CN217571384U - 激光加工设备的安全防护装置和激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例属于激光加工领域，涉及一种激光加工设备的安全防护装置，所述激光加工设备包括受控端和受控端外围设备，所述安全防护装置包括：电源、PLC控制器、继电器和安全门锁；其中，所述电源连接所述PLC控制器、所述安全门锁和所述受控端外围设备形成一次回路，所述继电器连接所述PLC控制器和所述受控端所在的二次回路；所述安全门锁连接所述PLC控制器。本申请通过PLC控制器配合安全门锁和继电器来控制二次回路中的受控端的工作，可以避免安全门打开时激光加工设备仍然有加工动作，起到有效的安全防护作用，稳定性高，且本结构简单，成本低，可适应各类激光加工设备。

Description

激光加工设备的安全防护装置和激光加工设备

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及激光加工设备的安全防护装置和激光加工设备。

背景技术

激光加工设备比如激光打标机是工业中常用的设备，然而激光的辐射会对对人眼产生影响，因此对于激光加工过程的激光辐射需要进行严格屏蔽，同时自动化设备由于机构运动，带有危险性，需要安全防护。目前传统上自动激光加工设备未配安全防护装置或者普通的安全门，其稳定性低，适应性弱，安全防护作用低，发生意外起到的安全保护不尽人意。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提出一种激光加工设备的安全防护装置，以解决激光工作时，现有技术中激光加工设备普通的安全门稳定性低，适应性弱，安全防护作用低的技术问题。此外本申请还提供一种激光加工设备。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种激光加工设备的安全防护装置，采用了如下所述的技术方案：

一种激光加工设备的安全防护装置，所述激光加工设备包括受控端和受控端外围设备，所述安全防护装置包括：电源、PLC控制器、继电器和安全门锁；

其中，所述电源连接所述PLC控制器、所述安全门锁和所述受控端外围设备形成一次回路，所述继电器连接所述PLC控制器和所述受控端所在的二次回路；所述安全门锁连接所述PLC控制器。

进一步地，所述PLC控制器包括至少两个输入端子和至少一个输出端子；

所述急停开关的一端和所述安全门锁各连接一个所述PLC控制器的输入端子，所述继电器连接一个所述PLC控制器的输出端子。

进一步地，所述继电器包括一线圈和两个常开触点，其中所述线圈的两个引脚分别连接所述PLC控制器的输出端子和所述一次回路的电压端；其中一个常开触点的两个引脚分别连接所述一次回路和所述二次回路的接地端，另一个常开触点的两个引脚分别连接所述一次回路和所述二次回路的电压端。

进一步地，所述安全门锁包括一触点，所述触点的两个引脚分别连接所述PLC控制器的一个输入端子和所述一次回路的电压端。

进一步地，所述安全门锁的触点为常闭触点。

进一步地，所述装置还包括急停开关，所述急停开关的一端连接所述PLC控制器，另一端连接所述一次回路的电压端。

进一步地，所述急停开关为保持型常闭按钮。

进一步地，所述电源采用24伏直流电源。

进一步地，所述PLC控制器采用型号为pilz_772100_PNOZ_m_B0的安全控制器。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种激光加工设备，采用了如下所述的技术方案：

一种激光加工设备，所述激光加工设备包括如上所述的激光加工设备的安全防护装置。

与现有技术相比，本申请提供的激光加工设备的安全防护装置和激光加工设备的实施例主要有以下有益效果：

通过PLC控制器配合安全门锁和继电器来控制二次回路中的受控端的工作，可以避免安全门打开时激光加工设备仍然有加工动作，可以起到有效的安全防护作用，安全门锁配合PLC控制器的稳定性高、安全性更可高，且本方案结构简单，成本低，可适应各类激光加工设备。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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是根据本申请的激光加工设备的安全防护装置的结构框图；

图2是根据本申请的激光加工设备的安全防护装置的另一种结构框图；

图3是图2所示的激光加工设备的安全防护装置的一种接线图；

图4是根据本申请的一个实施例中安全门锁的端子配置图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

继续参考图1，示出了根据本申请的激光加工设备的安全防护装置的一个实施例的结构框图，所述激光加工设备可以是激光打标机、激光切割机、激光焊机机或其他使用激光进行加工的设备，其包括受控端和受控端外围设备，其中受控端具体可为激光器，激光器作为激光加工设备的核心部件，用于输出激光对待加工产品进行诸如切割、打标、焊接等各种操作，受控端外围设备包括但不限于振镜扫描系统、聚焦系统、计算机控制系统(包括主板、CPU、硬盘、内存条、D/A卡、软驱、显示器、键盘、鼠标等)等，所述激光加工设备的安全防护装置包括：电源10、PLC控制器11、继电器12和安全门锁13；其中，所述电源10连接所述PLC控制器11、所述安全门锁13和所述受控端外围设备(未示出)形成一次回路，机构加工设备中的各个电气部件按照一定顺序连接形成的电路，所述继电器12连接所述PLC控制器11和所述受控端15所在的二次回路的电压端，该电压端用于给所述受控端15供电，即所述继电器12连接所述一次回路和所述二次回路，所述二次回路为受控回路，具体通过一次回路的所述PLC控制器11来控制所述继电器12的上电和断电，进而控制位于所述二次回路的受控端15的启动和停机，具体控制原理可参考后文说明。所述安全门锁13连接所述PLC控制器11，PLC控制器监控所述安全门锁13的状态来对所述二次回路的受控端的启动和停机进行控制。其中PLC控制器11是本实例安全防护装置的主体部件，实现安全防护的逻辑控制，PLC控制器是指可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，在本实施例中则是控制激光加工设备。安全门锁13的作用是锁住激光加工设备的安全门，提供安全门的状态信号。本申请实施例PLC控制器11、继电器12和安全门锁13相互配合形成了对二次回路的受控端15进行控制的控制电路，通过PLC控制器11配合继电器12和安全门锁13来控制受控端15的工作，能够通过PLC控制器11监控安全门上的安全门锁13的当前安全状态来实现对安全门的监控，当安全门打开和关闭时，安全门锁13发送不同的信号至所述PLC控制器11，因此当安全门打开时，PLC控制器11接收到对应的信号后可通过继电器12来控制受控端15停止工作，从而避免安全门打开时激光加工设备仍然有加工动作，可以起到有效的安全防护作用，安全门锁13配合PLC控制器11的稳定性高、安全性更可高，且本方案结构简单，成本低，可适应各类激光加工设备。

在一些实施例中，所述安全防护装置还可包括急停开关14，所述急停开关14的一端连接所述PLC控制器11，另一端连接所述一次回路的电压端，在PLC控制器11、继电器12和安全门锁13相互配合形成了对二次回路的受控端15进行控制的控制电路的基础上，增加急停开关14的控制，当存在紧急情况按下急停开关14时，所述PLC控制器11接收到对应的信号后可通过继电器12来控制受控端15停止工作，进一步提高安全防护的及时性。

下面结合图3所示的安全防护装置的一个实施例的接线图对上述方案进行详细说明，其中，图1中所述PLC控制器11在图3的接线图中采用型号为pilz_772100_PNOZ_m_B0的安全控制器。所述型号为pilz_772100_PNOZ_m_B0的安全控制器的说明：

输入：IM0-IM19，共20个安全输入(PNP型)；其中IM0-IM3、IM16-IM19共8个为可配置，即既可用作安全输入也可在软件配置为标准输出(标准输出不能作为安全输出用，不具备安全输出的反馈功能，标准输出不能用于切断接触器等用于安全功能的输出)。

输出：O0-03，共4个半导体型安全输出(PNP型)，输出电流可到2A。

同时，图1中所述安全门锁13具体为图3中的安全门锁SF，其端子配置如图4所示，对于安全门锁SF，当引脚9和10通入24V电压时，安全门锁SF上电卡住安全门卡扣，此时安全门无法打开。上电时，引脚1和2断开、引脚3和4断开、引脚5和6闭合、引脚7和8闭合。断电时，引脚1和2闭合、引脚3和4闭合、引脚5和6断开、引脚7和8断开。利用引脚1和2通断来检测激光加工设备的安全门的状态。

重新参阅图3，在本实施例中，所述PLC控制器包括二十个输入端子I0-I19和四个输出端子，其中输入端子I0、输入端子I2和输出端子O0用于本实施例的电路连接；

所述继电器包括八个引脚，共四对引脚，其中引脚1和引脚8为一对线圈引脚，引脚2和引脚4为一对触点引脚，引脚5和引脚7为一对触点引脚，这三对引脚用于本实施例的电路连接；

所述安全门锁包括十个引脚，其中引脚1和引脚2为一对触点引脚，引脚9和引脚10为一对线圈引脚，这两对引脚用于本实施例的电路连接；

在本实施例中，所述第一回路包括接地端(图3中656端)和24V电压端(图3中121端)，同时第二回路也包括接地端(图3中11端)和24V电压端(图3中66端)，所述第一回路的24V电压端直接连接所述电源10，所述第二回路的24V电压端连接所述受控端15，用于给所述受控端15供电，通过控制所述第二回路的24V电压端的上电和断电来实现对所述受控端15的控制。

具体的，所述急停开关14的一端和所述安全门锁13分别连接所述PLC控制器11的输入端子I0和输入端子I1，所述继电器12连接所述PLC控制器11的输出端子O0，且所述急停开关14的另一端连接所述第一回路的24V电压端。

其中，所述继电器12的线圈引脚8和引脚1分别连接所述PLC控制器11的输出O0和所述一次回路的24伏电压端；在本实施例中，所述继电器12的两个触点均为常开触点，即上电时闭合，失电时断开。对于所述继电器12的两个常开触点，其中一个常开触点的引脚2和引脚4分别连接所述一次回路的接地端和所述二次回路的接地端，另一个常开触点的引脚7和引脚5分别连接所述一次回路的24V电压端和所述二次回路的24V电压端。

所述安全门锁13的触点可为常闭触点(图3中采用的即为常闭触点)，即上电时断开，失电时闭合，所述安全门锁13的常闭触点的两个引脚2和引脚1分别连接所述PLC控制器11的输入端子I1和所述一次回路的24V电压端。在其它实施例中，所述安全门锁13的触点也可以选择常开触点。

在本实施例中，所述急停开关14为保持型常闭按钮，即平时(静态情况)闭合的按钮，按下是接点断开，瞬时则是指按下时没有延时动作。

在本实施例中，图1中所述电源10在图3中是指P2电源，其采用24伏直流电源，也可通过变压电路将220V强电降压为本实施例技术方案所需的24V控制电压。

在本实施例中，所述激光加工设备的安全防护装置还包括报警灯(未示出)，所述报警灯连接所述PLC控制器。

下面对上述图3所述实施例提供的安全防护装置的工作原理进行说明，首先，P2电源提供24V直流电源，正常情况下急停开关14闭合，安全门锁13上电，安全门锁13的引脚1和引脚2断开，此时PLC控制器11检测到输入端子I0的信号(急停开关14的信号)为1，并检测到输入端子I1的信号(安全门上安全门锁13的信号)为0，则PLC控制器11通过输出端子O0输出24V电压，使继电器12(图3中继电器KA1)上电闭合，继电器1的引脚2和引脚4闭合、引脚5和引脚7闭合，所述一次回路和所述二次回路连通，所述二次回路的24V电压端得电，从而受控端15得电工作，激光加工设备正常工作。当PLC控制器11检测到输入端子I0的信号为0(急停开关14被按下)或输入端子I1的信号为1(安全门锁13未锁)时，PLC控制器11断开输出端子O0，从而继电器1的引脚2和引脚4断开、引脚5和引脚7断开，使得所述二次回路的24V电压端断电，继而受控端15断电停机，激光加工设备停止工作，保证加工安全。

本申请还提供了一种激光加工设备，所述激光加工设备包括前述实施例所述的激光加工设备的安全防护装置，同时所述激光加工设备具有上述实施例所述的激光加工设备的安全防护装置的效果。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光加工设备的安全防护装置，所述激光加工设备包括受控端和受控端外围设备，其特征在于，所述安全防护装置包括：电源、PLC控制器、继电器和安全门锁；

其中，所述电源连接所述PLC控制器、所述安全门锁和所述受控端外围设备形成一次回路，所述继电器连接所述PLC控制器和所述受控端所在的二次回路；所述安全门锁连接所述PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述PLC控制器包括至少两个输入端子和至少一个输出端子；

所述安全门锁连接一个所述PLC控制器的输入端子，所述继电器连接一个所述PLC控制器的输出端子。

3.根据权利要求2所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述继电器包括一线圈和两个常开触点，其中所述线圈的两个引脚分别连接所述PLC控制器的输出端子和所述一次回路的电压端；其中一个常开触点的两个引脚分别连接所述一次回路和所述二次回路的接地端，另一个常开触点的两个引脚分别连接所述一次回路和所述二次回路的电压端。

4.根据权利要求3所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述安全门锁包括一触点，所述触点的两个引脚分别连接所述PLC控制器的一个输入端子和所述一次回路的电压端。

5.根据权利要求4所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述安全门锁的触点为常闭触点。

6.根据权利要求5所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述装置还包括急停开关，所述急停开关的一端连接所述PLC控制器的另一个输入端子，另一端连接所述一次回路的电压端。

7.根据权利要求6所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述急停开关为保持型常闭按钮。

8.根据权利要求1至7任一项所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述电源采用24伏直流电源。

9.根据权利要求8所述的激光加工设备的安全防护装置，其特征在于，所述PLC控制器采用型号为pilz_772100_PNOZ_m_B0的安全控制器。

10.一种激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备包括权利要求1至9任意一项所述的激光加工设备的安全防护装置。

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