CN220006355U - 激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种激光加工设备，包括激光器、振镜加工系统、陀螺仪、回返光监控模块和主控电路，所述陀螺仪设置于振镜加工系统上、被配置为监测所述振镜加工系统的偏转角度，所述回返光监控模块和所述激光器光路连接、被配置为监测回返光功率，所述激光器、所述陀螺仪和所述回返光监控模块分别电连接至所述主控电路。

Description

激光加工设备

技术领域

本申请涉及激光设备技术领域，具体涉及一种激光加工设备。

背景技术

激光加工设备是一种利用激光对产品进行加工的工业设备。在相关技术中，由于操作环境/仪器限制、人员操作不当等诸多因素影响，振镜加工系统可能未被调节至合适的偏转角度，导致较多回返光进入激光器内部，对激光器的稳定性、光学性能和使用寿命造成较大损害。

实用新型内容

本申请实施例提供一种激光加工设备，可以实现监测振镜加工系统的偏转角度和激光器中的回返光功率，在出现异常情况时能够及时发现并做出反应，避免激光器的稳定性、光学性能和使用寿命遭受损害。

本申请实施例提供的激光加工设备，包括激光器、振镜加工系统、陀螺仪、回返光监控模块和主控电路，所述陀螺仪设置于振镜加工系统上、被配置为监测所述振镜加工系统的偏转角度，所述回返光监控模块和所述激光器光路连接、被配置为监测回返光功率，所述激光器、所述陀螺仪和所述回返光监控模块分别电连接至所述主控电路。

在一些实施例中，所述激光加工设备还包括报警装置，所述报警装置和所述主控电路电连接。

在一些实施例中，在所述陀螺仪监测到的偏转角度未在预设角度范围内时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

在一些实施例中，在所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

在一些实施例中，在所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率、且持续超过预设时间长度时，所述主控电路关闭所述激光器。

在一些实施例中，所述主控电路包括第一比较器、计时器和第二比较器，所述第一比较器被配置为对所述回返光监控模块监测到的回返光功率和所述阈值功率进行大小比较，所述计时器被配置为计算所述回返光监控模块监测到的回返光功率自超过所述阈值功率起、至不超过所述阈值功率止的持续时间，所述第二比较器被配置为对所述持续时间和所述预设时间长度进行大小比较。

在一些实施例中，在所述陀螺仪监测到的偏转角度未在预设角度范围内、且所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

在一些实施例中，所述主控电路包括第一比较器、第三比较器和与门芯片，所述第一比较器被配置为对所述回返光监控模块监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，所述第三比较器被配置为对所述陀螺仪监测到的偏转角度和预设角度范围进行大小比较，所述第一比较器的输出端、所述第三比较器的输出端分别电连接至所述与门芯片的输入端。

在一些实施例中，所述报警装置包括警示灯和/或蜂鸣器。

在一些实施例中，所述振镜加工系统包括激光熔覆加工头、激光焊接加工头、激光切割加工头和激光清洗加工头中的至少一者。

本申请实施例通过设置激光器、振镜加工系统、陀螺仪、回返光监控模块和主控电路，利用陀螺仪实时监控振镜加工系统的偏转角度、实时确定偏转角度是否适当，而利用回返光监控模块实时监控激光器中的回返光功率、实时确定回返光功率是否过大，可以及时发现偏转角度不当、回返光功率过大等异常情况，并迅速做出例如关闭激光器、发出警报等处置反应，从而避免激光器的稳定性、光学性能和使用寿命遭受损害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请一些实施例提供的激光加工设备的连接结构图；

图2是本申请一些实施例提供的激光加工设备的主控电路的局部连接结构图；

图3是本申请一些实施例提供的激光加工设备的主控电路的另一局部连接结构图。

主要元件符号说明：

1-激光加工设备，10-激光器，20-振镜加工系统，30-陀螺仪，40-回返光监控模块，50-主控电路，51-第一比较器，52-计时器，53-第二比较器，54-第三比较器，54-与门芯片。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本申请中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

如图1所示，本申请实施例提供一种激光加工设备1，该激光加工设备1包括激光器10、振镜加工系统20、陀螺仪30、回返光监控模块40和主控电路50，可以实现监测振镜加工系统20的偏转角度和激光器10中的回返光功率，在出现异常情况时能够及时发现并做出反应，避免激光器10的稳定性、光学性能和使用寿命遭受损害。这里，激光加工设备1的类型可以根据实际需要确定，可以是例如激光熔覆设备、激光焊接设备、激光切割设备或激光清洗设备等各种设备类型，本申请实施例对此不作限定。

激光器10用于生成加工所需的激光束，振镜加工系统20用于控制激光束偏转至所需的加工位置。陀螺仪30设置于振镜加工系统20上，陀螺仪30被配置为监测振镜加工系统20的偏转角度。回返光监控模块40和激光器10光路连接，回返光监控模块40被配置为监测回返光功率，激光器10、陀螺仪30和回返光监控模块40分别电连接至主控电路50。这里，回返光监控模块40可以设有光电探测器，利用光电探测器将接收到的回返光转换为相应的电压信号而输出至主控电路50。

和相关技术相比，本申请实施例提供的激光加工设备1设有陀螺仪30和回返光监控模块40，利用陀螺仪30实时监控振镜加工系统20的偏转角度、实时确定偏转角度是否适当，而利用回返光监控模块40实时监控激光器10中的回返光功率、实时确定回返光功率是否过大，可以及时发现偏转角度不当、回返光功率过大等异常情况，并迅速做出例如关闭激光器10、发出警报等处置反应，从而避免激光器10的稳定性、光学性能和使用寿命遭受损害。

在一些实施例中，激光加工设备1还可以包括报警装置，报警装置和主控电路50电连接。在出现例如偏转角度不当、回返光功率过大等异常情况时，主控电路50可以控制报警装置向操作人员发出警报，提醒操作人员及时进行处置。

报警装置的类型可以根据实际需要确定，可以采用例如声音告警、灯光告警等不同类型，本申请实施例对此不作限定。在一些示例中，报警装置可以包括警示灯和/或蜂鸣器。示例性的，报警装置可以仅设置例如三色灯等警示灯，在出现异常情况时仅进行灯光告警；又示例性的，报警装置可以仅设置蜂鸣器，在出现异常情况时仅进行蜂鸣告警；再示例性的，报警装置可以包括警示灯和蜂鸣器，在出现异常情况时分别进行灯光告警和蜂鸣告警。

在一些示例中，在陀螺仪30监测到的偏转角度未在预设角度范围内时，主控电路50可以关闭激光器10和/或控制报警装置发出警报信号。这里，预设角度范围为根据实际加工需要而预先设置的区间值，反映振镜加工系统20在该等激光加工所被允许的偏转角度。在陀螺仪30监测到的偏转角度未在预设角度范围内时，表示存在可能出现异常情况的征兆，主控电路50可以采取直接关闭激光器10而防止激光器10被损害、或者通过报警装置提醒操作人员中的至少一种处置方式。在陀螺仪30监测到的偏转角度未在预设角度范围内时，示例性的，主控电路50可以仅直接关闭激光器10；又示例性的，主控电路50可以仅控制报警装置发出警报信号、但不直接关闭激光器10，而等待操作人员做出是否关闭激光器10的进一步操作；再示例性的，主控电路50可以直接关闭激光器10、同时控制报警装置发出警报信号而提醒操作人员。示例性的，可以通过在主控电路50中设置比较器等硬件电路结构，以比较器对陀螺仪30监测到的偏转角度和预设角度范围进行大小比较，实现比较判断目的。

在一些示例中，在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率时，主控电路50可以关闭激光器10和/或控制报警装置发出警报信号。这里，阈值功率为根据激光器10的实际状态预先设置的阈值，反映激光器10所能承受的回返光功率上限。在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率时，表示激光器10存在受损的风险，主控电路50可以采取直接关闭激光器10而防止激光器10被损害、或者通过报警装置提醒操作人员中的至少一种处置方式。在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率时，示例性的，主控电路50可以仅直接关闭激光器10；又示例性的，主控电路50可以仅控制报警装置发出警报信号、但不直接关闭激光器10，而等待操作人员做出是否关闭激光器10的进一步操作；再示例性的，主控电路50可以直接关闭激光器10、同时控制报警装置发出警报信号而提醒操作人员。示例性的，可以通过在主控电路50中设置比较器等硬件电路结构，以比较器对回返光监控模块40监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，实现比较判断目的。

在一些示例中，在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率、且持续超过预设时间长度时，主控电路50可以关闭激光器10。这里，为避免出现误关机或误报警问题及由此造成的对正常加工的意外干扰，可以预先设置一预设时间长度。在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率、且该等超过阈值功率的状态持续发生并超过预设时间长度时，方判定出现回返光功率过高的异常情况、且确定存在激光器10可能受损的紧急状态，此时主控电路50可以直接关闭激光器10；而在回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率、但该等超过阈值功率的状态并未持续发生至超过预设时间长度时，判定该等超过阈值功率的状态属于意外偶发现象，此时主控电路50不做出例如关闭激光器10、控制报警装置发出警报信号等处置动作，或仅控制报警装置发出警报信号。

主控电路50可以采用不同的硬件电路结构实现上述控制目的，本申请实施例对此不作限定。如图2所示，示例性的，主控电路50可以包括第一比较器51、计时器52和第二比较器53。第一比较器51被配置为对回返光监控模块40监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，计时器52被配置为计算回返光监控模块40监测到的回返光功率自超过阈值功率起、至不超过阈值功率止的持续时间，第二比较器53被配置为对持续时间和预设时间长度进行大小比较。

在一些示例中，在陀螺仪30监测到的偏转角度未在预设角度范围内、且回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率时，主控电路50可以关闭激光器10和/或控制报警装置发出警报信号。这里，可以结合偏转角度和回返光功率进行综合判断，能够及时快速地确定是否出现异常情况。进而，在出现异常情况时，主控电路50可以做出相应的处置动作。

主控电路50可以采用不同的硬件电路结构实现上述综合控制目的，本申请实施例对此不作限定。如图3所示，示例性的，主控电路50可以包括第一比较器51、第三比较器54和与门芯片55，第一比较器51被配置为对回返光监控模块40监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，第三比较器54被配置为对陀螺仪30监测到的偏转角度和预设角度范围进行大小比较，第一比较器51的输出端、第三比较器54的输出端分别电连接至与门芯片55的输入端。这里，与门芯片55可以根据第一比较器51和第三比较器54的输出信号进行与门运算，在陀螺仪30监测到的偏转角度未在预设角度范围内、且回返光监控模块40监测到的回返光功率超过阈值功率时发出相应的指令信号，使得主控电路50可以关闭激光器10和/或控制报警装置发出警报信号。

振镜加工系统20可以包括振镜和加工头，加工头的类型可以根据实际需要确定，本申请实施例对此不作限定。在一些实施例中，振镜加工系统20可以包括激光熔覆加工头、激光焊接加工头、激光切割加工头和激光清洗加工头中的至少一者，使振镜加工系统20能够实现例如激光熔覆、激光焊接、激光切割、激光清洗等加工功能。

以上对本申请实施例所提供的激光加工设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种激光加工设备，其特征在于，包括激光器、振镜加工系统、陀螺仪、回返光监控模块和主控电路，所述陀螺仪设置于振镜加工系统上、被配置为监测所述振镜加工系统的偏转角度，所述回返光监控模块和所述激光器光路连接、被配置为监测回返光功率，所述激光器、所述陀螺仪和所述回返光监控模块分别电连接至所述主控电路。

2.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备还包括报警装置，所述报警装置和所述主控电路电连接。

3.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，在所述陀螺仪监测到的偏转角度未在预设角度范围内时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

4.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，在所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

5.根据权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，在所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率、且持续超过预设时间长度时，所述主控电路关闭所述激光器。

6.根据权利要求5所述的激光加工设备，其特征在于，所述主控电路包括第一比较器、计时器和第二比较器，所述第一比较器被配置为对所述回返光监控模块监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，所述计时器被配置为计算所述回返光监控模块监测到的回返光功率自超过所述阈值功率起、至不超过所述阈值功率止的持续时间，所述第二比较器被配置为对所述持续时间和所述预设时间长度进行大小比较。

7.根据权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，在所述陀螺仪监测到的偏转角度未在预设角度范围内、且所述回返光监控模块监测到的回返光功率超过阈值功率时，所述主控电路关闭所述激光器和/或控制所述报警装置发出警报信号。

8.根据权利要求7所述的激光加工设备，其特征在于，所述主控电路包括第一比较器、第三比较器和与门芯片，所述第一比较器被配置为对所述回返光监控模块监测到的回返光功率和阈值功率进行大小比较，所述第三比较器被配置为对所述陀螺仪监测到的偏转角度和预设角度范围进行大小比较，所述第一比较器的输出端、所述第三比较器的输出端分别电连接至所述与门芯片的输入端。

9.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，所述报警装置包括警示灯和/或蜂鸣器。

10.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述振镜加工系统包括激光熔覆加工头、激光焊接加工头、激光切割加工头和激光清洗加工头中的至少一者。