CN113601006A - 激光切割的复合定位装置及激光切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光切割的复合定位装置及激光切割机，该激光切割的复合定位装置包括用于采集产品位置信息的第一定位机构和第二定位机构；所述第一定位机构包括至少两并列间隔设置的位移传感器，所述位移传感器的探测杆用于与产品的第一侧边相接触；所述第二定位机构包括两相对间隔设置的CCD相机，两所述CCD相机用于抓拍产品的两相对第二侧边，两相对第二侧边分别与第一侧边相邻。本发明激光切割的复合定位装置花费成本低且定位精准，能够适应快速连续的高精度定位。

Description

激光切割的复合定位装置及激光切割机

技术领域

本发明涉及激光切割产品定位技术领域，特别涉及一种激光切割的复合定位装置及激光切割机。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。

在进行激光切割之前，通常需要定位待切割的产品以获取其位置信息，从而进一步确定产品的加工位置。现有的激光切割的定位主要为采用多组CCD相机抓拍产品轮廓外形或采用多组机械定位结构的两种方式。

目前，单一采用多组CCD相机抓拍的定位方式，花费成本较高；而单一采用多组机械定位结构的定位方式，其相对于CCD相机抓拍定位来说，定位不够精准，不能实现快速连续的高精度定位。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种激光切割的复合定位装置，旨在解决目前激光切割的产品定位单一采用多组CCD相机花费成本高以及单一采用机械定位结构定位不够精准的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种激光切割的复合定位装置，该激光切割的复合定位装置包括用于采集产品位置信息的第一定位机构和第二定位机构；

所述第一定位机构包括至少两并列间隔设置的位移传感器，所述位移传感器的探测杆用于与产品的第一侧边相接触；

所述第二定位机构包括两相对间隔设置的CCD相机，两所述CCD相机用于抓拍产品的两相对第二侧边，两相对第二侧边分别与第一侧边相邻。

优选地，所述第一定位机构还包括与所述位移传感器对应设置的安装板和用于驱动所述安装板移动的第一驱动模组；

所述位移传感器的探测杆在所述安装板上滑动设置且连接有弹性件，所述安装板上设有可沿所述位移传感器的探测杆的杆体方向往返移动的推板，所述推板可与所述位移传感器的探测杆抵接以使所述弹性件呈压缩状态。

优选地，所述推板上设有弹性板。

优选地，所述位移传感器的探测杆上构造有用于供所述推板抵接的凸台，所述弹性件和所述推板处于所述凸台的相对两侧。

优选地，所述安装板上设有安装座，所述位移传感器的探测杆穿设于所述安装座上；

所述弹性件为套设在所述位移传感器的探测杆上的弹簧，所述弹簧的两端分别与所述安装座和所述凸台连接。

优选地，所述第一驱动模组包括用于驱动所述安装板上下移动的升降组件和用于驱动所述安装板水平移动的驱动组件。

优选地，所述第二定位机构还包括用于安装所述CCD相机的安装架和用于驱动所述安装架移动的第二驱动模组。

优选地，所述第二定位机构还包括设置在所述安装架上、与所述CCD相机对应布置的补光灯和用于调节所述补光灯固定角度的调节组件。

本发明还提出一种激光切割机，该激光切割机包括前述记载的激光切割的复合定位装置。

本发明技术方案的有益效果在于：

本激光切割的复合定位装置可通过第一定位机构的位移传感器和第二定位机构的CCD相机采集产品的外轮廓信息，对其进行相应的转换计算，可精准获取产品的位置信息，以便实现产品加工位置的确定；与目前单一采用多组CCD相机或单一采用多组机械定位结构的定位方式相比较，本激光切割的复合定位装置采用位移传感器和CCD相机相结合的定位方式，减少了CCD相机的使用数量，花费成本低且定位精准，能够适应快速连续的高精度定位。

附图说明

图1为本发明一实施例中激光切割的复合定位装置的结构示意图；

图2为图1中激光切割的复合定位装置的第一定位机构一部分的结构示意图；

图3为图1中激光切割的复合定位装置的第一定位机构又一部分的结构示意图；

图4为图1中激光切割的复合定位装置的第二定位机构一部分的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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。

本发明提出一种激光切割的复合定位装置，参照图1，该激光切割的复合定位装置包括用于采集产品位置信息的第一定位机构和第二定位机构；

第一定位机构包括至少两并列间隔设置的位移传感器100，位移传感器的探测杆110用于与产品的第一侧边相接触；

第二定位机构包括两相对间隔设置的CCD相机200，两CCD相机200用于抓拍产品的两相对第二侧边，两相对第二侧边分别与第一侧边相邻。

本实施例的激光切割的复合定位装置主要应用于激光切割设备上，以定位待切割的产品而获取其位置信息，方便进一步确定产品的加工位置。当然，基于本复合定位装置的结构组成，技术人员也可在其它机械设备上作适应性设置应用，而并非仅限于激光切割领域。

具体地，本激光切割的复合定位装置由第一定位机构和第二定位机构组成，第一定位机构包括至少两位移传感器100，第二定位机构包括两CCD相机200，其中，本复合定位装置的位移传感器100和CCD相机200共同处于同一坐标系内，并分别具有各自的绝对坐标值。产品为方形，其四条侧边均为直角边。在实际设置时，参照图1，位移传感器100可共同处于产品的前进方向上，以在产品沿X方向前进到达停止位(该停止位可为设备上的加工工位)后，位移传感器100的探测杆110端部与产品的第一侧边相接触，采集产品的X方向的外轮廓信息。其中，位移传感器100至少设置两个，容易理解的是，通过对两个位移传感器100的检测信息进行转换计算可获得两个单坐标点，采用两点拟合的方式形成一条直线(对应产品的第一侧边)，然后根据该直线进行相应的运算，便可得到产品的第一侧边的长距离的X坐标数值。当位移传感器100设置两个以上时，可获得相应数量的单坐标点，对应为多点拟合的方式形成直线。考虑到节约成本，本实施例中的位移传感器100优选设置两个。

参照图1，两CCD相机200则位于产品前进方向的相对两侧，沿Y方向间隔一定距离布置，并对应处于产品加工位置的一条中心线上，以在产品沿X方向前进到停止位后，从上至下分别抓拍产品的两相对第二侧边，采集产品的Y方向的外轮廓信息。其中，通过两第二侧边的Y坐标数值计算可得到产品的宽度(即第一侧边的边长)。具体地，通过两CCD相机200对应抓拍两第二侧边的一段，并作直线延伸以得到两第二侧边的长距离的Y坐标数值，并与上述第一侧边的拟合直线交汇形成交点，根据交点坐标数值以及长距离的X坐标数值、长距离的Y坐标数值可运算分析得出产品侧边相对于标准坐标轴的角度值(如若产品在停止位存在角度和位置的偏移)，以及可运算分析得出产品的位置信息。

其中，本复合定位装置需通过处理器对位移传感器100和CCD相机200所采集的信息作相关的软件算法运算处理，该处理器可属于激光切割设备的主控部分，或者为针对本复合定位装置独立设置，属于本复合定位装置的组成部分，并在激光切割设备上设置时与激光切割设备的主控部分通信连接，以进行数据通信。

其中，CCD相机200为非接触式检测，其可有效的避让开与加工位置的干涉，定位方便快捷；位移传感器100为接触式检测，其探测杆110与产品的边缘直接接触检测。并且，本激光切割的复合定位装置适用于尺寸较大产品，可实现大范围、高分辨率、长距离的精准定位。

与目前仅采用多组CCD相机200或仅采用多组机械定位结构的定位方式相比较，本激光切割的复合定位装置采用位移传感器100和CCD相机200相结合的定位方式，实现对产品位置数据的采集，减少了CCD相机200的使用数量，花费成本低且定位精准，能够适应快速连续的高精度定位。

在一实施例中，参照图2和图3，第一定位机构还包括与位移传感器100对应设置的安装板300和用于驱动安装板300移动的第一驱动模组400；

位移传感器100的探测杆110在安装板300上滑动设置且连接有弹性件10，安装板300上设有可沿位移传感器100的探测杆110的杆体方向往返移动的推板20，推板20可与位移传感器100的探测杆110抵接以使弹性件10呈压缩状态。

本实施例中，通过第一驱动模组400对安装板300的驱动，位移传感器100可从其原点位置到达检测位置，与产品接触以进行位置数据的采集；并可在检测完成后，复位至原点位置。位移传感器100的原点位置位于产品下方，在通过第一驱动模组400驱动的复位过程中，位移传感器100在产品下方移动，以避免出现与产品碰撞的情况，导致产品或位移传感器100损坏。并在复位至原点位置后，位移传感器100与产品不会产生干涉，可对产品进行后续的加工以及传出操作。

其中，通过所设弹性件10，位移传感器100的探测杆110可与产品的边缘弹性接触以进行检测，可提高对二者的保护作用；所设推板20的作用有二，一是对位移传感器100的探测杆110进行限位，并可使弹性件10保持弹性状态，二是推板20可沿探测杆110的杆体方向朝向产品移动，探测杆110在此过程中受到弹性件10的作用朝向产品移动并先与产品接触，随后推板20与产品接触以对产品进行预定位。作为选择，推板20可通过气缸驱动。并在检测完成后，在气缸的驱动下，推板20可沿探测杆110的杆体方向移动以推动探测杆110远离产品滑动，进而使探测杆110脱离产品。

在一实施例中，参照图3，推板20上设有弹性板30。该弹性板30用于实现与产品的柔性接触，起到保护作用。其中，该弹性板30优选优力胶材质制成。

在一实施例中，参照图3，位移传感器100的探测杆110上构造有用于供推板20抵接的凸台111，弹性件10和推板20处于凸台111的相对两侧。其中，该凸台111为与探测杆110一体成型的环形凸台111，推板20的一侧边缘构造有供探测杆110穿过的半圆形缺口，且推板20与凸台111的一侧面抵接，弹性件10与凸台111的另一侧面连接。基于上述结构设置，容易理解的是，当推板20沿探测杆110的杆体方向远离产品移动时，其可通过对凸台111的作用而使探测杆110滑动，并且凸台111可使弹性件10进一步压缩；以及当推板20沿探测杆110的杆体方向朝向产品移动时，弹性件10可通过对凸台111的作用而使探测杆110朝向产品移动。

在一实施例中，参照图3，安装板300上设有安装座40，位移传感器100的探测杆110穿设于安装座40上；

弹性件10为套设在位移传感器100的探测杆110上的弹簧，弹簧的两端分别与安装座和凸台111抵接。

具体地，安装座40固定设置于安装板300之上，安装座40上设有与探测杆110相适配的通孔，探测杆110穿过该通孔以与安装座40滑动配合。弹性件10优选弹簧，结构简单，易于设置。

在一实施例中，参照图2，第一驱动模组400包括用于驱动安装板300上下移动的升降组件410和用于驱动安装板300水平移动的驱动组件420。具体地，第一驱动模组400由升降组件410和驱动组件420组成，其可实现对安装板300在上下方向和水平方向的驱动，具体为Z轴方向和X轴方向。本实施例中，升降组件410包括气缸和导轨滑块，驱动组件420包括电机丝杠和导轨滑轨，当然，该具体驱动器件的采用仅为示例性的，并非限制性的。

在一实施例中，参照图1和图4，第二定位机构还包括用于安装CCD相机200的安装架500和用于驱动安装架500移动的第二驱动模组600。其中，在第二驱动模组600对安装架500的驱动下，CCD相机200可在产品上方水平移动，以调整其抓拍位置，具体为Y轴方向。参照图1，安装架500和第二驱动模组600对应设置两个，以分别实现对两CCD相机200的单独驱动，并通过龙门式支架安装两第二驱动模组600。该第二驱动模组600包括电机丝杠和导轨滑块，当然，该具体驱动器件的采用仅为示例性的，并非限制性的。

在一实施例中，参照图4，第二定位机构还包括设置在安装架500上、与CCD相机200对应布置的补光灯700和用于调节补光灯700固定角度的调节组件。其中，通过所设补光灯700照射产品边缘以进行补光，可提高CCD相机200抓拍图像质量，有助于提高测量精度。并且，通过操作调节组件，可在定位不同尺寸的产品时，实现补光灯700固定角度的调节，从而调整其照射角度。该调节组件的结构形式可为多种，比如，调光组件包括连接座，补光灯700固定在连接座上，连接座与安装架球铰接，通过转动连接座即可调节补光灯700固定角度，包括但不仅限于此，调节组件还可采用其它结构形式。

本发明还提出一种激光切割机，该激光切割机包括前述记载的激光切割的复合定位装置，该激光切割的复合定位装置的具体结构参照上述实施例，由于本激光切割机采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明所要求保护的范围之内。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (9)

1.一种激光切割的复合定位装置，其特征在于，包括用于采集产品位置信息的第一定位机构和第二定位机构；

所述第一定位机构包括至少两并列间隔设置的位移传感器，所述位移传感器的探测杆用于与产品的第一侧边相接触；

所述第二定位机构包括两相对间隔设置的CCD相机，两所述CCD相机用于抓拍产品的两相对第二侧边，两相对第二侧边分别与第一侧边相邻。

2.根据权利要求1所述的复合定位装置，其特征在于，所述第一定位机构还包括与所述位移传感器对应设置的安装板和用于驱动所述安装板移动的第一驱动模组；

所述位移传感器的探测杆在所述安装板上滑动设置且连接有弹性件，所述安装板上设有可沿所述位移传感器的探测杆的杆体方向往返移动的推板，所述推板可与所述位移传感器的探测杆抵接以使所述弹性件呈压缩状态。

3.根据权利要求2所述的复合定位装置，其特征在于，所述推板上设有弹性板。

4.根据权利要求2所述的复合定位装置，其特征在于，所述位移传感器的探测杆上构造有用于供所述推板抵接的凸台，所述弹性件和所述推板处于所述凸台的相对两侧。

5.根据权利要求4所述的复合定位装置，其特征在于，所述安装板上设有安装座，所述位移传感器的探测杆穿设于所述安装座上；

所述弹性件为套设在所述位移传感器的探测杆上的弹簧，所述弹簧的两端分别与所述安装座和所述凸台连接。

6.根据权利要求2所述的复合定位装置，其特征在于，所述第一驱动模组包括用于驱动所述安装板上下移动的升降组件和用于驱动所述安装板水平移动的驱动组件。

7.根据权利要求1所述的复合定位装置，其特征在于，所述第二定位机构还包括用于安装所述CCD相机的安装架和用于驱动所述安装架移动的第二驱动模组。

8.根据权利要求7所述的复合定位装置，其特征在于，所述第二定位机构还包括设置在所述安装架上的补光灯和用于调节所述补光灯固定角度的调节组件。

9.一种激光切割机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的激光切割的复合定位装置。

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