一種板材用激光切割機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種激光切割機(jī)，尤其涉及一種板材激光切割機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 自從1960年世界第一臺(tái)紅寶石激光器問世以來，激光切割技術(shù)經(jīng)過近五十年的 研究發(fā)展，已廣泛應(yīng)用，并顯示了強(qiáng)大的生命力。目前在激光的工業(yè)應(yīng)用方面已成功的 實(shí)現(xiàn)了切割、打孔、焊接和材料改性(熱處理、熔融及涂敷等)。其中在激光的工業(yè)應(yīng)用方 面，千瓦級(jí)的激光切割占了 70%以上，激光光束經(jīng)過聚焦后可獲得極高的能量密度，激光 切割工藝就是靠高能量的激光束進(jìn)行數(shù)控精密切割，與其他的傳統(tǒng)的切割工藝相比(主 要是等離子及火焰切割)，最大的區(qū)別是具有高速度、高精度和高適應(yīng)性，激光切割割縫細(xì) (0.2-0. 3_)、熱影響區(qū)?。?.2-0. 4_，板材基本不變形）、切割端面質(zhì)量好（光潔度可達(dá) 到6. 3-12. 5 )、切割無噪音等優(yōu)點(diǎn)；另外加工無需模具，可代替采用復(fù)雜模具沖切的加工方 法，能夠大大縮短生產(chǎn)周期和降低生產(chǎn)成本，能代替沖床的大部分功能。同時(shí)激光可切割大 部分的金屬及非金屬材料，稀有金屬等等。由于本機(jī)采用激光束作為刀具，對(duì)于許多高強(qiáng) 度、高熔點(diǎn)的金屬非金屬材料都有良好的加工能力。因此激光切割越來越廣泛應(yīng)用于紡織 機(jī)械、鐵路機(jī)車、工程機(jī)械、汽車制造、高低壓電器開關(guān)（電力設(shè)備)、電梯制造、糧食機(jī)械、 金剛石鋸片、機(jī)床制造、機(jī)箱機(jī)柜、造船業(yè)、兵器工業(yè)、航空航天、石油行業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、醫(yī) 療器械、國內(nèi)各大科研院所、包裝機(jī)械、木工機(jī)械、家用電器、廚具制造、激光是受擊輻射所 產(chǎn)生的光的放大，是不可見的、高能量的、單方向、相干的光。工業(yè)上用于切割和焊接的激光 器大多為二氧化碳激光器，激光波長為10. 6um。激光切割機(jī)是把激光器產(chǎn)生的激光做為一 種刀具通過外光路導(dǎo)光系統(tǒng)，引至板材表面，對(duì)板材進(jìn)行切割和焊接。造紙機(jī)械、食品機(jī)械、 建筑機(jī)械、辦公設(shè)備、金屬鐵藝等國計(jì)民生的很多行業(yè)。隨著激光切割在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用， 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對(duì)板材切割的要求越來越高，很多原用火焰、等離子、沖床加工 的板材越來越多的被激光切割代替。從目前國內(nèi)市場來看，高端的激光機(jī)主要是進(jìn)口產(chǎn)品， 存在價(jià)格高、服務(wù)尚未完全本地化等不足。綜合上述情況，在對(duì)已有數(shù)控激光切割機(jī)市場充 分調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用新結(jié)構(gòu)和新的技術(shù)，研制一種在性能上接近國際水平而價(jià)格又相對(duì) 比較低廉的激光機(jī)對(duì)于滿足我國替代進(jìn)口的設(shè)備需求，提高民族品牌的競爭力具有十分重 要的意義。
[0003] 現(xiàn)在的數(shù)控激光切割機(jī)在加工過程中，為節(jié)省上下料機(jī)床停機(jī)時(shí)間，提高機(jī)床利 用率，保證加工時(shí)切割頭不會(huì)超過板面，部分高端激光切割機(jī)廠家增加了自動(dòng)尋邊功能，在 加工前只要將板材放在工作臺(tái)上，不需要找正，開啟尋邊功能，通過自動(dòng)檢查待加工板材邊 緣任意兩個(gè)點(diǎn)從而計(jì)算出板材與機(jī)床軸之間的角度，將機(jī)床的板材坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角 度，使板材坐標(biāo)系（圖4 X，Y坐標(biāo)）與以板材邊（圖4 )建立起的坐標(biāo)系重合。通 過公式計(jì)算，求出旋轉(zhuǎn)角度Θ，然后機(jī)床停在點(diǎn)2上，不能自動(dòng)計(jì)算板材原點(diǎn)并返回板材原 點(diǎn)，這樣的話就需要手工去花大量的時(shí)間去找板材原點(diǎn)0。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，保證能在簡單易行、較 低成本的情況下，在現(xiàn)有尋邊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間。
[0005] 本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是，在原有的兩點(diǎn)尋邊的基礎(chǔ)上增加一個(gè)尋邊點(diǎn)，從 而實(shí)現(xiàn)在尋邊過后程序自動(dòng)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度并建立板材坐標(biāo)系原點(diǎn)，并自動(dòng)將切割頭開到待 加工板材原點(diǎn)。
[0006] -種板材用激光切割機(jī)，包括切割頭及工作臺(tái)，設(shè)置于工作臺(tái)上的檢測裝置，與切 割頭、檢測裝置和工作臺(tái)相連接的控制單元，檢測裝置設(shè)置在切割頭上，所述檢測裝置被設(shè) 置為檢測板材邊緣的激光切割機(jī)的X坐標(biāo)的2個(gè)點(diǎn)和Y坐標(biāo)的1個(gè)點(diǎn)，其中控制單元根據(jù) 檢測裝置回傳的數(shù)據(jù)計(jì)算板材的原點(diǎn)及旋轉(zhuǎn)角度，并由控制單元控制激光切割機(jī)工件坐標(biāo) 系旋轉(zhuǎn)至與板材位置重合，并由控制單元控制切割頭運(yùn)動(dòng)至板材坐標(biāo)系原點(diǎn)。
[0007] 所述檢測裝置為設(shè)置于激光切割機(jī)切割頭上的電容調(diào)高器。
[0008] 所述檢測裝置為設(shè)置在切割頭一側(cè)的光電開關(guān)。
[0009] 所述控制單元為與檢測裝置相連接的數(shù)控系統(tǒng)。
[0010] 本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，具有極高的可操作性，一是 機(jī)構(gòu)簡潔，故障率低，制作成本低，二是節(jié)省上料機(jī)床停機(jī)時(shí)間，提高了機(jī)床的利用率。本實(shí) 用新型的安裝簡單易行、適于大規(guī)模推廣使用，不會(huì)太多增加用戶的成本。
【附圖說明】
[0011] 圖1為切割頭的示意圖；
[0012] 圖2為安裝光電開關(guān)時(shí)光電開關(guān)的檢測位置與切割頭噴嘴位置X、Y方向之間的距 離示意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明三點(diǎn)尋邊示意圖；
[0014] 圖4為現(xiàn)有技術(shù)兩點(diǎn)尋邊不意圖；
[0015] 圖中：
[0016] 1、邊緣點(diǎn)1 ;2、邊緣點(diǎn)2 ;3、邊緣點(diǎn)3 ;4、光點(diǎn)開關(guān)安裝位置；5、板材。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0018] 實(shí)施例一
[0019] 如圖2所示，切割頭通過電容調(diào)高器來檢測切割頭與板之間的距離，切割頭與板 面的間距越大，電容調(diào)高器輸出的電壓越大，故當(dāng)切割頭下沒有板材時(shí)，電容調(diào)高器輸出電 壓達(dá)到最大值，所以當(dāng)尋邊過程中電容調(diào)高器輸出最大值的瞬間，即為板材的邊緣。
[0020] 如圖3所示，切割頭通過電容調(diào)高器來自動(dòng)檢測板材邊緣點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3的機(jī)械坐 標(biāo)并記錄，自點(diǎn)3作點(diǎn)1、點(diǎn)2連接線的垂線，設(shè)定垂足處為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)并計(jì)算原點(diǎn)坐標(biāo) ^ Γ〇與旋轉(zhuǎn)角度Θ，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)工件坐標(biāo)系，計(jì)算方法如下：
[0021 ] 將檢測的點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3機(jī)械坐標(biāo)代入公式： CN 204867823 U 說明書 3/4 頁
[0023] 求出旋轉(zhuǎn)角度Θ
[0027] 將所求出旋轉(zhuǎn)角度Θ與切割頭檢測的點(diǎn)2、點(diǎn)3代入此公式，即可求出
[0028] 為了更清楚地說明本三點(diǎn)尋邊的實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中兩點(diǎn)尋邊的技術(shù) 方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述（圖4所示）中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0029] 圖4為兩點(diǎn)尋邊，自動(dòng)檢測點(diǎn)1、點(diǎn)2的機(jī)械坐標(biāo)，通過公式計(jì)算，求出旋轉(zhuǎn)角度 Θ，然后機(jī)床停在點(diǎn)2上，不能自動(dòng)計(jì)算板材原點(diǎn)并返回板材原點(diǎn)，這樣的話就需要手工去 花大量的時(shí)間去找板材原點(diǎn)〇。在使用了三點(diǎn)尋邊功能后，切割頭通過電容調(diào)高器來自動(dòng)檢 測原有兩點(diǎn)尋邊的點(diǎn)1、點(diǎn)2,在此基礎(chǔ)上增加自動(dòng)檢測點(diǎn)3的機(jī)械坐標(biāo)，自點(diǎn)3作點(diǎn)1、點(diǎn)2 連接線的垂線，設(shè)定垂足處為板材坐標(biāo)系原點(diǎn)并計(jì)算原點(diǎn)坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)角度Θ，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)板 材坐標(biāo)系并定位到板材原點(diǎn)，省去了手工找板材原點(diǎn)的時(shí)間，節(jié)省上料機(jī)床停機(jī)時(shí)間，提 高機(jī)床的利用率。
[0030] 實(shí)施例二
[0031] 如圖1所示，此備用方案是通過在切割頭上增加一個(gè)光電開關(guān)，通過光電開關(guān)檢 測三個(gè)點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)位置，光電開關(guān)選擇的是常閉漫反射型，通過被檢測物體的反射光來 檢測光電開關(guān)下方是否有板材，檢測有板材時(shí)輸出電壓，沒有板材時(shí)不輸出電壓，故當(dāng)光電 開關(guān)從有輸出電壓變成無輸出電壓時(shí)，此時(shí)即為板材邊緣。
[0032] 如圖3所示，通過光電開關(guān)自動(dòng)檢測點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3的機(jī)床坐標(biāo)，自點(diǎn)3作點(diǎn)1、點(diǎn) 2連接線的垂線，設(shè)定垂足處為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)并計(jì)算原點(diǎn)坐標(biāo)XflI0與旋轉(zhuǎn)角度0，自動(dòng) 旋轉(zhuǎn)工件坐標(biāo)系，計(jì)算方法如下：
[0033] 將檢測的點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3機(jī)械坐標(biāo)代入公式：
[0034] 由
[0035] 求出旋轉(zhuǎn)角度Θ
[0036] 通過
導(dǎo)出：
CN 204867823 U 說明書 4/4 頁
[0039] 將所求出旋轉(zhuǎn)角度Θ與光電開關(guān)檢測的點(diǎn)2、點(diǎn)3代入此公式，即可求出仏耳
[0040] 計(jì)算出七、昇、Θ。由于光電開關(guān)與切割頭之間有一定距離，須將計(jì)算出的結(jié)果 分別減去圖二中說的X，Y的距離，所求位置即為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為Θ。
[0041] 原有的尋邊功能只尋找單獨(dú)一個(gè)邊的兩個(gè)點(diǎn)，在尋邊完成后只能計(jì)算出角Θ，本 發(fā)明為三點(diǎn)尋邊，在原有的兩點(diǎn)尋邊基礎(chǔ)上增加了另外一個(gè)邊的一個(gè)點(diǎn)，然后后通過數(shù)學(xué) 計(jì)算直接計(jì)算出板材坐標(biāo)系原點(diǎn)，使切割頭直接返回板材坐標(biāo)系原點(diǎn)，節(jié)省上料機(jī)床人工 尋找原點(diǎn)的停機(jī)時(shí)間，提高了機(jī)床的利用率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種板材用激光切割機(jī)，包括切割頭及工作臺(tái)，設(shè)置于工作臺(tái)上的檢測裝置，與切割 頭、檢測裝置和工作臺(tái)相連接的控制單元，檢測裝置設(shè)置在切割頭上，其特征在于，所述檢 測裝置被設(shè)置為檢測板材邊緣的激光切割機(jī)的X坐標(biāo)的2個(gè)邊緣點(diǎn)和Y坐標(biāo)的1個(gè)邊緣點(diǎn)， 其中控制單元根據(jù)檢測裝置回傳的數(shù)據(jù)計(jì)算板材的原點(diǎn)及旋轉(zhuǎn)角度，并由控制單元控制激 光切割機(jī)工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)至與板材位置重合，并由控制單元控制切割頭運(yùn)動(dòng)至板材坐標(biāo)系 原點(diǎn)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種板材用激光切割機(jī)，其特征在于：所述檢測裝置為設(shè)置于 激光切割機(jī)切割頭上的電容調(diào)高器。3. 如權(quán)利要求1所述的一種板材用激光切割機(jī)，其特征在于：所述檢測裝置為設(shè)置在 切割頭一側(cè)的光電開關(guān)。4. 如權(quán)利要求1所述的一種板材用激光切割機(jī)，其特征在于：所述控制單元為與檢測 裝置相連接的數(shù)控系統(tǒng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種板材用激光切割機(jī)，包括切割頭及工作臺(tái)，設(shè)置于工作臺(tái)上的檢測裝置，與切割頭、檢測裝置和工作臺(tái)相連接的控制單元，檢測裝置設(shè)置在切割頭上，所述檢測裝置被設(shè)置為檢測板材邊緣的激光切割機(jī)的X坐標(biāo)的2個(gè)邊緣點(diǎn)和Y坐標(biāo)的1個(gè)邊緣點(diǎn)，其中控制單元根據(jù)檢測裝置回傳的數(shù)據(jù)計(jì)算板材的原點(diǎn)及旋轉(zhuǎn)角度，并由控制單元控制激光切割機(jī)工件坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)至與板材位置重合，并由控制單元控制切割頭運(yùn)動(dòng)至板材坐標(biāo)系原點(diǎn)。保證能在簡單易行、較低成本的情況下，在現(xiàn)有尋邊的基礎(chǔ)上進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間。
【IPC分類】B23K26/70, B23K26/38
【公開號(hào)】CN204867823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520469481
【發(fā)明人】封學(xué)平, 安志航, 費(fèi)海強(qiáng)
【申請(qǐng)人】青島科瑞特激光設(shè)備有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日