[发明专利]智能跟踪台板平面的裁割头及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能跟踪台板平面的裁割头及其控制方法，适用于所有对平面度有较高要求的机电设备，尤其在较大的幅面范围内，能保证裁割喷绘设备工作端头相对设备台面的精确距离。

背景技术

针对当前国内外大幅面的裁剪喷绘设备，面对的台板平面度问题，主要采用了机械调整和笨重的焊接框架来保证，平面度机械调整技术难度高，且容易在运输振动情况下发生平面度偏差，会导致在高起位置切割台板，在低下位置切割不到材料的问题，直接导致台板损坏或卡死电机产生丢步错位，伺服电机过流报错，容易切坏材料，造成浪费或影响生产时间。为解决根本问题有些厂家采用了气缸浮动落刀，或电磁铁浮动落刀技术，从一定程度对台面不平度要求有所降低，相当于直接切割台板，虽然不会卡死电机产生报错，但是台面的使用寿命大大降低，且相对切割阻力增加，额外需要更大功率的电机相匹配，也产生了能源浪费，更重要的是在有半刀深度切割要求的情况，这种方式也无法获得满意的使用效果。

专利号200720085670.3，专利名称为“具有自动跟踪功能的数控激光切割机高度传感装置”中公开了一种测高传感器的机械结构，这仅仅是跟踪平面控制多个环节中一个环节的一种情况下的一个局部零件，即电容传感器端头的机械构件。在自动跟踪控制过程中采用接触式的电容传感器存在几方面的问题：第一，他属于接触式测量的一种，在喷绘设备中，这将直接导致喷墨在未干化前被触碰而散开，无论在单色或彩色喷绘都是要绝对禁止的。另外在切割有粘度的材料或比较细嫩的材料过程中，这种接触式摩擦过程，都将对材料本身带来损伤或对材料吸附提出更高的要求，否则材料会与接触式端头粘和一起被带着走动。第二，该现有技术中没有公开切割头相应的控制方法，例如误差位移量转换为控制信号的数据量的过程，完全没有给出实现方法，即电容的变化转换为模拟电压量或数字信号量后输出跟踪控制的过程，而在实际应用过程中这个环节是决定实用性的基础；在检测到位移变化后，后续处理过程如数字滤波，参考量比较、误差量生成、电机脉冲信号生成等等更多控制过程没有涉及，而这些都是使裁割头智能跟踪台板平面所不可缺少的。虽然现有技术中有关于激光位移传感器的技术公开，但是将激光位移传感器用于裁割喷绘设备，并与自动跟踪控制器配合，通过的专用的控制方法智能跟踪台板平面，现有技术中还未见公开也不是本领域技术人员的公知常识。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种非接触式的智能跟踪台板平面的裁割头及其控制方法，以解决大幅面柔性材料切割机工作台板机械平面度问题，旨在实现刀具能够跟随台面高低起伏自动调节刀具空间高度，保持刀具相对台面的位移在设定精度内，把机械平面度问题通过电气控制的方法得以解决，实现裁割头的智能化，提高切割稳定性，降低成本，增强半刀切割功能，本发明可用于所有大幅面切割设备上实现工作台面的自动跟踪。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该智能跟踪台板平面的裁割头通过滑块设置在导轨上，滑块上设置有机头架，机头架顶部设置有电机，其特点是：滑块上还设置有自动跟踪控制器，所述的机头架内设置有由电机控制上下滑动的升降块，升降块上固定有刀座部件和激光位移传感器，自动跟踪控制器分别与电机和激光位移传感器连接。本发明采用非接触式的激光位移传感器，避免了对台板平面上未干化的喷墨的破坏，同时对台板材料的要求比较低，适用于各种材料，应用广泛。

本发明所述的电机输出端与丝杠连接，丝杠居中设置在机头架上，机头架上丝杠左右两侧分别等距设置有一个线性轴承光轴，升降块套装在线性轴承光轴和丝杠上，升降块与线性轴承光轴之间设置有线性轴承滑套。本发明中电机通过丝杠、线性轴承光轴、线性轴承滑套来带动升降快的上下运动，丝杠居中设置，丝杠两侧等距设置有线性轴承光轴，使得升降块的升降更加平稳。采用这种结构的好处是实现大的减速比，选用更小的z向电机获得需要的切割垂直压力，另外抬落刀的幅度更宽，对于切割较厚的材料及避免空行程时刀具挂到材料都更为有利，电机旋转角与垂直落刀量建立了线性关系，即电机旋转角与垂直落刀量线性关系，对台面自动跟踪更高精度控制提供了方便。