WO2011097934A1

WO2011097934A1 - 一种激光切割机的控制系统

Info

Publication number: WO2011097934A1
Application number: PCT/CN2010/080509
Authority: WO
Inventors: 张海军
Original assignee: 奇瑞汽车股份有限公司; 芜湖普威技研有限公司
Priority date: 2010-02-10
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-18
Also published as: CN101786206B; CN101786206A

Description

说明书一种激光切割机的控制系统

技术领域

本发明涉及激光切割机技术领域，尤其是一种激光切割机的控制系统。背景技术

激光切割与其他切割方法相比，具有高速、高精度和高适应性的特点，可以代替一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大縮短生产周期、降低制造成本。目前激光切割已广泛地应用于电气开关、家用电器、纺织机械、工程机械、冶金设备、汽车制造、粮食机械、轻工机械等许多工业部门中的钣金加工业。

目前，激光切割极片的行业生产还在摸索中，由于电池极片的厚度非常薄，在切割之前，需要对电池极片进行放卷、走料的控制，如果在放卷和走料的过程中，放料的速度、走料的速度以及走料的方向出现偏差，就会出现极片拉扯甚至拉断的现象。此外，极片走料一旦发生偏移，就会出现极片褶皱，破坏极片表面涂层，以及造成激光器放空切割，这些都会给生产效率、生产质量以及生产安全带来诸多影响。发明内容

本发明的目的在于提供一种能够避免出现极片拉扯现象，有利于提高生产效率的激光切割机的控制系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种激光切割机的控制系统，包括激光切割机机体，激光切割机机体上依次布置用于放置料卷的放料装置、用于传送料卷的传送装置以及用于对料卷进行切割的切割装置，所述放料装置与传送装置之间设置用于控制放料装置和传送装置启停的补偿装置，料卷经补偿装置和传送装置传送至切割装置。本发明通过在放料装置和传送装置之间设置补偿装置，在对极片进行切割时，补偿装置通过合理的逻辑控制能够实现对极片的自动补偿，可以避免出现极片的拉扯、扯断等现象，从而提高极片的切割质量和切割效率。本发明有效的解决了在激光切割过程中，极片出现的拉扯等问题，并对生产人员、生产设备进行了有效的保护和提示，提高了生产安全和生产效率。附图说明

图 1是本发明的主视图；

图 2是本发明的左视图；

图 3是本发明的俯视图。具体实施方式

一种激光切割机的控制系统，包括激光切割机机体 10 , 激光切割机机体 10上依次布置用于放置料卷 60的放料装置 20、用于传送料卷 60的传送装置 30以及用于对料卷 60进行切割的切割装置 40, 所述的放料装置 20与传送装置 30之间设置用于控制放料装置 20和传送装置 30启停的补偿装置 50，料卷 60经补偿装置 50和传送装置 30传送至切割装置 40, 如图 1所示，本发明中料卷 60为极片料卷，本发明也可应用于其他料卷的切割。激光切割机机体 10 包括工作平台 11 , 工作平台 11的工作面上由左至右依次布置放料装置 20、传送装置 30和切割装置 40, 切割装置 40上设置切割台 45 , 切割台 45所处的平面与工作平台 11的工作面平行，工作平台 11向下设置支撑架 12，支撑架 12 上沿竖直方向布置补偿装置 50。由于料卷 60不断被切割，因此料卷 60的直径不断变小，放完一卷的周长越来越小，需要的补偿越来越多，如果不进行补偿，会出现拉扯甚至扯断现象。

参见图 1、图 2和图 3，放料装置 20包括放料轴 21，料卷 60缠绕在放料轴 21上，放料轴 21与放料电机 22相连，靠近放料轴 21的两端各设置一个用于进行换料检测的放料轴检测传感器 23 ,放料轴检测传感器 23为接近传感器，当放料轴 21需要进行换料时，放料轴检测传感器 23会进行换料检测，一旦检测不到放料轴 21 , 就会停止放料电机 22 , 保证换料的安全性；如果换上新料后，放料轴 21仍没有安装到位，放料轴检测传感器 23也会检测不到放料轴 21，放料电机 22仍无法工作。放料轴 21的下方设有支架 24，支架 24上安装检料传感器 25 , 检料传感器 25贴近料卷 60布置，检料传感器 25安装在支架 24 上是保证能够检测到放料轴 21放料的极片料卷，一旦检测不到极片料卷就会报警，同时停止放料电机 22 , 提示工作人员需要进行换料。

参见图 1、图 2和图 3 , 传送装置 30包括依次平行布置在工作平台 11工作面上的第一、三、四、五传动轴 31、 33、 34、 35 , 第一传动轴 31靠近放料轴 21布置且其轴向与放料轴 21的轴向平行，第一、三传动轴 31、 33对称布置在第二传动轴 53的两侧，且三者的轴向平行，第四、五传动轴 34、 35均匀布置在切割装置 40的两侧，第四传动轴 34与第一传动电机 32相连，第五传动轴 35与第二传动电机 36相连，第四传动轴 34的高度与切割台 45的高度平齐，第四传动轴 34 由在竖直方向上平行布置的两个小传动轴组成，两个小传动轴之间有细小的间隙，料卷 60从该间隙中通过的同时被两个小传动轴压紧，以保证料卷 60在切割台 45上被切割时是平整的。第五传动轴 35用于将切割后产生的废料传送至废料盒。料卷 60依次从第一传动轴 31的上方、第二传动轴 53的下方、第三传动轴 33的上方绕过，并经第四传动轴 34传送至切割台 45。放料电机 11、第一传动电机 32和第二传动电机 36均为减速电机，减速电机在低速条件下可以输出大扭矩，各减速电机的速度需要进行匹配。

参见图 1、图 2和图 3 , 补偿装置 50包括在竖直方向上平行布置的第一、二丝杆 51、 52 , 第一、二丝杆 51、 52上分别设有一个丝杆螺母 56，第二传动轴 53的两端分别与丝杆螺母 56连接，第二传动轴 53水平夹持在两丝杆之间，第二传动轴 53的轴向与两丝杆的杆长方向垂直，第一丝杆 51或第二丝杆 52 杆身的上部设置上限开关 54 ,第一丝杆 51或第二丝杆 52杆身的下部设置下限开关 55。补偿装置 50的作用就是进行极片料卷 60的补偿，因放料轴 21和第四、五传动轴 34、 35 的半径不同，转速不同，容易出现极片的拉扯和扯断现象。当进行极片切割时，第一、二传动电机 32、 36停止工作，而只有当第一、二丝杆 51、 52到达下限开关 55时，放料电机 22才会停止，同时，放料轴 21 停止转动，可见，下限开关 55所处的位置是第一、二丝杆 51、 52到达的下限位置。反之，当第一、二丝杆 51、 52到达上限开关 54时，此时极片料卷会出现拉扯现象，如果没有上限开关 54，极片会继续被拉扯直至拉断，在本发明中，当第一、二丝杆 51、 52到达上限开关 54时，第一、二传动电机 32、 36停止，放料电机 22继续转动以消除拉扯现象。

参见图 1、图 2和图 3 , 切割装置 40包括设置在工作平台 11工作面上的长方形的切割台 45 , 切割台 45上沿进料的料卷 60的长度方向布置第一、二、三、四跑偏检测传感器 41、 42、 43、 44 , 四个跑偏检测传感器位于料卷 60的边沿，用来实时检测极片是否跑偏。四个跑偏检测传感器中的任何一个检测不到极片，则说明出现了极片跑偏的情况。一旦出现跑偏情况，开始进行跑偏报警，同时第一、二传动电机 32、 36停止工作，所有的激光器运动模组和激光器也停止工作，进行手动纠偏。切割台 45上设置到位检测传感器 47，到位检测传感器 47靠近极片的最右侧布置。到位检测传感器 47用于检测极片是否到位，如果极片到位，第一、二传动电机 32、 36停止工作，激光器运动模组和激光器开始工作。激光切割结束后，开始进行极片下料，即采用机械手将切割后的极片取走，切割台 45上设置多个用于实时检测切割台 45上极片是否下料完毕的取料检测传感器 46，取料检测传感器 46的位置与切割后的片料边沿所在的位置相吻合，所述的片料为极片，如图 3所示，经切割后切成 8片极片，对应边角上的四个极片处设置取料检测传感器 46。只有四个取料检测传感器 46 全部检测不到极片，才说明极片已经下料完毕；否则，第一、二传动电机 32、 36、激光器运动模组和激光器均无法进行工作，直至下料完毕才能进行下一个的激光切割的过程。本发明中的所有传感器皆为接近传感器，本发明中所有传感器所检测的信号都发送至控制电路，由控制电路发送控制信号控制电机的启停，控制电路集成在电路板上，电路板安装在激光切割机机体 10内。

本发明的通过在放料装置和传送装置之间设置补偿装置，在对极片进行切割时，补偿装置通过合理的逻辑控制能够实现对极片的自动补偿，可以避免出现极片的拉扯、扯断、褶皱和偏移等现象，从而提高极片的切割质量和切割效率。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种激光切割机的控制系统，包括激光切割机机体（ 10)，激光切割机机体 ( 10)上依次布置用于放置料卷（ 60 )的放料装置（ 20 )、用于传送料卷 ( 60 ) 的传送装置（ 30 ) 以及用于对料卷（ 60 )进行切割的切割装置（ 40 ), 其特征在于：所述放料装置（20) 与传送装置（ 30)之间设置用于控制放料装置（20) 和传送装置 0) 启停的补偿装置（⁵0)，料卷（00)经补偿装置（⁵0)和传送装置（ 30 )传送至切割装置 ( 40 )。

1、根据权利要求 1所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述激光切割机机体（ 10 ) 包括工作平台（ 11 ), 工作平台（ 11 ) 的工作面上依次布置放料装置（20)、传送装置（30) 和切割装置（40)，切割装置（40) 上设置切割台（45)，切割台（45 )所处的平面与工作平台（11 ) 的工作面平行，工作平台 ( 11 ) 下设置支撑架（12 ), 支撑架（12 ) 上沿竖直方向布置补偿装置（50)。

3、根据权利要求 1所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述放料装置（ 20 ) 包括放料轴（ 21 ), 料卷（ 60 )缠绕在放料轴（ 21 )上，放料轴（ 21 ) 与放料电机（22 )相连，靠近放料轴（21 ) 的两端各设置一个放料轴检测传感器（23 ), 放料轴（21 ) 的下方设有支架（24 ), 支架（24 ) 上安装检料传感器 ( 5 ), 检料传感器（ 25 )贴近料卷 ( 60 ) 布置。

4、根据权利要求 1所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述补偿装置（50) 包括在竖直方向上平行布置的第一、二丝杆（51、 52)，第一、二丝杆（51、 52 )上分别设有一个丝杆螺母（56 ), 第二传动轴（53 ) 的两端分别与丝杆螺母（56 ) 连接，第二传动轴（53 ) 水平夹持在两丝杆之间，第二传动轴 ( 53 ) 的轴向与两丝杆的杆长方向垂直，第一丝杆（51 ) 或第二丝杆（52 ) 的上部设置上限开关（ 54 ), 第一丝杆（ 51 )或第二丝杆（ 52 ) 的下部设置下限开关（ 55 )。

5、根据权利要求 1所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述传送装置（ 30) 包括依次平行布置在工作平台（11 ) 工作面上的第一、三、四、五传动轴（31、 33、 34、 35 ), 第一传动轴（31 ) 靠近放料轴（21 ) 布置且其轴向与放料轴（21 ) 的轴向平行，第一、三传动轴（31、 33)对称布置在第二传动轴（53) 的两侧，且三者的轴向平行，第四、五传动轴（ 34、 35) 均匀布置在切割装置（⁴0) 的两侧，第四传动轴（ ³⁴) 与第一传动电机（ ³²)相连，第五传动轴（³⁵)与第二传动电机（³⁶)相连，料卷（⁶0)依次从第一传动轴（³1) 的上方、第二传动轴（53) 的下方、第三传动轴（33) 的上方绕过，并经第四传动轴（ 34 )传送至切割台（ 45 )。

6、根据权利要求 1所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述切割装置（⁴0) 包括设置在工作平台（11 ) 工作面上的切割台（⁴⁵), 切割台（⁴⁵) 上沿进料的料卷（60) 的长度方向布置第一、二、三、四跑偏检测传感器（41、 42、 43、 44), 四个跑偏检测传感器位于料卷（ 60 ) 的边沿，切割台（ 45 )上设置多个取料检测传感器（46), 取料检测传感器（46) 的位置与切割后的片料边沿所在的位置相吻合，切割台（45)上还设置到位检测传感器（47)，到位检测传感器（47) 靠近极片的最右侧布置。

7、根据权利要求 1-6任一项所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述料卷（60) 为极片料卷，所述片料为极片。

8、根据权利要求 3所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述放料电机（ 22 ) 为减速电机。

9、根据权利要求 5所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述放料电机（ 22 )、第一传动电机（ 32 )和第二传动电机（ 36 ) 均为减速电机。

10、根据权利要求 6 所述的激光切割机的控制系统，其特征在于：所述放料轴检测传感器（23)、检料传感器（25)、第一、二、三、四跑偏检测传感器 (41、 42、 43、 44)、取料检测传感器（46)、到位检测传感器（47) 均为接近传感器，所述接近传感器所检测的信号均发送至控制电路，由控制电路发送控制信号控制相应电机的启停，控制电路集成在电路板上，电路板安装在激光切割机机体 ( 10 ) 内。