板材用激光切割机的寻边方法技术

本发明专利技术涉及一种板材用激光切割机的寻边方法，依次包括步骤：利用激光切割机的检测装置对板材进行检测，并检测到板材的边缘；检测装置分别在激光切割机的X和Y坐标检测板材边缘的3个点，其中激光切割机的X和Y坐标均至少检测板材边缘的1个点；检测装置将检测到的数据回传至控制单元并进行记录；控制单元对检测到的数据根据设定的公式进行计算，得出原点坐标及旋转角度；得出原点坐标及旋转角度后，控制单元控制激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重合，由控制单元控制切割头运动至板材的坐标系原点；保证能在简单易行、较低成本的情况下，在现有寻边方法的基础上进一步节省时间。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
自从I960年世界第一台红宝石激光器问世以来，激光切割技术经过近五十年的 研宄发展，已广泛应用，并显示了强大的生命力。目前在激光的工业应用方面已成功的 实现了切割、打孔、焊接和材料改性(热处理、熔融及涂敷等)。其中在激光的工业应用方 面，千瓦级的激光切割占了 70%以上，激光光束经过聚焦后可获得极高的能量密度，激光 切割工艺就是靠高能量的激光束进行数控精密切割，与其他的传统的切割工艺相比(主 要是等离子及火焰切割)，最大的区别是具有高速度、高精度和高适应性，激光切割割缝细 (0.2-0. 3_)、热影响区小（0.2-0. 4_，板材基本不变形）、切割端面质量好（光洁度可达 到6. 3-12. 5 )、切割无噪音等优点；另外加工无需模具，可代替采用复杂模具冲切的加工方 法，能够大大缩短生产周期和降低生产成本，能代替冲床的大部分功能。同时激光可切割大 部分的金属及非金属材料，稀有金属等等。由于本机采用激光束作为刀具，对于许多高强 度、高熔点的金属非金属材料都有良好的加工能力。因此激光切割越来越广泛应用于纺织 机械、铁路机车、工程机械、汽车制造、高低压电器开关（电力设备)、电梯制造、粮食机械、 金刚石锯片、机床制造、机箱机柜、造船业、兵器工业、航空航天、石油行业、农业机械、医 疗器械、国内各大科研院所、包装机械、木工机械、家用电器、厨具制造、激光是受击辐射所 产生的光的放大，是不可见的、高能量的、单方向、相干的光。工业上用于切割和焊接的激光 器大多为二氧化碳激光器，激光波长为10. 6um。激光切割机是把激光器产生的激光做为一 种刀具通过外光路导光系统，引至板材表面，对板材进行切割和焊接。造纸机械、食品机械、 建筑机械、办公设备、金属铁艺等国计民生的很多行业。随着激光切割在各个领域的应用， 随着国民经济的发展，用户对板材切割的要求越来越高，很多原用火焰、等离子、冲床加工 的板材越来越多的被激光切割代替。从目前国内市场来看，高端的激光机主要是进口产品， 存在价格高、服务尚未完全本地化等不足。综合上述情况，在对已有数控激光切割机市场充 分调研的基础上，采用新结构和新的技术，研制一种在性能上接近国际水平而价格又相对 比较低廉的激光机对于满足我国替代进口的设备需求，提高民族品牌的竞争力具有十分重 要的意义。 现在的数控激光切割机在加工过程中，为节省上下料机床停机时间，提高机床利 用率，保证加工时切割头不会超过板面，部分高端激光切割机厂家增加了自动寻边功能，在 加工前只要将板材放在工作台上，不需要找正，开启寻边功能，通过自动检查待加工板材边 缘任意两个点从而计算出板材与机床轴之间的角度，将机床的板材坐标系进行旋转相应角 度，使板材坐标系（图4 X，Y坐标）与以板材边（图4 )建立起的坐标系重合。通 过公式计算，求出旋转角度Θ，然后机床停在点2上，不能自动计算板材原点并返回板材原 点，这样的话就需要手工去花大量的时间去找板材原点0。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，保证能在简单易行、较低成 本的情况下，在现有寻边方法的基础上进一步节省时间。 本专利技术提供的技术方案是，在原有的两点寻边的基础上增加一个寻边点，从而实 现在寻边过后程序自动计算旋转角度并建立板材坐标系原点，并自动将切割头开到待加工 板材原点。，包括以下步骤： A、 利用激光切割机的检测装置对板材进行检测，并检测到板材的边缘； B、 检测装置分别在激光切割机的X和Y坐标检测板材边缘的3个点，其中激光切割机 的X和Y坐标均至少检测板材边缘的1个点； C、 检测装置将检测到的数据回传至控制单元并进行记录； D、 控制单元对检测到的数据根据设定的公式进行计算，得出原点坐标及旋转角度； E、 得出原点坐标及旋转角度后，控制单元激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重 合； F、 由控制单元控制切割头运动至板材的坐标系原点。 所述B步骤中的检测装置分别在激光切割机的X坐标检测和Y坐标检测板材边缘 的分别为2个点和1个点。 -种板材用激光切割机，其特征在于，激光切割机使用如前所述的寻边方法进行 寻边。 所述检测装置为设置于激光切割机切割头上的电容调高器。 所述检测装置为设置在切割头一侧的光电开关。 所述控制单元为与检测装置相连接的数控系统。 本专利技术的有益效果是：本专利技术结构设计简单，具有极高的可操作性，一是机构简 洁，故障率低，制作成本低，二是节省上料机床停机时间，提高了机床的利用率。本专利技术的安 装简单易行、适于大规模推广使用，不会太多增加用户的成本。【附图说明】 图1为切割头的示意图； 图2为安装光电开关时光电开关的检测位置与切割头喷嘴位置X、Y方向之间的距离示 意图； 图3为本专利技术三点寻边示意图； 图4为现有技术两点寻边不意图； 图中： 1、边缘点1 ;2、边缘点2 ;3、边缘点3 ;4、光点开关安装位置；5、板材。 实施例 为了更清楚地说明本专利技术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。 实施例一 如图2所示，切割头通过电容调高器来检测切割头与板之间的距离，切割头与板面的 间距越大，电容调高器输出的电压越大，故当切割头下没有板材时，电容调高器输出电压达 到最大值，所以当寻边过程中电容调高器输出最大值的瞬间，即为板材的边缘。 如图3所示，切割头通过电容调高器来自动检测板材边缘点1、点2、点3的机械坐 标并记录，自点3作点1、点2连接线的垂线，设定垂足处为工件坐标系原点并计算原点坐标 与旋转角度Θ，自动旋转工件坐标系，计算方法如下： 将检测的点1、点2、点3机械坐标代入公式：将所求出旋转角度Θ与切割头检测的点2、点3代入此公式，即可求出。 为了更清楚地说明本三点寻边的专利技术实施例或现有技术中两点寻边的技术方案， 下面将对实施例或现有技术描述（图4所示）中所需要使用的附图作简单地介绍。 图4为两点寻边，自动检测点1、点2的机械坐标，通过公式计算，求出旋转角度 Θ，然后机床停在点2上，不能自动计算板材原点并返回板材原点，这样的话就需要手工去 花大量的时间去找板材原点0。在使用了三点寻边功能后，切割头通过电容调高器来自动检 测原有两点寻边的点1、点2,在此基础上增加自动检测点3的机械坐标，自点3作点1、点2 连接线的垂线，设定垂足处为板材坐标系原点并计算原点坐标与旋转角度Θ，自动旋转工 件坐标系并定位到板材原点，省去了手工找板材原点的时间，节省上料机床停机时间，提 高机床的利用率。 本专利技术提供的技术方案是，在原有的两点寻边的基础上增加一个寻边点，从而实 现在寻边过后程序自动计算旋转角度并建立板材坐标系原点，并自动将切割头开到待加工 板材原点。 实施例二 如图1所示，此备用方案是通过在切割头上增加一个光电开关，通过光电开关检测三 个点的机床坐标位置，光电开关选择的是常闭漫反射型，通过被检测物体的反射光来检测 光电开关下方是否有板材，检测有板材时输出电压，没有板材时不输出电压，故当光电开关 从有输出电压变成无输出电压时，此时即为板材边缘。 如图3所示，通过光电开关自动检测点1、点2、点3的机床坐标，自点3作点1、点 2连接线的垂线，设定垂足处为工件坐标系原点并计算原点坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
板材用激光切割机的寻边方法，包括以下步骤：利用激光切割机的检测装置对板材进行检测，并检测到板材的边缘；检测装置分别在激光切割机的X和Y坐标检测板材边缘的3个点，其中激光切割机的X和Y坐标均至少检测板材边缘的1个点；检测装置将检测到的数据回传至控制单元并进行记录；控制单元对检测到的数据根据设定的公式进行计算，得出原点坐标及旋转角度；得出原点坐标及旋转角度后，控制单元控制激光切割机工件坐标系旋转至与板材位置重合；F、由控制单元控制切割头运动至板材的坐标系原点；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：封学平，安志航，费强海，
申请(专利权)人：青岛科瑞特激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37