(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211007954.6 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 杭州师范大学钱江学院 地址 310036 浙江省杭州市下沙高教园区 学林街16号 (72)发明人 王磊　孙燕　张尚文　戴峰豪　 富晨浩　王宁宁　冯安怡　张康毅　 李萍　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 专利代理师 陈炜 (51)Int.Cl. B23K 26/38(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种多功能激光加工装置及其板材切割方 法 (57)摘要 本发明公开了一种多功能激光加工装置及 其板材切割方法； 该激光加工装置包括箱体外 壳、 收纳机构、 支撑台和激光切割机构； 激光切割 机构包括移动机构、 激光调节机构和两个激光执 行头； 两个激光执行头通过激光调节机构安装在 移动机构上。 移动机构安装在箱体外壳内， 用于 带动激光调节机构移动。 所述的激光调节机构 包 括安装筒、 中心转轴、 第一调节机构和第二调节 机构； 轴线竖直设置的安装筒 转动连接在安装座 的圆孔中。 中心转轴转动连接在安装筒内。 本发 明中， 具有是三种不同的加工模式， 三种模式下， 分别能够对难切割板材进行一次性切割， 对存在 严重表面污渍的板材进行进行一体化的预热清 洁和切割， 对普通板材一次性完成切割和断面处 理。 权利要求书3页 说明书7页 附图6页 CN 115229354 A 2022.10.25 CN 115229354 A 1.一种多功能激光加工装置， 包括箱体外壳、 收纳机构、 支撑台和激光切割机构； 其特 征在于： 所述的支撑台、 收纳机构和激光切割机构均安装在箱体外壳的内部； 激光切割机构 位于支撑台的上方， 用于对板材进 行激光切割； 收纳机构位于支撑台的下方； 支撑台上设置 有依次间隔排布的多条齿板(3 3)； 所述的激光切割机构包括移动机构、 激光调节机构和两个激光执行头(15)； 两个激光 执行头(15)通过激光调节机构安装在移动机构上； 移动机构安装在箱体外壳内， 用于带动 激光调节机构移动； 所述的激光调节机构包括安装筒(9)、 中心转轴(10)、 第一调节机构和 第二调节机构； 轴线竖直设置的安装筒(9)转动连接在安装座(8)的圆孔中； 中心转轴(10) 转动连接在安装筒(9)内； 所述的第一调节机构包括第一轨座(12 )、 第一吊架(14)和第一滑块(36)； 第一轨座 (12)的内端与安装筒(9)固定； 第一滑块(36)滑动连接在第一轨座(12)上； 第一吊架(14)固 定在第一滑块(36)的底部； 所述的第二调节机构包括第二轨座(11)、 第二吊架(13)和第二 滑块(29)； 中心转轴(10)的底端与第二轨座(11)的内端 固定； 第二滑块(29)滑动连接在第 二轨座(11)上； 第二吊架(13)固定在第二滑块(29)的底部； 安装筒(9)和中心转轴(10)各自 在独立动力元件的驱动下进行转动； 第一滑块(36)在动力元件的驱动下沿着第一轨座(12) 滑动； 第二滑块(29)在动力元件的驱动下沿着第二轨座(11)滑动； 所述的第一吊架(14)和 第二吊架(13)上均固定有竖直朝下的激光执行头(15)； 工作过程中， 两个激光执行头(15) 在移动机构和激光调节机构的带动下沿相同轨 迹移动。 2.根据权利要求1所述的一种多功能激光加工装置， 其特征在于： 具有三种工作模式， 分别为复合切割模式、 预清洁切割模式和切割 ‑处理同步模式； 复合切割模式下， 两个激光 执行头(15)共同对被切割板材进行切割； 预清洁切割模式下， 第一个激光执行头(15)对被 切割板材进 行预热和清理， 第二个激光执行头(15)对被切割板材进 行切割； 切割 ‑处理同步 模式下， 第一个激光执行头(15)对被切割板材进行切割， 第二个激光执行头(15)对被切割 板材的断面进行处 理。 3.根据权利要求1所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的移动机构包括 升降龙门架(1)、 第一直线驱动机构和第二直线驱动机构； 升降龙门架(1)通过第一直线驱 动机构安装在箱体外壳内； 激光调节机构通过第二直线驱动机构安装在升降龙门架(1)的 横梁的底部 。 4.根据权利要求3所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的第 一直线驱动 机构包括轨道(4)、 滑动座(5)、 螺纹套(27)、 横移驱动丝杠(28)和第一电机； 两根轨道(4)分 别固定在支撑台顶部的两侧； 各轨道(4)上均滑动连接有滑动座(5)； 升降龙门架(1)底部的 两端与两个滑动座(5)的顶部分别固定； 第一电机安装在骨架(2)上； 横移驱动丝杠(28)转 动连接在箱体外壳内， 并由第一电机驱动； 螺纹套(27)固定滑动座(5)上， 并与横移驱动丝 杠(28)构成螺 旋副。 5.根据权利要求4所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的第 二直线驱动 机构包括安装条(18)、 齿条(2 0)、 中心条槽(17)、 插入架(16)、 导向轨(6)、 驱动齿轮(19)、 移 动槽(7)和安装座(8)； 安装 条(18)的两端与升降龙门架(1)的两根立柱的顶端分别固定； 安 装条(18)的顶部与升降龙门架(1)顶部的横梁之间留有空隙； 安装条(18)上开设有中心条 槽(17)； 插入架(16)的顶部穿过中心条槽(17)伸入到安装条(18)与升降龙门架(1)的横梁权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115229354 A 2之间； 插入架(16)的顶部安装有第二电机； 第二电机的输出轴上安装有驱动齿轮(19)； 驱动 齿轮(19)与固定在安装 条(18)顶部的齿条(20)啮合； 插入架(16)的底端固定有安装座(8)； 安装座(8)与固定在安装条(18)底部的梯形导向轨(6)构成滑动副。 6.根据权利要求1所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的箱体外 壳包括 骨架(2)、 钣金蒙皮(3)、 透明盖(34)和钣金门(35)； 钣金蒙皮(3)设置在骨架(2)的外部； 透 明盖(34)设置在钣金蒙皮(3)的顶部开口处， 且能够开启， 透明盖(34)上设置有滤光膜。 7.根据权利要求6所述的一种多功能激光加工装置， 其特征在于： 钣金蒙皮(3)的四周 设置有钣 金门(35)； 钣金门(35)的内侧设有设备腔； 设备腔用于电脑主机、 激光发生器和循 环水冷却系统； 钣金门(3 5)上设置有透气口。 8.根据权利要求1所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的第 一调节机构 还包括第一角度调节电机、 第一径向移动电机、 第一径向丝杠、 第一驱动轮(21)、 从动环轮 (23)和第一同步带(25)； 所述的第一 驱动轮(21)连接在安装座(8)的底部， 从动环轮(23)固 定在安装筒(9)上； 第一 驱动轮(21)与从动环轮(23)通过第二同步带(26)传动连接； 第一角 度调节电机固定在安装座(8)上， 且输出轴 与第一驱动轮(21)固定； 第一径向丝杠转动连接 在第一轨座(12)上； 固定在第一滑块(36)上的第一螺母与第一径向丝杠构成螺旋副； 第一 径向移动电机固定在第一轨座(12)的外端， 且输出轴与第一径向丝杠的端部固定 。 9.根据权利要求1所述的一种 多功能激光加工装置， 其特征在于： 所述的第 二调节机构 还包括第二角度调节电机(37)、 第二径向移动电机、 第二径向丝杠、 第二驱动轮(22)、 从动 轮(24)和第二同步带(26)； 所述的第二驱动轮(22)转动连接在安装座(8)的底部； 从动轮 (24)固定在中心转轴(10)的顶端； 第二 驱动轮(22)与从动轮(24)通过第二同步带(26)传动 连接； 第二角度调节电机(37)固定在安装座(8)的底部， 且输出轴与第二驱动轮(22)固定； 第二径向丝杠转动连接在第二轨座(11)上； 固定在第二滑 块(29)上的第二螺母与第二径向 丝杠构成螺旋副； 第二径向移动电机固定在第二轨座(11)的外端， 且输出轴与第二径向丝 杠的端部固定 。 10.如权利要求1 ‑9中任意一项所述的一种 多功能激光加工装置的板材切割方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一、 根据被切割板材的材质和厚度， 选择工作模式； 若被切割板材的材质和厚度使 得单个激光执行头(15)无法一次切断被切割板材， 则选择复合切割模式； 若被切割板材的 材质和厚度使得单个激光执行头(15)能够一次切断被切割板材且板材表面存在影响激光 切割效果的污 渍， 选择预清洁切割模式； 否则， 选择切割 ‑处理同步模式； 步骤二、 在选择复合切割模式或预清洁切割模式的情况下， 两个激光执行头(15)使用 相同的激光切割头； 选择任意一个激光执行头(15)为主激光头， 另一个激光执行头(15)为 副激光头； 在选择切割 ‑处理同步模式的情况下， 两个激光执行头(15)分别使用一个激光切 割头和一个激光处 理头， 选择激光切割头为主激光头， 激光处 理头为副激光头； 步骤三、 通过移动机构带动主激光头沿着预设的目标轨迹移动； 通过第一调节机构和 第二调节机构调节主激光头与副激光头的相对位置， 使得副激光头沿着主激光头的移动轨 迹运动， 使得两个激光执 行头(15)在切割过程中先后顺序经 过同一轨 迹； 在沿直