基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置及其切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光焊接技術(shù)，具體涉及一種基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置及其切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光焊接是以高能量激光束作為熱源，輻射加熱到材料表面，通過熱傳導(dǎo)使材料熔化并連接的一種焊接方法。由于激光焊接具有高精度、高效率、熱影響區(qū)小、變形小等優(yōu)點，因此具有良好的發(fā)展前景。隨著激光技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，目前激光焊接已經(jīng)成為工業(yè)板材焊接領(lǐng)域一種先進加工方法。
[0003]在大功率0)2激光加工領(lǐng)域中，要實現(xiàn)激光切割與激光焊接、激光熔覆和激光3D打印等功能的復(fù)合，大多需要兩套CO2激光發(fā)生器，不僅系統(tǒng)增大，而且在很大程度上增加了加工成本。用一套激光發(fā)生器與兩套激光加工系統(tǒng)進行對接，組成具備其中兩種功能的復(fù)合激光加工系統(tǒng)將會成為CO2激光加工領(lǐng)域的一個主流發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置及其切換方法，它實現(xiàn)了一套激光發(fā)生器與兩套激光加工系統(tǒng)的對接，可以大幅降低系統(tǒng)的使用成本并有效地提高加工效率。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明的目的一種技術(shù)方案是:一種基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，安裝在激光發(fā)生器的前方，該光路自動切換裝置包括底座、滑臺、基架、一對鏡座導(dǎo)軌、鏡座移動板、鏡座、分光鏡、鏡座驅(qū)動氣缸、氣路切換裝置、兩個位置檢測裝置和PLC控制器，其中，
[0006]所述底座呈矩形板并且底面還安裝有若干支撐腳；
[0007 ]所述滑臺縱向地安裝在所述底板的中部；
[0008]所述基架包括基板、前側(cè)板和左側(cè)板，前側(cè)板的左邊和左側(cè)板上分別開設(shè)一透光孔;該基架可前后移動地安裝在所述滑臺上；
[0009]所述一對鏡座導(dǎo)軌橫向地安裝在所述基架的基板上；
[0010]所述鏡座移動板可滑動地安裝在所述鏡座導(dǎo)軌上；
[0011]所述鏡座為一等腰直角三棱柱腔體，該鏡座的兩個直角邊立面上分別開設(shè)一個激光穿孔;該鏡座通過一連接板及至少一對螺栓以一個直角邊立面朝左、另一個直角邊立面朝后的方式固定在所述鏡座移動板上；
[0012]所述分光鏡安裝在所述鏡座的斜邊立面上；
[0013]所述鏡座驅(qū)動氣缸與所述鏡座導(dǎo)軌平行地固定在所述基架的基板上，該鏡座驅(qū)動氣缸的活塞桿的端頭與所述鏡座移動板的一端連接;該鏡座驅(qū)動氣缸為雙作用氣缸；
[0014]所述氣路切換裝置為一二位五通電磁閥并安裝在所述底座的后端面上并通過氣管與所述鏡座驅(qū)動氣缸的前腔體和后腔體連通；
[0015]兩個所述位置檢測裝置均為氣缸磁性開關(guān)并分別安裝在所述鏡座驅(qū)動氣缸的兩頭;
[0016]所述PLC控制器分別與所述氣路切換裝置和兩個位置檢測裝置信號連接。
[0017]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述基架的前側(cè)板的前端面和左側(cè)板的左端面上分別對應(yīng)所述透光孔安裝一導(dǎo)光法蘭。
[0018]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述鏡座驅(qū)動氣缸的兩頭還分別安裝一氣體流速控制裝置。
[0019]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述光路自動切換裝置還包括左限位擋塊、右限位擋塊、一右緩沖裝置和一對左緩沖裝置，所述左限位擋塊和右限位擋塊一一對應(yīng)地安裝在基架的基板的左邊和右邊;所述右緩沖裝置對應(yīng)所述右限位擋塊安裝在基板的右邊，所述一對左緩沖裝置對應(yīng)所述左限位擋塊安裝在基架的左側(cè)板上。
[0020]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述連接板上開設(shè)的用于固定在所述鏡座移動板上的安裝孔為橫向腰形孔。
[0021 ]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述分光鏡通過連接法蘭安裝在所述鏡座上，該連接法蘭上設(shè)有兩個彈簧。
[0022]上述的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，其中，所述滑臺為具有手輪的手動滑臺。
[0023]實現(xiàn)本發(fā)明的目的另一種技術(shù)方案是:一種基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換方法，執(zhí)行于上述的包括PLC控制器的光路自動切換裝置，所述切換方法包括以下步驟:
[0024]步驟一，所述PLC控制器發(fā)出切換光路指令給光路切換控制模塊；
[0025]步驟二，所述光路切換控制模塊接到所述指令后斷開與第一套激光加工系統(tǒng)之間的通訊，轉(zhuǎn)向與第二套激光加工系統(tǒng)建立通訊；
[0026]步驟三，所述光路切換控制模塊使所述氣路切換裝置得電而進行氣路切換，使所述鏡座驅(qū)動氣缸的活塞桿伸出；
[0027]步驟四，所述分光鏡通過與所述鏡座驅(qū)動氣缸的活塞桿連接的鏡座移動板由從位置A被推到位置B，使分光鏡正好位于激光發(fā)生器射出的激光束的路徑上；
[0028]步驟五，所述位置檢測裝置檢測所述鏡座驅(qū)動氣缸的活塞桿的伸出距離是否到位；
[0029]步驟六，所述PLC控制器判斷位置檢測裝置發(fā)出的檢測信號，若位置檢測裝置發(fā)出“到位”的信號，所述PLC控制器控制第二套激光加工系統(tǒng)開始激光加工，若位置檢測裝置發(fā)出“未到位”的信號，所述PLC控制器開啟中斷加工標(biāo)志，控制第二套激光加工系統(tǒng)停止激光加工。
[0030]本發(fā)明的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置及其切換方法具有以下優(yōu)占.V.
[0031](I)結(jié)構(gòu)簡單，方便進行前期的安裝與后期的調(diào)試、維護；
[0032](2)受外部PLC控制器的信號控制，由氣缸直接驅(qū)動，因此響應(yīng)速度快；
[0033](3)氣體流速控制裝置可適當(dāng)降低氣缸的運動速度，配合緩沖、限位裝置及位置檢測裝置可消除分光鏡在多次往復(fù)運動中的位置偏差，并最大化的降低鏡座與限位裝置碰撞所產(chǎn)生的震動；
[0034](4)可根據(jù)生產(chǎn)要求，實時對C02激光光路進行切換，實現(xiàn)了一臺激光發(fā)生器與兩套激光加工系統(tǒng)的對接。與傳統(tǒng)的一臺激光發(fā)生器對應(yīng)一套加工系統(tǒng)相比，可以大幅降低系統(tǒng)的使用成本并有效地提高加工效率。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明的光路自動切換裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2是本發(fā)明的光路自動切換裝置的俯視圖；
[0037]圖3是本發(fā)明的光路自動切換裝置的工作原理圖；
[0038]圖4是本發(fā)明的光路自動切換方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0039]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0040]請參閱圖1和圖2，本發(fā)明的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，包括底座1、滑臺2、基架3、一對鏡座導(dǎo)軌4、鏡座移動板5、鏡座6、分光鏡7、鏡座驅(qū)動氣缸8、氣路切換裝置81、兩個位置檢測裝置82、82’、兩個氣體流速控制裝置83、83’、左、右限位擋塊91、91’、左、右緩沖裝置92、92’和PLC控制器，其中:
[0041 ]底座I呈矩形板并且底面還安裝有若干支撐腳；
[0042]滑臺2縱向地安裝在底座I的中部;該滑臺2為具有手輪的手動滑臺；
[0043]基架3包括基板30、前側(cè)板31和左側(cè)板32，前側(cè)板31的左邊和左側(cè)板32上分別開設(shè)一透光孔，并且前側(cè)板31的前端面和左側(cè)板32的左端面上分別對應(yīng)透光孔安裝一導(dǎo)光法蘭34’、34;該基架3可前后移動地安裝在滑臺2上；
[0044]—對鏡座導(dǎo)軌4橫向地安裝在基架3的基板30上；
[0045]鏡座移動板5可滑動地安裝在鏡座導(dǎo)軌4上；
[0046]鏡座6為一等腰直角三棱柱腔體，該鏡座6的兩個直角邊立面上分別開設(shè)一個激光穿孔60;該鏡座6通過一連接板61及兩對螺栓62以一個直角邊立面朝左、另一個直角邊立面朝后的方式固定在鏡座移動板5上;連接板61開設(shè)的用于固定在鏡座移動板5上的安裝孔為橫向腰形孔；
[0047]分光鏡7通過連接法蘭安裝在鏡座6的斜邊立面上，該連接法蘭上設(shè)有兩個彈簧，用于控制分光鏡7的反光角度；
[0048]鏡座驅(qū)動氣缸8與鏡座導(dǎo)軌4平行地固定在基架3的基板30上，該鏡座驅(qū)動氣缸8的活塞桿的端頭與鏡座移動板5的左端連接;該鏡座驅(qū)動氣缸8為雙作用氣缸；
[0049]氣路切換裝置81為二位五通電磁閥，該氣路切換裝置81安裝在底座I的后端面上并通過氣管與鏡座驅(qū)動氣缸8的前腔體和后腔體連通；
[0050]兩個位置檢測裝置82、82’均為氣缸磁性開關(guān)，該兩個位置檢測裝置82分別安裝在鏡座驅(qū)動氣缸8的兩頭；
[0051 ]兩個氣體流速控制裝置83、83’均為單向節(jié)流閥，兩個氣體流速控制裝置83分別安裝在鏡座驅(qū)動氣缸8的兩頭；
[0052]左限位擋塊91和右限位擋塊91’一一對應(yīng)地安裝在基架3的基板30的左邊和右邊；
[0053]左緩沖裝置92對應(yīng)左限位擋塊91安裝在基架3的左側(cè)板32上；
[0054]右緩沖裝置92’對應(yīng)右限位擋塊91’安裝在基架3的基板30的右邊；
[0055]PLC控制器分別與氣路切換裝置81和兩個位置檢測裝置82、82’信號連接。
[0056]本發(fā)明的基于兩套激光加工系統(tǒng)的光路自動切換裝置，通過鏡座驅(qū)動氣缸8帶動分光鏡7在兩個固定位置間進行切換。用于安裝分光鏡7的連接法蘭上設(shè)有兩個彈簧，可以控制分光鏡7的反光角度；用于固定鏡座6的連接板61上開設(shè)的橫向腰形安裝孔，可將分光鏡7沿垂直于光路的方向微調(diào)，使分光鏡7的中心與激光