WO2018035966A1 - 一种板材用激光切割机的自动寻边装置及其寻边方法 - Google Patents

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edge
movable block
cutting machine
power
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凌步军
吴许祥
薛华军
赵洋
张宇
周佩佩
潘文金
沈店祥
李亚敏
朱鹏程
冷志斌
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江苏亚威机床股份有限公司
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    • 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
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • 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
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
    • B23K26/0853—Devices involving movement of the workpiece in at least in two axial directions, e.g. in a plane

Definitions

  • the invention relates to the technical field of laser cutting, in particular to an automatic edge finding device for a laser cutting machine for sheet metal and a method for finding edges thereof.
  • the laser cutting money when cutting large-format and medium-thick metal sheets, in order to improve the utilization rate of the sheets and to facilitate the programming, the laser cutting money must be made to prevent the right angle sides of the sheets from being parallel to the X/Y axis of the machine tool.
  • the usual method is manually calibrated, the efficiency is low, the error is large, the material waste is serious, and the processing efficiency is affected.
  • An object of the present invention is to provide an automatic edge finding device for a laser cutting machine for sheet materials and a method for finding edges thereof, which solves the problems of manual calibration proposed in the above background art, low efficiency, large error, and low processing efficiency.
  • an automatic edge finding device for a laser cutting machine for sheet metal comprising a cutting bed plate, a cutting platform is arranged on a top end surface of the cutting bed plate, and the top left and right sides of the cutting bed plate are The side is respectively provided with a left bracket and a right bracket, the side wall of the left bracket and the side wall of the right bracket are respectively provided with a left movable block and a right movable block, and the left movable block and the right movable block are connected by a cross bar, the right A power motor is disposed at a bottom of the movable block, and a power end of the power motor is connected to a rotating shaft through a right movable block, and a rotating shaft is movably inserted into a cavity of the movable slot, and the movable slot is respectively opened in the left bracket and the right bracket.
  • a driving gear is mounted on the right end of the rotating shaft, a moving groove is formed on the horizontal bar, and a laser cutting device is sleeved on the outer wall of the horizontal bar, and a control device is mounted on one side of the laser cutting device The other side of the control device is provided with a lateral power device, the control The device is electrically connected to the laser cutting device, the lateral power device and the power motor, respectively.
  • the inner cavity of the right movable block is provided with a gear groove that cooperates with the driving gear.
  • the left movable block and the left bracket are connected by a sliding joint, and the sliding joint is disposed in the inner cavity of the movable tank.
  • control device is a central processing unit, and the control device is electrically connected to the remote terminal through the wireless communication module.
  • the lateral power device is provided with a through slot
  • the inner cavity of the through slot is provided with a power wheel
  • the power wheel is sleeved on the outer wall of the rotating rod
  • both ends of the rotating rod pass through the bearing and the through
  • the inner wall of the slot is connected, and one end of the rotating rod extends through the through slot to the inner cavity of the power device and is connected with the pulley.
  • the outer wall of the pulley is sleeved with a belt, and the other end of the belt is sleeved on the power output of the rotating motor.
  • the rotating motor is electrically connected to the control device, and the inner cavity of the moving groove is provided with a wheel groove that cooperates with the power wheel.
  • the automatic edge finding method of the automatic edge finding device of the laser cutting machine for the plate is as follows:
  • S2 Set the values of P40, P41, and P42. When setting these three parameter values, set the first point to the near point in the X-axis direction of the plate, and set the second point to the origin of the X-axis direction of the plate. Three points are set at the origin of the Y-axis direction of the sheet;
  • S7 The power motor is driven by the control device to drive the driving gear to rotate, and the laser cutting operation is performed on the workpiece in conjunction with the movement of the laser cutting device.
  • the invention has the beneficial effects that the automatic edge finding device and the fast edge finding method of the laser cutting machine of the plate are simple in operation, high in precision, short in time, improved in processing efficiency, and in the edge finding program.
  • a three-point probe function has been added, that is, if the cutting head detects that there is no sheet below at the first point, it will automatically move to the next point and probe again, and probe the board three times. If the plate is not detected three times, the plate alarm is not detected. If the board is detected within three times, the first point is found, avoiding the error caused by manual calibration and reducing the waste of the plate.
  • Figure 1 is a schematic structural view of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a rotating shaft of the present invention
  • Figure 3 is a schematic structural view of a lateral power unit of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram of the edge finding structure of the present invention.
  • Figure 5 is a flow chart of the automatic edge finding of the present invention.
  • an automatic edge-finding device for a laser cutting machine for a sheet comprising a cutting board 1 , a cutting platform 2 is disposed on a top end surface of the cutting board 1
  • the left and right sides of the top and bottom sides of the cutting board 1 are respectively provided with a left bracket 3 and a right bracket 4, and the left bracket
  • the side wall of the frame 3 and the side wall of the right bracket 4 are respectively provided with a left movable block 5 and a right movable block 6, and the left movable block 5 and the right movable block 6 are connected by a cross bar 9, and the bottom of the right movable block 6 is set
  • the right bracket 4 the power motor 7 is connected to the right movable block 6 with
  • the crossbar 9 is provided with a moving groove 12, and the outer wall of the crossbar 9 is sleeved with a laser cutting device 10,
  • One side of the laser cutting device 10 is mounted with a control device 11, and the other side of the control device 11 is provided with a lateral power device 13, which is electrically connected to the laser cutting device 10, the lateral power device 13, and the power motor 7, respectively.
  • sexual connection is provided.
  • the inner cavity of the right movable block 6 is provided with a gear groove that cooperates with the driving gear 72, and cooperates with the gear groove by the driving gear 72 to drive the movement of the right movable block 6, the left movable block 5 and
  • the left bracket 3 is connected by a sliding joint, and the sliding joint is disposed in the inner cavity of the movable tank 8, so that the left movable block 5 and the right movable block 6 move in a direction in which the control device 11 is a central processor and is controlled.
  • the device 11 is electrically connected to the remote terminal through a wireless communication module;
  • the lateral power unit 13 is provided with a through slot 131.
  • the inner cavity of the through slot 131 is provided with a power wheel 132.
  • the power wheel 132 is sleeved on the outer wall of the rotating rod 133, and both ends of the rotating rod 133 are
  • the bearing is connected to the inner wall of the through slot 131, and one end of the rotating rod 133 extends through the through slot 131 to the inner cavity of the power unit 13 and is connected to the pulley 134.
  • the outer wall of the pulley 134 is sleeved with a belt 135.
  • the other end of the 135 is sleeved on the power output end of the rotating motor 136, and the rotating motor 136 is electrically connected to the control device 11.
  • the inner cavity of the moving groove 12 is provided with a wheel groove matched with the power wheel 132 to drive the laser.
  • the cutting device 10 and the control device 11 move on the crossbar 9;
  • the automatic edge finding method of the automatic edge finding device of the laser cutting machine for the plate is as follows:
  • S2 Set the values of P40, P41, and P42. When setting these three parameter values, set the first point to the near point in the X-axis direction of the plate, and set the second point to the origin of the X-axis direction of the plate. Three points are set at the origin of the Y-axis direction of the sheet;
  • the power motor 7 is operated by the control device 11 to drive the driving gear 72 to rotate, and the lateral power device 13 is used to move the laser cutting device 10 to perform laser cutting operation on the workpiece.
  • P210 X-axis coordinate of the origin of the sheet
  • P211 Y-axis coordinate of the origin of the sheet
  • the program automatically calls the edge finding subroutine, the system calculates the tilt angle of the plate, and the coordinate system of the machine tool rotates accordingly to ensure the plate.
  • the right-angled edge is parallel to the machine's X/Y axis, and the machine will be positioned to the origin of the sheet (point b in Figure 4).

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Abstract

一种板材用激光切割机的自动寻边装置，包括切割床板（1），所述切割床板（1）的顶部端面上设置有切割平台（2），所述切割床板（1）的顶部左右两侧分别设置有左支架（3）和右支架（4），所述左支架（3）的侧壁和右支架（4）的侧壁分别设置有左活动块（5）和右活动块（6），且左活动块（5）和右活动块（6）通过横杆（9）连接，所述右活动块（6）的底部设置有动力电机（7），所述动力电机（7）的动力端贯穿右活动块（6）连接有转轴（71），且转轴（71）活动插接在活动槽体（8）的内腔，所述活动槽体（8）分别开设在左支架（3）和右支架（4）的侧壁上。以及该板材用激光切割机的自动寻边装置的自动寻边方法。该板材用激光切割机的自动寻边装置及寻边方法，操作简单，精度高，耗时短，提高了加工效率，同时避免了人工校准所产生的误差，减少了板材的浪费。

Description

一种板材用激光切割机的自动寻边装置及其寻边方法 技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，具体为一种板材用激光切割机的自动寻边装置及其寻边方法。
背景技术
目前，在钣金行业对大幅面、中厚金属板材进行切割时，为了提高板材的利用率以及便于编程，在进行激光切割钱必须使防止板材的直角边和机床的X/Y轴平行。通常方式用人工校准，效率低，误差大，材料浪费严重，影响加工效率。我们在激光切割机中应用了自动寻边功能，该功能操作简单，精度高，耗时短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板材用激光切割机的自动寻边装置及其寻边方法，以解决上述背景技术中提出的人工校准，效率低，误差大并且加工效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种板材用激光切割机的自动寻边装置，包括切割床板，所述切割床板的顶部端面上设置有切割平台，所述切割床板的顶部左右两侧分别设置有左支架和右支架，所述左支架的侧壁和右支架的侧壁分别设置有左活动块和右活动块，且左活动块和右活动块通过横杆连接，所述右活动块的底部设置有动力电机，所述动力电机的动力端贯穿右活动块连接有转轴，且转轴活动插接在活动槽体的内腔，所述活动槽体分别开设在左支架和右支架的侧壁上，所述转轴的右端安装有主动齿轮，所述横杆上开设有移动槽，且横杆的外壁活动套接有激光切割装置，所述激光切割装置的一侧安装有控制装置，所述控制装置的另一侧设置有横向动力装置，所述控制 装置分别与激光切割装置、横向动力装置和动力电机电性连接。
优选的，所述右活动块的内腔设置有与主动齿轮相配合的齿轮槽。
优选的，所述左活动块与左支架通过滑动连接件连接，且滑动连接件设置在活动槽体的内腔。
优选的，所述控制装置为中央处理器，且控制装置通过无线通讯模块与远程终端电性输入连接。
优选的，所述横向动力装置上开设有通槽，所述通槽的内腔设置有动力轮，所述动力轮套接在转杆的外壁，所述转杆的两端均通过轴承与通槽的内壁连接，且转杆的一端贯穿通槽延伸至动力装置的内腔与带轮连接，所述带轮的外壁套接有皮带，所述皮带的另一端套接在转动电机的动力输出端上，且转动电机与控制装置电性连接，所述移动槽的内腔设置有与动力轮相配合的轮槽。
优选的，该板材用激光切割机的自动寻边装置的自动寻边方法步骤如下：
S1：通过控制装置来设置取消零点偏置，设置为公制单位，取消补偿；
S2：设置P40、P41、P42的值，在设置这三个参数值时要将第一个点设在板材X轴方向的近点，将第二个点设在板材X轴方向的原点，第三个点设在板材Y轴方向的原点；
S3：增量移动到第一个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S4：增量移动到第二个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S5：增量移动到第三个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S6：根据寻边得到的3点位置计算出工件原点坐标和工件偏转的角度；
S7：通过控制装置来操作动力电机带动主动齿轮转动，同时配合激光切割装置的移动来对工件进行激光切割的操作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该板材用激光切割机的自动寻边装置及快速寻边方法操作简单，精度高，耗时短，提高了加工效率，同时在寻边程序中加入了三点探板功能，即切割头在第一个点如果检测到下方没有板材，会自动移到下一个点再次探板，共探三次板。如果三次都没有检测到板材，就出没有检测到板材报警停机，三次内若探到板，则开始第一点寻边，避免了人工校准所产生的误差，减少了板材的浪费。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明的转轴结构示意图；
图3为本发明的横向动力装置结构示意图；
图4为本发明的寻边结构示意图；
图5为本发明的自动寻边的流程图。
图中：1切割床板、2切割平台、3左支架、4右支架、5左活动块、6右活动块、7动力电机、71转轴、72主动齿轮、8活动槽体、9横杆、10激光切割装置、11控制装置、12移动槽、13横向动力装置、131通槽、132动力轮、133转杆、134带轮、135皮带、136转动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种板材用激光切割机的自动寻边装置，包括切割床板1，所述切割床板1的顶部端面上设置有切割平台2，所述切割床板1的顶部左右两侧分别设置有左支架3和右支架4，所述左支 架3的侧壁和右支架4的侧壁分别设置有左活动块5和右活动块6，且左活动块5和右活动块6通过横杆9连接，所述右活动块6的底部设置有动力电机7，所述动力电机7的动力端贯穿右活动块6连接有转轴71，且转轴71活动插接在活动槽体8的内腔，所述活动槽体8分别开设在左支架3和右支架4的侧壁上，所述转轴71的右端安装有主动齿轮72，所述横杆9上开设有移动槽12，且横杆9的外壁活动套接有激光切割装置10，所述激光切割装置10的一侧安装有控制装置11，所述控制装置11的另一侧设置有横向动力装置13，所述控制装置11分别与激光切割装置10、横向动力装置13和动力电机7电性连接。
其中，所述右活动块6的内腔设置有与主动齿轮72相配合的齿轮槽，通过主动齿轮72与齿轮槽的配合工作，从而带动右活动块6的移动，所述左活动块5与左支架3通过滑动连接件连接，且滑动连接件设置在活动槽体8的内腔，使得左活动块5与右活动块6保持一致方向运动，所述控制装置11为中央处理器，且控制装置11通过无线通讯模块与远程终端电性输入连接；
所述横向动力装置13上开设有通槽131，所述通槽131的内腔设置有动力轮132，所述动力轮132套接在转杆133的外壁，所述转杆133的两端均通过轴承与通槽131的内壁连接，且转杆133的一端贯穿通槽131延伸至动力装置13的内腔与带轮134连接，所述带轮134的外壁套接有皮带135，所述皮带135的另一端套接在转动电机136的动力输出端上，且转动电机136与控制装置11电性连接，所述移动槽12的内腔设置有与动力轮132相配合的轮槽，带动激光切割装置10和控制装置11在横杆9上移动；
该板材用激光切割机的自动寻边装置的自动寻边方法步骤如下：
S1：通过控制装置来设置取消零点偏置，设置为公制单位，取消补偿；
S2：设置P40、P41、P42的值，在设置这三个参数值时要将第一个点设在板材X轴方向的近点，将第二个点设在板材X轴方向的原点，第三个点设在板材Y轴方向的原点；
S3：增量移动到第一个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S4：增量移动到第二个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S5：增量移动到第三个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
S6：根据寻边得到的3点位置计算出工件原点坐标和工件偏转的角度；
S7：通过控制装置11来操作动力电机7带动主动齿轮72转动，同时配合横向动力装置13来使得激光切割装置10的移动来对工件进行激光切割的操作。
开始执行程序的测量之前，先将切割头移动到a点的位置，这个点在测量程序里面作为一个参考点，目的是为了重新计算轴的位置在三点寻边里面，并且，a为切割头开始的理论原点，b为结束测量后切割头的实际原点，c为第一测量点，d为第二测量点，e为第三测量点，f工件实际位置，g工件的理论位置，h为实际工件与机床X轴的夹角，配合图4交点和角度的计算如下：
(*x1＝lv30,y1＝lv31:coordinate of 1^point
(*x2＝lv32,y2＝lv33:coordinate of 2^point
(*x3＝lv34,y3＝lv35:coordinate of 3^point
(*rotation angle computation
lv36＝lv32-lv30          (*dx＝x2-x1
lv37＝lv33-lv31          (*dy＝y2-y1
p212＝lv37 ATAN2 lv36    (*Angle＝atan2(dy,dx)
p212＝dgr p212
(*XL AND YL COMPUTATION:
lv38＝lv36*lv36          (*lv38＝dx^2
lv39＝lv37*lv37          (*lv39＝dy^2
lv40＝lv38+lv39          (*lv40＝dx^2+dy^2
(*XL＝(x2*dy^2+(y3-y2)*dx*dy+x3*dx^2)/(dy^2+dx^2)
p210＝(lv32*lv39+(lv35-lv33)*lv36*lv37+lv34*lv38)
(*YL＝(y2*dx^2+(x3-x2)*dx*dy+y3*dy^2)/(dy^2+dx^2)
p211＝(lv33*lv38+(lv34-lv32)*lv36*lv37+lv35*lv39)
p210：板材原点X轴坐标；
p211：板材原点Y轴坐标；
p212：机床坐标系旋转角度。
在切割之前，用户只需要在HMI上开启寻边功能，在执行加工程序后，程序自动调用寻边子程序，系统会计算出板材的倾斜角，同时机床的坐标系进行相应的旋转，保证板材的直角边和机床的X/Y轴平行，同时机床会定位到板材的原点(图4的b点)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

  1. 一种板材用激光切割机的自动寻边装置，包括切割床板(1)，所述切割床板(1)的顶部端面上设置有切割平台(2)，其特征在于：所述切割床板(1)的顶部左右两侧分别设置有左支架(3)和右支架(4)，所述左支架(3)的侧壁和右支架(4)的侧壁分别设置有左活动块(5)和右活动块(6)，且左活动块(5)和右活动块(6)通过横杆(9)连接，所述右活动块(6)的底部设置有动力电机(7)，所述动力电机(7)的动力端贯穿右活动块(6)连接有转轴(71)，且转轴(71)活动插接在活动槽体(8)的内腔，所述活动槽体(8)分别开设在左支架(3)和右支架(4)的侧壁上，所述转轴(71)的另一端安装有主动齿轮(72)，所述横杆(9)上开设有移动槽(12)，且横杆(9)的外壁活动套接有激光切割装置(10)，所述激光切割装置(10)的一侧安装有控制装置(11)，所述控制装置(11)的另一侧设置有横向动力装置(13)，所述控制装置(11)分别与激光切割装置(10)、横向动力装置(13)和动力电机(7)电性连接。
  2. 根据权利要求1所述的一种板材用激光切割机的自动寻边装置，其特征在于：所述右活动块(6)的内腔设置有与主动齿轮(72)相配合的齿轮槽。
  3. 根据权利要求1所述的一种板材用激光切割机的自动寻边装置，其特征在于：所述左活动块(5)与左支架(3)通过滑动连接件连接，且滑动连接件设置在活动槽体(8)的内腔。
  4. 根据权利要求1所述的一种板材用激光切割机的自动寻边装置，其特征在于：所述控制装置(11)为中央处理器，且控制装置(11)通过无线通讯模块与远程终端电性输入连接。
  5. 根据权利要求1所述的一种板材用激光切割机的自动寻边装置，其特征在于：所述横向动力装置(13)上开设有通槽(131)，所述通槽(131)的内腔设置有动力轮(132)，所述动力轮(132)套接在转杆(133)的外壁，所述转杆(133)的两端均通过轴承与通槽(131)的内壁连接，且转杆(133) 的一端贯穿通槽(131)延伸至横向动力装置(13)的内腔与带轮(134)连接，所述带轮(134)的外壁套接有皮带(135)，所述皮带(135)的另一端套接在转动电机(136)的动力输出端上，且转动电机(136)与控制装置(11)电性连接，所述移动槽(12)的内腔设置有与动力轮(132)相配合的轮槽。
  6. 一种如权利要求1所述的板材用激光切割机的自动寻边装置的自动寻边方法，其特征在于：该板材用激光切割机的自动寻边装置的自动寻边方法步骤如下：
    S1：通过控制装置来设置取消零点偏置，设置为公制单位，取消补偿；
    S2：设置P40、P41、P42的值，在设置这三个参数值时要将第一个点设在板材X轴方向的近点，将第二个点设在板材X轴方向的原点，第三个点设在板材Y轴方向的原点；
    S3：增量移动到第一个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
    S4：增量移动到第二个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
    S5：增量移动到第三个测量点，沿Y轴负方向进行粗寻边和精寻边操作，并记录下当前边缘点位置；
    S6：根据寻边得到的3点位置计算出工件原点坐标和工件偏转的角度；
    S7：通过控制装置(11)来操作动力电机(7)带动主动齿轮(72)转动，同时配合激光切割装置(10)的移动来对工件进行激光切割的操作。
PCT/CN2016/104262 2016-08-26 2016-11-01 一种板材用激光切割机的自动寻边装置及其寻边方法 WO2018035966A1 (zh)

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