CN104588891A - 一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统 - Google Patents

一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,包括激光头、工作台、电气箱,激光头下方设有工作台,电气箱控制激光头,还包括自动送料装置、自调式盘料固定装置、自动送料控制系统,自调式盘料固定装置固定盘料,自动送料装置通过步进电机、一对送料滚轴将盘料定长送到工作台上,通过自动送料控制系统控制盘料的给料量,确保盘料覆盖激光头的工作面。本发明的优点是:1)本发明可为激光打标、激光切割和激光焊接加工盘带自动送料;2)本盘带自动送料系统,在激光打标、激光切割和激光焊接加工应用,可提高设备自动化水平,改善劳动条件,提高生产效率和节省资源,并降低产品成本。

Description

一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统
技术领域
本发明涉及自动送料领域,尤其涉及一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统。
背景技术
激光技术是现代高新技术,是未来制造技术的发展方向,是新兴产业的增长点。激光因具有单色性、相干性、方向性和高亮度四大特点,特别适用于材料加工。在钢铁、石化、汽车、航空、航天、海洋工程等领域具有广阔市场;在微电子、新能源、新材料、生物医疗、农业等领域也具有广阔应用前景。可见激光加工是激光应用最有发展前途的领域。而激光打标、切割和焊接加工是激光加工领域的重要产业。
目前,激光打标、切割和焊接等加工多采用单件或单板、或单条人工送料,这样送料费时、费料,时常造成定位不准,生产效率低,甚至岀现安全事故。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,提高设备自动化水平,改善劳动条件,提高生产效率和节省资源,并降低产品成本。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,包括激光头、工作台、电气箱,激光头下方设有工作台,电气箱控制激光头,还包括自动送料装置、自调式盘料固定装置、自动送料控制系统,自调式盘料固定装置固定盘料,自动送料装置通过步进电机、一对送料滚轴将盘料定长送到工作台上,通过自动送料控制系统控制盘料的给料量,确保盘料覆盖激光头的工作面。
所述的自动送料装置包括拉紧弹簧、料厚调节螺栓、上、下送料滚轴、万向联轴器、步进电机,步进电机通过电机托架固定,步进电机输出端通过万向联轴器与送料滚轴连接,传动支撑架固定下送料滚轴,上、下送料滚轴之间连接有拉紧弹簧,用来调节上、下送料滚轴之间的压力,料厚调节螺栓设置在上送料滚轴的支架上,料厚调节螺栓调节拉紧弹簧拉力。
所述的自调式盘料固定装置包括盘料支座、平衡弹簧、支撑轴,盘料支座上固定连接有支撑轴,盘料支座内设有滑道,平衡弹簧一端连接有盘料,另一端与支撑轴固定,在弹力作用下盘料在滑道内上下滑动,所述的平衡弹簧的弹力与盘料重量相对应。
所述的自动送料控制系统设置在电气箱内,包括嵌入式微电脑、LCD显示器、开关电源、脉冲分配器,嵌入式微电脑与LCD显示器、开关电源、脉冲分配器连接,开关电源输出5V电源给嵌入式微电脑供电,嵌入式微电脑控制步进电机的使能控制和正反转控制,脉冲分配器由分配三路脉冲到步进电机驱动器。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明可为激光打标、激光切割和激光焊接加工盘带自动送料;
2)本盘带自动送料系统,在激光打标、激光切割和激光焊接加工应用,可提高设备自动化水平,改善劳动条件,提高生产效率和节省资源,并降低产品成本;
3)利用自调式盘料固定装置尤其是平衡弹簧,使盘料输出时的高度与工作台基本持平;
4)通过自动送料控制系统控制步进电机,进而控制盘料的给料量,方便激光加工,实现给料自动化。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的侧视图。
图3是自动送料装置结构示意图。
图4是自调式盘料固定装置结构示意图。
图5是激光振镜扫描系统原理图。
图6是自动送料嵌入式微电脑控制原理图。
图7是步进电机驱动器电路图。
图8是自动送料嵌入式微电脑电路图。
图9是本发明加工圆形工件优化前排料图。
图10是本发明加工圆形工件优化后排料图。
图中:1 电气箱  2 操作台  3 自动送料装置  4 摄像及照明部件  5 支架  6 显示器  7 激光头  8 工作台  9 自调式盘料固定装置  3-1 传动支撑架  3-2 拉紧弹簧3-3 料厚调节螺栓  3-4 送料滚轴  3-5 万向联轴器  3-6 步进电机  3-7 电机托架  7-1激光器  7-2 扩束镜  7-3 Y1方向振镜  7-4 X1方向振镜  7-5 f-θ透镜  7-6 工件  9-1盘料支座  9-2 平衡弹簧  9-3 支撑轴  9-4 盘料。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1、图2,一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,包括激光头7、工作台8、电气箱,激光头7下方设有工作台8,电气箱控制激光头7,还包括自动送料装置3、自调式盘料9-4固定装置9、自动送料控制系统,自调式盘料9-4固定装置9固定盘料9-4,自动送料装置3通过步进电机3-6、一对送料滚轴3-4将盘料9-4定长送到工作台8上,通过自动送料控制系统控制盘料9-4的给料量,确保盘料9-4覆盖激光头7的工作面。
见图3,自动送料装置3包括拉紧弹簧3-2、料厚调节螺栓3-3、上、下送料滚轴3-4、万向联轴器3-5、步进电机3-6,步进电机3-6通过电机托架3-7固定,步进电机3-6输出端通过万向联轴器3-5与送料滚轴3-4连接,传动支撑架3-1固定下送料滚轴3-4,上、下送料滚轴3-4之间连接有拉紧弹簧3-2,用来调节上、下送料滚轴3-4之间的压力,料厚调节螺栓3-3设置在上送料滚轴3-4的支架上,料厚调节螺栓3-3调节拉紧弹簧3-2拉力。
见图4,自调式盘料9-4固定装置9包括盘料9-4支座9-1、平衡弹簧9-2、支撑轴9-3,盘料9-4支座9-1上固定连接有支撑轴9-3,支撑轴9-3内设有滑道,平衡弹簧9-2一端连接有盘料9-4,另一端与支撑轴9-3固定,在弹力作用下盘料9-4在滑道内上下滑动,所述的平衡弹簧9-2的弹力与盘料9-4重量相对应,通过计算盘料9-4的重量,设计平衡弹簧9-2,使盘料9-4在输出时高度与工作台8基本持平。
自动送料控制系统设置在电气箱内,见图6、图8,包括嵌入式微电脑、LCD显示器6、开关电源、脉冲分配器,嵌入式微电脑与LCD显示器6、开关电源、脉冲分配器连接,开关电源输出5V电源给嵌入式微电脑供电,嵌入式微电脑控制步进电机3-6的使能控制和正反转控制,脉冲分配器由分配三路脉冲到步进电机3-6驱动器。嵌入式微电脑连接有RS485接口、USB接口。
见图5,激光头7主要由激光器7-1、扩束镜7-2、Y1方向振镜7-3、X1方向振镜7-4、f-θ透镜7-5组成,激光器7-1发射激光,通过扩束镜7-2处理,由Y1方向振镜7-3和X1方向振镜7-4转换角度,最终通过f-θ透镜7-5到工件7-6上以加工工件7-6,激光的工作范围由激光头7决定,因此可对盘料9-4的给料量进行编程设计,对步进电机3-6进行控制,进而实现对给料量的控制。
步进电机3-6驱动器工作原理,见图7:
INA、INB、和INC来自“自动送料嵌入式微电脑控制器”的脉冲分配器。三相步进电机3-6A、B、C,可按单三拍:A-B-C-A…,双三拍:AB-BC-CA-AB…和六拍:A-AB-B-BC-C-CA-A…方式运行。其运行方式可由“自动送料嵌入式微电脑”通过预先编制的程序来实现。
步进电机3-6驱动器由三个相同驱动电路组成,以INA驱动电路为例:
T1为核心的前置驱动,INA脉冲信号经R1和R2分压,驱动T1三极管,T1集电极接有负载电阻R3、光耦GEA(隔离保护)中的发光二极管D1,D1的正极接+5V直流电源。光耦GEA中的光电三极管T2的集电极接有负载电阻R4、射极接有R5,T2射极又分复合管T3丶T4并接。T3丶T4集电极并接有三路功能电路:指示发光二极管D2和限流电阻R6、续流二极管D3和步进电机3-6A相绕阻LA,且串有限流电阻R7,这三路功能电路上端都接在+24V直流电源上。
其它INB和INC驱动电路同INA。
激光打标、切割和焊接加工设备自带激光加工视觉定位系统,激光加工设备主要由电气箱1、操作台2、摄像及照明部件4、支架5、显示器6、工作台8构成,摄像及照明部件4设置在激光头7上方,由支架5支撑,电气箱1设置在激光加工设备的底部,操作台2设置在侧部,激光头7在轨道上实现三维运动。利用摄像及照明部件,并由微电脑控制实现视觉定位功能。
使用时,盘料9-4固定在自调式盘料9-4固定装置9,盘料9-4穿过自动送料装置3的上、下送料滚轴3-4,置于工作台8上,与激光头7相对应,以加工圆形工件7-6为例,原来加工布料采用图9方式,该方式与改进后的布料方式相比略废料,因此均采用图10方式布料,设计加工路径;当完成激光头7的加工范围后,启动步进电机3-6给料,使未加工的盘料9-4到达激光头7的工作范围内,由激光头7加工,然后步进电机3-6继续给料,如此反复直至加工完毕。
本发明的优点:
1)本发明可为激光打标、激光切割和激光焊接加工盘带自动送料,通过摄像及照明部件及微电脑实现视觉定位功能;
2)本盘带自动送料系统,在激光打标、激光切割和激光焊接加工应用,可提高设备自动化水平,改善劳动条件,提高生产效率和节省资源,并降低产品成本;
3)利用自调式盘料固定装置尤其是平衡弹簧,使盘料输出时的高度与工作台基本持平;
4)通过自动送料控制系统控制步进电机,进而控制盘料的给料量,方便激光加工,实现给料自动化。

Claims (4)

1.一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,其特征在于,包括激光头、工作台、电气箱,激光头下方设有工作台,电气箱控制激光头,还包括自动送料装置、自调式盘料固定装置、自动送料控制系统,自调式盘料固定装置固定盘料,自动送料装置通过步进电机、一对送料滚轴将盘料定长送到工作台上,通过自动送料控制系统控制盘料的给料量,确保盘料覆盖激光头的工作面。
2.根据权利要求1所述的一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,其特征在于,所述的自动送料装置包括拉紧弹簧、料厚调节螺栓、上、下送料滚轴、万向联轴器、步进电机,步进电机通过电机托架固定,步进电机输出端通过万向联轴器与送料滚轴连接,传动支撑架固定下送料滚轴,上、下送料滚轴之间连接有拉紧弹簧,用来调节上、下送料滚轴之间的压力,料厚调节螺栓设置在上送料滚轴的支架上,料厚调节螺栓调节拉紧弹簧拉力。
3.根据权利要求1所述的一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,其特征在于,所述的自调式盘料固定装置包括盘料支座、平衡弹簧、支撑轴,盘料支座上固定连接有支撑轴,支撑轴内设有滑道,平衡弹簧一端连接有盘料,另一端与支撑轴固定,在弹力作用下盘料在滑道内上下滑动,所述的平衡弹簧的弹力与盘料重量相对应。
4.根据权利要求1所述的一种激光打标、切割和焊接加工自动盘带送料系统,其特征在于,所述的自动送料控制系统设置在电气箱内,包括嵌入式微电脑、LCD显示器、开关电源、脉冲分配器,嵌入式微电脑与LCD显示器、开关电源、脉冲分配器连接,开关电源输出5V电源给嵌入式微电脑供电,嵌入式微电脑控制步进电机的使能控制和正反转控制,脉冲分配器由分配三路脉冲到步进电机驱动器。
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