CN210548968U - 一种定位纠偏装置和激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光加工设备技术领域，尤其涉及一种定位纠偏装置和激光加工设备。该定位纠偏装置中的第一CCD组件能够采集待加工件的第一图像数据，旋转模组根据第一图像数据旋转待加工件，以纠正待加工件的摆放角度及姿态，使其符合预设标准姿态要求，实现对待加工件的初步定位；第二CCD组件与第一CCD组件交错设置，其能够采集待加工件的第二图像数据并获取其位置信息，移动模组能够根据该位置信息驱动激光加工头移动至目标位置进行激光加工。该定位纠偏装置采取双CCD视觉模式，实现了先将待加工件的摆放位置调整到位，再驱动激光加工头到达指定位置进行激光加工，从而实现将异形件不同平面的数据结合起来确保位置精度，保证加工精度，提高产品良率。

Description

一种定位纠偏装置和激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工设备技术领域，尤其涉及一种定位纠偏装置和激光加工设备。

背景技术

目前，市场上对于细小精密的异形件一般采用激光加工的方式，但传统的多轴加工结构定位精度较低，其采用的定位方式是依托图形计算出各基准点、平面的关系式导入加工程序，而运动机构的误差值很难调整到微米级精度。同时，产品自身误差值属于不稳定变动值，在这种情况下，传统多轴加工中存在的误差值往往不稳定，无法对形状不规则的异形件进行姿态纠偏及准确定位，因此也就无法保证后续的激光加工精度，从而导致产品良率较低。

因此，亟需提供一种定位纠偏装置及激光加工设备，以提高对异形件的定位精度和加工精度。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种定位纠偏装置，该系统能提高待加工件的定位精度，从而提高产品良率。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种定位纠偏装置，包括：

第一CCD组件，其被配置为能够采集待加工件的第一图像数据；

第二CCD组件，其与所述第一CCD组件交错设置，所述第二CCD组件被配置为能够采集所述待加工件的第二图像数据并获取其位置信息；

旋转模组，其用于夹持及旋转所述待加工件，所述旋转模组能根据所述第一图像数据旋转所述待加工件；

移动模组，其被配置为能够根据所述位置信息驱动加工装置移动至目标位置。

作为优选技术方案，所述旋转模组包括X向组件、Y向组件和夹爪，所述X向组件的输出端连接所述Y向组件并能带动所述Y向组件旋转，所述Y向组件的输出端连接所述夹爪并能带动所述夹爪旋转，所述夹爪用于夹持所述待加工件。

作为优选技术方案，所述X向组件包括X向驱动部和X向传动部，所述X向驱动部的输出轴连接所述X向传动部，所述X向传动部的输出轴连接所述Y向组件；

所述Y向组件包括连接板、Y向驱动部和Y向传动部，所述Y向驱动部和所述Y向传动部均安装于所述连接板上，所述连接板固定于所述X向传动部的输出轴，所述Y向驱动部的输出轴连接所述Y向传动部，所述Y向传动部的输出轴连接所述夹爪。

作为优选技术方案，所述X向驱动部和所述Y向驱动部均为伺服电机，所述X向传动部和所述Y向传动部均为减速机。

作为优选技术方案，所述移动模组包括Y轴移动模组，垂直安装在所述Y轴移动模组上且由所述Y轴移动模组驱动沿Y方向移动的X轴移动模组，垂直安装在所述X轴移动模组上且由所述X轴移动模组驱动沿X方向移动的Z轴移动模组。

作为优选技术方案，所述第一CCD组件固设于所述Z轴移动模组上。

作为优选技术方案，所述第一CCD组件的镜头沿Z方向竖直向下设置。

作为优选技术方案，所述第二CCD组件的镜头前设置有可移动的遮挡板。

本实用新型的另一个目的在于提供一种激光加工设备，工件定位精度高，从而加工精度高，产品良率高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光加工设备，包括工作平台、加工装置和设置于工作平台上的如上所述的定位纠偏装置，所述加工装置为激光加工头，所述激光加工头固设于所述移动模组上，所述旋转模组和所述第二CCD组件均固设于所述工作平台上。

作为优选技术方案，还包括机柜，所述机柜罩设于所述工作平台外，所述机柜上部设置有透明防护门和操作组件，所述机柜下部设置有废料盒，所述机柜底部设置有地脚。

与现有技术相比，本实用新型的优点及有益效果在于：

本实用新型提供的定位纠偏装置和激光加工设备，第一CCD组件能够采集异形的待加工件的第一图像数据，旋转模组能根据第一图像数据旋转待加工件，以调整纠正待加工件的摆放角度及姿态，使其符合预设标准姿态要求，实现对待加工件的初步定位；第二CCD组件与第一CCD组件交错设置，其能够采集待加工件的第二图像数据并获取其位置信息，移动模组能够根据该位置信息驱动激光加工头移动至目标位置进行激光加工。该定位纠偏装置通过采取双CCD视觉模式，实现了先将待加工件的摆放位置调整到位，再通过移动模组驱动激光加工头到达指定位置进行激光加工，从而实现将异形的待加工件不同平面的数据结合起来共同确保位置精度，进而保证加工精度，提高产品良率。

附图说明

图1是本实用新型提供的定位纠偏装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的定位纠偏装置的局部结构示意图；

图3是本实用新型提供的旋转模组的结构示意图；

图4-图7是本实用新型提供的定位纠偏装置的工作过程的流程图。

图中：

1-第一CCD组件；2-第二CCD组件；3-旋转模组；4-移动模组；5-激光加工头；

21-遮挡板；

31-X向组件；32-Y向组件；33-夹爪；

311-X向驱动部；312-X向传动部；321-Y向驱动部；322-Y向传动部；323-连接板；

41-X轴移动模组；42-Y轴移动模组；43-Z轴移动模组；44-交流伺服电机；

100-工作平台盒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种激光加工设备，工件定位精度高，加工精度高，产品良率高。如图1所示，该激光加工设备主要包括机柜、工作平台100、加工装置和定位纠偏装置。本实施例中的加工装置为激光加工头5，其设置于定位纠偏装置上，定位纠偏装置设置于工作平台100上，机柜罩设于工作平台100外。机柜顶部设置有三色灯，用于报警提示。机柜上部设置有透明防护门和操作组件，透明防护门便于操作人员观察监测加工过程，并保障操作人员的安全。操作组件位于透明防护门一侧，其主要包括电控模块、显示器、控制面板和键鼠盒，在本实施例中，电控模块可以是集中式或分布式的控制器，比如，电控模块可以是一个单独的单片机，也可以是分布的多块单片机构成，单片机中可以运行控制程序，进而控制激光加工设备中的各个部件实现其功能。显示器、控制面板和键鼠盒均为现有技术中的常见结构，其各自结构及功能不再一一赘述。机柜下部设置有废料盒，机柜底部设置有地脚和滚轮，废料盒、地脚和滚轮也均为现有技术中的常见结构，此处不再一一赘述。

本实施例还提供了一种定位纠偏装置，如图1所示，该定位纠偏装置包括第一CCD组件1、第二CCD组件2、旋转模组3和移动模组4，激光加工头5固设于移动模组4上，第一CCD组件1、第二CCD组件2、旋转模组3和移动模组4均电连接于上述电控模块。其中，旋转模组3固设于工作平台100上，用于夹持及旋转待加工件。第一CCD组件1被配置为能够采集待加工件的第一图像数据，并将该第一图像数据传递至电控模块，电控模块根据第一图像数据控制旋转模组3旋转待加工件，以调整纠正待加工件的摆放角度及姿态，使其符合预设标准姿态要求，实现对待加工件的初步定位。第二CCD组件2与第一CCD组件1交错设置，第二CCD组件2被配置为能够采集待加工件的第二图像数据并获取其位置信息，将该位置信息传递至电控模块，电控模块根据第二CCD组件2采集到的位置信息控制移动模组4驱动激光加工头5移动至目标位置进行激光加工。

由于异形件没有明显的特征，因此，通过治具对异形件进行准确的定位纠偏较为困难。本实施例提供的定位纠偏装置通过采取双CCD视觉模式，实现了先将异形的待加工件的摆放位置调整到位，再通过移动模组4驱动激光加工头5到达指定位置进行激光加工，从而实现将异形的待加工件不同平面的数据结合起来共同确保位置精度，进而保证加工精度，提高产品良率。在本实施例中，第一CCD组件1与第二CCD组件2不共面、不同轴，呈现异面交错位置关系，可实现对异形待加工件的准确定位。

具体而言，如图3所示，旋转模组3包括X向组件31、Y向组件32和夹爪33，X向组件31的输出端连接Y向组件32并能带动Y向组件32旋转，Y向组件32的输出端连接夹爪33并能带动夹爪33旋转，夹爪33用于夹持待加工件。

更进一步地，X向组件31包括X向驱动部311和X向传动部312，X向驱动部311的输出轴连接X向传动部312，X向传动部312的输出轴连接Y向组件32。Y向组件32包括连接板323、Y向驱动部321和Y向传动部322，Y向驱动部321和Y向传动部322均安装于连接板323上，连接板323固定于X向传动部312的输出轴，Y向驱动部321的输出轴连接Y向传动部322，Y向传动部322的输出轴连接夹爪33。上述结构中，待加工件可在旋转模组3的驱动作用下做Rx旋转和Ry旋转，以调整其在X向和Y向的角度。

可选地，在本实施例中，X向驱动部311和Y向驱动部321均为伺服电机，且与电控模块连接，X向传动部312和Y向传动部322均为减速机。在其他实施例中，驱动部也可以为其他驱动结构，传动部也可以为其他传动结构，此处不再一一列举。

在本实施例中，如图1所示，移动模组4包括Y轴移动模组42，垂直安装在Y轴移动模组42上且由Y轴移动模组42驱动沿Y方向移动的X轴移动模组41，垂直安装在X轴移动模组41上且由X轴移动模组41驱动沿X方向移动的Z轴移动模组43。激光加工头5安装在Z轴移动模组43上且由Z轴移动模组43驱动沿Z方向移动，用于对待加工件进行激光加工作业。上述X轴移动模组41、Y轴移动模组42及Z轴移动模组43均连接于电控模块，采用交流伺服电机44驱动并配有绝对编码器，能够准确调整激光加工头5的空间位置，执行灵活，运行可靠。

参见图2，第一CCD组件1固设于Z轴移动模组43上，跟随Z轴移动模组43移动。第一CCD组件1的镜头沿Z方向竖直向下设置。在本实施例中，第一CCD组件1设置于待加工件的上方，可以对待加工件的轮廓及表面Mark点进行抓取，并与电控模块中标准库里的预设数据比对，通过软件计算出待加工件的偏转角度和方向，并数据转换给电机控制器来控制电机带动旋转模组3进行旋转调整；旋转调整完成后，第一CCD组件1再次抓取特征数据比对，符合预设的标准值范围内即可。

第二CCD组件2固设于工作平台100上，其镜头前设置有可移动的遮挡板21，初始状态下，遮挡板21遮挡在第二CCD组件2的镜头前。当待加工件的姿态调整到位后，遮挡板21打开，露出第二CCD组件2的镜头，以采集待加工件的位置信息；采集完毕后，遮挡板21复位遮住镜头，防止后续激光加工头5工作时杂质掉落到镜头中。在本实施例中，第二CCD组件2设置于待加工件的底部，用于对第一CCD组件1纠偏效果的检测及待加工件下端面或内部Mark点的位置信息进行抓取定位。第二CCD组件2具有预设视野范围，在对第一CCD组件1纠偏效果检测时，先检测待加工件的下端面或内部Mark点是否位于视野范围内，若是则抓取Mark点位置信息，通过电控模块中的软件计算转换成移动模组4的位置坐标并控制移动模组4移动到目标位置进行激光加工；若否则判断待加工件失效，不进行加工，同时三色灯发出报警提示操作人员将待加工件移走，放入新的待加工件执行整套流程。

在本实施例中，第一CCD组件1和第二CCD组件2均包括光源和镜头，光源设置于镜头前。可选地，光源选取为环形光源，当然，光源的种类并不局限于此，本实施例不再一一列举。

下面结合图4-图7对本实施例提供的定位纠偏装置的工作过程进行说明。

如图4所示，X轴移动模组41和Y轴移动模组42复位，Z轴移动模组43上升，人工上料。

如图5所示，第一CCD组件1对待加工件的表面Mark点进行抓取拍照，采集第一图像数据，并与电控模块中的预设数据比对，电控模块根据比对结果控制旋转模组3进行旋转纠偏。

如图6所示，第二CCD组件2的遮挡板21打开，采集待加工件的第二图像数据并获取其位置信息，电控模块根据该位置信息控制移动模组4移动到目标位置，完成定位。

如图7所示，激光加工头5走位切割。

X轴移动模组41、Y轴移动模组42和Z轴移动模组43复位，人工下料，如图1所示状态。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定位纠偏装置，其特征在于，包括：

第一CCD组件(1)，其被配置为能够采集待加工件的第一图像数据；

第二CCD组件(2)，其与所述第一CCD组件(1)交错设置，所述第二CCD组件(2)被配置为能够采集所述待加工件的第二图像数据并获取其位置信息；

旋转模组(3)，其用于夹持及旋转所述待加工件，所述旋转模组(3)能根据所述第一图像数据旋转所述待加工件；

移动模组(4)，其被配置为能够根据所述位置信息驱动加工装置移动至目标位置。

2.根据权利要求1所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述旋转模组(3)包括X向组件(31)、Y向组件(32)和夹爪(33)，所述X向组件(31)的输出端连接所述Y向组件(32)并能带动所述Y向组件(32)旋转，所述Y向组件(32)的输出端连接所述夹爪(33)并能带动所述夹爪(33)旋转，所述夹爪(33)用于夹持所述待加工件。

3.根据权利要求2所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述X向组件(31)包括X向驱动部(311)和X向传动部(312)，所述X向驱动部(311)的输出轴连接所述X向传动部(312)，所述X向传动部(312)的输出轴连接所述Y向组件(32)；

所述Y向组件(32)包括连接板(323)、Y向驱动部(321)和Y向传动部(322)，所述Y向驱动部(321)和所述Y向传动部(322)均安装于所述连接板(323)上，所述连接板(323)固定于所述X向传动部(312)的输出轴，所述Y向驱动部(321)的输出轴连接所述Y向传动部(322)，所述Y向传动部(322)的输出轴连接所述夹爪(33)。

4.根据权利要求3所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述X向驱动部(311)和所述Y向驱动部(321)均为伺服电机，所述X向传动部(312)和所述Y向传动部(322)均为减速机。

5.根据权利要求1所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述移动模组(4)包括Y轴移动模组(42)，垂直安装在所述Y轴移动模组(42)上且由所述Y轴移动模组(42)驱动沿Y方向移动的X轴移动模组(41)，垂直安装在所述X轴移动模组(41)上且由所述X轴移动模组(41)驱动沿X方向移动的Z轴移动模组(43)。

6.根据权利要求5所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述第一CCD组件(1)固设于所述Z轴移动模组(43)上。

7.根据权利要求1所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述第一CCD组件(1)的镜头沿Z方向竖直向下设置。

8.根据权利要求1所述的定位纠偏装置，其特征在于，所述第二CCD组件(2)的镜头前设置有可移动的遮挡板(21)。

9.一种激光加工设备，其特征在于，包括工作平台(100)、加工装置和设置于工作平台(100)上的如权利要求1-8任一项所述的定位纠偏装置，所述加工装置为激光加工头(5)，所述激光加工头(5)固设于所述移动模组(4)上，所述旋转模组(3)和所述第二CCD组件(2)均固设于所述工作平台(100)上。

10.根据权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于，还包括机柜，所述机柜罩设于所述工作平台(100)外，所述机柜上部设置有透明防护门和操作组件，所述机柜下部设置有废料盒，所述机柜底部设置有地脚。

Images