RU2714596C2 - Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности - Google Patents
Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714596C2 RU2714596C2 RU2017118223A RU2017118223A RU2714596C2 RU 2714596 C2 RU2714596 C2 RU 2714596C2 RU 2017118223 A RU2017118223 A RU 2017118223A RU 2017118223 A RU2017118223 A RU 2017118223A RU 2714596 C2 RU2714596 C2 RU 2714596C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser head
- measuring device
- nozzle
- processing unit
- signal processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности заготовок лазерным лучом. Лазерная головка 1 выполнена с приводом 2 для вертикального перемещения лазерной головки для поддержания заданного расстояния относительно обрабатываемой поверхности 3. Управляющее устройство положением лазерной головки над рабочей поверхностью включает емкостное измерительное устройство 4, измеряющее расстояние от сопла 5 лазерной головки до обрабатываемой поверхности, блок 6 обработки сигнала, блок 7 управления приводом и детектор 8 касания соплом обрабатываемой поверхности. Входы 9, 10 измерительного устройства 4 подключены соответственно к соплу 5 лазерной головки и обрабатываемой поверхности 3, а его выход 11 - к первому входу 12 блока 6 обработки сигнала, выход 13 которого подключен к входу 14 блока 7 управления приводом. Входы 15, 16 детектора 8 подключены параллельно входам 9, 10 измерительного устройства 4, а его выход 17 - ко второму входу 18 блока обработки сигнала измерительного устройства. Детектор 8 касания представляет собой полосный фильтр, полоса пропускания которого соответствует рабочему диапазону частоты емкостного датчика. При ненадежном касании сопла обрабатываемой поверхности происходит хаотичное изменение частоты осциллятора емкостного измерительного устройства и выход ее за пределы установленного диапазона. При надежном касании происходит срыв частоты осциллятора. В обоих случаях сигнал на выходе детектора касания пропадает, что является сигналом аварийной ситуации, который формируется значительно раньше, чем аварийный сигнал блока 6 обработки сигнала измерительного устройства. Данное техническое решение позволит повысить надежность работы устройства и предотвратить его поломку. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к устройствам для обработки заготовок лазерным лучом, а именно к устройствам для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности.
Известно устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности, содержащее последовательно соединенные емкостное измерительное устройство для измерения расстояния от сопла лазерной головки до обрабатываемой поверхности, блок обработки сигнала измерительного устройства, блок управления приводом перемещения лазерной головки и привод перемещения лазерной головки, при этом упомянутое емкостное измерительное устройство выполнено с возможностью соединения своих входов с соплом и обрабатываемой поверхностью [1, 2, 3].
Принцип действия емкостного измерительного устройства основан на использовании LC-осциллятора для измерения емкости между соплом и обрабатываемой поверхностью широко известен и здесь не описывается. Управление дистанцией между соплом лазерной головки основано на поддержании постоянного значения электрической емкости между соплом лазерной головки и рабочей поверхностью. Это обеспечивает сохранение постоянной дистанции и исключает коллизии между соплом лазерной головки и рабочей поверхностью в рабочем процессе обработки заготовки. В аварийных же ситуациях, а, так же в процессе настройки машины, возможно соприкосновение сопла и рабочей поверхности. При этом возможен ненадежный гальванический контакт между соплом и поверхностью. Это приводит к явлению, известному в электротехнике, как «дребезг контактов». Оно характеризуется хаотичным появлением и отсутствием гальванического контакта, что можно представить смесью различных, независимых частот. Попадание паразитных частот, соответствующих увеличению дистанции, в блок обработки сигнала измерительного устройства приводит к тому, что управляющее устройство попытается опустить лазерную головку, несмотря на то, что сопло уже касается поверхности.
Несмотря на то, что такая ситуация может происходить довольно редко, последствия ее приводят к повреждению обрабатываемой детали и необратимой поломке лазерной головки.
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении надежности работы устройства.
Указанный результат достигается за счет того, что устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности, содержащее последовательно соединенные емкостное измерительное устройство для измерения расстояния от сопла лазерной головки до обрабатываемой поверхности, блок обработки сигнала измерительного устройства, блок управления приводом перемещения лазерной головки и привод перемещения лазерной головки, при этом упомянутое емкостное измерительное устройство выполнено с возможностью соединения своих входов с соплом и обрабатываемой поверхностью снабжено детектором касания сопла лазерной головки с обрабатываемой поверхностью, выполненным в виде полосового фильтра, полоса пропускания которого соответствует рабочему диапазону частоты емкостного измерительного устройства, при этом входы упомянутого детектора касания подключены параллельно входам упомянутого емкостного измерительного устройства, а выход детектора касания соединен со вторым входом блока обработки сигнала измерительного устройства.
Пример выполнения заявляемого устройства представлен на чертеже.
Лазерная головка 1 выполнена с приводом 2 для вертикального перемещения лазерной головки для поддержания заданного расстояния относительно обрабатываемой поверхности 3.
Устройство для управления положением лазерной головки включает емкостное измерительное устройство 4, измеряющее расстояние от сопла 5 лазерной головки до обрабатываемой поверхности, блок 6 обработки сигнала, блок 7 управления приводом, и детектор 8 касания соплом обрабатываемой поверхности.
Входы 9,10 измерительного устройства 4 подключены соответственно к соплу 5 лазерной головки и обрабатываемой поверхности 3, а его выход 11 - к первому входу 12 блока 6 обработки сигнал, выход 13 которого подключен ко входу 14 блока 7 управления приводом.
Входы 15, 16 детектора 8 подключены параллельно входам 9, 10 измерительного устройства 4, а его выход 17 - ко второму входу 18 блока обработки сигнала измерительного устройства.
Детектор 8 касания представляет собой полосный фильтр, полоса пропускания которого соответствует рабочему диапазону частоты емкостного датчика. При ненадежном касании сопла обрабатываемой поверхности происходит хаотичное изменение частоты осциллятора емкостного измерительного устройства и выход ее за пределы установленного диапазона. При надежном касании происходит срыв частоты осциллятора. В обоих случаях сигнал на выходе детектора касания пропадает, что является сигналом аварийной ситуации, который формируется значительно раньше, чем аварийный сигнал блока 6 обработки сигнала измерительного устройства. Это позволяет сократить время реакции системы и предотвратить механические коллизии.
Устройство работает следующим образом.
Осциллятор емкостного измерительного устройства изменяет свою частоту, как функцию от измеряемой дистанции. Частотный сигнал измерительного устройства поступает в блок 6 обработки сигнала, где сначала он преобразуется в цифровую величину, а, затем, используя характеристическую кривую, в значение, соответствующее измеренной дистанции.
Значение дистанции передается в блок 7 управления приводом, которое, используя привод 2, управляет вертикальным положением лазерной головки по отношению к обрабатываемой поверхности. Дистанция между соплом 5 лазерной головки 1 и обрабатываемой поверхностью 3 может, таким образом, сохраняться постоянной. В рабочем режиме это обеспечивает возможность позиционирования сопла над обрабатываемой поверхностью, избегая коллизий. При аварийном касании соплом обрабатываемой поверхности сигнал на выходе детектора касания пропадает, что может быть использовано, в зависимости от выбранного режима работы, в качестве команды для немедленного останова работы установки как с подъемом сопла от поверхности, так и без подъема.
Характеристическая кривая представляет собой зависимость дистанции от измеренной емкости. Эта кривая снимается в процесс периодической калибровки и хранится в памяти блока 7 управления приводом, что позволяет позиционировать сопло перед началом обработки, не используя для этого иные дополнительные устройства.
Таким образом данное техническое решение позволит повысить надежность работы устройства и предотвратить его поломку.
Источники информации
1. Патент US №6509744, МКИ - G01B 7/02, 2003
2. Патент US №8247732, МКИ - B23K26/046, 2012
3. Патент US №5094046, МКИ - B23K 26/00, 1997
Claims (1)
- Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности, содержащее последовательно соединенные емкостное измерительное устройство для измерения расстояния от сопла лазерной головки до обрабатываемой поверхности, блок обработки сигнала измерительного устройства, блок управления приводом перемещения лазерной головки и привод перемещения лазерной головки, при этом упомянутое емкостное измерительное устройство выполнено с возможностью соединения своих входов с соплом и обрабатываемой поверхностью, отличающееся тем, что оно снабжено детектором касания сопла лазерной головки с обрабатываемой поверхностью, выполненным в виде полосового фильтра, полоса пропускания которого соответствует рабочему диапазону частоты емкостного измерительного устройства, при этом входы упомянутого детектора касания подключены параллельно входам упомянутого емкостного измерительного устройства, а выход детектора касания соединен со вторым входом блока обработки сигнала измерительного устройства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118223A RU2714596C2 (ru) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017118223A RU2714596C2 (ru) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017118223A RU2017118223A (ru) | 2018-11-27 |
| RU2017118223A3 RU2017118223A3 (ru) | 2018-11-27 |
| RU2714596C2 true RU2714596C2 (ru) | 2020-02-18 |
Family
ID=64400936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017118223A RU2714596C2 (ru) | 2017-05-25 | 2017-05-25 | Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714596C2 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551489A1 (ru) * | 1988-03-24 | 1990-03-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ наведени сварочной горелки на линию соединени при роботизированной дуговой сварке |
| US6509744B1 (en) * | 1999-02-16 | 2003-01-21 | Precitec Gmbh | Method for measuring the distance between a sensor electrode and a workpiece |
| RU2205096C1 (ru) * | 2001-10-01 | 2003-05-27 | Горбуленко Михаил Илларионович | Способ поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью при лазерной обработке и устройство для его осуществления |
| RU2320463C2 (ru) * | 2006-02-17 | 2008-03-27 | Евгений Борисович Кульбацкий | Способ поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью при лазерной обработке материалов и устройство для его осуществления |
| RU98963U1 (ru) * | 2010-06-03 | 2010-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Страж-Лазер" (ООО "Страж-Лазер") | Устройство для лазерной резки малоразмерных отверстий произвольной формы в толстых листах высокоотражающих металлов |
| RU2447342C2 (ru) * | 2005-11-15 | 2012-04-10 | Снекма | Способ изготовления гребешка лабиринтного уплотнения, термомеханическая деталь и газотурбинный двигатель, содержащий такой гребешок |
| US8247732B2 (en) * | 2005-12-16 | 2012-08-21 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Sensor arrangement for a laser machine tool and an insulator for such a sensor arrangement |
| RU2608868C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2017-01-25 | АДИДЖЕ С.п.А. | Способ сканирования трубы, предназначенной для обработки на станке для лазерной резки, с использованием датчика для измерения излучения, отраженного или испускаемого трубой |
-
2017
- 2017-05-25 RU RU2017118223A patent/RU2714596C2/ru not_active Application Discontinuation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1551489A1 (ru) * | 1988-03-24 | 1990-03-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ наведени сварочной горелки на линию соединени при роботизированной дуговой сварке |
| US6509744B1 (en) * | 1999-02-16 | 2003-01-21 | Precitec Gmbh | Method for measuring the distance between a sensor electrode and a workpiece |
| RU2205096C1 (ru) * | 2001-10-01 | 2003-05-27 | Горбуленко Михаил Илларионович | Способ поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью при лазерной обработке и устройство для его осуществления |
| RU2447342C2 (ru) * | 2005-11-15 | 2012-04-10 | Снекма | Способ изготовления гребешка лабиринтного уплотнения, термомеханическая деталь и газотурбинный двигатель, содержащий такой гребешок |
| US8247732B2 (en) * | 2005-12-16 | 2012-08-21 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg | Sensor arrangement for a laser machine tool and an insulator for such a sensor arrangement |
| RU2320463C2 (ru) * | 2006-02-17 | 2008-03-27 | Евгений Борисович Кульбацкий | Способ поддержания заданного расстояния между соплом и обрабатываемой поверхностью при лазерной обработке материалов и устройство для его осуществления |
| RU98963U1 (ru) * | 2010-06-03 | 2010-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Страж-Лазер" (ООО "Страж-Лазер") | Устройство для лазерной резки малоразмерных отверстий произвольной формы в толстых листах высокоотражающих металлов |
| RU2608868C2 (ru) * | 2011-05-12 | 2017-01-25 | АДИДЖЕ С.п.А. | Способ сканирования трубы, предназначенной для обработки на станке для лазерной резки, с использованием датчика для измерения излучения, отраженного или испускаемого трубой |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017118223A (ru) | 2018-11-27 |
| RU2017118223A3 (ru) | 2018-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9698776B2 (en) | Ultrasonic and strain dual mode sensor for contact switch | |
| US9760223B2 (en) | Input device | |
| DE50002290D1 (de) | Näherungssensor und verfahren zu seinem betrieb | |
| JP2009141819A (ja) | タッチセンサ装置及びタッチセンサ用のプログラム | |
| EP1110194B1 (en) | Systems and processing algorithms for ultrasound time-of-flight digitizer systems | |
| MX2017014832A (es) | Detector radar para sistemas de asistencia del conductor en vehiculos automotrices. | |
| JP6481495B2 (ja) | ロボットの安全装置 | |
| RU2714596C2 (ru) | Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности | |
| TWI682310B (zh) | 電容式感測器系統中之觸控偵測 | |
| RU2018107816A (ru) | Устройство и способ управления по меньшей мере одним приводным устройством операционного стола | |
| RU178434U1 (ru) | Устройство для управления положением лазерной головки относительно обрабатываемой поверхности | |
| GB2583195A (en) | Feedback signaling from downhole tools | |
| SE1750348A1 (sv) | Remotely controlled container lock, system and method | |
| JP6333800B2 (ja) | 安全入力信号を生成するスイッチ装置および数値制御システム | |
| JP6101931B2 (ja) | モータ駆動装置 | |
| JP4867562B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| US20140346895A1 (en) | Method and circuit arrangement for the activation and parameterization of an electrical device | |
| CN109690461B (zh) | 用于识别电容式传感器元件的接触的方法 | |
| RU2545495C1 (ru) | Способ обнаружения металлических частиц в перемещаемом волокнистом материале | |
| US6334077B1 (en) | Operation apparatus for press | |
| US11092284B2 (en) | Safety system having a safety switch | |
| RU2576503C2 (ru) | Способ обработки импульсного кодированного информационного сигнала | |
| JP6685466B2 (ja) | 安全装置の位置のシグナリング方法及び安全スイッチシステム | |
| US10969516B2 (en) | Method for operating a photoelectric barrier | |
| JP7247731B2 (ja) | プレス機械用安全装置該安全装置を備えたプレス機械 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20191003 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20191217 |