[實用新型]激光切割頭噴嘴自動控制系統

有效

• 申請號: 201220206459.3
• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN202591845U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 尹鋼
• 申請（專利權）人: 武漢奧森迪科智能電控科技有限公司
• 主分類號: B23K26/42
• 分類號: B23K26/42;B23K26/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西

技術領域

本實用新型涉及自動控制系統，具體地指一種激光切割頭噴嘴自動控制系統，用于自動控制激光切割頭噴嘴與加工工件之間的距離。

背景技術

目前，市場上出現的激光切割頭隨動控制器主要運用電容式和電感式兩種測距原理，其中，電容式測距的應用比較廣泛，其主要原理是利用激光切割頭噴嘴與金屬工件間形成的電容與兩者間隔的距離成反比關系：，其中C是電容，ε是介電常數，s是激光噴嘴與金屬加工工件的正對面積，d是激光噴嘴與金屬加工工件之間的距離。通過上述的公式，檢測出電容值即可計算出兩者之間的距離，與設定目標距離進行比較后，驅動Z軸運動機構進行距離調整。但是，由于電容和距離之間的非線性關系，以及激光切割頭噴嘴特殊形狀導致難于計算其絕對的正對面積，此外，介電常數ε的取值收環境因數影響而變化等諸多難題，使得在實驗室環境下標定的絕對距離在實際使用過程中很難準確，不利于現場焦距設定，影響切割效果。

發明內容

本實用新型目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種激光切割頭噴嘴自動控制系統，通過驅動機構驅動激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的距離，并實時測量兩者之間的電容，直至調節的距離使得兩者之間的電容達到標定值，其控制方便，精度高。

實現本實用新型目的采用的技術方案是：一種激光切割頭噴嘴自動控制系統，包括：

驅動機構，用于驅動所述激光切割頭噴嘴；

控制器，用于控制所述驅動機構；

電容采集裝置，用于采集所述激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的電容；

存儲器，用于存儲電容采集轉換裝置采集的標定電容值；

比較器，用于比較電容采集轉換裝置采集的實時電容值與存儲器中的標定電容值，將比較結果發送至所述控制器。

進一步地，該激光切割頭噴嘴自動控制系統還包括：

電壓/電流轉換器，用于將所述電容采集裝置采集的電容值轉換為電壓或者電流值。

進一步地，該激光切割頭噴嘴自動控制系統還包括：AD轉換器，用于將所述電壓或者電流值轉換為數字信號。

進一步地，該激光切割頭噴嘴自動控制系統還包括：人機交互操控器，與所述控制器連接，用于向所述控制器發出控制所述驅動機構運動的信息。

更進一步地，所述人機交互操控器包括：

手動操作單元，用于發出手動操作的信息；以及，

自動操作單元，用于發出控制所述比較器自動工作的信號。

在上述技術方案中，所述比較器為單片機。

本實用新型工作過程如下：啟動人機交互操控器的手動操作單元，通過手動操作控制驅動機構的工作，驅動機構帶動激光切割頭噴嘴運動，從而調節激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的距離，到達所需的標定距離后，通過電容采集裝置測量激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的電容，此時即為標定電容。然后啟動人機交互操控器的自動操作單元，自動操作單元發出控制所述控制器自動工作的信號，控制器根據電容采集裝置采集的實時電容值與存儲器中的標定電容值的比較結果，發出控制驅動機構的信號，使驅動機構驅動激光切割頭噴嘴運，直至電容采集裝置采集的實時電容值與存儲器中的標定電容值相同，即此時激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的距離達到標定距離值。

本實用新型結構簡單，使用方便，只需手工操作調節到標定距離后，再通過自動控制控制器，將電容采集裝置采集的實時電容值不斷反饋至比較器，并與標定電容值進行比較，控制器根據比較結果自動控制驅動機構，實現自動調節激光切割頭噴嘴與待加工工件之間的距離。

附圖說明

圖1為本實用新型激光切割頭噴嘴自動控制系統的結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，激光切割頭噴嘴自動控制系統10包括：電容采集裝置101、電壓/電流轉換器102、AD轉換器103、存儲器104、比較器105、控制器106、驅動機構107和人機交互操控器108。電容采集裝置101用于測量激光切割頭噴嘴20與待加工工件30之間的電容。電壓/電流轉換器102與電容采集裝置101連接，接收電容采集裝置101測量的電容值，并將電容值轉換為對應的電壓或電流值。AD轉換器103與電壓/電流轉換器102連接，將轉換后的電壓或電流值轉換為數字信號，并傳輸至存儲器104儲存，此時儲存的數字信號值即為測量的電容值。