一种激光枪头自动追随系统的制作方法

1.本实用新型特别涉及一种激光枪头自动追随系统。


背景技术：

2.目前行业内大部分的激光枪头都是固定式，需要依靠工件移动或者枪头上的移载进行移动来实现平行的相对位移，那么在对于有曲线的工件表面而言，激光由于存在焦距的问题，曲面会导致焦距在工件表面上上下波动(激光切割时激光枪头到工件表面的距离(即两者垂直方向的距离或高度距离)需要时刻保持一致，由于激光枪头工作时是水平方向直线移动的，若工件表面有曲面，会导致激光切割(雕刻)时激光枪头到工件表面的距离存在不一致的情况)，导致加工时工件表面受热不均而影响加工工艺。
3.因此，有必要做进一步改进。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在提供一种结构简单、可实现高度补偿、可使工件表面受热均匀、实用性强的激光枪头自动追随系统，以克服现有技术中的不足之处。
5.按此目的设计的一种激光枪头自动追随系统，包括激光切割装置和控制装置，激光切割装置包括激光枪头，其特征在于：激光切割装置还包括驱动部件、补偿运动机构，驱动部件驱动连接补偿运动机构，补偿运动机构驱动连接激光枪头，激光枪头的一端设置有用于采集激光枪头到工件表面的距离数据的电容感应器，控制装置分别与激光枪头、驱动部件、电容感应器电连接。
6.还包括六轴机器人，激光切割装置安装在六轴机器人的手臂上。
7.所述补偿运动机构包括丝杠和滑块，滑块套在丝杠上，驱动部件为伺服电机，伺服电机驱动连接丝杠，滑块驱动连接激光枪头。
8.所述激光枪头包括激光枪头本体和水冷循环部件，水冷循环部件连接在激光枪头本体的一侧，激光枪头本体的一端设置有激光头、另一端设置有光纤接口。
9.所述电容感应器设置在激光头上。
10.所述补偿运动机构的外侧设置有连接板，滑块与连接板连接，连接板连接水冷循环部件。
11.所述六轴机器人的手臂上设置有连接块，连接块与补偿运动机构连接。
12.本实用新型利用激光枪头上的电容感应器，以采集激光枪头到工件表面的距离数据，然后经过系统计算得出激光枪头与工件表面的实际距离(即两只之间的高度距离)，进而利用伺服电机对激光枪头高度进行自动补偿，使得激光切割时激光枪头到工件表面的实际距离与激光切割要求的距离时时刻刻都保持一致，解决工件曲面会导致焦距在工件表面上上下波动，导致加工时工件表面受热不均而影响加工工艺的问题，此激光枪头自动追随系统特别适用于表面有弧度(曲面)的工件。
附图说明
13.图1为本实用新型一实施例中自动追随系统的整体结构示意图。
14.图2为本实用新型一实施例中激光切割装置的整体结构示意图。
15.图3为本实用新型一实施例中激光切割装置另一方位的整体结构示意图。
16.图4为本实用新型一实施例中自动追随系统的控制原理图。
具体实施方式
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
18.参见图1-图4，本激光枪头自动追随系统，包括激光切割装置a和控制装置，激光切割装置a包括激光枪头1、驱动部件2、补偿运动机构3，驱动部件 2驱动连接补偿运动机构3，补偿运动机构3驱动连接激光枪头1，激光枪头1 的一端设置有用于采集激光枪头1到工件表面的距离数据的电容感应器4，控制装置分别与激光枪头1、驱动部件2、电容感应器4电连接。
19.还包括六轴机器人5，激光切割装置a安装在六轴机器人5的手臂上。六轴机器人5可带动激光切割装置a转动方向，图1中的激光切割装置a是水平放置的，当进行激光切割(雕刻)时，六轴机器人5可将激光切割装置a翻转到竖直放置，即图3所示激光切割装置a的放置方向。
20.补偿运动机构3包括丝杠和滑块，滑块套在丝杠上，驱动部件2为伺服电机，伺服电机驱动连接丝杠，滑块驱动连接激光枪头1；补偿运动机构3进行激光枪头1高度补偿时，伺服电机带动丝杠转动，根据丝杆运动原理，丝杆6 转动时滑块在丝杆6上直线移动(滑块与丝杆6螺纹配合)，进而带动激光枪头1上下移动。
21.激光枪头1包括激光枪头本体8和水冷循环部件9，水冷循环部件9连接在激光枪头本体8的一侧，激光枪头本体8的一端设置有激光头10、另一端设置有光纤接口11；水冷循环部件9用于激光切割时对激光枪头1进行降温，光纤接口11用于通过光纤传送光源到激光枪头1，以使激光枪头1获得切割需要的激光。
22.电容感应器4设置在激光头10上。
23.补偿运动机构3还包括外壳13，丝杠和滑块设置在外壳13内部，补偿运动机构3的外侧设置有连接板14，连接板14连接在外壳13的一侧，滑块的一端穿过外壳13后与连接板14连接，连接板14连接水冷循环部件9。
24.六轴机器人5的手臂上设置有连接块12，连接块12与补偿运动机构3的外壳13连接。
25.激光枪头自动追随系统的控制方法，包括以下步骤：
26.a、自动追随系统初始化后，输入激光切割要求的距离(即激光枪头1到工件表面的理论距离)，然后自动追随系统开始运行，激光枪头1移动时电容感应器4检测激光枪头1与工件表面的距离，并采集该距离数据；
27.b、电容感应器4将采集到的距离数据发送给控制装置，控制装置计算得出激光枪头1与工件表面的实际距离，然后对比实际距离与激光切割要求的距离，得出补偿距离；
28.c、控制装置控制驱动部件2启动，驱动部件2驱动激光枪头1以补偿距离移动(即移动这一段补偿距离)，以对激光枪头1高度进行补偿。
29.本激光枪头自动追随系统的六轴机器人5可以带动激光枪头1水平直线运动，以对工件进行激光切割(雕刻)，同时，补偿运动机构3可以驱动激光枪头1上下直线运动，使得激光枪头1在切割时可以沿曲线运动(水平直线运动和上下直线运动混合形成曲线运动)，这样激光枪头1在激光切割工件时就可以沿着工件表面的曲面轨迹作曲线运动，激光枪头1的运动轨迹与工件表面的曲面轨迹一致，从而使得激光切割时激光枪头1到工件表面的实际距离与激光切割要求的距离时时刻刻都保持一致，即激光枪头1到工件表面的距离时刻保持一致，解决工件曲面会导致焦距在工件表面上上下波动，导致加工时工件表面受热不均而影响加工工艺的问题。
30.上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。


技术特征：
1.一种激光枪头自动追随系统，包括激光切割装置(a)和控制装置，激光切割装置(a)包括激光枪头(1)，其特征在于：激光切割装置(a)还包括驱动部件(2)、补偿运动机构(3)，驱动部件(2)驱动连接补偿运动机构(3)，补偿运动机构(3)驱动连接激光枪头(1)，激光枪头(1)的一端设置有用于采集激光枪头(1)到工件表面的距离数据的电容感应器(4)，控制装置分别与激光枪头(1)、驱动部件(2)、电容感应器(4)电连接；所述激光枪头(1)包括激光枪头本体(8)和水冷循环部件(9)，水冷循环部件(9)连接在激光枪头本体(8)的一侧，激光枪头本体(8)的一端设置有激光头(10)、另一端设置有光纤接口(11)；所述补偿运动机构(3)的外侧设置有连接板(14)，滑块与连接板(14)连接，连接板(14)连接水冷循环部件(9)。2.根据权利要求1所述的激光枪头自动追随系统，其特征在于：还包括六轴机器人(5)，激光切割装置(a)安装在六轴机器人(5)的手臂上。3.根据权利要求2所述的激光枪头自动追随系统，其特征在于：所述补偿运动机构(3)包括丝杠和滑块，滑块套在丝杠上，驱动部件(2)为伺服电机，伺服电机驱动连接丝杠，滑块驱动连接激光枪头(1)。4.根据权利要求3所述的激光枪头自动追随系统，其特征在于：所述电容感应器(4)设置在激光头(10)上。5.根据权利要求4所述的激光枪头自动追随系统，其特征在于：所述六轴机器人(5)的手臂上设置有连接块(12)，连接块(12)与补偿运动机构(3)连接。

技术总结
一种激光枪头自动追随系统，包括激光切割装置和控制装置，激光切割装置包括激光枪头、驱动部件、补偿运动机构，驱动部件驱动连接补偿运动机构，补偿运动机构驱动连接激光枪头，激光枪头的一端设置有用于采集激光枪头到工件表面的距离数据的电容感应器，控制装置分别与激光枪头、驱动部件、电容感应器电连接。本实用新型利用激光枪头上的电容感应器，以采集激光枪头到工件表面的距离数据，然后经过系统计算得出激光枪头与工件表面的实际距离，进而利用伺服电机对激光枪头高度进行自动补偿，解决工件曲面会导致焦距在工件表面上上下波动，导致加工时工件表面受热不均而影响加工工艺的问题。问题。问题。


技术研发人员：潘嘉兴 李绪钦 刘镜钊 霍锦添
受保护的技术使用者：广东利迅达机器人系统股份有限公司
技术研发日：2021.11.01
技术公布日：2022/5/25