【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光切割，提供了一种光氧联动激光切割方法及其装置。
技术介绍
1、随着激光技术的发展,激光被大量应用在各种行业，其中激光的金属板材切割应用最为广泛，而在传统激光切割中，尤其是在厚板材的切割中，激光能量与辅助气体是两个最重要的切割效果影响因素，而这两种要素在实际应用中都会受到诸多不可控因素的影响导致产生波动。例如，激光会受到冷却温度变化、供电电流波动、控制信号被干扰、光路传输损耗、设备性光衰等因素影响产生激光能量的波动；辅助气体则会受到气路堵塞、气压不稳、浓度比例失调等因素影响产生气流波动。目前由于激光器与气路设备一般由不同设备商提供，因此设备都为独立设备，仅对光或仅对气路做相应的控制，并无实时联动形式的控制设备，因此，在传统的激光切割板材的过程中，其缺点在于：激光与气路均为独立的设备，依靠人工调试参数匹配，非常不便；由于激光与气路很容易受到各种因素的干扰，导致稳定性不高，只能凭借操作人的经验进行适配调节，即对人员的要求很高；由于参数均为固定参数，因此对异形板材切割难度较大；气体一般采用单一种类的气体，或固定比例配置的混合气体(氮氧混合气体)，灵活性不足；此外在工业激光切割领域，由于最核心的激光器与气路设备的相对独立性，很难将工艺数据进行收集并做大数据化处理。
2、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是传统的激光切割板材的过程中人工调试参数、采用单一气体或固定配置比例的混合气体以及激光器
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种光氧联动激光切割方法，包括：
4、根据待切割板材的板材厚度计算混合气体中氧气的混合比例以及激光切割的激光功率；
5、将满足所述混合比例的混合气体和满足所述激光功率的激光信号一起对准所述待切割板材，以对所述待切割板材进行切割；
6、监测切割过程中切割环境的气压变化情况以及激光的功率变化情况；
7、根据所述气压变化情况对所述激光功率进行调整，和/或，根据所述功率变化情况对所述混合比例进行调整。
8、优选的，所述根据待切割板材的板材厚度计算混合气体中氧气的混合比例以及激光切割的激光功率，具体包括：
9、建立板材厚度与氧气混合比例的第一关系式，以及板材厚度与功率的第二关系式；
10、根据所述待切割板材的板材厚度与所述第一关系式得到所述混合比例；
11、根据所述待切割板材的板材厚度与所述第二关系式，得到所述激光功率。
12、优选的，所述建立板材厚度与氧气混合比例的第一关系式，以及板材厚度与功率的第二关系式包括：
13、分别对多个实验板材进行切割，调节氧气的混合比例以及激光切割的功率，得到每个实验板材所对应的最佳参数；其中，所述最佳参数包括：最佳氧气混合比例和最佳功率；
14、将多个实验板材的板材厚度和相应的最佳氧气混合比例进行拟合，得到板材厚度与氧气混合比例的第一关系式；
15、将多个实验板材的板材厚度和相应的最佳功率进行拟合，得到板材厚度与功率的第二关系式。
16、优选的，所述第一关系式和所述第二关系式的拟合方法为最小二乘法。
17、优选的，所述根据所述气压变化情况对所述激光功率进行调整，和/或，根据所述功率变化情况对所述混合比例进行调整，具体包括：
18、当监测到切割环境中氧气的混合比例下降第一预设百分数时，将激光功率在原有基础上提高第一预设百分数；
19、和/或，当监测到切割环境中激光功率下降第二预设百分数时，将混合比例在原有基础上提高第二预设百分数。
20、优选的，在进行板材切割的过程中，板材厚度、氧气的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被实时上传云端，所述云端对数据进行收集并且对异常情况进行排查和提供相应的建议。
21、第二方面，本专利技术提供一种光氧联动激光切割的装置，适用于第一方面所述的光氧联动激光切割方法，包括：激光发生器、可控混合气路设备和光氧互补控制设备；
22、所述激光发生器包括光纤激光器和功率监控单元，所述光纤激光器用于输出激光信号，所述功率监控单元用于实时监测所述激光信号的功率；
23、所述可控混合气路设备包括气压传感单元，所述气压传感单元用于监测可控混合气路设备的气压大小；
24、所述光氧互补设备用于采集所述功率监控单元和所述气压传感单元实时反馈的信号，并向所述光纤激光器和所述可控混合气路设备发送相应的调节信号，以调节激光信号的功率和氧气的混合比例。
25、优选的，所述装置还包括激光切割头和冷却设备；
26、所述激光切割头用于将光纤激光器发出的激光进行准直聚焦输出，并将可控混合气路设备产生的混合气体配合激光进行输出；
27、所述冷却设备用于光纤激光器的散热冷却。
28、优选的，所述可控混合气路设备还包括液氧储存罐、气泵和可控混合比例阀门，所述液氧储存罐用于储存氧气，所述气泵用于将液态氧从液氧储存罐中抽出，并通过加压将液态氧转化为气态氧，所述可控混合比例阀门用于精确控制液态氧与其他气体的混合比例。
29、优选的，当所述功率监控单元监测到光纤激光器的输出功率衰减预设百分数时，向所述光氧互补设备发送数据信息，所述光氧互补设备向所述可控混合气路设备发送上调氧气含量比例的信息，所述可控混合气路设备将氧气混合比例上调相应的预设百分数；
30、当所述气压传感单元监测到切割环境的气压下降预设百分数时，向所述光氧互补设备发送数据信息，所述光氧互补设备向所述激光发生器发送上调激光功率的信息，所述激光发生器将激光功率上调相应的预设百分数。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：第一方面，通过将氧气和惰性气体进行混合，在板材切割过程中，氧气对板材燃烧起到一定的助燃效果，相较于采用单一的惰性气体，掺入一定量的氧气使得氧气与激光束相互作用时，可以促进材料的高温燃烧和气化，从而加快切割速度，提高切割效率，并且能够增加切割边缘的氧化程度，有助于去除熔渣，提高切割面的光洁度；进一步的，通过对氧气和惰性气体的比例调控，可以控制热影响区的大小，以满足不同材料和不同切割要求的需要。
32、第二方面，通过将激光发生器、可控混合气路设备和光氧互补控制设备进行关联，光氧互补控制设备能够根据切割环境的气压变化和激光器的功率变化，实时对激光发生器的功率进行调整，以及对可控混合气路设备输送的氧气含量进行调整，克服了现有技术中激光器与气路设备之间的相对独立性，使二者相互关联。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种光氧联动激光切割方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述根据待切割板材的板材厚度计算混合气体中氧气的混合比例以及激光切割的激光功率，具体包括：
3.根据权利要求2所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述建立板材厚度与氧气混合比例的第一关系式，以及板材厚度与功率的第二关系式包括：
4.根据权利要求3所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述第一关系式和所述第二关系式的拟合方法为最小二乘法。
5.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述根据所述气压变化情况对所述激光功率进行调整，和/或，根据所述功率变化情况对所述混合比例进行调整，具体包括：
6.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，在进行板材切割的过程中，板材厚度、氧气的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被实时上传云端，所述云端对数据进行收集并且对异常情况进行排查和提供相应的建议。
7.一种光氧联动激光切割的装置，适用于权利要求1-6任一项所述的光氧联动激
8.根据权利要求7所述的光氧联动激光切割的装置，其特征在于，所述装置还包括激光切割头和冷却设备；
9.根据权利要求7所述的光氧联动激光切割的装置，其特征在于，所述可控混合气路设备还包括液氧储存罐、气泵和可控混合比例阀门，所述液氧储存罐用于储存氧气，所述气泵用于将液态氧从液氧储存罐中抽出，并通过加压将液态氧转化为气态氧，所述可控混合比例阀门用于精确控制液态氧与其他气体的混合比例。
10.根据权利要求7所述的光氧联动激光切割的装置，其特征在于，当所述功率监控单元监测到光纤激光器的输出功率衰减预设百分数时，向所述光氧互补设备发送数据信息，所述光氧互补设备向所述可控混合气路设备发送上调氧气含量比例的信息，所述可控混合气路设备将氧气混合比例上调相应的预设百分数；
...【技术特征摘要】
1.一种光氧联动激光切割方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述根据待切割板材的板材厚度计算混合气体中氧气的混合比例以及激光切割的激光功率，具体包括：
3.根据权利要求2所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述建立板材厚度与氧气混合比例的第一关系式，以及板材厚度与功率的第二关系式包括：
4.根据权利要求3所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述第一关系式和所述第二关系式的拟合方法为最小二乘法。
5.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，所述根据所述气压变化情况对所述激光功率进行调整，和/或，根据所述功率变化情况对所述混合比例进行调整，具体包括：
6.根据权利要求1所述的光氧联动激光切割方法，其特征在于，在进行板材切割的过程中，板材厚度、氧气的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被实时上传云端，所述云端对数据进行收集并且对异常情况进行排...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丙涛，徐祖应，
申请(专利权)人：长飞光坊武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。