CN208991946U - 一种割炬定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种割炬定位装置。该割炬定位装置包括：控制器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、保护帽和至少一个接近传感器，所述保护帽设置于割炬的顶端，在割炬定位时，所述接近传感器与所述割炬同步移动。所述第一继电器包括第一线圈和第一常开开关；所述第二继电器包括第二线圈和第二常开开关；所述第三继电器包括第三线圈以及第三常开开关和第四常开开关中的至少一个常开开关；本实用新型实施例中的割炬定位装置，弥补了保护帽定位方式与接近开关定位方式的不足，在采用保护帽定位方式无法实现定位时，自动切换至接近开关定位方式，且可避免导电板材发生形变，以确保对导电板材成功定位以及后续对导电板材的正常切割。

Description

一种割炬定位装置

技术领域

本实用新型实施例涉及切割技术，尤其涉及一种割炬定位装置。

背景技术

在切割行业中，等离子割炬的初始定位方式通常包括保护帽定位方式和接近开关定位方式；然而当采用保护帽定位方式时，对于比较厚的导电板材，由于较厚的导电板材容易生锈，导致导电板材与保护帽或者开关电源接触不良，进而造成定位失败。而采用接近开关定位方式时，对于比较薄的导电板材，会因定位力矩较大，造成导电板材容易变形而使得导电板材无法切割。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种割炬定位装置，以确保对导电板材成功定位以及后续对导电板材的正常切割。

本实用新型实施例提供了一种割炬定位装置，包括：

控制器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、保护帽和至少一个接近传感器，所述保护帽用于设置于割炬的顶端，在割炬定位时，所述接近传感器与所述割炬同步移动；

其中，所述第一继电器包括第一线圈和第一常开开关；所述第二继电器包括第二线圈和第二常开开关；所述第三继电器包括第三线圈以及第三常开开关和第四常开开关中的至少一个常开开关；所述控制器包括用于输出定位检测信号的定位检测端、用于输出升降控制信号的升降控制端以及用于接收指示定位成功的反馈信号的定位成功监测端，所述升降控制端用于与可升降机构连接，所述割炬固定于所述可升降机构上；

所述第一线圈的第一端与第一参考信号电连接，所述第一线圈的第二端与所述接近传感器用于输出第二参考信号的参考信号输出端电连接，所述第一常开开关的第一端与第三参考信号电连接，所述第一常开开关的第二端与所述控制器的定位成功监测端电连接；其中，所述接近传感器用于在检测到所述接近传感器到待切割的导电板材的距离小于所述接近传感器到所述保护帽顶端的距离时，输出所述第二参考信号，所述第一参考信号及所述第二参考信号用于提供所述第一继电器的控制导通信号；

所述第二线圈的第一端与所述第一参考信号电连接，所述第二线圈的第二端与所述保护帽电连接，所述第二常开开关的第一端与所述第三参考信号电连接，所述第二常开开关的第二端与所述定位成功监测端电连接；

所述第三线圈的第一端与所述第一参考信号电连接，所述第三线圈的第二端与所述定位检测端电连接，若所述第三继电器包括所述第三常开开关，则所述第三常开开关设置于所述第二线圈与所述保护帽之间，若所述第三继电器包括所述第四常开开关，则所述第四常开开关的第一端与所述第三参考信号电连接，所述第四常开开关的第二端用于与所述导电板材电连接；所述第一参考信号及所述定位检测信号用于提供所述第三继电器的控制导通信号，所述第一参考信号及所述第三参考信号用于提供所述第二继电器的控制导通信号。

本实用新型实施例通过将保护帽和至少一个接近传感器设置于同一割炬定位装置中，采用保护帽定位方式和接近开关定位方式相结合的定位方式，当控制器发出定位检测信号时，第三继电器导通，同时可升降机构带动割炬下降，当割炬顶部的保护帽下降至与导电板材接触时，若保护帽通过导电板材与第三参考信号良好电连接，则第二继电器导通，控制器可接收到指示定位成功的反馈信号，以完成割炬对导电板材的定位；若保护帽通过导电板材无法与第三参考信号电连接，则第二继电器不导通，可升降机构继续下降，当接近传感器检测到接近传感器到待切割的导电板材的距离小于接近传感器到保护帽顶端的距离时，输出第二参考信号，此时第一继电器导通，控制器可接收到指示定位成功的反馈信号，以完成割炬对导电板材的定位。另外，导电板材的厚度是导电板材生锈的影响因素之一，导电板材越厚越容易生锈。因此，本实用新型实施例中，当对比较薄的导电板材进行定位时，由于该导电板材不易生锈，保护帽可以通过导电板材与第三参考信号电连接，从而可定位成功，避免了采用接近开关定位方式而导致导电板材发生形变；而当对比较厚的导电板材进行定位时，由于该导电板材容易生锈，在采用保护帽定位方式无法成功定位时，可自动切换至接近开关定位方式，以成功定位。因此，本实用新型实施例提供的割炬定位装置，可确保对导电板材成功定位以及后续对导电板材的正常切割。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种割炬定位装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的又一种割炬定位装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的又一种割炬定位装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的又一种割炬定位装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的控制器的输出端口结构示意图；

图6为本实用新型实施例中的控制器的输入端口结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供了一种割炬定位装置，如图1所示，包括：

控制器101、第一继电器、第二继电器、第三继电器、保护帽102和至少一个接近传感器103，保护帽102用于设置于割炬104的顶端(图中为割炬104靠近导电板材106的一端)，在割炬定位时，接近传感器103与割炬104同步移动。

其中，参考图1-图3，第一继电器包括第一线圈1081和第一常开开关1082；第二继电器包括第二线圈1091和第二常开开关1092；第三继电器包括第三线圈1101以及第三常开开关1102和第四常开开关1103中的至少一个常开开关；图1中的第三继电器包括第三常开开关1102，图2中的第三继电器包括第四常开开关1103，图3中的第三继电器包括第三常开开关1102和第四常开开关1103；控制器101包括用于输出定位检测信号的定位检测端B、用于输出升降控制信号的升降控制端，以及用于接收指示定位成功的反馈信号的定位成功监测端A，其中，升降控制端可包括控制可升降机构105升的控制升端口C和控制可升降机构105降的控制降端口D，升降控制端用于与可升降机构105连接，割炬104固定于可升降机构105上。

第一线圈1081的第一端与第一参考信号Vref1电连接，第一线圈1081的第二端与接近传感器103用于输出第二参考信号的参考信号输出端电连接，第一常开开关1082的第一端与第三参考信号Vref3电连接，第一常开开关1082的第二端与控制器101的定位成功监测端A电连接；其中，接近传感器103用于在检测到接近传感器103到待切割的导电板材106的距离小于接近传感器103到保护帽102顶端的距离时，输出第二参考信号，第一参考信号Vref1及第二参考信号用于提供第一继电器的控制导通信号，其中，待切割的导电板材106可以为钢板。

第二线圈1091的第一端与第一参考信号Vref1电连接，第二线圈1091的第二端与保护帽102电连接，第二常开开关1092的第一端与第三参考信号Vref3电连接，第二常开开关1092的第二端与定位成功监测端A电连接；

第三线圈1101的第一端与第一参考信号Vref1电连接，第三线圈1101的第二端与定位检测端B电连接，若第三继电器包括第三常开开关1102，则第三常开开关设置于第二线圈1091与保护帽102之间，若第三继电器包括第四常开开关1103，则第四常开开关1103的第一端与第三参考信号Vref3电连接，第四常开开关1103的第二端用于与导电板材106电连接；第一参考信号Vref1及定位检测信号用于提供第三继电器的控制导通信号，第一参考信号Vref1及第三参考信号Vref3用于提供第二继电器的控制导通信号。

当控制器101发出定位检测信号时，定位检测端B到第一参考信号Vref1形成闭合回路，设置于该闭合回路中的第三继电器的第三线圈1101中会有电流流过，第三继电器的第三常开开关1102和/或第四常开开关1103会吸合，可升降机构105由于接收到升降控制端的升降控制信号开始下降，从而带动割炬104开始下降，由于保护帽102设置于割炬104的顶端，保护帽102会首先与导电板材106接触，若导电板材106未生锈或保护帽102可与第三参考信号Vref3电连接，第一参考信号Vref1到第三参考信号Vref3形成闭合回路，设置于该闭合回路中的第二继电器的第二线圈1091中会有电流流过，从而使第二继电器的第二常开开关1092吸合，定位成功监测端A接收到定位成功的反馈信号(第三参考信号)，此时，控制器101控制可升降机构105停止下降，并控制可升降机构105上升设定高度(后续切割导电板材106所需的高度)，从而完成割炬104的定位。

当导电板材106生锈或者保护帽102通过导电板材106与第三参考信号Vref3接触不良时，保护帽102与导电板材106接触时，第一参考信号Vref1到第三参考信号Vref3可能无法形成闭合回路，此时第二线圈1091中没有电流流过，第二常开开关1092不会吸合，定位成功监测端口A不会接收到定位成功的反馈信号，因而可升降机构105带动割炬104继续下降。之后，当接近传感器103检测到接近传感器103到待切割的导电板材106的距离小于接近传感器103到保护帽102顶端的距离时，输出第二参考信号，此时，第一参考信号Vref1到第二参考信号形成闭合回路，设置于该闭合回路中的第一继电器的第一线圈1081中会有电流流过，从而使第一继电器的第一常开开关1082吸合，定位成功监测端A接收到定位成功的反馈信号(第三参考信号)，此时，控制器101控制可升降机构105停止下降，并控制可升降机构105上升设定高度(后续切割导电板材106所需的高度)，从而完成割炬104的定位。

另外，当割炬定位完成后，在利用割炬对导电板材切割的过程中，若导电板材106发生变形，导电板材106很可能与保护帽102接触，而本实用新型实施例中的第三继电器1101包括第三常开开关1102和第四常开开关1103中的至少一个常开开关，由于第三常开开关1102和/或第四常开开关1103的存在，且定位完成后第三线圈1101中不再流过电流，因而第三常开开关1102和/或第四常开开关1103呈打开状态，第二线圈1091中不会流过电流，第二常开开关1092也不会闭合，避免了切割过程中由于产生定位成功信号而导致误操作的现象，如控制器控制可升降机构上升，从而保证了割炬的正常切割。

更具体的，当割炬定位完成后，在起弧的一瞬间，割炬102和导电板材106会产生大量的高频信号，若第三继电器1101包括第三常开开关1102，则高频信号不会通过第二线圈1091和第三线圈1101传输至控制器101中，避免了控制器101被干扰或损坏；此外，割炬104包括位于顶部的切割嘴，切割嘴连接至一起弧电压，导电板材106连接至另一起弧电压，在切割过程中，起弧电压工作，通过切割嘴与导电板材106之间起弧实现对导电板材106的切割。在切割过程中，切割嘴与导电板材106之间需保持一个范围电压值，该范围电压值可为120V至180V，以保证切割过程的顺利进行，若第三继电器1101包括第四常开开关1103，则在切割过程中第四常开开关1103打开，此时既可隔离高频信号，还可避免与导电板材106连接的第三参考信号Vref3影响切割嘴和导电板材106之间的电压而导致切割异常。

本实施例中，考虑到在保护帽无法定位时，若割炬104持续下降，可能会对保护帽102、割炬104和导电板材106造成损坏，因此，在本实用新型实施例中，采用具有高精度检测的接近传感器103，当接近传感器103检测到接近传感器103到待切割的导电板材106的距离刚小于接近传感器103到保护帽102顶端的距离时，接近传感器103就会产生第二参考信号；或者可预设一较小的设定距离，以限定接近传感器103到待切割的导电板材106的距离与接近传感器103到保护帽102顶端的距离之差，该设定距离可根据实际情况进行设置，以确保割炬的下降不会损坏割炬定位装置和导电板材即可。由此，本实施例避免了损坏割炬定位装置和导电板材106。

本实用新型实施例通过将保护帽和至少一个接近传感器设置于同一割炬定位装置中，采用保护帽定位方式和接近开关定位方式相结合的定位方式，当控制器发出定位检测信号时，第三继电器导通，同时可升降机构带动割炬下降，当割炬顶部的保护帽下降至与导电板材接触时，若保护帽通过导电板材与第三参考信号良好电连接，则第二继电器导通，控制器可接收到指示定位成功的反馈信号，以完成割炬对导电板材的定位；若保护帽通过导电板材无法与第三参考信号电连接，则第二继电器不导通，可升降机构继续下降，当接近传感器检测到接近传感器到待切割的导电板材的距离小于接近传感器到保护帽顶端的距离时，输出第二参考信号，此时第一继电器导通，控制器可接收到指示定位成功的反馈信号，以完成割炬对导电板材的定位。另外，导电板材的厚度是导电板材生锈的影响因素之一，导电板材越厚越容易生锈。因此，本实用新型实施例中，当对比较薄的导电板材进行定位时，由于该导电板材不易生锈，保护帽可以通过导电板材与第三参考信号电连接，从而可定位成功，避免了采用接近开关定位方式而导致导电板材发生形变；而当对比较厚的导电板材进行定位时，由于该导电板材容易生锈，在采用保护帽定位方式无法成功定位时，可自动切换至接近开关定位方式，以成功定位。因此，本实用新型实施例提供的割炬定位装置，可确保对导电板材成功定位以及后续对导电板材的正常切割。

可选的，接近传感器103可设置于割炬104上，可通过固定结构将接近传感器103固定于割炬104上，以保证接近传感器103与割炬104同步移动。

可选的，参考图1-图3，可升降机构105可包括夹持部1051，夹持部1051用于夹持固定割炬104，此时夹持部1051和割炬104同步移动，接近传感器103也可设置于夹持部1051上。在具体的实施过程中，只要能保证接近传感器103与割炬104同步移动且接近传感器103可检测到接近传感器103到导电板材106的距离即可，本实用新型实施例对接近传感器103的位置不做限定。

可选的，可设置多个接近传感器103，当设置多个接近传感器103时，每个接近传感器103用于输出第二参考信号的参考信号输出端均与第一线圈1081的第二端电连接，可极大地提升定位精度。

可选的，本实用新型实施例中的割炬定位装置还包括开关电源107，如图4所示，开关电源107包括用于输出第一参考信号Vref1的第一电压输出端E和用于输出第三参考信号Vref3的第二电压输出端F；第一线圈1081的第一端、第二线圈1091的第一端和第三线圈1101的第一端均与第一电压输出端E电连接，第一常开开关1082的第一端、第二常开开关1092的第一端和第四常开开关1103的第一端均与第二电压输出端F电连接。

开关电源107用于给控制器101、第一线圈1081、第二线圈1091和第三线圈1101提供稳定的直流电，可选的，第一电压输出端E可为24V，第二电压输出端F可为0V。可以理解的是，开关电源107的第一电压输出端E和第二电压输出端F的输出电压值均可根据本实施例中继电器的需求电压来调节，并不限于本实施例中提供的电压值。

可选的，第一继电器可为中间继电器，第二继电器和第三继电器可为高压干簧继电器；高压干簧继电器具有体积小，吸合功率小，灵敏度高等优点，同时还具有干扰隔离的效果，保证控制器101不会因信息干扰而导致工作异常。

可选的，控制器101可为单片机，在本实施例中，控制器只要包含用于输出定位检测信号号的定位检测端B、用于输出升降控制信号的升降控制端以及用于接收指示定位成功的反馈信号的定位成功监测端A即可，本实施例对控制器的具体型号不做限定；例如，控制器可为方菱数控F2500，图5为方菱数控F2500输出端口示意图，图6为方菱数控F2500输入端口示意图，参考图5，上述定位检测端可为输出端口等离子定位端口19，上述控制升端口可为割炬升端口2，上述控制降端口可为割炬降端口15，参考图6，上述定位成功监测端口可为输入端口定位成功端口5。本实用新型通过该控制器可实现割炬的定位以及对导电板材的切割。

可选的，定位检测信号的电压值大于或小于24V，第二参考信号的电压值大于或小于24V，可以理解的是，定位检测信号与第一参考电压值之间相互配合，满足第三继电器的导通电压即可；第二参考信号的电压值与第一参考信号Vref1的电压值之间相互配合，满足第一继电器的导通电压即可。

另外，本实用新型实施例中的继电器也可为包含常闭触点或转换触点的开关，其具体结构与上述实施例中的结构类似，本实施例中不另做说明。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种割炬定位装置，其特征在于，包括：

控制器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、保护帽和至少一个接近传感器，所述保护帽用于设置于割炬的顶端，在割炬定位时，所述接近传感器与所述割炬同步移动；

其中，所述第一继电器包括第一线圈和第一常开开关；所述第二继电器包括第二线圈和第二常开开关；所述第三继电器包括第三线圈以及第三常开开关和第四常开开关中的至少一个常开开关；所述控制器包括用于输出定位检测信号的定位检测端、用于输出升降控制信号的升降控制端以及用于接收指示定位成功的反馈信号的定位成功监测端，所述升降控制端用于与可升降机构连接，所述割炬固定于所述可升降机构上；

所述第一线圈的第一端与第一参考信号电连接，所述第一线圈的第二端与所述接近传感器用于输出第二参考信号的参考信号输出端电连接，所述第一常开开关的第一端与第三参考信号电连接，所述第一常开开关的第二端与所述控制器的定位成功监测端电连接；其中，所述接近传感器用于在检测到所述接近传感器到待切割的导电板材的距离小于所述接近传感器到所述保护帽顶端的距离时，输出所述第二参考信号，所述第一参考信号及所述第二参考信号用于提供所述第一继电器的控制导通信号；

所述第二线圈的第一端与所述第一参考信号电连接，所述第二线圈的第二端与所述保护帽电连接，所述第二常开开关的第一端与所述第三参考信号电连接，所述第二常开开关的第二端与所述定位成功监测端电连接；

所述第三线圈的第一端与所述第一参考信号电连接，所述第三线圈的第二端与所述定位检测端电连接，若所述第三继电器包括所述第三常开开关，则所述第三常开开关设置于所述第二线圈与所述保护帽之间，若所述第三继电器包括所述第四常开开关，则所述第四常开开关的第一端与所述第三参考信号电连接，所述第四常开开关的第二端用于与所述导电板材电连接；所述第一参考信号及所述定位检测信号用于提供所述第三继电器的控制导通信号，所述第一参考信号及所述第三参考信号用于提供所述第二继电器的控制导通信号。

2.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述接近传感器设置于所述割炬上。

3.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述可升降机构包括夹持部，所述夹持部用于夹持固定所述割炬，所述接近传感器设置于所述夹持部上。

4.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述第一参考信号、所述第二参考信号、所述第三参考信号和所述定位检测信号均为电压信号。

5.根据权利要求4所述的割炬定位装置，其特征在于，所述割炬定位装置还包括开关电源；

所述开关电源包括用于输出所述第一参考信号的第一电压输出端和用于输出所述第三参考信号的第二电压输出端；所述第一线圈的第一端、所述第二线圈的第一端和所述第三线圈的第一端均与所述第一电压输出端电连接，所述第一常开开关的第一端、所述第二常开开关的第一端和所述第四常开开关的第一端均与所述第二电压输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的割炬定位装置，其特征在于，所述第一参考信号的电压值为24V，所述第三参考信号的电压值为0V。

7.根据权利要求6所述的割炬定位装置，其特征在于，所述定位检测信号的电压值大于或小于24V，所述第二参考信号的电压值大于或小于24V。

8.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述第一继电器为中间继电器，所述第二继电器和所述第三继电器为高压干簧继电器。

9.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

10.根据权利要求1所述的割炬定位装置，其特征在于，所述割炬包括位于顶部的切割嘴，所述切割嘴连接至一起弧电压，所述导电板材连接至另一起弧电压。