，切割鋼時(shí)，氧化反應(yīng)放出的熱量要占到切割所需全部能量的60%左右。
[0005]汽化切割、熔化切割由于耗能過高的原因，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少，大多采用氧化切割的方式。在現(xiàn)有氧化切割的激光頭包括氧氣進(jìn)氣管、聚焦鏡、反射鏡、切割噴嘴、透鏡冷卻水套和反射鏡冷卻水套;氧氣進(jìn)氣管與切割噴嘴連接，聚焦鏡固定在切割噴嘴上方，聚焦鏡與切割噴嘴同軸，反射鏡固定在聚焦鏡上，透鏡冷卻水套套接在聚焦鏡外側(cè)，反射鏡冷卻水套固定在反射鏡上。
[0006]激光經(jīng)過反射鏡變向，再經(jīng)過聚焦鏡聚焦，從切割噴嘴中射出，照射到工件上，切割噴嘴與聚焦之后的激光同軸，所以氣流和激光一起作用到需要加工的工件上。實(shí)際生產(chǎn)中，通常采用銅質(zhì)材料作為反射鏡的材料，聚焦鏡的材料較為昂貴，通常采用進(jìn)口ZnSe，并且聚焦鏡距離加工工件較近，受熱輻射的影響，聚焦鏡的散熱效果一直不理想。因此，現(xiàn)在急需一種冷卻效率高、冷卻效果好的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種冷卻效率高、冷卻效果好的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置。
[0008]本方案提供的基礎(chǔ)方案為:激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，包括進(jìn)氣管、冷卻水套、溫度傳感器和單片機(jī);冷卻水套為圓環(huán)形，冷卻水套設(shè)有圓環(huán)形的內(nèi)腔，冷卻水套上設(shè)有第一通孔和第二通孔，進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞至少一圈之后從第二通孔穿出；冷卻水套上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管上設(shè)有電磁進(jìn)水閥，出水管上設(shè)有電磁出水閥，溫度傳感器固定在內(nèi)腔中，單片機(jī)與電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥和溫度傳感器電連接。
[0009]本方案的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于:當(dāng)激光切割機(jī)器人開始工作時(shí)，氣體進(jìn)入到進(jìn)氣管中，由于進(jìn)氣管穿過冷卻水套上設(shè)置的第一通孔和第二通孔，并在冷卻水套的圓環(huán)形的內(nèi)腔中環(huán)繞至少一圈。當(dāng)氣體在進(jìn)氣管中流動(dòng)時(shí)，氣體會(huì)和冷卻水套中的水發(fā)生熱交換，將冷卻水套中的熱量走，達(dá)到提高冷卻水套冷卻效率的目的。
[0010]氣體在壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，當(dāng)高壓氣體在釋放時(shí)，會(huì)吸收熱量。進(jìn)氣管中的氣體為氧氣或者惰性氣體，氧氣和惰性氣體的都是依靠高壓氣罐進(jìn)行運(yùn)輸、保存的。所以進(jìn)入到進(jìn)氣管中的氣體是高壓氣體釋放的過沖，會(huì)吸收熱量。因此，進(jìn)氣管中的氣體溫度會(huì)降低，進(jìn)氣管會(huì)和冷卻水套中的水存在溫度差，從而提高熱交換的效率，達(dá)到提高冷卻效率的目的。
[0011]當(dāng)依靠進(jìn)氣管的熱交換都不能對(duì)激光切割機(jī)器人的聚焦鏡進(jìn)行有效的降溫時(shí)，冷卻水套內(nèi)的水溫會(huì)升高，溫度傳感器檢測(cè)到水溫升高后，會(huì)向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)。單片機(jī)接受到信號(hào)之后，會(huì)控制電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥打開，然后冷水會(huì)從進(jìn)水管中進(jìn)入到冷卻水套中，對(duì)聚焦鏡進(jìn)行冷卻之后的熱水從出水管排出，達(dá)到提升冷卻效果的目的。
[0012]優(yōu)選方案一:作為基礎(chǔ)方案的優(yōu)選方案，出水管上位于內(nèi)腔中的部分設(shè)有鰭板。進(jìn)水管上的鰭板可提高進(jìn)氣管與冷卻水套中的水進(jìn)行熱交換的效率，達(dá)到提高冷卻效果的目的。
[0013]優(yōu)選方案二:作為優(yōu)選方案一的優(yōu)選方案:進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞三圈之后從第二通孔穿出。進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞三圈之后從第二通孔穿出，可增加進(jìn)氣管與冷卻水套中的水的接觸面積，達(dá)到提高冷卻效果的目的。進(jìn)氣管纏繞圈數(shù)過多，會(huì)導(dǎo)致冷卻水套內(nèi)的水較少，影響熱交換效率。
[0014]優(yōu)選方案三:作為優(yōu)選方案二的優(yōu)選方案:冷卻水套上設(shè)有螺紋。冷卻水套的上設(shè)有螺紋。冷卻水套上的螺紋方便冷卻水套安裝。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0018]說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:冷卻水套1、進(jìn)氣管2、進(jìn)水管3、出水管31、鰭板4、螺紋5。
[0019]實(shí)施例基本如附圖1、圖2所示:激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，包括進(jìn)氣管2、冷卻水套1、溫度傳感器和單片機(jī);冷卻水套I為圓環(huán)形，冷卻水套I設(shè)有圓環(huán)形的內(nèi)腔，冷卻水套I上設(shè)有第一通孔和第二通孔，進(jìn)氣管2穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞至少一圈之后從第二通孔穿出；冷卻水套I上設(shè)有進(jìn)水管3和出水管31，進(jìn)水管3上設(shè)有電磁進(jìn)水閥，出水管31上設(shè)有電磁出水閥，溫度傳感器固定在內(nèi)腔中，單片機(jī)與電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥和溫度傳感器電連接；出水管31上位于內(nèi)腔中的部分設(shè)有鰭板4;進(jìn)氣管2穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞三圈之后從第二通孔穿出;冷卻水套I上設(shè)有螺紋5。
[0020]具體食用時(shí):當(dāng)激光切割機(jī)器人開始工作時(shí)，氣體進(jìn)入到進(jìn)氣管2中，由于進(jìn)氣管2穿過冷卻水套I上設(shè)置的第一通孔和第二通孔，并在冷卻水套I的圓環(huán)形的內(nèi)腔中環(huán)繞至少一圈。當(dāng)氣體在進(jìn)氣管2中流動(dòng)時(shí)，氣體會(huì)和冷卻水套I中的水發(fā)生熱交換，將冷卻水套I中的熱量走，達(dá)到提高冷卻水套I冷卻效率的目的。
[0021]進(jìn)水管3上的鰭板4可提高進(jìn)氣管2與冷卻水套I中的水進(jìn)行熱交換的效率，達(dá)到提高冷卻效果的目的。進(jìn)氣管2穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞三圈之后從第二通孔穿出，可增加進(jìn)氣管2與冷卻水套I中的水的接觸面積，達(dá)到提高冷卻效果的目的。冷卻水套I的上設(shè)有螺紋5。冷卻水套I上的螺紋5方便冷卻水套I安裝。
[0022]氣體在壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，當(dāng)高壓氣體在釋放時(shí)，會(huì)吸收熱量。進(jìn)氣管2中的氣體為氧氣或者惰性氣體，氧氣和惰性氣體的都是依靠高壓氣罐進(jìn)行運(yùn)輸、保存的。所以進(jìn)入到進(jìn)氣管2中的氣體是高壓氣體釋放的過沖，會(huì)吸收熱量。因此，進(jìn)氣管2中的氣體溫度會(huì)降低，進(jìn)氣管2會(huì)和冷卻水套I中的水存在溫度差，從而提高熱交換的效率，達(dá)到提高冷卻效率的目的。
[0023]當(dāng)依靠進(jìn)氣管2的熱交換都不能對(duì)激光切割機(jī)器人的聚焦鏡進(jìn)行有效的降溫時(shí)，冷卻水套I內(nèi)的水溫會(huì)升高，溫度傳感器檢測(cè)到水溫升高后，會(huì)向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)。單片機(jī)接受到信號(hào)之后，會(huì)控制電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥打開，然后冷水會(huì)從進(jìn)水管3中進(jìn)入到冷卻水套I中，對(duì)聚焦鏡進(jìn)行冷卻之后的熱水從出水管31排出，達(dá)到提升冷卻效果的目的。
[0024]以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的【具體實(shí)施方式】等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，其特征在于，包括進(jìn)氣管、冷卻水套、溫度傳感器和單片機(jī);冷卻水套為圓環(huán)形，冷卻水套設(shè)有圓環(huán)形的內(nèi)腔，冷卻水套上設(shè)有第一通孔和第二通孔，進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞至少一圈之后從第二通孔穿出；冷卻水套上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管上設(shè)有電磁進(jìn)水閥，出水管上設(shè)有電磁出水閥，溫度傳感器固定在內(nèi)腔中，單片機(jī)與電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥和溫度傳感器電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，其特征在于，出水管上位于內(nèi)腔中的部分設(shè)有鰭板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，其特征在于，進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞三圈之后從第二通孔穿出。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，其特征在于，冷卻水套上設(shè)有螺紋。
【專利摘要】本專利屬于激光機(jī)器人改進(jìn)裝置領(lǐng)域，具體公開了激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置，包括進(jìn)氣管、冷卻水套、溫度傳感器和單片機(jī)；冷卻水套為圓環(huán)形，冷卻水套設(shè)有圓環(huán)形的內(nèi)腔，冷卻水套上設(shè)有第一通孔和第二通孔，進(jìn)氣管穿過第一通孔在內(nèi)腔內(nèi)環(huán)繞至少一圈之后從第二通孔穿出；冷卻水套上設(shè)有進(jìn)水管和出水管，進(jìn)水管上設(shè)有電磁進(jìn)水閥，出水管上設(shè)有電磁出水閥，溫度傳感器固定在內(nèi)腔中，單片機(jī)與電磁進(jìn)水閥、電磁出水閥和溫度傳感器電連接。目的在于提供一種冷卻效率高、冷卻效果好的激光切割機(jī)器人聚焦鏡的冷卻裝置。
【IPC分類】B23K26/14
【公開號(hào)】CN205324977
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521012698
【發(fā)明人】祝源成
【申請(qǐng)人】重慶鐳寶激光智能機(jī)器人制造有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請(qǐng)日】2015年12月9日