CN213318408U - 一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，包括CNC的中央控制器、伺服驱动器、安全PLC和激光发生器，CNC的中央控制器分别与伺服驱动器、安全PLC和激光发生器相连接；安全PLC，与激光发生器相连接，用于根据CNC的中央控制器的控制指令，控制激光发生器的关闭和开启。本实用新型公开的激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，应用于数控激光切割机床上，能在激光发生器对紫铜等高反射材料进行切割时，确保当伺服驱动器器停止时，及时控制关闭激光发生器，这样可以防止机床的外防护因为承受过多的反射激光负荷而被穿透，避免引发火灾和人身伤害等安全事故。
Description
技术领域
本实用新型涉及钣金加工设备技术领域，特别是涉及一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统。
背景技术
当前，光纤激光切割机床向着高功率大幅面的方向发展，随着机床上的激光发生器功率的增大，对机床系统的辐射防护提出了更高的要求。尤其是在切割紫铜等高反射材料时，因为材料的高反射性，在切割的过程中会因为切割参数选择不当或操作不当等原因，而造成激光长时间反射逸出，进而反射到机床外防护上或机床的外部，从而引起火灾，甚至造成人身伤害的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统。
为此，本实用新型提供了一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，包括数控机床CNC的中央控制器、伺服驱动器、安全PLC和激光发生器，其中：
数控机床CNC的中央控制器，分别与伺服驱动器、安全PLC和激光发生器相连接，实现相互之间的数据通信；
伺服驱动器，用于根据数控机床CNC的中央控制器发来的移动控制指令，驱动数控机床上的切割桥移动；其中，该切割桥上安装有用于板材切割的切割头；
激光发生器，通过光纤与切割头相连，用于发出激光，对指定的高反射材料进行切割操作；
安全PLC，与激光发生器相连接，用于根据数控机床CNC的中央控制器的控制指令，控制激光发生器的关闭和开启，其中，当收到数控机床CNC的中央控制器发来的激光停止切割触发指令时，实时输出激光停止切割控制指令给激光发生器，控制关闭激光发生器。
其中，数控机床CNC的中央控制器、伺服驱动器，安全PLC和激光发生器，通过EtherCAT总线，实现相互之间的数据实时通信。
其中，指定的高反射材料为紫铜。
其中，数控机床(CNC)的中央控制器，为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，其应用于数控激光切割机床上，能够在数控激光切割机床的激光发生器对紫铜等高反射材料进行切割时，确保当伺服驱动器器停止时(例如X和Y方向的伺服轴停止时)，及时控制关闭激光发生器，这样可以防止机床的外防护因为承受过多的反射激光负荷而被穿透，避免引发火灾和人身伤害等安全事故。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统的结构方框图；
图2为本实用新型提供的一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，主要的控制流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
参见图1所示，本实用新型提供了一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，包括数控机床(CNC)的中央控制器、伺服驱动器、安全PLC和激光发生器，其中：
数控机床(CNC)的中央控制器，分别与伺服驱动器、安全PLC和激光发生器相连接，实现相互之间的数据通信；
伺服驱动器，用于根据数控机床(CNC)的中央控制器发来的移动控制指令，驱动数控机床上的切割桥移动；其中，该切割桥上安装有用于板材(例如指定的高反射材料板材，紫铜板材)切割的切割头；
需要说明的是，伺服驱动器，驱动数控机床上的切割桥移动(例如机床的前后方向、垂直上下方向)的技术，为现有数控机床上成熟的技术，为公知技术，在此不再赘述。
激光发生器，通过光纤与切割头相连，用于发出激光，对指定的高反射材料(即对激光的发射率高的材料，例如紫铜)进行切割操作；
数控机床(CNC)的中央控制器，用于执行预设的静态监控安全逻辑判断操作，判断数控机床在激光切割过程中是否符合静态监控安全条件，如果不符合，则控制关闭激光发生器；反之，符合静态监控安全条件，不用执行其他的操作；
安全PLC，与激光发生器相连接，用于根据数控机床(CNC)的中央控制器的控制指令，控制激光发生器的关闭和开启，其中，当收到数控机床(CNC)的中央控制器发来的激光停止切割触发指令时，实时输出激光停止切割控制指令给激光发生器，控制关闭激光发生器(具体为切断激光发生器内部的安全电路，从而中断激光的发出)。
需要说明的是，伺服驱动器，具体是X和Y方向的伺服轴的驱动器。其中，X轴方向的伺服轴，为在机床切割桥前后方向移动的伺服轴。Y轴方向，为在机床切割桥左右方向移动的伺服轴。
在本实用新型中，具体实现上，数控机床(CNC)的中央控制器、伺服驱动器，安全PLC和激光发生器，通过EtherCAT(以太网控制自动化技术)总线，实现相互之间的数据实时通信，从而实现传输各自的状态信息。
在本实用新型中，具体实现上，参见图2所示，预设的静态监控安全逻辑判断操作，具体包括执行以下的操作：
第一步，检测激光发生器是否仍在发出激光(即是否处于激光切割过程中)，如果是，执行下一步，否则，判断数控机床处于安全状态，符合静态监控安全条件，不需要再执行其他操作；
第二步，检测机床的切割速度是否大于预设的切割速度值，如果是，说明切割没有造成激光逸出，切割正常进行，即没有发生切割错误，否则，继续执行下一步；
第三步，检测执行的切割程序的切割参数，是否为指定的高反射材料(即对激光的发射率高的材料，例如紫铜)，如果是，执行第四步，否则(即非指定的高反射材料，不是指定的紫铜材料)，执行第五步；
其中，在第三步中，切割程序的切割参数主要包括切割速度和切割材质。
第四步，实时统计激光发生器发出的激光对指定的高反射材料(即对激光的发射率高的材料，例如紫铜)的穿孔时间，判断该穿孔时间是否小于预设第一安全时间值，如果小于，说明切割正常进行，实现快速穿孔，即没有发生切割错误，符合静态监控安全条件，否则，说明切割发生错误，判断数控机床在激光切割过程中不符合静态监控安全条件，控制关闭激光发生器；
第五步，实时统计激光发生器发出的激光对非指定的高反射材料(例如，不是指定的紫铜材料)的穿孔时间，判断该穿孔时间是否小于预设第二安全时间值，如果小于，说明切割正常进行，实现快速穿孔，即没有发生切割错误，符合静态监控安全条件，否则，说明切割发生错误，判断数控机床在激光切割过程中不符合静态监控安全条件，控制关闭激光发生器。
具体实现上，当指定的高反射材料为紫铜时，在第二步中，预设的切割速度值为30毫米/分；在第四步中，预设第一安全时间值为5秒；在第五步中，预设第二安全时间值为20秒。
在本实用新型中，具体实现上，数控机床(CNC)的中央控制器，可以为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
基于以上技术方案可知，对于本实用新型，基于光纤激光切割机切割高反射材料紫铜的安全隐患，实用新型了基于EtherCAT总线的切割高反射材料的静止监控系统，在技术上杜绝了机床的安全隐患，最大程度上保护了机床和客户的安全。
与现有的数控机床相比较，本实用新型提供的激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，在应用到数控机床上后，具有以下的有益技术效果：
1、对于本实用新型提供的激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，其通过使用EtherCAT总线，实现了数控机床(CNC)的中央控制器、伺服驱动器、安全PLC和激光发生器间的实时通讯，通过时时安全逻辑运算，保证在切割过程中时时对激光光束进行监控，极大的降低了激光因反射逸出的可能性，最大限度地保护了机床的安全。
2、对于本实用新型，各元件间使用EtherCAT总线通讯，减少了接线，降低了维护投入成本，减少了故障点，提高了机床的稳定性和安全性。
综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，其应用于数控激光切割机床上，能够在数控激光切割机床的激光发生器对紫铜等高反射材料进行切割时，确保当伺服驱动器器停止时(例如X和Y方向的伺服轴停止时)，及时控制关闭激光发生器，这样可以防止机床的外防护因为承受过多的反射激光负荷而被穿透，避免引发火灾和人身伤害等安全事故。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统，其特征在于，包括数控机床CNC的中央控制器、伺服驱动器、安全PLC和激光发生器，其中：
数控机床CNC的中央控制器，分别与伺服驱动器、安全PLC和激光发生器相连接，实现相互之间的数据通信；
伺服驱动器，用于根据数控机床CNC的中央控制器发来的移动控制指令，驱动数控机床上的切割桥移动；其中，该切割桥上安装有用于板材切割的切割头；
激光发生器，通过光纤与切割头相连，用于发出激光，对指定的高反射材料进行切割操作；
安全PLC，与激光发生器相连接，用于根据数控机床CNC的中央控制器的控制指令，控制激光发生器的关闭和开启，其中，当收到数控机床CNC的中央控制器发来的激光停止切割触发指令时，实时输出激光停止切割控制指令给激光发生器，控制关闭激光发生器。
2.如权利要求1所述的静止监控系统，其特征在于，数控机床CNC的中央控制器、伺服驱动器，安全PLC和激光发生器，通过EtherCAT总线，实现相互之间的数据实时通信。
3.如权利要求1所述的静止监控系统，其特征在于，指定的高反射材料为紫铜。
4.如权利要求1至3中任一项所述的静止监控系统，其特征在于，数控机床CNC的中央控制器，为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021134999.6U CN213318408U (zh) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | 一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN202021134999.6U Active CN213318408U (zh) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | 一种激光切割机对切割高反射材料的静止监控系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
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2020
- 2020-06-18 CN CN202021134999.6U patent/CN213318408U/zh active Active
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