一种主动避障激光切割头及其避障控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种主动避障激光切割头及其避障控制系统，其包括安装圆台、陶瓷环、喷嘴、第一感应圆环以及第二感应圆环。第一感应圆环包括设置于安装圆台的第二端的第一环形安装座和设置于第一环形安装座上的多根检测臂。第二感应圆环包括安装于陶瓷环上第二环形安装座和检测圆环，检测圆环通过多个辐条与第二环形安装座连接。检测圆环通过感知电容的变化来检测障碍物，其外径大于安装圆台的第一端的直径，有效地扩大了电容感应范围，有效提高了切割头躲避金属障碍物的灵敏度以及提前距离。检测圆环通过轻微的变形便能接触到检测臂，当碰撞不可避免时，检测圆环变形后触碰检测臂从而触发报警，控制系统使系统快速停止，有效地避免了碰撞的发生。有效地避免了碰撞的发生。有效地避免了碰撞的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种主动避障激光切割头及其避障控制系统


[0001]本技术涉及激光切割领域，尤其涉及一种主动避障激光切割头及其避障控制系统。

技术介绍

[0002]激光切割设备在进行板材切割加工时，板材表面有时会存在工件翘起或凸起的障碍。在激光加工的过程中，加工完成的零件发生翘起或出现金属障碍物时，激光头与障碍物之间会发生碰撞，轻则损坏喷嘴和陶瓷环，重则切割头直接被碰撞至报废，严重影响加工效率。如何提前感知障碍物体的存在，从而利用运动控制的方式躲避障碍物，是目前激光加工行业迫切需求的功能。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本技术提供一种主动避障激光切割头及其避障控制系统，旨在解决激光头感应金属障碍物的范围小以及准确率低的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为了达到上述目的，本技术提供了一种主动避障激光切割头，所述主动避障激光切割头包括：
[0007]安装圆台，所述安装圆台的直径从第一端向第二端逐渐缩小；
[0008]陶瓷环，所述陶瓷环设置于所述安装圆台的第二端；
[0009]喷嘴，所述喷嘴设置于所述陶瓷环上；
[0010]第一感应圆环，所述第一感应圆环包括第一环形安装座和多根检测臂，所述第一环形安装座设置于所述安装圆台的第二端，所述检测臂的第一端设置于所述第一环形安装座上；
[0011]第二感应圆环，所述第二感应圆环包括第二环形安装座和检测圆环，所述第二环形安装座安装于所述陶瓷环上，所述检测圆环通过多个辐条与所述第二环形安装座连接；
[0012]所述检测臂的第二端伸入所述第二环形安装座和所述检测圆环之间；
[0013]所述检测圆环的外径大于所述安装圆台的第一端的直径。
[0014]优选地，所述主动避障激光切割头还包括环形弹簧压片，所述环形弹簧压片设置于所述安装圆台的第二端与所述第一环形安装座之间。
[0015]优选地，所述第一环形安装座所在的平面与所述第二环形安装座所在的平面平行，所述第一环形安装座的中心点与所述第二环形安装座的中心点均位于所述安装圆台的中轴线的延长线上。
[0016]优选地，所述检测臂与所述检测圆环的内圆周之间的距离为1mm-2mm。
[0017]优选地，所述检测臂的数量大于或等于三根。
[0018]优选地，所述第一感应圆环和所述第二感应圆环的厚度均为 0.8mm-1.2mm。
[0019]进一步地，本技术还提供了一种避障控制系统，所述避障控制系统包括电源、电容检测电路、接触报警电路以及如上所述的主动避障激光切割头；
[0020]所述电容检测电路和所述接触报警电路均与所述电源连接；
[0021]所述第二感应圆环与所述电容检测电路电连接，以能够将检测到的电容信号发送到所述电容检测电路；
[0022]所述第一感应圆环和所述第二感应圆环均与所述接触报警电路连接。
[0023](三)有益效果
[0024]本技术的有益效果是：检测圆环用于通过感知电容的变化来检测障碍物，检测圆环的外径大于安装圆台的第一端的直径，有效地扩大了电容感应范围，增大了感应金属的范围，有效提高了切割头躲避金属障碍物的灵敏度以及提前距离。检测圆环通过轻微的变形便能接触到检测臂，当检测圆环无法检测到障碍物，碰撞不可避免时，障碍物首先会触碰到检测圆环，通过检测圆环的变形触碰到检测臂后触发报警，控制系统能使系统快速停止下来，有效地避免的碰撞造成的损失，从而有效地保护了切割头。
附图说明
[0025]图1为本技术的主动避障激光切割头整体结构示意图；
[0026]图2为本技术的主动避障激光切割头的第二感应圆环的结构示意图；
[0027]图3为本技术的主动避障激光切割头的第一感应圆环的结构示意图。
[0028]【附图标记说明】
[0029]1：安装圆台；2：陶瓷环；3：喷嘴；
[0030]4：第一感应圆环；41：第一环形安装座；42：检测臂；
[0031]5：第二感应圆环；51：第二环形安装座；52：检测圆环；53：辐条；
[0032]6：环形弹簧压片。
具体实施方式
[0033]为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本技术作详细描述。
[0034]需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0035]另外，在本技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0036]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0037]本技术提供一种主动避障激光切割头，如图1所示，主动避障激光切割头包括：安装圆台1、陶瓷环2、喷嘴3、第一感应圆环4以及第二感应圆环5。其中，安装圆台1的直径从第一端向第二端逐渐缩小，陶瓷环2通过锁紧环设置于安装圆台1的第二端，喷嘴3设置于陶瓷环2上。
[0038]第二感应圆环5包括第二环形安装座51和检测圆环52，第二环形安装座51安装于陶瓷环2与喷嘴3之间，检测圆环52通过多个辐条53与第二环形安装座51连接。如图2所示，第二环形安装座51安装在切割头的陶瓷环2与喷嘴3之间。检测圆环52所在的平面优选为水平面，从而形成水平的环形检测区域，检测圆环52用于通过感知电容的变化来检测障碍物，检测圆环52的外径大于安装圆台1的第一端的直径，有效地扩大了电容感应范围，增大了感应金属的范围，有效提高了切割头躲避金属障碍物的灵敏度以及提前距离。
[0039]如图3所示，第一感应圆环4包括第一环形安装座41和多根检测臂42，第一环形安装座41设置于安装圆台1的第二端，检测臂42的第一端设置于第一环形安装座41上，检测臂42的第二端伸入第二环形安装座51和检测圆环52之间。优选的实施方式中，相邻两根检测臂42之间的夹角大小均相同，检测臂42的第二端垂直于检测圆环52所在的平面，且检测臂42第二端靠近检测圆环52的内圆周。当检测圆环52无法检测到障碍物，碰撞不可避免时，障碍物首先会触碰到检测圆环52，通过检测圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动避障激光切割头，其特征在于，所述主动避障激光切割头包括：安装圆台，所述安装圆台的直径从第一端向第二端逐渐缩小；陶瓷环，所述陶瓷环设置于所述安装圆台的第二端；喷嘴，所述喷嘴设置于所述陶瓷环上；第一感应圆环，所述第一感应圆环包括第一环形安装座和多根检测臂，所述第一环形安装座设置于所述安装圆台的第二端，所述检测臂的第一端设置于所述第一环形安装座上；第二感应圆环，所述第二感应圆环包括第二环形安装座和检测圆环，所述第二环形安装座安装于所述陶瓷环上，所述检测圆环通过多个辐条与所述第二环形安装座连接；所述检测臂的第二端伸入所述第二环形安装座和所述检测圆环之间；所述检测圆环的外径大于所述安装圆台的第一端的直径。2.如权利要求1所述的主动避障激光切割头，其特征在于，所述主动避障激光切割头还包括环形弹簧压片，所述环形弹簧压片设置于所述安装圆台的第二端与所述第一环形安装座之间。3.如权利要求1所述的主动避障激光切割头，其特征在于，所述第一环形安装座所在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成顺，李堃炜，张钦溟，
申请(专利权)人：济南邦德激光股份有限公司，
类型：新型
国别省市：