CN113579522A - 智能防碰撞装置、防碰撞激光切割头及其使用方法 - Google Patents

智能防碰撞装置、防碰撞激光切割头及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能防碰撞装置，包括机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构，所述机械式防碰撞机构包括防撞边框、弹簧组件、安装支架组件和位移传感器，所述防撞边框通过所述弹簧组件固定在所述安装支架组件上，所述位移传感器安设于所述安装支架组件上，位移传感器连杆与所述防撞边框固定连接，所述防撞边框上开设有供激光穿过的第一开孔，所述超声波式防碰撞机构位于机械式防碰撞机构上方，所述超声波式防碰撞机构包括安装板和超声波传感器，所述超声波传感器设于安装板上，所述安装板上开设有供激光穿过的第二开孔。本发明还提供一种防碰撞激光切割头。本发明还提供一种防碰撞激光切割头的使用方法。

Description

智能防碰撞装置、防碰撞激光切割头及其使用方法
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种智能防碰撞装置、防碰撞激光切割头及其使用方法。
背景技术
传统的激光切割机在切割工件的过程中，需面对各种复杂工况，激光切割头存在一定的碰撞风险，例如，板材在加工过程中受热变形发生翘曲、切割完成的工件翘起、待切割的零件高度过高或者材料厚度超限、操作人员错误操作，上述情况均有几率会发生激光切割头碰撞的事故，设备安全无法完全保障，无疑会增加企业的生产风险，还可能会导致企业停工停产，带来不可估计的损失。
因此，需要提供一种具有智能防碰撞装置的激光切割头，来有效避免因激光切割头碰撞而产生的安全事故，保证设备安全，降低风险，减少意外损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种智能防碰撞装置、防碰撞激光切割头及其使用方法，至少解决了现有技术中的部分问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种智能防碰撞装置，包括机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构，所述机械式防碰撞机构包括防撞边框、弹簧组件、安装支架组件和位移传感器，所述防撞边框通过所述弹簧组件固定在所述安装支架组件上，所述位移传感器安设于所述安装支架组件上，位移传感器连杆与所述防撞边框固定连接，所述防撞边框上开设有供激光穿过的第一开孔，所述超声波式防碰撞机构位于机械式防碰撞机构上方，所述超声波式防碰撞机构包括安装板和超声波传感器，所述超声波传感器设于安装板上，所述安装板上开设有供激光穿过的第二开孔。
作为优选，所述弹簧组件包括两个第一弹簧和两个第二弹簧，所述安装支架组件包括两个第一安装支架和两个第二安装支架，弹簧和安装支架一一对应，所述第一弹簧的上端固定于所述第一安装支架上，所述第二弹簧的上端固定于所述第二安装支架上。
作为优选，所述智能防碰撞装置还包括弹簧上固定块和弹簧下固定块，所述第一弹簧的上端通过弹簧上固定块固定于第一安装支架上，所述第二弹簧的上端通过弹簧上固定块固定于第二安装支架上，所述第一弹簧的下端通过弹簧下固定块固定于防撞边框上，所述第二弹簧的下端通过弹簧下固定块固定于防撞边框上。
作为优选，所述位移传感器为弹簧自复位型位移传感器。
作为优选，所述位移传感器连杆的下端通过位移传感器连杆固定块与防撞边框固定连接。
作为优选，所述超声波传感器用垫片、锁紧螺母固定设置在安装板上。
本发明提供一种防碰撞激光切割头，包括滑座固定座、滑座、激光切割头，还包括上述的智能防碰撞装置，所述机械式防碰撞机构、超声波式防碰撞机构与激光切割头均固定在滑座上，所述滑座滑动安装于所述滑座固定座上，所述机械式防碰撞机构位于所述激光切割头下方，所述超声波式防碰撞机构固定设置在所述激光切割头与机械式防碰撞机构之间。
本发明提供一种防碰撞激光切割头的使用方法：在激光切割机工作过程中，当激光切割头的运动路径上出现了障碍物，首先超声波式防碰撞机构中的超声波传感器通过超声波测距，测量到障碍物距离，当激光切割头与障碍物的距离达到临界值时，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头进行急停，当超声波式防碰撞机构未检测到障碍物或失效时，机械式防碰撞机构位于激光切割头外侧，防撞边框与障碍物直接接触，因防撞边框用弹簧悬挂在第一安装支架、第二安装支架上，在外力作用下防撞边框产生位移，位移传感器连杆的下端与防撞边框固定连接，此位移通过位移传感器连杆传递给位移传感器，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头进行急停。
本发明具有以下有益效果：
由于所述机械式防碰撞机构、超声波式防碰撞机构与激光切割头一起固定在滑座上。机械式防碰撞机构的防撞边框位于激光切割头外侧，当要发生碰撞时，防撞边框先发生机械接触产生位移，位移传感器接收到位移后，反馈给控制***，从而急停激光切割头避免碰撞，同时超声波传感器可监测激光切割头周围障碍物的距离，当可能发生碰撞时，距离值达到临界值，信号反馈给控制***，从而急停激光切割头避免碰撞。如此机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构可独立也可协同来实现激光切割头防碰撞功能，从而有效避免因激光切割头碰撞而产生的安全事故，保证设备安全，降低风险，减少意外损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的防碰撞激光切割头的示意图；
图2为本发明实施例提供的机械式防碰撞机构的示意图；
图3为本发明实施例提供的超声波式防碰撞机构的示意图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。
如图1-图3，本发明实施例提供一种智能防碰撞装置，包括机械式防碰撞机构400和超声波式防碰撞机构500，所述机械式防碰撞机构400包括防撞边框401、弹簧组件、安装支架组件和位移传感器406，所述防撞边框401通过所述弹簧组件固定在所述安装支架组件上，所述位移传感器406安设于所述安装支架组件上，位移传感器连杆407与所述防撞边框401固定连接，所述防撞边框401上开设有供激光穿过的第一开孔505，防撞边框401位于激光切割头300外侧，起保护作用，当要发生碰撞时，防撞边框401先发生机械接触产生位移，位移传感器406接收到位移后，反馈给控制***，从而急停激光切割头300避免碰撞，所述超声波式防碰撞机构500位于机械式防碰撞机构400上方，所述超声波式防碰撞机构500包括安装板501和超声波传感器502，所述安装板501固定设置在滑座200的下端，所述超声波传感器502设于安装板501上，超声波传感器502可监测激光切割头300周围障碍物的距离，当可能发生碰撞时，距离值达到临界值，信号反馈给控制***，从而急停激光切割头300避免碰撞，所述安装板501上开设有供激光穿过的第二开孔506。机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构可独立也可协同来实现激光切割头防碰撞功能。
所述弹簧组件包括两个第一弹簧403和两个第二弹簧410，所述安装支架组件包括两个第一安装支架405和两个第二安装支架408，所述第一安装支架405、第二安装支架408均与滑座200的下端固定连接，两个所述第一安装支架405分别固定设置在滑座20两侧，两个所述第二安装支架408分别固定设置在滑座20两侧，弹簧和安装支架一一对应，所述第一弹簧403的上端固定于所述第一安装支架405上，所述第二弹簧410的上端固定于所述第二安装支架408上。
所述智能防碰撞装置还包括弹簧上固定块404和弹簧下固定块402，所述第一弹簧403的上端通过弹簧上固定块404固定于第一安装支架405上，所述第二弹簧410的上端通过弹簧上固定块404固定于第二安装支架408上，所述第一弹簧403的下端通过弹簧下固定块402固定于防撞边框401上，所述第二弹簧410的下端通过弹簧下固定块402固定于防撞边框401上。
所述位移传感器406为弹簧自复位型位移传感器。所述位移传感器连杆407的下端通过位移传感器连杆固定块409与防撞边框401固定连接。所述超声波传感器502用垫片503、锁紧螺母504固定设置在安装板501上。
本发明实施例还提供一种防碰撞激光切割头，包括滑座固定座100、滑座200、激光切割头300，还包括上述的智能防碰撞装置，所述机械式防碰撞机构400、超声波式防碰撞机构500与激光切割头300均固定在滑座200上，所述滑座200滑动安装于所述滑座固定座100上，所述机械式防碰撞机构400位于所述激光切割头300下方，所述超声波式防碰撞机构500固定设置在所述激光切割头300与机械式防碰撞机构400之间。
本发明提供一种具有智能防碰撞装置的激光切割头，包括激光切割头、机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构。在激光切割机运行过程中，需面对各种复杂工况，激光切割头存在一定的碰撞风险，所述机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构同时作用，分别利用机械接触和超声波测距方式避免激光切割头在运行工程中发生碰撞。本发明可有效避免因激光切割头碰撞而产生的生产事故，保证设备安全，降低风险，减少意外损失。
本发明提供的智能防碰撞装置包括机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构，所述机械式防碰撞机构采用机械接触方式，所述超声波式防碰撞机构采用超声波测距方式，所述机械式防碰撞机构、超声波式防碰撞机构与激光切割头一起固定在滑座上，滑座固定在滑座固定座上，可沿滑座固定座上下运动。
所述机械式防碰撞机构包括安装支架、防撞边框、弹簧、位移传感器(弹簧自复位型)、连杆和固定块，所述安装支架分别固定设置在滑座两侧，所述弹簧的上端锁紧在安装支架的安装孔上，所述位移传感器通过螺钉安装在安装支架上，所述防撞边框锁紧在弹簧的下端，同时位移传感器下端连杆也锁紧在防撞边框上。防撞边框位于激光切割头外侧，起保护作用，当要发生碰撞时，防撞边框先发生机械接触产生位移，位移传感器接收到位移后，反馈给控制***，从而急停激光切割头避免碰撞。
所述超声波式防碰撞机构包括超声波传感器、安装板、垫片和螺母，所述安装板固定设置在滑座下端，所述超声波传感器固定设置在安装板上的安装孔内。超声波传感器可监测激光切割头周围障碍物的距离，当可能发生碰撞时，距离值达到临界值，信号反馈给控制***，从而急停激光切割头避免碰撞。
本实施例提供一种具有智能防碰撞装置的激光切割头，包括滑座固定座100、滑座200、激光切割头300、机械式防碰撞机构400和超声波式防碰撞机构500，所述机械式防碰撞机构400、超声波式防碰撞机构500与激光切割头300一起固定在滑座200上，滑座200安装在滑座固定座100，并可以上下运动。
由于所述机械式防碰撞机构400、超声波式防碰撞机构500与激光切割头300一起固定在滑座200上，在激光切割机工作过程中，激光切割头300需根据加工程序进行移动，若在移动过程中出现障碍物，机械式防碰撞机构400和超声波式防碰撞机构500便可反馈信号，从而急停激光切割头300，避免其发生碰撞，从而有效避免因激光切割头300碰撞而产生的安全事故，保证设备安全，降低风险，减少意外损失。
参考图2，所述机械式防碰撞机构400包括防撞边框401、弹簧下固定块402、弹簧403、弹簧上固定块404、第一安装支架405、位移传感器406(弹簧自复位型)、位移传感器连杆407、第二安装支架408、位移传感器连杆固定块409。所述机械式防碰撞机构400固定设置在所述激光切割头300的外侧，所述第一安装支架405、第二安装支架408与滑座200的下端固定连接，所述弹簧上固定块404将所述第一弹簧403的上端固定连接在第一安装支架405、第二安装支架408上，所述弹簧下固定块402将防撞边框401固定连接在第一弹簧403的下端，所述位移传感器406(弹簧自复位型)固定连接在第一安装支架405，所述位移传感器连杆407穿过所述第一安装支架405的孔位，并用位移传感器连杆固定块409将位移传感器连杆407的下端与防撞边框401固定连接，如此，防撞边框401通过4根弹簧，悬挂安装在了激光切割头300的外侧。
参考图3，所述超声波式防碰撞机构500包括安装板501、超声波传感器502、垫片503、锁紧螺母504。所述超声波式防碰撞机构500固定设置在所述激光切割头300与机械式防碰撞机构400之间，所述安装板501固定设置在滑座200的下端，所述超声波传感器502用垫片503、锁紧螺母504固定设置在安装板501上。
本实施例中，所述智能防碰撞装置的工作过程如下：
在激光切割机工作过程中，激光切割头300根据加工程序进行运动，对工件进行加工，此时在激光切割头300的运动路径上出现了障碍物。首先超声波式防碰撞机构500中的超声波传感器502通过超声波测距，测量到障碍物距离，当可能发生碰撞时，激光切割头300与障碍物的距离达到临界值时，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头300进行急停。当超声波式防碰撞机构500未检测到障碍物或失效时，机械式防碰撞机构400位于激光切割头300外侧，防撞边框401与障碍物直接接触，因防撞边框401用第一弹簧403、第二弹簧410悬挂在第一安装支架405、第二安装支架408上，在外力作用下防撞边框401产生位移，位移传感器连杆407的下端与防撞边框401固定连接，此位移通过位移传感器连杆407传递给位移传感器406(弹簧自复位型)，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头300进行急停。如此机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构可独立也可协同来实现激光切割头防碰撞功能。超声波传感器、位移传感器(弹簧自复位型)、激光切割头与控制***间的控制原理为现有技术，在此不再赘述。
本实施例提供一种激光切割头，所述激光切割头包括上述的智能防碰撞装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (8)

1.一种智能防碰撞装置，其特征在于：包括机械式防碰撞机构和超声波式防碰撞机构，所述机械式防碰撞机构包括防撞边框、弹簧组件、安装支架组件和位移传感器，所述防撞边框通过所述弹簧组件固定在所述安装支架组件上，所述位移传感器安设于所述安装支架组件上，位移传感器连杆与所述防撞边框固定连接，所述防撞边框上开设有供激光穿过的第一开孔，所述超声波式防碰撞机构位于机械式防碰撞机构上方，所述超声波式防碰撞机构包括安装板和超声波传感器，所述超声波传感器设于安装板上，所述安装板上开设有供激光穿过的第二开孔。
2.如权利要求1所述的智能防碰撞装置，其特征在于：所述弹簧组件包括两个第一弹簧和两个第二弹簧，所述安装支架组件包括两个第一安装支架和两个第二安装支架，弹簧和安装支架一一对应，所述第一弹簧的上端固定于所述第一安装支架上，所述第二弹簧的上端固定于所述第二安装支架上。
3.如权利要求2所述的智能防碰撞装置，其特征在于：还包括弹簧上固定块和弹簧下固定块，所述第一弹簧的上端通过弹簧上固定块固定于第一安装支架上，所述第二弹簧的上端通过弹簧上固定块固定于第二安装支架上，所述第一弹簧的下端通过弹簧下固定块固定于防撞边框上，所述第二弹簧的下端通过弹簧下固定块固定于防撞边框上。
4.如权利要求1所述的智能防碰撞装置，其特征在于：所述位移传感器为弹簧自复位型位移传感器。
5.如权利要求1所述的智能防碰撞装置，其特征在于：所述位移传感器连杆的下端通过位移传感器连杆固定块与防撞边框固定连接。
6.如权利要求1所述的智能防碰撞装置，其特征在于：所述超声波传感器用垫片、锁紧螺母固定设置在安装板上。
7.一种防碰撞激光切割头，其特征在于：包括滑座固定座、滑座、激光切割头，还包括如权利要求1-6任一项所述的智能防碰撞装置，所述机械式防碰撞机构、超声波式防碰撞机构与激光切割头均固定在滑座上，所述滑座滑动安装于所述滑座固定座上，所述机械式防碰撞机构位于所述激光切割头下方，所述超声波式防碰撞机构固定设置在所述激光切割头与机械式防碰撞机构之间。
8.一种防碰撞激光切割头的使用方法，其特征在于：在激光切割机工作过程中，当激光切割头的运动路径上出现了障碍物，首先超声波式防碰撞机构中的超声波传感器通过超声波测距，测量到障碍物距离，当激光切割头与障碍物的距离达到临界值时，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头进行急停，当超声波式防碰撞机构未检测到障碍物或失效时，机械式防碰撞机构位于激光切割头外侧，防撞边框与障碍物直接接触，因防撞边框用弹簧悬挂在第一安装支架、第二安装支架上，在外力作用下防撞边框产生位移，位移传感器连杆的下端与防撞边框固定连接，此位移通过位移传感器连杆传递给位移传感器，信号反馈给控制***，控制***对激光切割头进行急停。
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