[发明专利]一种精密钛焊管激光切割装置及方法

权利要求书

1.一种精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，包括操作平台、激光切割系统、氧化保护及除渣系统、进给旋转系统及上下料系统；

所述的激光切割系统，包括设立在支架上的激光发生器(2)，激光头(3)与激光发生器(2)相连接并伸出支架，激光发生器(2)还连接有激光冷却器(1)；

所述的氧化保护及除渣系统，包括端部开设有吹气口(203)、尾部开设有进气口(204)的除渣器(5)，进气口(204)通过气体管道经气体调压装置与存储有无氧化保护气体的储气罐(4)相连接；储气罐(4)还通过气体管道与管外气体喷气口相连接；

所述的进给旋转系统，包括激光进给驱动装置(10)、除渣器进给驱动装置和设置在操作平台上的气动夹持旋转机构，激光进给驱动装置(10)驱动激光头(3)进入切割位置或退回原位，除渣器进给驱动装置驱动除渣器伸入气动夹持旋转机构所夹持的钛焊管内或退回原位；

所述的上下料系统，包括上料架机构(11)、稳定夹持机构(7)和下料架机构(8)。

2.如权利要求1所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的激光进给驱动装置(10)与支架相连接，激光进给驱动装置通过支架带动激光头(3)运动；激光冷却器(1)设在操作平台的外侧。

3.如权利要求1所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的除渣器进给驱动装置与支架相连接并位于激光头的下方，除渣器进给驱动装置驱动除渣器(5)伸出或返回；

所述的管外气体喷气口还与除渣器进给驱动装置，除渣器进给驱动装置驱动管外气体喷气口对准气动夹持旋转机构所夹持的钛焊管的切割部位。

4.如权利要求1或2或3所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的除渣器(5)设置在除渣器保护罩(201)内，除渣器进给驱动装置(205)的一端与除渣器保护罩(201)相连接，另一端与除渣器(5)相连接，除渣器(5)从除渣器保护罩(201)上开设的除渣器伸缩口(202)伸出或返回；

所述的激光进给驱动装置为由伺服电机驱动的旋转丝杠，除渣器进给驱动装置为气缸驱动装置。

5.如权利要求1所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的除渣器(5)的端部顶头封闭，其开设的吹气口(203)为斜向开口，其开口倾向尾部。

6.如权利要求5所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的除渣器(5)的端部开设有多个吹气口(203)，吹气口(203)沿周向均匀分布。

7.如权利要求1所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，所述的激光进给驱动装置(10)、除渣器进给驱动装置和气动夹持旋转机构(7)还分别与控制其动作的控制单元(12)相连接；所述的气体管道还设有与控制单元(12)相连接的电磁阀；控制单元(12)还与激光发生器(2)相连接。

8.如权利要求1所述的精密钛焊管激光切割装置，其特征在于，两套激光切割系统、氧化保护及除渣系统在上下料系统两端相对称设置，可同时对钛焊管两端同时切割。

9.一种精密钛焊管激光切割方法，其特征在于，包括以下操作：

1)将待切割的钛焊管放置到操作平台上，并由气动夹持旋转机构夹持；

2)将位于钛焊管上方的激光头对准切割部位，将与无氧化保护气体连通的向外吹气的喷口伸入到待切割的钛焊管内，将与无氧化保护气体连通的气体喷气口对准钛焊管外的切割部位；

3)气动夹持旋转机构旋转所夹持的钛焊管，激光头开始对旋转的钛焊管进行非接触切割，同时向外吹气的喷口通过吹气口向切割部位内壁、气体喷气口向切割部位外壁喷出无氧化保护气体，在钛焊管切割位置内外均形成氧化保护环境；在切割时向外吹气的喷口的吹气口吹出的无氧化保护气体将切割生成的熔渣吹出到钛焊管外。

10.如权利要求9所述的精密钛焊管激光切割方法，其特征在于，基于权利要求1所述的装置，具体包括以下操作：

1)上料架机构将待切割的钛焊管输送到操作平台上，再将钛焊管进给到气动夹持旋转机构中并露出待切割的部位，并由稳定夹持机构夹持；

2)激光进给驱动装置驱动激光头进入切割位置，除渣器进给驱动装置驱动除渣器伸入钛焊管内并且其端部超过切割部位，管外气体喷气口对准钛焊管外的切割部位；

3)气动夹持旋转机构旋转所夹持的钛焊管，激光发生器启动，激光头发射激光对旋转的钛焊管进行非接触切割，同时除渣器、管外气体喷气口通入无氧化保护气体，将无氧化保护气体喷出，在钛焊管切割位置内外均形成氧化保护环境；在切割时除渣器的吹气口吹出的无氧化保护气体将切割生成的熔渣吹出到钛焊管外；

其中，进入除渣器、管外气体喷气口内的无氧化保护气体的压力为0.4～0.6MPa；除渣器的端部超出切割部位的距离为15～30mm；

4)切割完成后，激光发生器关闭，无氧化保护气体管路关闭，激光进给驱动装置驱动激光头退回，除渣器进给驱动装置驱动除渣器退回；气动夹持旋转机构、稳定夹持机构松开对钛焊管的夹持，钛焊管被输送到下料架机构，由下料架机构将其输出。