專利名稱：磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激光切割機，尤其是一種激光成型機。
背景技術：
愛因斯坦在玻爾工作的基礎上于1916年發表《關于輻射的量子理論》。文章提出了激光輻射理論，而這正是激光理論的核心基礎。因此愛因斯坦被認為是激光理論之父。 在這篇論文中，愛因斯坦區分了三種過程受激吸收、自發輻射、受激輻射。前兩個概念是已為人所知的。受激吸收就是處于低能態的原子吸收外界輻射而躍遷到高能態；自發輻射是指高能態的原子自發地輻射出光子并遷移至低能態。這種輻射的特點是每一個原子的躍遷是自發的、獨立進行的，其過程全無外界的影響，彼此之間也沒有關系。因此它們發出的光子的狀態是各不相同的。這樣的光相干性差，方向散亂而受激輻射則相反。它是指處于高能級的原子在光子的“刺激”或者“感應”下，躍遷到低能級，并輻射出一個和入射光子同樣頻率的光子。這好比清晨公雞打鳴，一個公雞叫起來，其他的公雞受到“刺激”也會發出同樣的聲音。受激輻射的最大特點是由受激輻射產生的光子與引起受激輻射的原來的光子具有完全相同的狀態。它們具有相同的頻率，相同的方向，完全無法區分出兩者的差異。這樣，通過一次受激輻射，一個光子變為兩個相同的光子。這意味著光被加強了，或者說光被放大了。這正是產生激光的基本過程。激光切割是利用高功率密度的激光束掃描過材料表面，在極短時間內將材料加熱到幾千至上萬攝氏度，使材料熔化或氣化，再用高壓氣體將熔化或氣化物質從切縫中吹走，達到切割材料的目的。激光切割技術在傳統工業的應用還是不能夠滿足發展的要求，在傳統工業的物料切割成型方面還是一個空缺。
發明內容
為了克服激光切割技術在傳統工業的物料切割成型方面的缺點和弊端，本發明的目的在于提供一種可以應用在傳統工業物料切割成型方面上的激光切割機。磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，有激光發生器和輔助氣、控制器，其特征在于磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機的廢料隔斷單元采用電磁轉換器制造磁場以回吸被高功率激光熔化或汽化的物料、控制單元采用交流電加載電氣信號驅動激光束的在被切割物料上的運行軌道，當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點出的材料內部開始蒸發，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激光束能量，小孔被熔化金屬壁所包圍，與光束同軸的輔助回吸把熔融材料帶走，磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機由激光發生單元、廢料隔斷單元和控制單元組成，其中激光發生單元由激光發生單元、 聚焦器和反射鏡組成，廢料隔斷單元由電磁轉換器和回吸探頭組成，控制單元由控制面板、 I/O 口組成，激光發生器產生激光經由聚光器聚光變為高能量射線照射到反射鏡之上，反射鏡調整角度以完成不同形狀的物料切割，高功率的激光束加熱物料使其在瞬間熔化，熔融的物料被電磁轉換器制造的強磁場利用回吸探頭回吸，在本發明的I/O 口輸入用戶所需數據，把數據轉換為電氣信號加載在控制各部分運行特別是反射鏡控制的激光束的運行軌道，以完成不同類型、不同形狀的物料切割。本發明的有益效果是，激光切割的切割縫細激光切割的割縫一般在0. 10 0. 20mm，切割面光滑，激光切割的切割面無毛刺，表面粗糙度一般控制在Ra 12. 5以上。速度快，激光切割的速度與線切割的速度相比要快很多。熱變形小，激光加工的激光割縫細、 速度快、能量集中，因此傳到被切割材料上的熱量小，引起材料的變形也非常小。激光切割不會與材料表面相接觸，保證產品不會被劃傷，適合大件產品的加工大件產品的模具制造費用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料沖剪時形成的塌邊，可以大幅度地降低企業的生產成本提高產品的檔次。非常適合新產品的開發。一旦產品圖紙形成后，馬上可以進行激光加工，你可以在最短的時間內得到新產品的實物。節省材料激光加工采用電腦編程，可以把不同形狀的產品進行材料的套裁，最大限度地提高材料的利用率。
具體實施例方式下面結合實施案例對本發明進一步說明。激光發生器產生激光經由聚光器聚光變為高能量射線照射到反射鏡之上，反射鏡調整角度以完成不同形狀的物料切割，高功率的激光束加熱物料使其在瞬間熔化，激光發生單元的激光發生器產生激光，經由透鏡匯聚到很小的一個點，在單位空間內激光的能量被集中到很小的范圍內，使其具有非常大的能量，激光經由發射鏡反射到物料/被切割工件之上，在高功率密度激光束的加熱下，當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點出的材料內部開始蒸發，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激光束能量，小孔被熔化金屬壁所包圍，與光束同軸的輔助回吸把熔融材料帶走。當使用本發明對金屬材料進行切割成型的時候，雖然金屬材料在室溫對紅外能量有很高的反射率，但發射處于遠紅外弊端10. 6um激光束的其實吸收率只有0. 5% 10%， 但是，當具有功率密度超過106w/cm2的聚焦激光束照射到金屬表面時，卻能在微秒級的時間內很快使表面開始熔化。處于熔融狀態的大多數金屬的吸收率急劇上升，一般可提高 66% 80%。其中，控制單元的通訊交流電采用交流電加載電氣信號的方法，把所需的用戶數據同過I/O 口輸入到機器控制端，再把用戶數據轉化為機器可以識別的電氣信號，電能在驅動機器運行的基礎上還可以實現識別、連接和控制負載電器的功能。廢料隔斷單元的電磁轉換器在電能的驅動下，將電能轉換為強磁場，回吸探頭將該處磁場集中在探頭的一點上，探頭與激光束保持同步，高功率激光束切割時熔化或者汽化的物料，通過磁力運送將廢料回吸。激光發生單元的聚焦器采用雙凸聚光透鏡，雙凸聚光透鏡在原本激光束高能量的基礎上再次將激光束聚集，使其在很小的一個質點上釋放能量，可以根據不同情況來調節透鏡的角度和激光束距離以調整激光束在物料上的切縫大小，以及切割溫度。風槍采用大頭離子風槍，其用強離子風清除物體表面的靜電及異物、塵埃，其內施加壓縮機高功率回吸氣壓，與激光束在被切割物料表面上的移動同步，有效距離在30mm 90mm 150mm，離子中和時間正 0. ls、0. 4s,0. 7s，負 0. ls、0. 3s,0. 8s，工作電壓 4. 6KV 消耗電流、200uA、操作溫度-10 50°C、重量0. 55Kg、高壓電纜長度3Meters、空氣壓力5 7Kg、 空氣速率> 10m/s。 反光鏡內設感光器件，以保證激光束的能量能夠很好的被控制在一定范圍內，PLC 可編程控制器內寫入用戶所需的反射鏡的移動軌道在接收合反射激光束的同時時刻調整反射角度，按要求完成所需的圖形切割。
權利要求
1.磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，有激光發生器和輔助氣、控制器，其特征在于磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機的廢料隔斷單元采用電磁轉換器制造磁場以回吸被高功率激光熔化或汽化的物料、控制單元采用交流電加載電氣信號驅動激光束的在被切割物料上的運行軌道，當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點出的材料內部開始蒸發，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激光束能量，小孔被熔化金屬壁所包圍，與光束同軸的輔助回吸把熔融材料帶走，磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機由激光發生單元、廢料隔斷單元和控制單元組成，其中激光發生單元由激光發生單元、 聚焦器和反射鏡組成，廢料隔斷單元由電磁轉換器和回吸探頭組成，控制單元由控制面板、 I/O 口組成，激光發生器產生激光經由聚光器聚光變為高能量射線照射到反射鏡之上，反射鏡調整角度以完成不同形狀的物料切割，高功率的激光束加熱物料使其在瞬間熔化，熔融的物料被電磁轉換器制造的強磁場利用回吸探頭回吸，在本發明的I/O 口輸入用戶所需數據，把數據轉換為電氣信號加載在控制各部分運行特別是反射鏡控制的激光束的運行軌道，以完成不同類型、不同形狀的物料切割。
2.根據權利1要求所述的磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，其特征在于控制單元的通訊交流電采用交流電加載電氣信號的方法，把所需的用戶數據同過I/O 口輸入到機器控制端，再把用戶數據轉化為機器可以識別的電氣信號，電能在驅動機器運行的基礎上還可以實現識別、連接和控制負載電器的功能。
3.根據權利1要求所述的磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，其特征在于廢料隔斷單元的電磁轉換器在電能的驅動下，將電能轉換為強磁場，回吸探頭將該處磁場集中在探頭的一點上，探頭與激光束保持同步，高功率激光束切割時熔化或者汽化的物料，通過磁力運送將廢料回吸。
4.根據權利1要求所述的磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，其特征在于激光發生單元的聚焦器采用雙凸聚光透鏡，雙凸聚光透鏡在原本激光束高能量的基礎上再次將激光束聚集，使其在很小的一個質點上釋放能量，可以根據不同情況來調節透鏡的角度和激光束距離以調整激光束在物料上的切縫大小，以及切割溫度。
5.根據權利1要求所述的磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，其特征在于反光鏡內設感光器件，以保證激光束的能量能夠很好的被控制在一定范圍內，交流電加載用戶所需的反射鏡的移動軌道在接收合反射激光束的同時時刻調整反射角度，按要求完成所需的圖形切割。
全文摘要
磁力隔斷電控激光熔化金屬切割機，控制單元采用交流電加載電氣實現對負載電器的連接、識別和控制功能，采用強磁場回吸廢料從而代替輔助氣單元，當入射的激光束功率密度超過某一值后，光束照射點出的材料內部開始蒸發，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激光束能量，小孔被熔化金屬壁所包圍，與光束同軸的輔助回吸把熔融材料帶走，激光切割的切割縫細切割面光滑、速度快、熱變形小、激光切割不會與材料表面相接觸、適合大件產品的加工、節省材料，應用于重、輕工業、醫療等相關行業的鈑金加工，以及轉子、定子、葉片的切割成型，各類鏈條和汽車制造業零件的制造，廣告裝潢及工藝品制造業等。
文檔編號B23K26/42GK102310271SQ20111016890
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者胡忠 申請人:胡忠