CN106271114A - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光加工装置。该装置包括：底座和机械臂；其中，机械臂包括大机械臂、机械肘和小机械臂，大机械臂的第一端固定在底座上，大机械臂的第二端与机械肘连接，机械肘还与小机械臂的第一端连接，小机械臂的第二端设置有激光切割刀；底座内设置有第一控制器，第一控制器与小机械臂连接，控制小机械臂的运动；机械肘上设置有防撞传感器，用于在检测到即将发生碰撞时，发出碰撞预警信息；第一控制器还与防撞传感器连接，用于根据碰撞预警信息调整小机械臂的运动以避免碰撞。本发明提供的激光加工装置，自动化程度较高，可在防撞传感器检测到紧急情况时做出应急响应，从而保证加工效果避免设备损坏等安全事故。

Description

激光加工装置

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其涉及一种激光加工装置。

背景技术

激光加工是一种常见的激光应用，利用经聚焦的高功率密度激光束照射待加工的工件，使工件上被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与激光束同轴的高速气流吹除熔化过程中产生的熔融物质，从而实现将工件割开。

激光加工可广泛应用于工件的表面处理、打孔、焊接和模具修复等。随着工业技术的进一步发展，越来越多的激光加工操作采用了机器设备来进行，但是现有的机器设备自动化程度低，只能单纯的完成固定的一个动作，在出现紧急情况时无法做出应急响应，可能造成加工失败甚至造成损坏设备等安全事故。

发明内容

本发明提供一种激光加工装置，用于解决现有激光加工装置因为自动化程度低，存在无法做出应急响应，可能造成加工失败甚至造成损坏设备等安全事故的问题。

本发明提供一种激光加工装置，包括：底座和机械臂；其中，

所述机械臂包括大机械臂、机械肘和小机械臂，所述大机械臂的第一端固定在所述底座上，所述大机械臂的第二端与所述机械肘连接，所述机械肘还与所述小机械臂的第一端连接，所述小机械臂的第二端设置有激光切割刀；

所述底座内设置有第一控制器，所述第一控制器与所述小机械臂连接，控制所述小机械臂的运动；

所述机械肘上设置有防撞传感器，用于在检测到即将发生碰撞时，发出碰撞预警信息；

所述第一控制器还与所述防撞传感器连接，用于根据所述碰撞预警信息调整所述小机械臂的运动以避免碰撞。

如上所述的激光加工装置，所述装置还包括安装座；

所述安装座设置在所述小机械臂的第二端，所述激光切割刀设置在所述安装座上，所述激光切割刀的两侧设置有抽气头；

所述安装座上还设置有红外传感器，所述红外传感器与所述第一控制器连接，所述第一控制器用于通过控制所述红外传感器检测设置在工作平台上的红外信号发生器发出的红外信号，进行所述激光切割刀的定位。

如上所述的激光加工装置，所述装置还包括摄像头，所述摄像头设置在所述安装座上，所述摄像头用于将拍摄得到的图片发送给所述第一控制器。

如上所述的激光加工装置，所述装置还包括远程控制器，所述远程控制器与所述第一控制器通信连接；

所述远程控制器上设置有显示器、操控手柄和紧急制动按钮。

如上所述的激光加工装置，所述机械肘上还设置有缓冲器。

如上所述的激光加工装置，所述工作平台上还设置有散热风扇，所述工作平台下方还设置有散热片。

如上所述的激光加工装置，所述工作平台上还设置有夹具，所述夹具内设置有压力传感器和报警灯，所述压力传感器与所述报警灯连接，用于在未检测到压力时控制所述报警灯闪烁。

如上所述的激光加工装置，所述底座内还设置有第二控制器和扩展存储卡；

所述第二控制器搭载智能机器人系统，所述第一控制器分别与所述第二控制器和所述扩展存储卡连接。

如上所述的激光加工装置，所述底座内还设置有闭锁锁具、电机驱动电路、喇叭驱动电路、直流电机和报警喇叭；

所述电机驱动电路分别与所述直流电机和所述第一控制器连接，所述直流电机用于提供电能；

所述第一控制器还分别与所述闭锁锁具和所述喇叭驱动电路连接，所述喇叭驱动电路与所述报警喇叭连接；

所述第一控制器还用于在检测到异常时，控制所述闭锁锁具闭锁，所述报警喇叭鸣叫。

如上所述的激光加工装置，所述安装座上还设置有光敏传感器，所述底座内还设置有光电译码器，所述光电译码器用于接收所述光敏传感器发送的信号，并根据所述信号生成译码信息；

所述第一控制器还与所述光电译码器连接，用于根据所述译码信息控制所述小机械臂的运动。

本发明提供的激光加工装置，包括底座和机械臂，机械臂包括大机械臂、机械肘和小机械臂，底座内设置有第一控制器，控制器控制小机械臂绕大机械臂运动，通过在小机械臂上设置防撞传感器，在检测到即将发生碰撞时，向第一控制器发出碰撞预警信息，以使第一控制器根据碰撞预警信息调整小机械臂的运动以避免碰撞。因此，本发明提供的激光加工装置，具有较高的灵活性，自动化程度较高，可在第一控制器的控制下完成多种动作，并可在防撞传感器检测到紧急情况时做出应急响应，从而保证加工效果避免设备损坏等安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的激光加工装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的激光加工装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的激光加工装置实施例三的结构示意图。

附图标记：

10—底座； 11—机械臂； 12—大机械臂；

13—机械肘； 14—小机械臂； 15—激光切割刀；

16—第一控制器； 17—防撞传感器； 18—安装座；

19—抽气头； 20—红外传感器； 21—工作平台；

22—红外信号发生器； 23—摄像头； 24—远程控制器；

25—显示器； 26—操控手柄； 27—紧急制动按钮；

28—缓冲器； 29—散热风扇； 30—散热片；

31—夹具； 32—压力传感器； 33—报警灯；

34—第二控制器； 35—扩展存储卡； 36—远程控制器；

37—闭锁锁具； 38—电机驱动电路； 39—喇叭驱动电路；

40—直流电机； 41—报警喇叭； 42—光敏传感器；

43—光电译码器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的激光加工装置实施例一的结构示意图，如图1所示，激光加工装置包括：底座10和机械臂11。

其中，机械臂11包括大机械臂12、机械肘13和小机械臂14，大机械臂12的第一端固定在底座10上，大机械臂12的第二端与机械肘13连接，机械肘13还与小机械臂14的第一端连接，小机械臂14的第二端设置有激光切割刀15；

底座10内设置有第一控制器16，第一控制器16与小机械臂14连接，控制小机械臂14的运动；

机械肘13上设置有防撞传感器17，用于在检测到即将发生碰撞时，发出碰撞预警信息；

第一控制器16与防撞传感器17连接，用于根据碰撞预警信息调整小机械臂14的运动以避免碰撞。

具体的，激光加工装置为手臂型机器人，包括底座10和机械臂11。底座10固定设置，示例性的，可以固定在地面上或其他可移动的平台上。机械臂11的固定端固定在底座10上，机械臂11的运动端上安装有激光切割刀15，按照用户输入的切割轨迹进行运动，实现激光切割。

具体的，机械臂11包括大机械臂12、机械肘13和小机械臂14。大机械臂12即为机械臂11的固定端，大机械臂12的第一端固定在底座10上，大机械臂12的第二端与机械肘13连接，机械肘13还与小机械臂14的第一端连接，小机械臂14的第二端设置有激光切割刀15。小机械臂14即为机械臂11的运动端，大机械臂12和小机械臂14通过机械肘13连接，使得小机械臂14可绕机械肘13随意运动，提高了机械臂的灵活性。

在具体实现时，底座10内设置有第一控制器16，第一控制器16为激光加工装置的主控芯片，第一控制器16与小机械臂14连接，控制小机械臂14的运动。

具体的，机械肘13上设置有防撞传感器17，用于在检测到即将发生碰撞时，发出碰撞预警信息。可选的，还可根据激光加工装置的具体安装环境调整防撞传感器17在机械肘13上的安装位置。第一控制器16与防撞传感器17连接，用于根据碰撞预警信息调整小机械臂14的运动以避免发生碰撞。

在具体使用中，为保证激光切割效果，保护激光加工装置的操作用户，小机械臂14在根据用户切割指令进行切割时，不应碰撞到其他物体，当小机械臂14碰撞到其他物体时，将会影响切割效果，甚至可能损坏设备出现安全事故，防撞传感器17用于对小机械臂14可能出现的碰撞进行预警。在防撞传感器17检测到到即将发生碰撞时，向第一控制器16发出碰撞预警信息。第一控制器16根据碰撞预警信息及时调整小机械臂14的运动轨迹或直接关闭激光加工装置。

本发明提供的激光加工装置，包括底座和机械臂，机械臂包括大机械臂、机械肘和小机械臂，底座内设置有第一控制器，控制器控制小机械臂绕大机械臂运动，通过在小机械臂上设置防撞传感器，在检测到即将发生碰撞时，向第一控制器发出碰撞预警信息，以使第一控制器根据碰撞预警信息调整小机械臂的运动以避免碰撞。因此，本发明提供的激光加工装置，具有较高的灵活性，自动化程度较高，可在第一控制器的控制下完成多种动作，并可在防撞传感器检测到紧急情况时做出应急响应，从而保证加工效果避免设备损坏等安全事故。

结合图1所示实施例，图2为本发明提供的激光加工装置实施例二的结构示意图，如图2所示，激光加工装置还包括安装座18；

安装座18设置在小机械臂14的第二端，激光切割刀15设置在安装座18上，激光切割刀15的两侧设置有抽气头19；

安装座18上还设置有红外传感器20，红外传感器20与第一控制器16连接，第一控制器16用于通过控制红外传感器20检测设置在工作平台21上的红外信号发生器22发出的红外信号，进行激光切割刀15的定位。

具体的，小机械臂14的第二端设置有安装座18，以增大小机械臂14的第二端的安装面。安装座18上设置有激光切割刀15，激光切割刀的两侧设置有抽气头19，抽气头19用于在激光切割刀15工作时，将激光切割刀15周围气体抽干，提供真空切割环境。

具体的，被切割件通常固定设置在工作平台21上，为精准实现工作平台21与激光切割刀15的定位。安装座18上还设置有红外传感器20，红外传感器20与第一控制器16连接。对应的，工作平台21上设置有红外信号发生器22，红外传感器20用于检测设置在工作平台21上的红外信号发生器22发出的红外信号，由于红外信号射程短、聚光效果较好，因此，可用来实现激光切割刀15的精准定位。当第一控制器16确定红外传感器20检测到红外信号发生器22发出的红外信号时，确认激光切割刀15移动到工作平台21上方，从而可开始控制小机械臂14运动进行激光切割。

进一步的，激光加工装置还包括摄像头23，摄像头23设置在安装座18上，摄像头23用于将拍摄得到的图片发送给第一控制器16。

具体的，摄像头23具体可以为相机。摄像头23与第一控制器16连接，摄像头23将拍摄得到的图像发送第一控制器16，用于记录存储激光切割刀15的工作内容。可选的，摄像头23还可与第一控制器16无线通信。

进一步的，激光加工装置还包括远程控制器24，远程控制器24与第一控制器16通信连接；

远程控制器24上设置有显示器25、操控手柄26和紧急制动按钮27。

具体的，为进一步提高激光加工设备的灵活性、保护用户的人身安全，可增加远程控制器24，远程控制器24与第一控制器16通信连接，远程控制器24上设置有显示器25、操控手柄26和紧急制动按钮27。显示器25用于显示摄像头23拍摄的画面，方便用户根据激光切割的实际环境调整激光切割刀15的运动轨迹。用户在具体操作激光切割刀15时，用户通过操控手柄26向第一控制器16发送操作指令。当用户通过显示器25观察到紧急情况时，可通过按下紧急制动按钮27向第一控制器16发送紧急制动指令，控制激光加工装置停止操作。

可选的，机械肘13上还设置有缓冲器28，以减慢小机械臂14的运动速度，提高防撞传感器17的检测效果。

可选的，工作平台21上还设置有散热风扇29，工作平台21下方还设置有散热片30。通过增加散热风扇29和散热片30，可加快降低激光加工环境的温度，保证激光加工效果。

可选的，工作平台21上还设置有夹具31，夹具31内设置有压力传感器32和报警灯33，压力传感器32与报警灯33连接，用于在未检测到压力时控制报警灯33闪烁。

可选的，工作平台21上还设置有夹具31以方便固定待切割物件。为避免用户在工作平台21上未安装有待切割物件时开启激光加工，损坏工作平台21，可在夹具31内设置有压力传感器32和报警灯33，压力传感器32与报警灯33连接，用于在未检测到压力时控制报警灯33闪烁，从而提醒用户。

可选的，结合图1或图2所示实施例，图3为本发明提供的激光加工装置实施例三的结构示意图。如图3所示，底座10内还设置有第二控制器34和扩展存储卡35；

第二控制器34搭载智能机器人系统，第一控制器16分别与第二控制器34和扩展存储卡35连接。

具体的，底座10内还设置有第二控制器34和扩展存储卡35；第二控制器34搭载智能机器人系统，第一控制器16通过通信串口与第二控制器34连接，通过增加搭载有智能机器人系统的第二控制器34，可简单便捷的实现对第一控制器16的升级，提高激光加工装置的智能性。第一控制器16通过控制器局域网络(Controller Area Network，简称CAN)总线与扩展存储卡35连接，增加了激光加工装置的扩展空间，可根据用户存储在扩展存储卡35中的功能代码，扩展出更多的功能。

可选的，底座10内还设置有闭锁锁具37、电机驱动电路38、喇叭驱动电路39、直流电机40和报警喇叭41；

电机驱动电路38分别与直流电机40和第一控制器16连接，直流电机40用于提供电能；

第一控制器16还分别与闭锁锁具37和喇叭驱动电路39连接，喇叭驱动电路39与报警喇叭41连接；

第一控制器16还用于在检测到异常时，控制闭锁锁具37闭锁，报警喇叭41鸣叫。

具体的，直流电机40通过电机驱动电路38与第一控制器16连接，为整个激光加工装置提供电能。第一控制器16通过喇叭驱动电路39与报警喇叭41连接，当第一控制器16检测到异常情况时，向喇叭驱动电路39发送鸣叫指令，控制喇叭驱动电路39向报警喇叭41提供驱动，从而驱动报警喇叭41鸣叫。进一步的，在第一控制器16检测到异常情况时，控制闭锁锁具37闭锁，使得激光加工装置无法进行激光切割。

可选的，安装座18上还设置有光敏传感器42，底座10内还设置有光电译码器43，光电译码器43用于接收光敏传感器42发送的信号，并根据信号生成译码信息；

第一控制器16还与光电译码器43连接，用于根据译码信息控制小机械臂14的运动。

具体的，安装座18上还设置有光敏传感器42，光敏传感器42可直接将信号发送给光电译码器43，也可通过第一控制器16将信号发送给光电译码器43，设置在底座10内的光电译码器43在接收到光敏传感器42发送的信号后，根据信号生成译码信息，并将译码信息发送给第一控制器16。第一控制器16用于根据译码信息控制小机械臂14的运动。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，包括：底座和机械臂；其中，

所述机械臂包括大机械臂、机械肘和小机械臂，所述大机械臂的第一端固定在所述底座上，所述大机械臂的第二端与所述机械肘连接，所述机械肘还与所述小机械臂的第一端连接，所述小机械臂的第二端设置有激光切割刀；

所述底座内设置有第一控制器，所述第一控制器与所述小机械臂连接，控制所述小机械臂的运动；

所述机械肘上设置有防撞传感器，用于在检测到即将发生碰撞时，发出碰撞预警信息；

所述第一控制器还与所述防撞传感器连接，用于根据所述碰撞预警信息调整所述小机械臂的运动以避免碰撞。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括安装座；

所述安装座设置在所述小机械臂的第二端，所述激光切割刀设置在所述安装座上，所述激光切割刀的两侧设置有抽气头；

所述安装座上还设置有红外传感器，所述红外传感器与所述第一控制器连接，所述第一控制器用于通过控制所述红外传感器检测设置在工作平台上的红外信号发生器发出的红外信号，进行所述激光切割刀的定位。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括摄像头，所述摄像头设置在所述安装座上，所述摄像头用于将拍摄得到的图片发送给所述第一控制器。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括远程控制器，所述远程控制器与所述第一控制器通信连接；

所述远程控制器上设置有显示器、操控手柄和紧急制动按钮。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述机械肘上还设置有缓冲器。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述工作平台上还设置有散热风扇，所述工作平台下方还设置有散热片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述工作平台上还设置有夹具，所述夹具内设置有压力传感器和报警灯，所述压力传感器与所述报警灯连接，用于在未检测到压力时控制所述报警灯闪烁。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述底座内还设置有第二控制器和扩展存储卡；

所述第二控制器搭载智能机器人系统，所述第一控制器分别与所述第二控制器和所述扩展存储卡连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述底座内还设置有闭锁锁具、电机驱动电路、喇叭驱动电路、直流电机和报警喇叭；

所述电机驱动电路分别与所述直流电机和所述第一控制器连接，所述直流电机用于提供电能；

所述第一控制器还分别与所述闭锁锁具和所述喇叭驱动电路连接，所述喇叭驱动电路与所述报警喇叭连接；

所述第一控制器还用于在检测到异常时，控制所述闭锁锁具闭锁，所述报警喇叭鸣叫。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述安装座上还设置有光敏传感器，所述底座内还设置有光电译码器，所述光电译码器用于接收所述光敏传感器发送的信号，并根据所述信号生成译码信息；

所述第一控制器还与所述光电译码器连接，用于根据所述译码信息控制所述小机械臂的运动。