【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及激光切割，提供了一種光氧聯動激光切割方法及其裝置。
技術介紹
1、隨著激光技術的發展,激光被大量應用在各種行業，其中激光的金屬板材切割應用最為廣泛，而在傳統激光切割中，尤其是在厚板材的切割中，激光能量與輔助氣體是兩個最重要的切割效果影響因素，而這兩種要素在實際應用中都會受到諸多不可控因素的影響導致產生波動。例如，激光會受到冷卻溫度變化、供電電流波動、控制信號被干擾、光路傳輸損耗、設備性光衰等因素影響產生激光能量的波動；輔助氣體則會受到氣路堵塞、氣壓不穩、濃度比例失調等因素影響產生氣流波動。目前由于激光器與氣路設備一般由不同設備商提供，因此設備都為獨立設備，僅對光或僅對氣路做相應的控制，并無實時聯動形式的控制設備，因此，在傳統的激光切割板材的過程中，其缺點在于：激光與氣路均為獨立的設備，依靠人工調試參數匹配，非常不便；由于激光與氣路很容易受到各種因素的干擾，導致穩定性不高，只能憑借操作人的經驗進行適配調節，即對人員的要求很高；由于參數均為固定參數，因此對異形板材切割難度較大；氣體一般采用單一種類的氣體，或固定比例配置的混合氣體(氮氧混合氣體)，靈活性不足；此外在工業激光切割領域，由于最核心的激光器與氣路設備的相對獨立性，很難將工藝數據進行收集并做大數據化處理。
2、鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本
亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是傳統的激光切割板材的過程中人工調試參數、采用單一氣體或固定配置比例的混合氣體以及激光器
2、本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種光氧聯動激光切割方法，包括：
4、根據待切割板材的板材厚度計算混合氣體中氧氣的混合比例以及激光切割的激光功率；
5、將滿足所述混合比例的混合氣體和滿足所述激光功率的激光信號一起對準所述待切割板材，以對所述待切割板材進行切割；
6、監測切割過程中切割環境的氣壓變化情況以及激光的功率變化情況；
7、根據所述氣壓變化情況對所述激光功率進行調整，和/或，根據所述功率變化情況對所述混合比例進行調整。
8、優選的，所述根據待切割板材的板材厚度計算混合氣體中氧氣的混合比例以及激光切割的激光功率，具體包括：
9、建立板材厚度與氧氣混合比例的第一關系式，以及板材厚度與功率的第二關系式；
10、根據所述待切割板材的板材厚度與所述第一關系式得到所述混合比例；
11、根據所述待切割板材的板材厚度與所述第二關系式，得到所述激光功率。
12、優選的，所述建立板材厚度與氧氣混合比例的第一關系式，以及板材厚度與功率的第二關系式包括：
13、分別對多個實驗板材進行切割，調節氧氣的混合比例以及激光切割的功率，得到每個實驗板材所對應的最佳參數；其中，所述最佳參數包括：最佳氧氣混合比例和最佳功率；
14、將多個實驗板材的板材厚度和相應的最佳氧氣混合比例進行擬合，得到板材厚度與氧氣混合比例的第一關系式；
15、將多個實驗板材的板材厚度和相應的最佳功率進行擬合，得到板材厚度與功率的第二關系式。
16、優選的，所述第一關系式和所述第二關系式的擬合方法為最小二乘法。
17、優選的，所述根據所述氣壓變化情況對所述激光功率進行調整，和/或，根據所述功率變化情況對所述混合比例進行調整，具體包括：
18、當監測到切割環境中氧氣的混合比例下降第一預設百分數時，將激光功率在原有基礎上提高第一預設百分數；
19、和/或，當監測到切割環境中激光功率下降第二預設百分數時，將混合比例在原有基礎上提高第二預設百分數。
20、優選的，在進行板材切割的過程中，板材厚度、氧氣的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被實時上傳云端，所述云端對數據進行收集并且對異常情況進行排查和提供相應的建議。
21、第二方面，本專利技術提供一種光氧聯動激光切割的裝置，適用于第一方面所述的光氧聯動激光切割方法，包括：激光發生器、可控混合氣路設備和光氧互補控制設備；
22、所述激光發生器包括光纖激光器和功率監控單元，所述光纖激光器用于輸出激光信號，所述功率監控單元用于實時監測所述激光信號的功率；
23、所述可控混合氣路設備包括氣壓傳感單元，所述氣壓傳感單元用于監測可控混合氣路設備的氣壓大小；
24、所述光氧互補設備用于采集所述功率監控單元和所述氣壓傳感單元實時反饋的信號，并向所述光纖激光器和所述可控混合氣路設備發送相應的調節信號，以調節激光信號的功率和氧氣的混合比例。
25、優選的，所述裝置還包括激光切割頭和冷卻設備；
26、所述激光切割頭用于將光纖激光器發出的激光進行準直聚焦輸出，并將可控混合氣路設備產生的混合氣體配合激光進行輸出；
27、所述冷卻設備用于光纖激光器的散熱冷卻。
28、優選的，所述可控混合氣路設備還包括液氧儲存罐、氣泵和可控混合比例閥門，所述液氧儲存罐用于儲存氧氣，所述氣泵用于將液態氧從液氧儲存罐中抽出，并通過加壓將液態氧轉化為氣態氧，所述可控混合比例閥門用于精確控制液態氧與其他氣體的混合比例。
29、優選的，當所述功率監控單元監測到光纖激光器的輸出功率衰減預設百分數時，向所述光氧互補設備發送數據信息，所述光氧互補設備向所述可控混合氣路設備發送上調氧氣含量比例的信息，所述可控混合氣路設備將氧氣混合比例上調相應的預設百分數；
30、當所述氣壓傳感單元監測到切割環境的氣壓下降預設百分數時，向所述光氧互補設備發送數據信息，所述光氧互補設備向所述激光發生器發送上調激光功率的信息，所述激光發生器將激光功率上調相應的預設百分數。
31、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：第一方面，通過將氧氣和惰性氣體進行混合，在板材切割過程中，氧氣對板材燃燒起到一定的助燃效果，相較于采用單一的惰性氣體，摻入一定量的氧氣使得氧氣與激光束相互作用時，可以促進材料的高溫燃燒和氣化，從而加快切割速度，提高切割效率，并且能夠增加切割邊緣的氧化程度，有助于去除熔渣，提高切割面的光潔度；進一步的，通過對氧氣和惰性氣體的比例調控，可以控制熱影響區的大小，以滿足不同材料和不同切割要求的需要。
32、第二方面，通過將激光發生器、可控混合氣路設備和光氧互補控制設備進行關聯，光氧互補控制設備能夠根據切割環境的氣壓變化和激光器的功率變化，實時對激光發生器的功率進行調整，以及對可控混合氣路設備輸送的氧氣含量進行調整，克服了現有技術中激光器與氣路設備之間的相對獨立性，使二者相互關聯。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種光氧聯動激光切割方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述根據待切割板材的板材厚度計算混合氣體中氧氣的混合比例以及激光切割的激光功率，具體包括：
3.根據權利要求2所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述建立板材厚度與氧氣混合比例的第一關系式，以及板材厚度與功率的第二關系式包括：
4.根據權利要求3所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述第一關系式和所述第二關系式的擬合方法為最小二乘法。
5.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述根據所述氣壓變化情況對所述激光功率進行調整，和/或，根據所述功率變化情況對所述混合比例進行調整，具體包括：
6.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，在進行板材切割的過程中，板材厚度、氧氣的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被實時上傳云端，所述云端對數據進行收集并且對異常情況進行排查和提供相應的建議。
7.一種光氧聯動激光切割的裝置，適用于權利要求1-6任一項所述的光氧聯動激
8.根據權利要求7所述的光氧聯動激光切割的裝置，其特征在于，所述裝置還包括激光切割頭和冷卻設備；
9.根據權利要求7所述的光氧聯動激光切割的裝置，其特征在于，所述可控混合氣路設備還包括液氧儲存罐、氣泵和可控混合比例閥門，所述液氧儲存罐用于儲存氧氣，所述氣泵用于將液態氧從液氧儲存罐中抽出，并通過加壓將液態氧轉化為氣態氧，所述可控混合比例閥門用于精確控制液態氧與其他氣體的混合比例。
10.根據權利要求7所述的光氧聯動激光切割的裝置，其特征在于，當所述功率監控單元監測到光纖激光器的輸出功率衰減預設百分數時，向所述光氧互補設備發送數據信息，所述光氧互補設備向所述可控混合氣路設備發送上調氧氣含量比例的信息，所述可控混合氣路設備將氧氣混合比例上調相應的預設百分數；
...【技術特征摘要】
1.一種光氧聯動激光切割方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述根據待切割板材的板材厚度計算混合氣體中氧氣的混合比例以及激光切割的激光功率，具體包括：
3.根據權利要求2所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述建立板材厚度與氧氣混合比例的第一關系式，以及板材厚度與功率的第二關系式包括：
4.根據權利要求3所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述第一關系式和所述第二關系式的擬合方法為最小二乘法。
5.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，所述根據所述氣壓變化情況對所述激光功率進行調整，和/或，根據所述功率變化情況對所述混合比例進行調整，具體包括：
6.根據權利要求1所述的光氧聯動激光切割方法，其特征在于，在進行板材切割的過程中，板材厚度、氧氣的混合比例、激光切割的功率和切割后的板材毛刺大小被實時上傳云端，所述云端對數據進行收集并且對異常情況進行排...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張丙濤，徐祖應，
申請(專利權)人：長飛光坊武漢科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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