PL218122B1

PL218122B1 - Laser cutting device

Info

Publication number: PL218122B1
Application number: PL395389A
Authority: PL
Inventors: Edward Chlebus; Kamil Krot; Bolesław Jodkowski
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2014-10-31
Also published as: PL395389A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do cięcia laserowego, w szczególności przeznaczone do cięcia kompozytów warstwowych.The subject of the invention is a device for laser cutting, in particular intended for cutting layered composites.

Urządzenia tnące wiązką laserową i sposób cięcia wiązką laserową znane z japońskiego zgłoszenia patentowego nr JP2001150169, zawiera stożkową dyszę otaczającą głowicę laserową, która dostarcza gaz obojętny w miejsce cięcia, przy czym gaz obojętny tworzy poduszkę gazową zabezpieczającą cięte powierzchnie przed utlenianiem. Dysza urządzenia tnącego ustawiana jest w odległości od 0,5 mm do 0,7 mm od powierzchni ciętego obiektu.The laser beam cutting devices and the laser beam cutting method known from Japanese Patent Application JP2001150169 include a conical nozzle surrounding the laser head which supplies an inert gas to the cutting site, the inert gas creating a gas cushion to protect the cut surfaces from oxidation. The cutting device nozzle is set at a distance of 0.5 mm to 0.7 mm from the surface of the cut object.

Dysza do cięcia laserowego ujawniona w japońskim zgłoszeniu patentowym nr JP9141483, jest konstrukcją dysz poprawiająca precyzję cięcia poprzez odcięcie dopływu powietrza i wytworzenie kurtyny gazu pomocniczego. Dysza ma laserową głowicę do cięcia otoczoną dyszami gazowymi i dyszą kurtyny wstrzykującą gaz wokół wiązki światła laserowego, przy czym kanały doprowadzające gaz są zintegrowane z głowicą laserową. Gaz z dyszy kurtyny kierowany jest ukośnie na zewnątrz co powoduje, że elementy cięte charakteryzują się o wysoką czystością. Inna dysza znana z japońskiego zgłoszenia patentowego nr JP59104289 ujawnia sposób poprawy jakości powierzchni przecinanego obiektu poprzez zastosowanie wielu dysz, w tym jednej dyszy kierującej gaz obojętny od drugiej strony przecinanego obiektu.The laser cutting nozzle disclosed in Japanese Patent Application JP9141483 is a nozzle design that improves the precision of cutting by cutting off the air supply and creating a curtain of auxiliary gas. The nozzle has a laser cutting head surrounded by gas nozzles and a curtain nozzle that injects gas around the laser beam, the gas delivery channels being integrated with the laser head. The gas from the curtain nozzle is directed obliquely to the outside, which means that the cut elements are characterized by high purity. Another nozzle known from Japanese patent application JP59104289 discloses a method of improving the surface quality of a cut object by using a plurality of nozzles, including one nozzle directing inert gas from the other side of the object to be cut.

Istota urządzenia, według wynalazku polega na tym, że głowica laserowa wyposażona jest w obrotowy z blokadą uchwyt zintegrowany ze stelażem, na końcu którego zamocowana jest co najmniej jedna dysza gazu niepalnego połączona z przewodem gazu niepalnego. Pomiędzy głowicą laserową i dyszą gazu niepalnego umieszczony jest przesuwnie płaski przecinany obiekt. Wylot dyszy gazu niepalnego skierowany jest bezpośrednio na krawędź cięcia przecinanego obiektu.The essence of the device according to the invention consists in the fact that the laser head is equipped with a rotary handle with a blockade integrated with the frame, at the end of which there is mounted at least one non-flammable gas nozzle connected to the non-flammable gas conduit. A slid, cut object is placed between the laser head and the non-flammable gas nozzle. The outlet of the non-flammable gas nozzle is directed directly to the cutting edge of the object to be cut.

Korzystnie, dysza gazu niepalnego zamocowana jest w stelażu obrotowo z blokadą.Preferably, the non-flammable gas nozzle is rotatably locked in the rack.

Korzystnie, dysza gazu niepalnego ustawiona jest pod kątem do powierzchni przecinanego obiektu.Preferably, the non-flammable gas nozzle is angled to the surface of the object to be cut.

Korzystnym jest również, gdy stelaż ma kształt odwróconej dużej litery U obejmującej przecinany obiekt, a najkorzystniej jest, gdy odległość pomiędzy ramionami stelaża jest regulowana.It is also preferred that the frame is in the shape of an inverted capital letter U embracing the object to be cut, and most preferably the distance between the legs of the frame is adjustable.

Urządzenie, według wynalazku, zapewnia wytworzenie lokalnie atmosfery uniemożliwiającej zapłon przecinanego materiału oraz gazowych produktów przecinania laserowego przy jednoczesnym niskim zużyciu gazu poprzez ograniczenie obszaru, na jakim wytwarzana jest powłoka gazu. Dodatkowy nadmuch gazu z przeciwnej strony przecinanego obiektu i połączenie głowicy laserowej stelażem z dyszami gazu niepalnego jednocześnie zapewnia identyczny ruch dysz gazu niepalnego i głowicy laserowej. Urządzenie może być zamontowane na głowicach laserowych stanowiących efektor manipulatora przemysłowego. Ponadto urządzenie pozwala w określonych przypadkach, na prowadzenie dodatkowego nadmuchu przy przecinaniu fragmentów większych obiektów o złożonej konstrukcji. Przykładem zastosowania może być nadmuch od środka przy wycinaniu otworów w bocznych ścianach zbiornika otwartego z jednej strony. Każda sytuacja, w której do wycinanego fragmentu obiektu jest dostęp swobodny z obu stron i którego wycinanie wymaga lub preferuje zastosowanie nadmuchu obustronnego, stanowi potencjalne zastosowanie tego wynalazku.The device according to the invention ensures the creation of a local atmosphere preventing the ignition of the material to be cut and the gaseous products of the laser cutting, with a simultaneous low gas consumption by limiting the area on which the gas coating is generated. An additional gas blow from the opposite side of the object to be cut and the connection of the laser head with a rack to the non-flammable gas nozzles simultaneously ensures the identical movement of the non-flammable gas nozzles and the laser head. The device can be mounted on laser heads constituting an effector of an industrial manipulator. In addition, the device allows, in certain cases, to carry out additional airflow when cutting fragments of larger objects with a complex structure. An example of use is blowing from the inside when cutting holes in the side walls of an open tank on one side. Any situation in which the cut-out part of the object is freely accessible from both sides and the cutting of which requires or prefers to use a double-sided blowing, is a potential application of this invention.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunku, który przedstawia urządzenie do cięcia laserowego w ujęciu schematycznym.The subject of the invention is shown in the drawing which shows the laser cutting device in a schematic view.

Urządzenie do cięcia laserowego ma głowicę laserową 3 wyposażoną w obrotowy z blokadą uchwyt 2 zintegrowany ze stelażem 1. Na drugim końcu stelaża 1 zamocowana jest obrotowo z blokadą dysza gazu niepalnego 4 połączona z przewodem gazu niepalnego 5. Dysza gazu niepalnego 4 ustawiona jest pod kątem do powierzchni przecinanego obiektu 8. Pomiędzy głowicą laserową 3 i dyszą gazu niepalnego 4 umieszczony jest przesuwnie płaski przecinany obiekt 8, przy czym przecinany obiekt 8 obejmowany jest przez stelaż 1 o kształcie odwróconej dużej litery U z regulowaną odległością pomiędzy ramionami stelaża 1. Wylot dyszy gazu niepalnego 4 skierowany jest bezpośrednio na krawędź cięcia przecinanego obiektu 8, pozwalający na skuteczny nadmuch gazem od przeciwnej strony przecinanego obiektu 8, w miejscu jego cięcia 7.The laser cutting device has a laser head 3 equipped with a rotating handle 2 integrated with the rack 1. At the other end of the rack 1, a non-flammable gas nozzle 4 connected with a non-flammable gas conduit is rotatably mounted on the other end of the rack 1. The non-flammable gas nozzle 4 is positioned at an angle to the surface of the object to be cut 8. Between the laser head 3 and the non-flammable gas nozzle 4 a slidably cut object 8 is placed, the object 8 being cut is enclosed by a rack 1 of an inverted capital letter U with an adjustable distance between the arms of the rack 1. Outlet of the non-flammable gas nozzle 4 is directed directly at the cut edge of the object to be cut 8, allowing for effective gas blowing from the opposite side of the cut object 8, at the point of its cut 7.

Claims

1. A device for laser cutting equipped with a laser head and a gas nozzle, characterized in that the laser head (3) is equipped with a rotating handle (2) with a blockade integrated with the rack (1), at the end of which at least one gas nozzle is attached non-flammable gas (4) connected to a non-flammable gas conduit (5), with a slidably cut object (8) placed between the laser head (3) and the non-flammable gas nozzle (4).

2. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the outlet of the non-flammable gas nozzle (4) is directed directly to the cut edge of the object to be cut (8).

3. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the non-flammable gas nozzle (4) is rotatably locked in the rack (1).

4. The device according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the non-flammable gas nozzle (4) is angled to the surface of the cut object (8).

5. The device according to claim 1 3. The frame according to claim 1, characterized in that the frame (1) has the shape of an inverted capital letter U embracing the cut object (8).

6. The device according to claim 1 5. The device according to claim 5, characterized in that the distance between the legs of the rack (1) is adjustable.