[发明专利]一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统有效

专利信息
申请号: 201811339406.7 申请日: 2018-11-12
公开(公告)号: CN109352192B 公开(公告)日: 2019-08-06
发明(设计)人: 谭羽;李明 申请(专利权)人: 中国科学院西安光学精密机械研究所
主分类号: B23K26/70 分类号: B23K26/70;B23K26/00
代理公司: 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 代理人: 杨引雪
地址: 710119 陕西省西*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 防撞单元 激光加工头 比较单元 摆轴 碰撞信号 数控系统 电机电流变化 电流检测装置 压力检测单元 电流变化 防撞系统 阈值时 发送 激光加工机床 激光器关闭 全方位防护 压力传感器 电机电流 复位装置 机床运动 输出信号 使能 监测
【说明书】:

为了对双摆轴激光加工头进行全方位防护,本发明提供了一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统,包括第一防撞单元、第二防撞单元和比较单元;第一防撞单元包括用于监测双摆轴激光加工头中电机电流的电流检测装置;比较单元用于将电流检测装置测得电机电流变化量分别与电流变化阈值相比较,当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时,比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号;第二防撞单元包括复位装置和压力检测单元;压力检测单元中任一压力传感器的输出信号大于或等于压力变化阈值时,比较单元向所述数控系统发送碰撞信号;数控系统收到第一防撞单元或第二防撞单元发出的碰撞信号后,进行激光器关闭和机床运动轴去使能操作。

技术领域

本发明属于激光加工设备技术领域,涉及一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统。

背景技术

激光加工是将激光通过导光系统引入激光加工头,并通过运动机构实现激光加工头与工件之间的相对移动,从而将激光光束聚焦到工件表面来进行加工。

五轴联动激光加工设备是实现复杂曲面构件表面制造(打孔、切割、图案制造等)的主要生产设备,其中,双摆轴激光加工头是五轴联动激光加工设备的重要部件,可以实现激光光束空间二维角度调节,配合三直线轴机床运动即可实现复杂曲面加工。

在激光加工过程中,工件面型复杂、设备控制程序出错、对刀不准或人为失误,都可能造成双摆轴激光加工头与工件、装夹装置等发生碰撞,从而导致昂贵且精密的双摆轴激光加工头损伤甚至报废,因此,必须对其进行全方位的防护,保证激光加工头不受损伤。

常用的激光加工头防撞装置一般设置在激光加工头的前端,采用位移传感器实时测量沿光轴方向上激光加工头前端与工件之间的距离,并发送给激光加工设备的控制系统,当测量得到的距离小于安全距离时,控制系统发出报警并控制激光加工设备停机。此种防撞方式可以有效地减少一般激光加工头(无旋转轴)与工件相撞的概率,但是对于具有两个旋转轴的双摆轴激光加工头而言,防撞效果不佳,不能实现全方位的防护;另外,现有的防撞方式大多只能实现单一方向的防撞,当激光加工设备加工复杂形状的工件时,单一方向的防撞不能有效防护,激光加工头容易与工件发生干涉。

发明内容

为了对双摆轴激光加工头进行全方位防护,本发明提供了一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统,当双摆轴激光加工头与工件或其他物体碰撞后,在双摆轴激光加工头可承受压力范围内可及时使其停止运动,防止激光加工头因碰撞受到损伤。

本发明的技术方案是:

一种双摆轴激光加工头的多级防撞系统,所述双摆轴激光加工头包括聚焦组件、第一电机和第二电机;其特殊之处在于:

包括第一防撞单元、第二防撞单元和比较单元;

第一防撞单元包括用于监测所述第一电机和第二电机电流的电流检测装置;所述电流检测装置与所述比较单元相连;所述比较单元用于将电流检测装置测得的第一电机和第二电机的电流变化量分别与设定的电流变化阈值相比较,当任一电机电流变化量大于或等于电流变化阈值时,比较单元向激光加工机床的数控系统发送碰撞信号;

第二防撞单元包括复位装置和压力检测单元;

复位装置包括加工头连接座、固定法兰、压缩弹簧以及相互啮合的上赫斯齿盘和下赫斯齿盘;

加工头连接座的一端为开口端,另一端为封闭端,封闭端中部设置有通孔;加工头连接座的开口端与第一电机的定子相连;

固定法兰的法兰盘用于将整个复位装置固定于激光加工机床本体上,固定法兰的颈部穿过加工头连接座封闭端中部的通孔后,与齿盘连接座相连;固定法兰的中部还开设有激光孔;

压缩弹簧至少有三个,沿圆周均布、压缩设置在固定法兰和加工头连接座之间;

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