[發(fā)明專利]大功率數(shù)控激光切割機(jī)床用Z軸浮動(dòng)控制裝置及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510405701.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN104959735B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司立眾;鞠全勇;劉旭明;鄭李明;周洪;高峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): B23K26/38
• 分類號(hào): B23K26/38;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種大功率數(shù)控激光切割機(jī)床用Z軸浮動(dòng)控制裝置，包括超聲波傳感器安裝座（8）、垂直安裝超聲波傳感器、傾斜安裝超聲波發(fā)射器和傾斜安裝超聲波接收器，所述Z軸浮動(dòng)控制裝置通過(guò)超聲波傳感器安裝座（8）套裝在大功率數(shù)控激光切割機(jī)床的Z軸的噴嘴（9）上方，所述噴嘴（9）上方有聚焦鏡鏡座組件（7），加工中所述噴嘴（9）下方有待切割板材（6），其特征在于：所述超聲波傳感器安裝座（8）上共有8個(gè)安裝孔，8個(gè)安裝孔分別是四個(gè)垂直安裝孔和四個(gè)傾斜安裝孔，所述垂直安裝孔與傾斜安裝孔相互間隔并均布于安裝座圓周上，四個(gè)垂直安裝孔內(nèi)分別安裝有垂直安裝超聲波傳感器一（12）、垂直安裝超聲波傳感器二（13）、垂直安裝超聲波傳感器三（14）和垂直安裝超聲波傳感器四（15），所述垂直安裝超聲波傳感器一（12）、垂直安裝超聲波傳感器二（13）、垂直安裝超聲波傳感器三（14）和垂直安裝超聲波傳感器四（15）為超聲發(fā)射器與超聲接收器一體式超聲波傳感器，四個(gè)傾斜安裝孔內(nèi)分別安裝有傾斜安裝超聲波發(fā)射器一（16）、傾斜安裝超聲波接收器一（17）、傾斜安裝超聲波發(fā)射器二（18）和傾斜安裝超聲波接收器二（19），所述傾斜安裝超聲波發(fā)射器一（16）與傾斜安裝超聲波接收器一（17）的軸線共面，所述傾斜安裝超聲波發(fā)射器二（18）與傾斜安裝超聲波接收器二（19）的軸線共面，所述傾斜安裝超聲波發(fā)射器一（16）與傾斜安裝超聲波接收器一（17）以及傾斜安裝超聲波發(fā)射器二（18）與傾斜安裝超聲波接收器二（19）的交點(diǎn)在噴嘴（9）下方的待切割板材（6）的板面附近。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率數(shù)控激光切割機(jī)床用Z軸浮動(dòng)控制裝置，其特征在于：所述超聲波傳感器安裝座（8）上安裝的8個(gè)安裝孔，相鄰安裝孔之間圓弧所對(duì)的圓心角為45o。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率數(shù)控激光切割機(jī)床用Z軸浮動(dòng)控制裝置，其特征在于：所述垂直安裝超聲波傳感器一（12）、垂直安裝超聲波傳感器二（13）、垂直安裝超聲波傳感器三（14）和垂直安裝超聲波傳感器四（15）以及傾斜安裝超聲波發(fā)射器一（16）與傾斜安裝超聲波接收器一（17）以及傾斜安裝超聲波發(fā)射器二（18）與傾斜安裝超聲波接收器二（19）的工作超聲波波段不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率數(shù)控激光切割機(jī)床用Z軸浮動(dòng)控制裝置的Z軸懸浮控制方法，其特征在于：

二維數(shù)控激光切割機(jī)Z軸在隨動(dòng)工作方式下，采用超聲傳感器單元（1）進(jìn)行待加工板面與激光切割頭之間的距離檢測(cè)，檢測(cè)到的距離信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并經(jīng)放大電路單元（2）進(jìn)行放大后，反饋回控制系統(tǒng)單元（3）進(jìn)行信號(hào)處理，將處理結(jié)果經(jīng)控制信號(hào)輸出單元（4）輸出到Z軸伺服驅(qū)動(dòng)單元（5），驅(qū)動(dòng)Z軸伺服電機(jī)微調(diào)這一距離；在數(shù)控激光切割機(jī)切割板材過(guò)程中，這一過(guò)程不斷地循環(huán)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)板材表面不同部位起伏的自動(dòng)跟隨；

在跟隨過(guò)程中，傾斜安裝超聲波發(fā)射器一（16）發(fā)出的超聲波經(jīng)被切割板面反射被傾斜安裝超聲波接收器一（17）接收，傾斜安裝超聲波發(fā)射器二（18）發(fā)出的超聲波經(jīng)被切割板面反射被傾斜安裝超聲波接收器二（19）接收，系統(tǒng)通過(guò)對(duì)兩對(duì)輸出、輸入超聲波信號(hào)的處理，以及在四個(gè)垂直獨(dú)立的超聲波傳感器的輔助下，測(cè)量和控制激光切割頭與被切割板面的距離。