CN205654220U - 激光加工设备及其自动门控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工设备自动门控制系统，包括：用于监控自动门输入气压的压力开关装置，压力开关装置的输入端与电源连接；第一继电器，第一继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与压力开关装置的输出端连接，第一继电器常开触点的第一端与电源连接；能够在断电时自锁的门体电磁阀，门体电磁阀包括门体开启阀和门体关闭阀，门体开启阀的第一端和门体关闭阀的第一端均与第一继电器常开触点的第二端连接，门体开启阀的第二端和门体关闭阀的第二端均与电源连接。应用本实用新型提供的一种激光加工设备自动门控制系统，能够有效实现断电保护及断气保护。本实用新型还公开了一种包括上述激光加工设备自动门控制系统的激光加工设备。

Description

激光加工设备及其自动门控制系统

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，更具体地说，涉及一种激光加工设备自动门控制系统，还涉及一种包括上述激光加工设备自动门控制系统的激光加工设备。

背景技术

激光加工一般指利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，包括激光切割、激光钻孔和微加工等。以激光切割为例，是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

由于激光加工属于一种热加工，因此在激光加工过程中会产生气味与粉尘，特别有些材料加工产生的气味对人体有害；同时因为激光加工时激光对人的眼睛有一定的辐射，因此在激光加工过程中必须将机台门关闭。目前大多数激光加工设备均采用气缸带动自动门门体动作，如激光切割机。但是由于自动门门体关闭时因为气缸压力或者其他不确定因素发生时，很容易夹伤操作人员，安全性很差。如遇机台突然断电，控制门体电磁阀失去作用，从而使门体失去控制，可能导致门体夹伤操作人员。或者如遇机台突然断气，亦或者气管突然破裂，导致门体失去气压支撑，自动门因重力作用下降，导致门体夹伤操作人员。

综上所述，如何有效地解决激光加工设备遇突然断电、断气或气管破裂时门体易夹伤操作人员造成危险等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种激光加工设备自动门控制系统，该激光加工设备自动门控制系统的结构设计可以有效地解决激光加工设备遇突然断电、断气或气管破裂时门体易夹伤操作人员造成危险的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述激光加工设备自动门控制系统的激光加工设备。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光加工设备自动门控制系统，包括：

用于监控自动门输入气压的压力开关装置，所述压力开关装置的输入端与电源连接；

第一继电器，第一继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与所述压力开关装置的输出端连接，第一继电器常开触点的第一端与电源连接；

能够在断电时自锁的门体电磁阀，所述门体电磁阀包括门体开启阀和门体关闭阀，所述门体开启阀的第一端和所述门体关闭阀的第一端均与所述第一继电器常开触点的第二端连接，所述门体开启阀的第二端和所述门体关闭阀的第二端均与电源连接，以使所述压力开关装置检测到气压大于预设气压时所述第一继电器常开触点闭合，所述压力开关装置检测到气压小于预设气压时所述第一继电器常开触点断开。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，还包括：

用于检测门体开启状态门体下方是否有物体的物体检测装置，所述物体检测装置的输入端与电源连接；所述物体检测装置的输出端与控制器的第一输入端连接；

第四继电器，第四继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与控制器第一输出端连接；所述门体关闭阀的第二端与电源之间通过第四继电器常开触点连接，所述门体开启阀的第二端与电源之间通过第四继电器常闭触点连接，以使所述物体检测装置检测到门体下方无物体时，所述第四继电器常开触点闭合，第四继电器常闭触点断开，所述物体检测装置检测到门体下方有物体时，第四继电器常开触点断开，第四继电器常闭触点闭合。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，还包括：

第二继电器，第二继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与控制器第二输出端连接；第二继电器常开触点的第一端与所述控制器第一输出端连接，第二端与所述第四继电器接触线圈的第二端连接；第二继电器常闭触点的第一端与用于开启门体和关闭门体的手动开关装置的第一端连接，第二继电器常闭触点的第二端与第四继电器接触线圈的第二端连接；所述手动开关装置的第二端与电源连接；门体工作过程中，第二继电器常开触点闭合，第二继电器常闭触点断开。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，还包括：

第三继电器，第三继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与所述压力开关装置的输出端连接；第三继电器常开触点的第一端与电源连接；

设置于门体活动区域底部的电控弹簧装置和控制所述电控弹簧装置伸缩的电控弹簧控制阀，所述电控弹簧控制阀的第一端与电源连接，第二端与第三继电器常开触点的第二端连接；以使所述压力装置检测到气压大于预设气压时，所述第三继电器常开触点闭合，所述电控弹簧收缩；所述压力装置检测到气压小于预设气压时，所述第三继电器常开触点断开，所述电控弹簧上升。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，还包括：

门体上限位开关，所述门体上限位开关的第一端与电源连接，第二端与控制器第二输入端连接。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，还包括：

门体下限位开关，所述门体上下限位开关的第一端与电源连接，第二端与控制器第三输入端连接。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，所述控制器为PLC控制器。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，所述压力开关装置为数字压力表开关。

优选地，上述激光加工设备自动门控制系统中，所述物体检测装置为安全光幕。

应用本实用新型提供的激光加工设备自动门控制系统时，在门体使用过程中，如遇突然断电，则门体电磁阀的自锁功能使得门体保持，避免门体失去控制夹伤操作人员。由于门体受气缸推动，故在自动门输入气压正常情况下，即压力开关装置检测到自动门输入气压大于预设气压时，向第一继电器发送第一正常指令，则第一继电器接触线圈得电，第一继电器常开触点闭合，门体电磁阀被接通。而如遇突然断气等突发情况，压力开关装置检测到自动门输入气压小于预设气压时，向第一继电器发送第一异常指令，则第一继电器接触线圈不得电，第一继电器常开触点断开，则门体电磁阀处于断电状态，实现自锁使门体保持。综上所述，通过能够在断电时自锁的门体电磁阀的设置，结合第一继电器及压力开关装置，使得门体在突然断电及断气状态时门体能够保持，避免了夹伤操作人员。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种激光加工设备，该激光加工设备包括上述任一种激光加工设备自动门控制系统。由于上述的激光加工设备自动门控制系统具有上述技术效果，具有该激光加工设备自动门控制系统的激光加工设备也应具有相应的技术效果。

附图说明

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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的激光加工设备自动门控制系统一种具体实施方式的结构图；

图2为中封三位五通电磁阀的气路连接图；

图3为本实用新型提供的激光加工设备一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种激光加工设备自动门控制系统，以避免激光加工设备遇突然断电、断气或气管破裂时门体夹伤操作人员，提高激光加工设备的安全性。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，图1为本实用新型提供的激光加工设备自动门控制系统一种具体实施方式的结构图；图2为中封三位五通电磁阀的气路连接图；图3为本实用新型提供的激光加工设备一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型提供的激光加工设备自动门控制系统包括压力开关装置P、第一继电器和门体电磁阀。

其中，压力开关装置P用于监控自动门输入气压，门体电磁阀能够控制自动门门体的开闭且能够在断电时自锁使得门体保持，其包括门体开启阀和门体关闭阀。具体的，门体电磁阀可以采用中封三位五通电磁阀YV1，实现对门体正常开闭的同时，断电时能够进行自锁。请参阅图2，图2为中封三位五通电磁阀的气路连接图。气体从P口进入，R1和R2分别连接控制门体上升的气缸1和控制门体下降的气缸2两端，且气缸与R1及R2之间设置有节流阀3。压力开关装置P具体可以采用数字压力表开关，根据检测到的自动门输入气压，输出相应信号以对第一继电器进行控制。

压力开关装置P的输入端与电源连接，输出端与第一继电器接触线圈K1的第二端连接。第一继电器接触线圈K1的第一端与电源连接。第一继电器常开触点K11的第一端与电源连接，第二端与门体开启阀和门体关闭阀的第一端连接，门体开启阀和门体关闭阀的第二端均与电源连接。

进而，在门体使用过程中，如遇突然断电，则门体电磁阀的自锁功能使得门体保持，避免门体失去控制夹伤操作人员。供电正常情况下，则门体电磁阀发挥正常控制门体开闭功能。由于门体受气缸推动，故在自动门输入气压正常情况下，即压力开关装置P检测到自动门输入气压大于预设气压时，向第一继电器发送第一正常指令，则第一继电器接触线圈K1得电，第一继电器常开触点K11闭合，门体电磁阀被接通。而如遇突然断气等突发情况，压力开关装置P检测到自动门输入气压小于预设气压时，向第一继电器发送第一异常指令，则第一继电器接触线圈K1不得电，第一继电器常开触点K11断开，则门体电磁阀处于断电状态，实现自锁使门体保持。综上所述，通过能够在断电时自锁的门体电磁阀的设置，结合第一继电器及压力检测开关装置，使得门体在突然断电及断气状态时门体能够保持，避免了夹伤操作人员。

需要说明的是，此处及下文提到的第一及第二等命名方式，仅为区分不同的继电器及输入端或输出端，并没有功能主次上的区分。

进一步地，为了避免在门体下方有物体时门体关闭造成损失，可以设置用于检测门体开启状态下门体下方是否有物体的物体检测装置S，此处的门体开启状态既包括门体开启到最大位置，也包括门体部分开启的情况，也就是设置用于检测门体的下降区域内是否有物体的物体检测装置S。具体的，物体检测装置S可以为安全光幕6，安全光幕6可以根据需要设置于门体活动区域的下部。当然，根据需要物体检测装置S也可以采用光电传感器等传感器。

物体检测装置S的输入端与电源连接，输出端与控制器的第一输入端IX1.0连接。并设置用于控制门体电磁阀的第四继电器，第四继电器接触线圈K4的第一端与电源连接，第二端与控制器第一输出端QX100.1连接。门体关闭阀的第二端与电源之间通过第四继电器常开触点K41连接，门体开启阀的第二端与电源之间通过第四继电器常闭触点K42连接。进而，当物体检测装置S检测到门体下方无物体时，控制器向第四继电器发送第四正常指令，第四继电器接触线圈K4得电，第四继电器常开触点K41闭合而第四继电器常闭触点K42断开，进而门体开启阀被断开，门体关闭阀接通，控制门体关闭。而当物体检测装置S检测到门体下方有物体时，控制器向第四继电器发送第四异常指令，第四继电器接触线圈K4不得电，第四继电器常开触点K41断开、第四继电器常闭触点K42闭合，进而门体关闭阀被断开，门体开启阀接通，控制门体开启。也就是通过物体检测装置S的检测，达到对门体的自动控制，避免了对操作人员的夹伤。当然，第四继电器常开触点K41和第一继电器常闭触点也可以分别连接于门体电磁阀第一端与第一继电器常开触点K11第二端之间，其也是基于对门体电磁阀的通断控制，因此也属于本申请的保护范围内。

更进一步地，为了避免操作人员的误操作使自动门在非安全情况下关闭，导致门体夹伤操作人员，可以设置第二继电器。第二继电器接触线圈K2的第一端与电源连接，第二端与控制器第二输出端QX100.0连接。第二继电器常开触点K21的第一端与控制器第一输出端QX100.1连接，第二端与第四继电器接触线圈K4的第二端连接；第二继电器常闭触点K22的第一端与用于开启门体和关闭门体的手动开关装置DOOR1、DOOR2的第一端连接，第二继电器常闭触点K22的第二端与第四继电器接触线圈K4的第二端连接；手动开关装置的第二端与电源连接。进而在门体工作过程中，具体可以为激光加工设备通电启动，或启动自动门后，控制器即向第二继电器发送第二指令，第二继电器接触线圈K2得电，第二继电器常开触点K21闭合，第二继电器常闭触点K22断开，从而手动开关装置由接通状态被断开，进而手动开关装置被屏蔽而失效，从而自动门仅受第四继电器的自动控制，避免了操作人员的误操作。

由于激光加工设备使用过程中，如遇气管突然破裂等情况，自动门失去气压支撑在重力作用下下降，为缓冲门体下降，可以进一步设置电控弹簧装置和第三继电器。请参阅图3，图3为本实用新型提供的激光加工设备一种具体实施方式的结构示意图。门体5与机床本体4滑动连接，电控弹簧装置7设置于门体活动区域底部，也就是门体下降的底部位置，电控弹簧控制阀YV2控制电控弹簧的伸缩。第三继电器接触线圈K3的第一端与电源连接，第二端与压力开关装置P的输出端连接。第三继电器常开触点K31的第一端与电源连接，第三继电器常开触点K31的第二端与电控弹簧控制阀YV2的第二端连接，电控弹簧控制阀YV2的第一端与电源连接。

进而在压力开关装置检测到气压大于预设气压时，向第三继电器发送第三正常指令，第三继电器接触线圈K3得电，第三继电器常开触点K31闭合，电控弹簧控制阀YV2被接通，电控弹簧处于收缩状态；而当压力开关装置检测到气压小于预设气压时，向第三继电器发送第三异常指令，第三继电器接触线圈K3不得电，第三继电器常开触点K31断开，电控弹簧控制阀YV2被断开，电控弹簧处于上升状态，从而门体下降过程中受弹簧的缓冲作用。

进一步地，还可以设置门体上限位开关DOOR_UP和门体下限位开关DOOR_DOWN，门体上限位开关DOOR_UP第一端与电源连接，第二端与控制器第二输入端连接。门体上下限位开关DOOR_DOWN第一端与电源连接，第二端与控制器第三输入端连接。通过门体上限位开关DOOR_UP和门体下限位开关DOOR_DOWN监控门体上升和下降位置，并通过控制器控制门体上升到顶端或下降至底端。

在上述各实施例中，控制器具体可以为PLC控制器，以方便的对上述各继电器等进行控制。以图2所示电路为例，其具体控制过程如下：

当激光加工设备启动，自动门供电时，供电正常情况下，门体电磁阀正常工作，当供电异常，断电状态下，门体电磁阀自锁实现对门体的保持。门体工作状态下，控制器第二输出端输出高电平，第二继电器接触线圈K2得电，第二继电器常开触点K21闭合，第二继电器常闭触点K22断开，从而手动开关装置不得电，被屏蔽。

压力开关装置P检测自动门输入气压，当气压小于预设气压时，压力开关装置P无输出，进而第一继电器接触线圈K1和第三继电器接触线圈K3均不得电，第一继电器常开触点K11断开，门体电磁阀被断开，自锁使门体保持；第三继电器常开触点K31断开，电控弹簧上升，对门体下降进行缓冲。从而有效对突遇断气或气管破裂起到防护作用。当压力开关装置P检测自动门输入气压大于预设气压时，压力开关装置P输出低电平，第一继电器接触线圈K1和第三继电器接触线圈K3得电，第一继电器常开触点K11闭合，门体电磁阀接入电路正常工作；第三继电器常开触点K31闭合，电控弹簧处于压缩状态。

物体检测装置S检测门体下方是否有物体，当门体下方无物体时，其输出端向控制器第一输入端输出高电平，控制器第一输出端QX100.1相应输出高电平，进而第四继电器接触线圈K4得电，第四继电器常开触点K41闭合，第四继电器常闭触点K42断开，控制门体关闭的门体关闭阀得电，进而控制门体关闭。而当门体下方有物体时，物体检测装置S其输出端无输出，进而控制器第一输出端QX100.1无输出，第四继电器不得电，第四继电器常闭触点K42闭合，第四继电器常开触点K41断开，控制门体开启的门体开启阀得电，控制门体开启。综上，通过上述设置，一方面实现了对门体的自动控制，同时，有效避免了人工误操作，实现了断电保护、断气保护、气管破裂保护及防压保护一系列防护，有效防止操作人员因各种突发情况被门体夹伤。且上述改进机械改动少，主要通过电路的改进即可实现自动门安全功能，具有安全性高、响应速度快、适用范围广的特点。

基于上述实施例中提供的激光加工设备自动门控制系统，本实用新型还提供了一种激光加工设备，该激光加工设备包括上述实施例中任意一种激光加工设备自动门控制系统。由于激光加工设备采用了上述实施例中的激光加工设备自动门控制系统，所以该激光加工设备的有益效果请参考上述实施例。

需要说明的是，上述对于各个继电器触点可以相应的对换常开触点与常闭触点的设置，并对控制过程进行相反设置，也可以达到对电路的切断或接通控制，由此形成的技术方案也应在本申请的保护范围内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，包括：

用于监控自动门输入气压的压力开关装置，所述压力开关装置的输入端与电源连接；

第一继电器，第一继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与所述压力开关装置的输出端连接，第一继电器常开触点的第一端与电源连接；

能够在断电时自锁的门体电磁阀，所述门体电磁阀包括门体开启阀和门体关闭阀，所述门体开启阀的第一端和所述门体关闭阀的第一端均与所述第一继电器常开触点的第二端连接，所述门体开启阀的第二端和所述门体关闭阀的第二端均与电源连接，以使所述压力开关装置检测到气压大于预设气压时所述第一继电器常开触点闭合，所述压力开关装置检测到气压小于预设气压时所述第一继电器常开触点断开。

2.根据权利要求1所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，还包括：

用于检测门体开启状态门体下方是否有物体的物体检测装置，所述物体检测装置的输入端与电源连接；所述物体检测装置的输出端与控制器的第一输入端连接；

第四继电器，第四继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与控制器第一输出端连接；所述门体关闭阀的第二端与电源之间通过第四继电器常开触点连接，所述门体开启阀的第二端与电源之间通过第四继电器常闭触点连接，以使所述物体检测装置检测到门体下方无物体时，所述第四继电器常开触点闭合，第四继电器常闭触点断开，所述物体检测装置检测到门体下方有物体时，第四继电器常开触点断开，第四继电器常闭触点闭合。

3.根据权利要求2所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，还包括：

第二继电器，第二继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与控制器第二输出端连接；第二继电器常开触点的第一端与所述控制 器第一输出端连接，第二端与所述第四继电器接触线圈的第二端连接；第二继电器常闭触点的第一端与用于开启门体和关闭门体的手动开关装置的第一端连接，第二继电器常闭触点的第二端与第四继电器接触线圈的第二端连接；所述手动开关装置的第二端与电源连接；门体工作过程中，第二继电器常开触点闭合，第二继电器常闭触点断开。

4.根据权利要求3所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，还包括：

第三继电器，第三继电器接触线圈的第一端与电源连接，第二端与所述压力开关装置的输出端连接；第三继电器常开触点的第一端与电源连接；

设置于门体活动区域底部的电控弹簧装置和控制所述电控弹簧装置伸缩的电控弹簧控制阀，所述电控弹簧控制阀的第一端与电源连接，第二端与第三继电器常开触点的第二端连接；以使所述压力装置检测到气压大于预设气压时，所述第三继电器常开触点闭合，所述电控弹簧收缩；所述压力装置检测到气压小于预设气压时，所述第三继电器常开触点断开，所述电控弹簧上升。

5.根据权利要求1所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，还包括：

门体上限位开关，所述门体上限位开关的第一端与电源连接，第二端与控制器第二输入端连接。

6.根据权利要求1所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，还包括：

门体下限位开关，所述门体上下限位开关的第一端与电源连接，第二端与控制器第三输入端连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。

8.根据权利要求7所述的激光加工设备自动门控制系统，其特征在于，所述压力开关装置为数字压力表开关。

9.根据权利要求2所述的激光加工设备自动门控制系统，其特 征在于，所述物体检测装置为安全光幕。

10.一种激光加工设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的激光加工设备自动门控制系统。