CN110227889A - 具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法 - Google Patents

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谢皓
郭瑞
王伟
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Abstract

本发明涉及一种具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法，其中，具备洁净气体监测功能的激光头装置通入洁净气体，所述的激光头装置包括用于对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测的洁净气体检测模块，外部的数控系统与所述的洁净气体检测模块相连，可对通入该激光头装置的洁净气体进行监测，从而避免因为激光头装置洁净度问题导致的镜片烧毁。采用本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法，可有效对激光头装置中的内部环境进行监测，提高激光头装置切割时的稳定性及可靠性。

Description

具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及对激光头进行监测的技术领域，具体是指一种具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法。
背景技术
激光头一般装于机床或机械手上，承接激光器输出的激光，由软件控制，用于切割、焊接或融覆等加工工艺。激光头在作业时可在切割头内部通入洁净气体，以保证内部环境的洁净度，避免镜片烧毁。现有的技术普遍未对内部环境进行监测，通入激光头的洁净气体存在不稳定，洁净度不够的问题，无法保证切割头稳定可靠运行。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种性能稳定、使用效果好的具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法。
为了实现上述目的，本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法如下：
该具备洁净气体监测功能的激光头装置，该激光头装置通入洁净气体，其主要特点是，所述的激光头装置包括洁净气体检测模块，用于对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测；
所述的洁净气体检测模块与外部的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警。
较佳地，所述的洁净气体检测模块包括：
气压传感器，用于检测通入所述的激光头装置中的洁净气体的气压；
气体洁净度检测仪，用于判断所述的激光头装置内部悬浮颗粒物浓度；
所述的气压传感器及气体洁净度检测仪均与所述的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的气压传感器及气体洁净度检测仪的检测结果判断是否需要触发报警。
更佳地，所述的气压传感器及气体洁净度检测仪均通过主控板与所述的数控系统相连接，所述的主控板用于实现所述的气压传感器及气体洁净度检测仪与所述的数控系统的数据传输，并对所述的气压传感器及气体洁净度检测仪进行控制。
更佳地，所述的气体洁净度检测仪利用激光散射原理可检测空气中0.3～10微米悬浮颗粒物浓度。
进一步地，所述的气体洁净度检测仪包括相互配合工作的激光发射部件及激光监测部件。
该基于上述装置实现对激光头装置中洁净气体进行监测的方法，其主要特点是，所述的方法为：
所述的洁净气体检测模块对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警。
较佳地，所述的洁净气体检测模块包括气压传感器及气体洁净度检测仪，其中，所述的洁净气体检测模块对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警，包括以下步骤：
(1)驱动所述的激光头装置开始工作；
(2)所述的气压传感器检测通入所述的激光头装置中的洁净气体的气压，获取相应的气压值，并将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪检测所述的激光头装置内部悬浮颗粒物浓度，获取相应的悬浮颗粒物浓度值，并将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统；
(3)所述的数控系统判断所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值是否超过对应的系统阈值；
(4)当所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值中至少一参数超过对应的系统阈值时，所述的数控系统触发报警；否则返回上述步骤(2)。
更佳地，所述的激光头装置还包括主控板；所述的气压传感器通过所述的主控板将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪通过所述的主控板将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统。
本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置包括用于对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测的洁净气体检测模块，外部的数控系统与所述的洁净气体检测模块相连，可对通入该激光头装置的洁净气体进行监测，从而避免因为激光头装置洁净度问题导致的镜片烧毁。采用本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法，可有效对激光头装置中的内部环境进行监测，提高激光头装置切割时的稳定性及可靠性。
附图说明
图1为一实施例中本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置的原理图。
图2为一实施例中本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置的结构示意图。
附图标记
1 激光头装置
2 激光发射部件
3 激光监测部件
4 气压传感器
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
该具备洁净气体监测功能的激光头装置通入洁净气体，其中，所述的激光头装置1包括洁净气体检测模块，用于对通入所述的激光头装置1中的洁净气体进行检测；
所述的洁净气体检测模块与外部的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警。
如图1、2所示，在该实施例中，所述的洁净气体检测模块包括：
气压传感器4，用于检测通入所述的激光头装置1中的洁净气体的气压；
气体洁净度检测仪，用于判断所述的激光头装置1内部悬浮颗粒物浓度；
所述的气压传感器4及气体洁净度检测仪均与外部的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的气压传感器4及气体洁净度检测仪的检测结果判断是否需要触发报警。
从图1中可以看出，在该实施例中，所述的气压传感器4及气体洁净度检测仪均通过主控板与所述的数控系统相连接，所述的主控板用于实现所述的气压传感器4及气体洁净度检测仪与所述的数控系统的数据传输，并对所述的气压传感器4及气体洁净度检测仪进行控制。
在该实施例中，所述的气体洁净度检测仪利用激光散射原理可检测空气中0.3～10微米悬浮颗粒物浓度。
如图2所示，在该实施例中，所述的气体洁净度检测仪包括相互配合工作的激光发射部件2及激光监测部件3。
本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置可实现颗粒粉尘监测，其除了上述提到的气压传感器4、气体洁净度检测仪(即洁净气体检测传感器)及主控板外，还包括一般激光头装置所具备的喷嘴和其他激光头组件。其中，气压传感器4用于检测洁净气体气压，并传至数控系统，判断洁净气体的状态。洁净气体检测传感器(即气体洁净度检测仪)用于检测洁净气体的洁净程度，数控系统会根据气体中如有粉尘颗粒浓度触发报警，保证切割头平稳高效地工作。
基于上述实施例中的装置实现对激光头装置中洁净气体进行监测的方法为：
所述的洁净气体检测模块对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警，具体包括以下步骤：
(1)驱动所述的激光头装置开始工作；
(2)所述的气压传感器检测通入所述的激光头装置中的洁净气体的气压，获取相应的气压值，并将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪检测所述的激光头装置内部悬浮颗粒物浓度，获取相应的悬浮颗粒物浓度值，并将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统；
(3)所述的数控系统判断所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值是否超过对应的系统阈值；
(4)当所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值中至少一参数超过对应的系统阈值时，所述的数控系统触发报警；否则返回上述步骤(2)。
在该实施例中，所述的气压传感器通过所述的主控板将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪通过所述的主控板将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统。
在上述实施例中，所述的具备洁净气体监测功能的激光头装置包括洁净气体检测装置(即气体洁净度检测仪)，气压传感器，主控电路板，喷嘴和其他激光头组件，其中，所述的气压传感器和气体洁净度检测仪均安装于激光头装置内部。数控系统接收洁净气体检测装置和气压传感器的信号，根据气压传感器判定通入洁净气体的状态，并实时监测通入气体的气压，从而保证洁净气体气压稳定输出。气体洁净度检测仪用于判断切割头内部悬浮颗粒物浓度，并将数据传至数控系统，数控系统通过传感器的数据判定状态并触发不同程度的警报。主控电路板(即主控板)主要功能为实现传感器的控制与数据通信，并将传感器数据传输至数控系统。本发明与现有技术相比，优点在于：以洁净气体监测装置为依据对通入的洁净气体进行监测，并且采用气压传感器传感器，对通入气体的气压进行监测，保持激光头平稳高效的工作。
其中，洁净气体检测装置内部包含激光发射部件2和激光监测部件3，气压传感器放置于切割头内部。当激光头装置作业时，洁净气体监测传感器(包括气压传感器和气体洁净度检测仪)不断将检测到的数据传给控制器，并反馈给数控系统
其中，洁净气体监测装置(即气体洁净度检测仪)原理：采用激光散射原理，能够得到空气中0.3～10微米悬浮颗粒物浓度，使用进口激光器(即激光发射部件2)与感光部件(即激光监测部件3)，数据稳定可靠。当激光照射到通过检测位置的颗粒物时会产生微弱的光散射，在特定方向上的光散射波形与颗粒直径有关，通过不同粒径的波形分类统计及换算公式可以得到不同粒径的实时颗粒物的数量浓度，按照标定方法可得到跟官方单位统一的质量浓度。
本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置用于对通入洁净气体的切割头的内部环境进行监测，监测切割头内悬浮物颗粒浓度，根据气体中如有粉尘颗粒浓度触发报警，保证切割头平稳高效地工作。
本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置包括用于对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测的洁净气体检测模块，外部的数控系统与所述的洁净气体检测模块相连，可对通入该激光头装置的洁净气体进行监测，从而避免因为激光头装置洁净度问题导致的镜片烧毁。采用本发明的具备洁净气体监测功能的激光头装置及相应的监测方法，可有效对激光头装置中的内部环境进行监测，提高激光头装置切割时的稳定性及可靠性。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种具备洁净气体监测功能的激光头装置，该激光头装置通入洁净气体，其特征在于，所述的激光头装置包括洁净气体检测模块，用于对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测；
所述的洁净气体检测模块与外部的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警。
2.根据权利要求1所述的具备洁净气体监测功能的激光头装置，其特征在于，所述的洁净气体检测模块包括：
气压传感器，用于检测通入所述的激光头装置中的洁净气体的气压；
气体洁净度检测仪，用于判断所述的激光头装置内部悬浮颗粒物浓度；
所述的气压传感器及气体洁净度检测仪均与所述的外部的数控系统相连接，所述的数控系统根据所述的气压传感器及气体洁净度检测仪的检测结果判断是否需要触发报警。
3.根据权利要求2所述的具备洁净气体监测功能的激光头装置，其特征在于，所述的气压传感器及气体洁净度检测仪均通过主控板与所述的数控系统相连接，所述的主控板用于实现所述的气压传感器及气体洁净度检测仪与所述的数控系统的数据传输，并对所述的气压传感器及气体洁净度检测仪进行控制。
4.根据权利要求2所述的具备洁净气体监测功能的激光头装置，其特征在于，所述的气体洁净度检测仪利用激光散射原理可检测空气中0.3～10微米悬浮颗粒物浓度。
5.根据权利要求4所述的具备洁净气体监测功能的激光头装置，其特征在于，所述的气体洁净度检测仪包括相互配合工作的激光发射部件及激光监测部件。
6.一种基于权利要求1～5中任一项所述的装置实现对激光头装置中洁净气体进行监测的方法，其特征在于，所述的方法为：
所述的洁净气体检测模块对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警。
7.根据权利要求6所述的对激光头装置中洁净气体进行监测的方法，其特征在于，所述的洁净气体检测模块包括气压传感器及气体洁净度检测仪，其中，所述的洁净气体检测模块对通入所述的激光头装置中的洁净气体进行检测，所述的数控系统根据所述的洁净气体检测模块的检测结果判断是否需要触发报警，包括以下步骤：
(1)驱动所述的激光头装置开始工作；
(2)所述的气压传感器检测通入所述的激光头装置中的洁净气体的气压，获取相应的气压值，并将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪检测所述的激光头装置内部悬浮颗粒物浓度，获取相应的悬浮颗粒物浓度值，并将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统；
(3)所述的数控系统判断所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值是否超过对应的系统阈值；
(4)当所述的气压值及所述的悬浮颗粒物浓度值中至少一参数超过对应的系统阈值时，所述的数控系统触发报警；否则返回上述步骤(2)。
8.根据权利要求7所述的对激光头装置中洁净气体进行监测的方法，其特征在于，所述的激光头装置还包括主控板；所述的气压传感器通过所述的主控板将所述的气压值传输至所述的数控系统；所述的气体洁净度检测仪通过所述的主控板将所述的悬浮颗粒物浓度值传输至所述的数控系统。
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