[发明专利]一种高效循环利用辅助气体的激光加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用激光加工技术，具体涉及到一种高效循环利用辅助气体的激光加工装置。

背景技术

激光加工技术目前在很多行业都应用广泛。由于激光打孔具有速度快,效率高,经济效益好等优点,已经成为激光加工的主要应用领域之一。但是许多大型企业由于工艺要求的需要，就需要加工微米级、甚至纳米级的小孔就必须要求用激光进行打孔，所以要打出高质量的小孔就不得不研究激光打孔的原理以及影响激光打孔过程中小孔形成的因素，其中辅助气体的使用及其压力大小对激光打孔的质量就有一定的影响。

随着激光技术的发展，运用于机械加工领域的激光技术也越来越广泛，比如激光打孔、激光切割、激光除锈、激光焊接等等，比起传统机械加工的方法，激光加工具有效率高、精度高、经济效益好以及无刀具损耗等优点。如今激光加工中心也越来越普及，加工中心进行激光加工的时候都是需要使用辅助气体的，由于辅助气体的价格相对比较昂贵，而且在加工的时候辅助气体直接吹向工件表面，这样会造成资源和资金的浪费，同时在加工过程中产生的金属离子随着辅助气体的吹送也悬浮在机床的舱内，当打开舱门取工件时，这些金属离子悬浮在实验室内，对实验室内的人产生了安全隐患。目前国外的激光加工机床大多没有这样的装置，所以如何避免金属离子对人体的伤害，以及提高辅助气体的使用效果和效率是以后激光加工中心的一个发展趋势。

发明内容

本发明的目的是为了通过该装置来高效循环利用激光加工时所需要的辅助气体；通过增加高透玻璃容器、吸气机、空气过滤器、压缩机等装置，避免了将激光加工时产生的金属离子及其固体微粒直接排到空气中，从而减少了金属离子对人体的危害，同时减少昂贵的辅助气体费用。针对激光加工时辅助气体未完全覆盖金属表面所导致的问题(例如铝合金在激光加工时若没有辅助气体的保护作用易发生氧化)，在原有激光加工机床的基础上，增加了高透玻璃容器、吸气机、空气过滤器、压缩机等装置，来提高激光加工的质量和辅助气体的利用效率。

本发明的技术方案如下：

一种高效循环利用辅助气体的激光加工装置，其特征在于，包括激光器、电源箱、辅助气体罐、吸气机、空气过滤器、压缩机、气体储存罐、高透玻璃容器、x-y移动工作台、激光头、CCD摄像机和导光管；

所述激光头正上方上安装有CCD摄像机，激光头的正下方设置有高透玻璃容器；激光头与激光器通过导光管相连接，激光器安装在电源箱上；所述x-y移动工作台置于高透玻璃容器设置在内部下表面上；

所述吸气机的输入端通过导管与高透玻璃容器侧面上的小口相连通，吸气机用于吸走高透玻璃容器中含有金属离子及固体微粒的辅助气体；

吸气机的输出端通过导管连接空气过滤器的输入端，空气过滤器的输出端通过导管与压缩机的输入端相连接，压缩机的输出端通过导管与气体储存罐连接；

所述高透玻璃容器包括密封条、容器外壳、螺钉、容器上盖、气体浓度感应器、辅助气体喷嘴、环形密封圈；

所述容器外壳通过容器上盖密封，容器外壳的内壁上设置有气体浓度感应器和辅助气体喷嘴，其中，气体浓度感应器，用于检测容器外壳内的气体浓度；辅助气体喷嘴与容器外壳上伸出的一段导管相连通，该导管与辅助气体罐的输出导管相连通；

所述x-y移动工作台包括工作台、y方向的导轨、丝杠支撑架、联轴器、第一伺服电机、第一电机支撑块、y方向的导轨支撑架、y方向的丝杠、x方向的底板、x方向的导轨支撑架、第二伺服电机、x方向的导轨、第二电机支撑块、x方向的丝杠和y方向的底板；

所述x-y移动工作台的最下方为x方向的底板，x方向的底板上设置有x方向的丝杠，x方向的丝杠通过联轴器与第二伺服电机相连接，第二伺服电机通过第二电机支撑块来支撑，x方向的底板上表面上平行于x方向的丝杠的左右两侧平行设置有x方向的导轨，y方向的底板下表面可沿x方向的导轨滑动，y方向的底板上表面通过丝杠支撑架支撑y方向的丝杠，所述y方向的丝杠通过联轴器与第一伺服电机相连接，第一伺服电机通过第一电机支撑块支撑，y方向的底板的上表面上平行于y方向的丝杠的左右两侧平行方向上设置有y方向的导轨，y方向的导轨上连接有工作台。

进一步的，所述容器上盖与容器外壳接触处安装有密封条；容器上盖的前端通过两个螺钉固定在容器外壳上。

进一步的，所述辅助气体喷嘴焊接在容器外壳。

进一步的，所述高透玻璃容器的容器外壳的材料是不锈钢，容器上盖的材料是高透明材料。

进一步的，所述容器上盖的材料高透玻璃。

进一步的，所述容器上盖为抽拉式结构，通过密封条连接容器外壳和容器上盖。