基于工业4.0的激光雕刻装置制造方法及图纸

基于工业4.0的激光雕刻装置，涉及激光雕刻设备。设有用户模块、通信模块、电气控制模块和机械模块；所述用户模块设有手机客户端和ERP管理系统；所述ERP管理系统连入互联网，与云服务器保持实时连接；通信模块同时连接用户模块与电气控制模块，通信模块设有云服务器和3G路由器；所述电气控制模块连接至机械模块，电气控制模块设有PLC控制器、伺服驱动器和HMI触摸屏；所述机械模块设有入库区、线性模组、直线导轨、加工工位、真空吸盘、激光器、出库区和负载底座。可按需求定制个性产品，付款下单直至加工完成无需人工操作，生产效率高；可更全面实时监控加工状态；移动精度高，可雕面积更大，有益于增加产品的美感。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光雕刻设备，尤其是涉及一种基于工业4.0的激光雕刻装置。
技术介绍
互联网进入传统行业，不是跨界的资源掠夺，而是融合的利益分享。“工业4.0”是互联网改造传统制造业的核心，也是制造业互联网思维的重要体现。因此，在数字化、智能化、网络化的全球大环境下，“工业4.0”与互联网+的碰撞，将明确传统制造企业转型升级方向，更好地帮助传统制造业借助移动互联、云计算、大数据、物联网等信息化技术优化生产环节和供应链，减少原材料用量和环境负荷，从而满足未来市场更快速、更个性化的需求响应，并实现更低的制造成本。而现今的激光雕刻制造业，普遍存在如下缺点：1.不具备定制化生产能力；2.耗费太多人力；3.生产状态不易实时掌握。中国专利CN202183030公开一种激光切割机智能化数控系统，该系统包含有激光切割工艺数据库，用于存储管理所述激光切割机智能化计算机数控系统的所有程序文件、机床状态、用户程序和加工状态数据。但该系统目的在于改进加工过程中的数据反馈处理，不具备存储管理用户信息及订单信息的功能。而且数据库建立在本地工业计算机上，面临着一定的现场突发状况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供完全自动化、满足用户个性化需求并且数据交互高效稳定的一种基于工业4.0的激光雕刻装置。本技术设有用户模块、通信模块、电气控制模块和机械模块；所述用户模块设有手机客户端和ERP管理系统；所述手机客户端用于提供预先设置的雕刻图案供用户选择，允许用户上传自己的图案、输入一串英文字符串、选择特定的原料颜色，并且具有在线支付和在线查询功能，用户先填写必要个人信息，然后付款下单后，可用的用户信息、图案编号、原料颜色、英文字符串和用户上传的图案文件将通过php或java传入通信模块中的云服务器，下单后，用户根据订单号随时在线查询订单当前状态；所述ERP管理系统连入互联网，与云服务器保持实时连接，获取用户信息、订单信息以及加工状态信息，实时显示在上位机界面上；所述通信模块同时连接用户模块与电气控制模块，通信模块设有云服务器和3G路由器，云服务器具有用户数据库、订单数据库、加工状态数据库；所述3G路由器用于实现云服务器与电气控制模块之间的数据传递，其内置封装与解封装TCP/IP报文的程序，3G路由器内插移动电话卡，并且配备天线及RS‐485串口，通过移动网络与云服务器建立连接，3G路由器解封装TCP/IP报文并获取数据后，通过串口写入电气控制模块，电气控制模块向云服务器反馈数据时，上述数据处理过程则相反；所述电气控制模块连接至机械模块，电气控制模块设有PLC控制器、伺服驱动器和HMI触摸屏；所述PLC控制器内置运动控制模块，PLC控制器接收3G路由器的串口报文产生特定指令，将结果以串口报文形式反馈给云服务器，随即开始加工任务；所述HMI触摸屏通过RS‐232串口与PLC控制器相连；所述机械模块设有入库区、线性模组、直线导轨、加工工位、真空吸盘、激光器、出库区和负载底座；所述入库区设有三个原料口，每个原料口设有一个光电传感器和一个推进气缸，根据用户所选的原料颜色，推进气缸推出对应的原料；所述线性模组搭建在X,Y两个方向上，每个方向均由一个单轴机器人与一个伺服电机连接组成，每个单轴机器人上设有两个行程开关和一个微型光电传感器，微型光电传感器用于标定行程原点，X方向单轴机器人的一端固定在Y方向单轴机器人的滑台上，X方向单轴机器人的另一端固定在直线导轨的滑台上，直线导轨用于平衡线性模组的重心，避免运动抖动；所述加工工位包括双轴气缸、夹紧气缸、旋转气缸和加工平面，夹紧气缸夹取原料，配合加工平面使原料处于水平，夹紧气缸连接旋转气缸实现对原料的水平翻转；所述真空吸盘与激光器固定在X方向单轴机器人的滑台的不同位置上，在行程平面内自由移动，真空吸盘从入库区吸取原料，移到加工工位，待加工完成后再将成品移到出库区，真空吸盘连接至气缸实现上下移动，激光器连接至PLC控制器的输出端；所述出库区是铝制三角形轨道，出库区固定在负载底座的边缘；所述负载底座为矩形铁板，承载机械模块的其他部件，采用多螺纹孔设计，根据原料大小调整加工工位和出库区的物理位置。本技术的有益效果是：由于用户模块与通信模块均接入互联网，用户可按照自己需求定制个性产品，付款下单直至加工完成无需人工操作，不仅极大地提高了销售生产效率，还减少了大量人力成本；由于云服务器远离工厂，不仅安全存储重要生产数据，而且避免了现场断电、资料窃取和人为破坏等工业现场突发情况，真正意义上成为了设备的数据中枢；由于云服务器可通过3G路由器远程读写PLC控制器，因此配合传感器与执行器，本技术可更全面地实时监控加工状态；由于ERP管理系统可以通过网络访问数据库，因此在地点上变得更加灵活；由于线性模组选用了单轴机器人及伺服电机，加工工位配备了旋转气缸，因此不仅移动精度比普通激光雕刻机高很多，而且可雕面积更大，有益于增加产品的美感。附图说明图1为本技术实施例的设备架构图。图2为本技术实施例的整体机械图。图3为本技术的机械模块结构图。图4为本技术的加工工位细节结构图。具体实施方式以下通过实施例结合附图对本技术作进一步的描述。参见图1～4，本技术实施例设有用户模块1、通信模块2、电气控制模块3和机械模块4；所述用户模块1设有手机客户端11和ERP管理系统12；所述手机客户端11为展示产品的网页或移动应用，用于提供预先设置的雕刻图案供用户选择，允许用户上传自己的图案、输入一串英文字符串、选择特定的原料颜色，并且具有在线支付和在线查询功能，首先提示用户输入必要个人信息，用户选购图案或上传图案、选择原料颜色并输入英文字符串后，该模块获取用户信息及订单信息以向用户确认，用户确认订单并付款后，可用的用户信息、图案编号、原料颜色、英文字符串和用户上传的图案文件将通过php或java传入通信模块2。下单后，用户可通过根据订单号查询订单加工状态与物流状态。所述ERP管理系统12连入互联网，与云服务器保持实时连接，获取用户信息、订单信息以及加工状态信息，实时显示在上位机界面上；所述通信模块2同时连接用户模块1与电气控制模块3，通信模块2设有云服务器21和3G路由器22，云服务器21具有用户数据库、订单数据库、加工状态数据库；所述3G路由器22用于实现云服务器21与电气控制模块3之间的数据传递，其内置封装与解封装TCP/IP报文的程序，3G路由器22内插移动电话卡，并且配备天线及RS‐485串口，通过移动网络与云服务器21建立连接，3G路由器22解封装TCP/IP报文并获取数据后，通过串口写入电气控制模块3，电气控制模块3向云服务器22反馈数据时，上述数据处理过程则相反；所述电气控制模块3连接至机械模块4，电气控制模块3设有PLC控制器31、伺服驱动器32和HMI触摸屏33；所述PLC控制器31内置运动控制模块，PLC控制器31接收3G路由器22的串口报文产生特定指令，将结果以串口报文形式反馈给云服务器21，随即开始加工任务。所述HMI触摸屏33通过RS‐232串口与PLC控制器31相连。在图2中，标记5为铝型材框架及亚克力板，6为散热风扇。所述机械模块4设有入库区41、线性模组42、直线导轨43本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于工业4.0的激光雕刻装置，其特征在于设有用户模块、通信模块、电气控制模块和机械模块；所述用户模块设有手机客户端和ERP管理系统；所述手机客户端用于提供预先设置的雕刻图案供用户选择；所述ERP管理系统连入互联网，与云服务器保持实时连接，获取用户信息、订单信息以及加工状态信息，实时显示在上位机界面上；所述通信模块同时连接用户模块与电气控制模块，通信模块设有云服务器和3G路由器，云服务器具有用户数据库、订单数据库、加工状态数据库及数据处理程序；所述3G路由器用于实现云服务器与电气控制模块之间的数据传递；所述电气控制模块连接至机械模块，电气控制模块设有PLC控制器、伺服驱动器和HMI触摸屏；所述PLC控制器内置运动控制模块，所述HMI触摸屏通过RS‐232串口与PLC控制器相连；所述机械模块设有入库区、线性模组、直线导轨、加工工位、真空吸盘、激光器、出库区和负载底座；所述入库区设有三个原料口，每个原料口设有一个光电传感器和一个推进气缸，根据用户所选的原料颜色，推进气缸推出对应的原料；所述线性模组搭建在X,Y两个方向上，每个方向均由一个单轴机器人与一个伺服电机连接组成，每个单轴机器人上设有两个行程开关和一个微型光电传感器，微型光电传感器用于标定行程原点，X方向单轴机器人的一端固定在Y方向单轴机器人的滑台上，X方向单轴机器人的另一端固定在直线导轨的滑台上，直线导轨用于平衡线性模组的重心，避免运动抖动；所述加工工位包括双轴气缸、夹紧气缸、旋转气缸和加工平面，夹紧气缸夹取原料，配合加工平面使原料处于水平，夹紧气缸连接旋转气缸实现对原料的水平翻转；所述真空吸盘与激光器固定在X方向单轴机器人的滑台的不同位置上，在行程平面内自由移动，真空吸盘从入库区吸取原料，移到加工工位，待加工完成后再将成品移到出库区，真空吸盘连接至气缸实现上下移动，激光器连接至PLC控制器的输出端；所述出库区固定在负载底座的边缘。...

【技术特征摘要】
1.基于工业4.0的激光雕刻装置，其特征在于设有用户模块、通信模块、电气控制模块和机械模块；所述用户模块设有手机客户端和ERP管理系统；所述手机客户端用于提供预先设置的雕刻图案供用户选择；所述ERP管理系统连入互联网，与云服务器保持实时连接，获取用户信息、订单信息以及加工状态信息，实时显示在上位机界面上；所述通信模块同时连接用户模块与电气控制模块，通信模块设有云服务器和3G路由器，云服务器具有用户数据库、订单数据库、加工状态数据库及数据处理程序；所述3G路由器用于实现云服务器与电气控制模块之间的数据传递；所述电气控制模块连接至机械模块，电气控制模块设有PLC控制器、伺服驱动器和HMI触摸屏；所述PLC控制器内置运动控制模块，所述HMI触摸屏通过RS‐232串口与PLC控制器相连；所述机械模块设有入库区、线性模组、直线导轨、加工工位、真空吸盘、激光器、出库区和负载底座；所述入库区设有三个原料口，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：许英杰，郑天宇，张喆，林鹏，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：新型
国别省市：福建;35