[发明专利]一种基于三维五轴3D激光切割的控制系统

说明书

本发明公开了一种基于三维五轴3D激光切割的控制系统，包括数控系统、切割头、多个驱动电机，数控系统控制各个驱动电机转动，数控系统包括示教器和控制器；切割头包括喷嘴，喷嘴上设置有金属感应片，该金属感应片与被切割的切割面板构成电容，金属感应片与控制器连接；控制器根据金属感应片的反馈电压判断金属感应片与被切割的切割面板之间的距离，示教器通过多点标定设置反馈电压对应的金属感应片与被切割的切割面板之间的距离；示教器还通过控制器控制驱动电机带动切割头调整不同的姿态并进行多点标定设置对应姿态的反馈电压对应的金属感应片与被切割的切割面板之间的距离。本发明具有更高的兼容性和稳定性。

技术领域

本发明涉及3D激光切割技术领域，具体为一种基于三维五轴3D激光切割的控制系统。

背景技术

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的，激光加工不需要工具、加工速度快、表面变形小，可加工各种材料，用激光束对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。

现有的激光切割的控制系统进行调试的标定方法较为简单，其主要在2D切割上转移至3D切割，其在长期的使用中会出现各种各样的不兼容问题，并且其标定的方法较为粗糙，仅通过标定两点高度进行线性划分。并且由于沿用2D切割的标定方式，其在3D切割上稳定性不足，兼容性不好。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于三维五轴3D激光切割的控制系统，具有更高的兼容性和稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于三维五轴3D激光切割的控制系统，包括数控系统、切割头、多个驱动电机，所述数控系统控制各个驱动电机转动，以带动切割头移动和调整姿态，所述数控系统包括示教器和控制器，所述示教器与控制器通信连接，以对控制器进行在线编程，所述控制器与各个驱动电机连接，以控制驱动电机转动；所述切割头包括喷嘴，所述喷嘴上设置有金属感应片，该金属感应片与被切割的切割面板构成电容，所述金属感应片与控制器连接，以接收充电电源并反馈电压给控制器；所述控制器根据金属感应片的反馈电压判断金属感应片与被切割的切割面板之间的距离，所述示教器通过多点标定设置反馈电压对应的金属感应片与被切割的切割面板之间的距离；所述示教器还通过控制器控制驱动电机带动切割头调整不同的姿态并进行多点标定设置对应姿态的反馈电压对应的金属感应片与被切割的切割面板之间的距离。

作为本发明的进一步改进，所述驱动电机带动切割头调整不同的姿态包括切割头与被切割的切割面板之间构成15°～90°夹角中的多个倾斜姿态；所述多点标定包括0.5mm～10mm中的多个标定点。

作为本发明的进一步改进，所述示教器包括使能按键、操纵杆、速度调节旋钮和与控制器通信连接的嵌入式系统；所述速度旋钮和操纵杆均与嵌入式系统通信连接，所述使能按键位于嵌入式系统和操纵杆之间；所述使能按键的一端连接至嵌入式系统的接收引脚，另一端连接至操纵杆的输出引脚，当使能按键被按下时，操纵杆与嵌入式系统通信；所述速度调节旋钮为滑动变阻器，通过输入不同的电压给嵌入式系统反馈设定的速度倍率。

作为本发明的进一步改进，还包括安全门锁、驱动器、门锁检测模块、速度检测模块、控制模块和接触器，所述门锁检测模块与安全门锁通信连接，以获取安全门锁的锁定状态；所述驱动电机为编码电机，所述速度检测模块与驱动电机通信连接，以获取驱动电机的转速；所述门锁检测模块和速度检测模块均与控制模块连接，所述控制模块与接触器的控制端通信连接，以控制接触器的导通与断开，所述接触器的输入输出端分别于外部电源和驱动器连接，当接触器导通时，驱动器通电；所述驱动器与驱动电机连接，以控制驱动电机的转动带动切割头调整姿态；所述门锁检测模块根据安全门锁的锁定状态发送控制信息给控制模块，控制模块对应控制信息控制接触器导通或断开；所述速度检测模块根据驱动电机的转速发送控制信息给控制模块。