CN204867823U - 一种板材用激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种板材用激光切割机，包括切割头及工作台，设置于工作台上的检测装置，与切割头、检测装置和工作台相连接的控制单元，检测装置设置在切割头上，所述检测装置被设置为检测板材边缘的激光切割机的X坐标的2个边缘点和Y坐标的1个边缘点，其中控制单元根据检测装置回传的数据计算板材的原点及旋转角度，并由控制单元控制激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重合，并由控制单元控制切割头运动至板材坐标系原点。保证能在简单易行、较低成本的情况下，在现有寻边的基础上进一步节省时间。

Description

一种板材用激光切割机

技术领域

本实用新型涉及一种激光切割机，尤其涉及一种板材激光切割机。

背景技术

自从1960年世界第一台红宝石激光器问世以来，激光切割技术经过近五十年的研究发展，已广泛应用，并显示了强大的生命力。目前在激光的工业应用方面已成功的实现了切割、打孔、焊接和材料改性（热处理、熔融及涂敷等）。其中在激光的工业应用方面，千瓦级的激光切割占了70%以上，激光光束经过聚焦后可获得极高的能量密度，激光切割工艺就是靠高能量的激光束进行数控精密切割，与其他的传统的切割工艺相比（主要是等离子及火焰切割），最大的区别是具有高速度、高精度和高适应性，激光切割割缝细（0.2-0.3mm）、热影响区小(0.2-0.4mm，板材基本不变形)、切割端面质量好(光洁度可达到6.3-12.5)、切割无噪音等优点；另外加工无需模具，可代替采用复杂模具冲切的加工方法，能够大大缩短生产周期和降低生产成本，能代替冲床的大部分功能。同时激光可切割大部分的金属及非金属材料，稀有金属等等。由于本机采用激光束作为刀具，对于许多高强度、高熔点的金属非金属材料都有良好的加工能力。因此激光切割越来越广泛应用于纺织机械、铁路机车、工程机械、汽车制造、高低压电器开关（电力设备）、电梯制造、粮食机械、金刚石锯片、机床制造、机箱机柜、造船业、兵器工业、航空航天、石油行业、农业机械、医疗器械、国内各大科研院所、包装机械、木工机械、家用电器、厨具制造、激光是受击辐射所产生的光的放大，是不可见的、高能量的、单方向、相干的光。工业上用于切割和焊接的激光器大多为二氧化碳激光器，激光波长为10.6um。激光切割机是把激光器产生的激光做为一种刀具通过外光路导光系统，引至板材表面，对板材进行切割和焊接。造纸机械、食品机械、建筑机械、办公设备、金属铁艺等国计民生的很多行业。随着激光切割在各个领域的应用，随着国民经济的发展，用户对板材切割的要求越来越高，很多原用火焰、等离子、冲床加工的板材越来越多的被激光切割代替。从目前国内市场来看，高端的激光机主要是进口产品，存在价格高、服务尚未完全本地化等不足。综合上述情况，在对已有数控激光切割机市场充分调研的基础上，采用新结构和新的技术，研制一种在性能上接近国际水平而价格又相对比较低廉的激光机对于满足我国替代进口的设备需求，提高民族品牌的竞争力具有十分重要的意义。

现在的数控激光切割机在加工过程中，为节省上下料机床停机时间，提高机床利用率，保证加工时切割头不会超过板面，部分高端激光切割机厂家增加了自动寻边功能，在加工前只要将板材放在工作台上，不需要找正，开启寻边功能，通过自动检查待加工板材边缘任意两个点从而计算出板材与机床轴之间的角度，将机床的板材坐标系进行旋转相应角度，使板材坐标系（图4X,Y坐标）与以板材边（图4X＇Y＇）建立起的坐标系重合。通过公式计算，求出旋转角度θ，然后机床停在点2上，不能自动计算板材原点并返回板材原点，这样的话就需要手工去花大量的时间去找板材原点O。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，保证能在简单易行、较低成本的情况下，在现有寻边的基础上进一步节省时间。

本实用新型提供的技术方案是，在原有的两点寻边的基础上增加一个寻边点，从而实现在寻边过后程序自动计算旋转角度并建立板材坐标系原点，并自动将切割头开到待加工板材原点。

一种板材用激光切割机，包括切割头及工作台，设置于工作台上的检测装置，与切割头、检测装置和工作台相连接的控制单元，检测装置设置在切割头上，所述检测装置被设置为检测板材边缘的激光切割机的X坐标的2个点和Y坐标的1个点，其中控制单元根据检测装置回传的数据计算板材的原点及旋转角度，并由控制单元控制激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重合，并由控制单元控制切割头运动至板材坐标系原点。

所述检测装置为设置于激光切割机切割头上的电容调高器。

所述检测装置为设置在切割头一侧的光电开关。

所述控制单元为与检测装置相连接的数控系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构设计简单，具有极高的可操作性，一是机构简洁，故障率低，制作成本低，二是节省上料机床停机时间，提高了机床的利用率。本实用新型的安装简单易行、适于大规模推广使用，不会太多增加用户的成本。

附图说明

图1为切割头的示意图；

图2为安装光电开关时光电开关的检测位置与切割头喷嘴位置X、Y方向之间的距离示意图；

图3为本发明三点寻边示意图；

图4为现有技术两点寻边示意图；

图中：

1、边缘点1；2、边缘点2；3、边缘点3；4、光点开关安装位置；5、板材。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

实施例一

如图2所示，切割头通过电容调高器来检测切割头与板之间的距离，切割头与板面的间距越大，电容调高器输出的电压越大，故当切割头下没有板材时，电容调高器输出电压达到最大值，所以当寻边过程中电容调高器输出最大值的瞬间，即为板材的边缘。

如图3所示，切割头通过电容调高器来自动检测板材边缘点1、点2、点3的机械坐标并记录，自点3作点1、点2连接线的垂线，设定垂足处为工件坐标系原点并计算原点坐标 与旋转角度θ,自动旋转工件坐标系,计算方法如下：

将检测的点1、点2、点3机械坐标代入公式：

由

求出旋转角度θ

通过与导出：

将所求出旋转角度θ与切割头检测的点2、点3代入此公式，即可求出 。

为了更清楚地说明本三点寻边的实用新型实施例或现有技术中两点寻边的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述（图4所示）中所需要使用的附图作简单地介绍。

图4为两点寻边，自动检测点1、点2的机械坐标，通过公式计算，求出旋转角度θ，然后机床停在点2上，不能自动计算板材原点并返回板材原点，这样的话就需要手工去花大量的时间去找板材原点O。在使用了三点寻边功能后，切割头通过电容调高器来自动检测原有两点寻边的点1、点2，在此基础上增加自动检测点3的机械坐标，自点3作点1、点2连接线的垂线，设定垂足处为板材坐标系原点并计算原点坐标与旋转角度θ,自动旋转板材坐标系并定位到板材原点,省去了手工找板材原点的时间，节省上料机床停机时间，提高机床的利用率。

实施例二

如图1所示，此备用方案是通过在切割头上增加一个光电开关，通过光电开关检测三个点的机床坐标位置，光电开关选择的是常闭漫反射型，通过被检测物体的反射光来检测光电开关下方是否有板材，检测有板材时输出电压，没有板材时不输出电压，故当光电开关从有输出电压变成无输出电压时，此时即为板材边缘。

如图3所示，通过光电开关自动检测点1、点2、点3的机床坐标，自点3作点1、点2连接线的垂线，设定垂足处为工件坐标系原点并计算原点坐标 与旋转角度θ,自动旋转工件坐标系,计算方法如下：

将检测的点1、点2、点3机械坐标代入公式：

由

求出旋转角度θ

通过与导出：

将所求出旋转角度θ与光电开关检测的点2、点3代入此公式，即可求出 。

计算出、、θ。由于光电开关与切割头之间有一定距离，须将计算出的结果、分别减去图二中说的X,Y的距离，所求位置即为工件坐标系原点，旋转角度为θ。

原有的寻边功能只寻找单独一个边的两个点，在寻边完成后只能计算出角θ，本发明为三点寻边，在原有的两点寻边基础上增加了另外一个边的一个点，然后后通过数学计算直接计算出板材坐标系原点，使切割头直接返回板材坐标系原点，节省上料机床人工寻找原点的停机时间，提高了机床的利用率。

Claims (4)

1.一种板材用激光切割机，包括切割头及工作台，设置于工作台上的检测装置，与切割头、检测装置和工作台相连接的控制单元，检测装置设置在切割头上，其特征在于，所述检测装置被设置为检测板材边缘的激光切割机的X坐标的2个边缘点和Y坐标的1个边缘点，其中控制单元根据检测装置回传的数据计算板材的原点及旋转角度，并由控制单元控制激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重合，并由控制单元控制切割头运动至板材坐标系原点。

2.如权利要求1所述的一种板材用激光切割机，其特征在于：所述检测装置为设置于激光切割机切割头上的电容调高器。

3.如权利要求1所述的一种板材用激光切割机，其特征在于：所述检测装置为设置在切割头一侧的光电开关。

4.如权利要求1所述的一种板材用激光切割机，其特征在于：所述控制单元为与检测装置相连接的数控系统。