CN115846898A - 一种三横梁卷料金属激光自动切割机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三横梁卷料金属激光自动切割机及其控制方法，其属于自动切割的领域，其方案包括加工平台，加工平台上设有传送装置，加工平台上设置有若干个横梁，若干个梁沿着传送装置的传输方向依次排布，每个横梁均沿着传送装置的传输方向滑动设置在加工平台上，每个横梁上均滑动设置有激光切割头，加工平台上设有一级保护装置、二级保护装置和三级保护装置，一级保护装置用于监测并控制相邻横梁保持在预设的第一安全距离，二级保护装置用于监测并在相邻横梁之间的距离不大于预设的第二安全距离时控制横梁停止移动，三级保护装置用于减少相邻横梁相撞时的冲击力。本申请具有保护多个激光切割头不发生碰撞，提高了切割的安全性的效果。

Description

一种三横梁卷料金属激光自动切割机及其控制方法

技术领域

本发明涉及自动切割的技术领域，尤其是涉及一种三横梁卷料金属激光自动切割机及其控制方法。

背景技术

对卷料进行切割时，通常通过切割工人来切割，但是通过人工切割工作效率低，并且人工切割比较容易产生操作误差导致产品不合格，因此很多厂家通常使用激光自动切割机对卷料进行切割。

目前现有的一种激光自动切割机包括多个激光切割头，通过多个激光切割头同时工作从而加快对卷料的切割效率。

在实现本申请的过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：通过多个激光切割头同时作用，当控制程序出错的时候，容易导致激光切割头碰撞的情况发生。

发明内容

为了解决通过多个激光切割头同时作用，当控制程序出错的时候，容易导致激光切割头碰撞的情况发生的问题，本申请提供一种三横梁卷料金属激光自动切割机及其控制方法。

第一方面，本申请提供一种三横梁卷料金属激光自动切割机，采用如下的技术方案：

一种多横梁卷料金属激光自动切割机，包括加工平台，所述加工平台上设有传送装置，所述加工平台上设置有若干个横梁，若干个所述横梁沿着传送装置的传输方向依次排布，且每个所述横梁均沿着传送装置的传输方向滑动设置在加工平台上，每个所述横梁上均滑动设置有激光切割头，所述加工平台上设有一级保护装置、二级保护装置和三级保护装置，所述一级保护装置用于监测并控制相邻横梁保持在预设的第一安全距离，所述二级保护装置用于监测并在相邻横梁之间的距离不大于预设的第二安全距离时控制横梁停止移动，所述三级保护装置用于减少相邻横梁相撞时的冲击力。

通过采用上述技术方案，根据相邻两个横梁之间的距离对该激光自动切割机发出不同的控制信号，相邻两个横梁之间的距离大于第一安全距离时不对激光自动切割机进行控制，一级保护装置是在相邻两个横梁之间的距离不大于第一安全距离但是大于第二安全距离时，对第一电机的转速进行调节，使得相邻两个横梁之间的间距变大，二级保护装置是在相邻两个横梁之间的距离不大于第二安全距离时，控制第一电机停止运行，若横梁没有及时停止，通过三级保护装置也能减少相邻横梁相撞时的冲击力，通过三重保护对激光自动切割机进行监测保护，并且只需设置简单的控制程序，达到保护多个激光切割头不发生碰撞的效果，提高了切割的安全性。

在一个具体的可实施方案中，所述加工平台上设有齿条，所述齿条沿着传送装置的传输方向设置，每个所述横梁上均设有第一电机，所述第一电机的转轴上固定设有第一齿轮，所述第一齿轮和齿条啮合。

通过采用上述技术方案，第一电机启动后带动第一齿轮转动，由于第一齿轮和齿条啮合，且齿条固定在加工平台上，因此第一电机带动第一齿轮转动后，能够使得横梁沿着传送装置的传输方向移动，从而便于对卷料进行切割处理。

在一个具体的可实施方案中，所述一级保护装置包括PLC控制器和若干个转速传感器，每个所述第一电机均对应一个所述转速传感器，所述转速传感器用于检测对应的所述第一电机的转速，所述PLC控制器用于获取第一齿轮的规格并根据若干个转速传感器的检测结果获取各第一电机转动杆的转动圈数，所述PLC控制器还用于根据各第一电机转动杆的转动圈数和第一齿轮的规格计算相邻两个横梁的第一距离，并根据第一距离对各第一电机的转速进行调节。

通过采用上述技术方案，对于相邻两个横梁之间的距离检测，只需通过获取每个横梁对应的第一电机的转速，并且结合第一齿轮的规格，即可知道每个横梁的移动距离，当相邻两个横梁之间的距离不大于第一安全距离时，即可对相邻两个横梁对应的第一电机的转速进行调节，两个第一电机的转速不同，即可使得相邻两个横梁之间的距离发生变化，从而尽可能避免相邻两个横梁发生碰撞。

在一个具体的可实施方案中，所述二级保护装置包括若干个光电传感器和若干个报警器，所述光电传感器、报警器和横梁三者一一对应，每个所述光电传感器均设置在对应的所述横梁上，若干个所述光电传感器均沿着所述传送装置的传输方向设置且设置方向一致，若干个所述光电传感器和若干个所述报警器均与PLC控制器电连接，所述光电传感器用于检测该光电传感器对应的横梁和与之相邻的横梁之间的第二距离，所述PLC控制器用于获取第二距离和预设的第二安全距离，并将第二距离和预设的第二安全距离进行比较，所述PLC控制器还用于在第二距离不大于预设的第二安全距离时控制第一电机停止并控制报警器报警。

通过采用上述技术方案，通过光电传感器直接检测相邻两个横梁之间的距离，并且当相邻两个横梁之间的距离不大于第二安全距离时直接控制第一电机停止运行，使得横梁停止移动，降低了发生碰撞的可能性。

在一个具体的可实施方案中，所述三级保护装置包括若干个硬件弹性件，相邻两个所述横梁之间设置一个硬件弹性件。

通过采用上述技术方案，在相邻两个横梁即将发生碰撞的时候，通过硬件弹性件能够将即将碰撞的两个横梁弹开，减少了相邻两个横梁发生碰撞造成损失。

在一个具体的可实施方案中，所述传送装置包括传动机构和若干根转动杆，若干根所述转动杆沿着传送装置的传输方向依次设置，所述传动机构用于带动若干根转动杆转动，每根所述转动杆上均设有若干个承料滚轮。

通过采用上述技术方案，采用滚轮同步驱动的方式，降低板材背面与承料面的摩擦系数，将滑动摩擦变滚动摩擦，减少划伤。

在一个具体的可实施方案中，所述传动机构包括第二电机、若干个第一联动轮和若干条第一联动皮带，所述第一联动轮和所述转动杆一一对应，每个所述第一联动轮套设在对应转动杆上，相邻两个所述第一联动轮对应一条所述第一联动皮带，且所述第一联动皮带套接于对应的两个第一联动轮上，其中一个所述转动杆上的第一联动轮与第二电机驱动端传动连接，以用于通过第二电机带动与之直接相连的转动杆转动。

在一个具体的可实施方案中，所述承料滚轮为锥形滚轮。

通过采用上述技术方案，承料滚轮采用锥形结构，减少与板材的接触面积，减少背面材料划伤。

在一个具体的可实施方案中，所述承料滚轮上设有夹紧机构，所述承料滚轮通过夹紧机构固定在转动杆上。

通过采用上述技术方案，固定方式采用夹紧机构，位置可以在滚轴上移动，为切割道留出空间，更好地避免切伤支撑滚轮。

第二方面，本申请提供一种三横梁卷料金属激光自动切割机的控制方法，采用如下的技术方案：

一种多横梁卷料金属激光自动切割机的控制方法，所述方法基于上述任一所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，包括以下步骤：

获取第一齿轮的规格和第一电机转动杆的转动圈数，并计算出相邻两个横梁的第一距离；

获取光电传感器检测的相邻两个横梁的第二距离；

将第一距离与预设的第一安全距离进行比较；

当第一距离大于第一安全距离时，正常运行；

当第一距离不大于第一安全距离时，将第二距离与预设的第二安全距离进行比较；

当第二距离大于预设的第二安全距离时，对第一电机的转速进行调整，使得相邻两个横梁的第一距离大于第一安全距离；

当第二距离不大于预设的第二安全距离时，控制第一电机停止转动，并控制报警器报警。

通过采用上述技术方案，根据相邻两个横梁之间的距离对该激光自动切割机发出不同的控制信号，相邻两个横梁之间的距离大于第一安全距离时不对激光自动切割机进行控制，一级保护装置是在相邻两个横梁之间的距离不大于第一安全距离但是大于第二安全距离时，对第一电机的转速进行调节，使得相邻两个横梁之间的间距变大，二级保护装置是在相邻两个横梁之间的距离不大于第二安全距离时，控制第一电机停止运行，若横梁没有及时停止，通过三级保护装置也能减少相邻横梁相撞时的冲击力，通过三重保护对激光自动切割机进行监测保护，并且只需设置简单的控制程序，达到保护多个激光切割头不发生碰撞的效果，提高了切割的安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过三重保护对激光自动切割机进行监测保护，并且只需设置简单的控制程序，达到保护多个激光切割头不发生碰撞的效果，提高了切割的安全性。

2.通过光电传感器直接检测相邻两个横梁之间的距离，并且当相邻两个横梁之间的距离不大于第二安全距离时直接控制第一电机停止运行，使得横梁停止移动，降低了发生碰撞的可能性。

附图说明

图1是本申请实施例中一种三横梁卷料金属激光自动切割机的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中传动机构的局部示意图。

图3是本申请实施例中横梁处的局部示意图。

图4是本申请实施例中PLC控制器的控制示意图。

附图标记说明：

1、加工平台；2、传送装置；21、传动机构；211、第二电机；212、第一联动轮；213、第一联动皮带；22、转动杆；23、承料滚轮；3、横梁；4、激光切割头；5、一级保护装置；51、PLC控制器；52、转速传感器；6、二级保护装置；61、光电传感器；62、报警器；7、三级保护装置；71、硬件弹性件；8、齿条；9、第一电机；10、第一齿轮。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。

以下结合说明书附图对本申请一种三横梁卷料金属激光自动切割机的实施例作进一步详细描述。

本申请一实施例公开一种三横梁卷料金属激光自动切割机，参照图1，该激光自动切割机包括加工平台1，加工平台1上设有用于运输卷料的传送装置2。加工平台1上设置有若干个横梁3，若干个横梁3沿着传送装置2的传输方向依次排布，且每个横梁3均沿着传送装置2的传输方向滑动设置在加工平台1上，每个横梁3上均滑动设置有激光切割头4。在实施中，激光切割头4自身在横梁3上移动，并且激光切割头4在横梁3的带动下沿着传送装置2的传输方向移动，从而实现对卷料的切割。

参照图2，加工平台1上固定设有齿条8，齿条8沿着传送装置2的传输方向设置。每个横梁3上均设有第一电机9，每个第一电机9的转轴上均固定设有与齿条8啮合的第一齿轮10。

在实施中，第一电机9启动后带动第一齿轮10转动，由于第一齿轮10和齿条8啮合，且齿条8固定在加工平台1上，因此第一电机9带动第一齿轮10转动后，能够使得横梁3沿着传送装置2的传输方向移动。

参照图1和图2，传送装置2包括传动机构21和若干根转动杆22，每根转动杆22上均设有若干个承料滚轮23。若干根转动杆22沿着传送装置2的传输方向依次设置，传动机构21用于带动转动杆22转动。

在一个实施例中，承料滚轮23为锥形滚轮，且承料滚轮23上设有夹紧机构，承料滚轮23通过夹紧机构固定在转动杆22上。承料滚轮23采用锥形结构，减少与板材的接触面积，减少背面材料划伤，并且固定方式采用夹紧机构，位置可以在滚轴上移动，为切割道留出空间，更好地避免切伤支撑滚轮。其中，夹紧机构的作用是将滑动的承料滚轮23固定在转动杆22上，夹紧机构可以为磁吸结构，夹紧机构为现有技术，在此不再进行赘述。

参照图3，传动机构21包括第二电机211、若干个第一联动轮212和若干条第一联动皮带213，第一联动轮212和转动杆22一一对应，每个第一联动轮212套设在对应转动杆22上，相邻两个第一联动轮212对应一条第一联动皮带213，且第一联动皮带213套接于对应的两个第一联动轮212上，其中一个转动杆22上的第一联动轮212与第二电机211驱动端传动连接，以用于通过第二电机211带动与之直接相连的转动杆22转动。

在一个实施例中，第一联动轮212可以包括两个转动轮，两个转动轮均设置在转动杆22的一端，转动杆22的另一端通过轴承转动设置在加工平台1上，每根转动杆22上的两个转动轮分别套接有一条第一联动皮带213，转动轮通过自身套接的第一联动皮带213与转动杆22相邻的转动杆22上的转动轮相连。

在实施中，第二电机211带动转动杆22转动，由于转动杆22上的承料滚轮23和卷料之间存在摩擦力，因此能够使得卷料在加工平台1上移动。

参照图1和图4，加工平台1上设有一级保护装置5、二级保护装置6和三级保护装置7，一级保护装置5用于监测相邻两个横梁3之间的距离，并控制相邻两个横梁3之间的距离始终大于预设的第一安全距离；二级保护装置6用于监测相邻两个横梁3之间的距离，并在相邻横梁3之间的距离不大于预设的第二安全距离时控制横梁3停止移动；三级保护装置7用于减少相邻横梁3相撞时的冲击力。

具体的，一级保护装置5包括PLC控制器51和若干个转速传感器52，每个第一电机9均对应一个转速传感器52。差速传感器用于检测对应的第一电机9的转速，PLC控制器51用于根据差速传感器的检测结果对第一电机9的转速进行调节。

在实施中，PLC控制器51用于根据若干个转速传感器52的检测结果获取各第一电机9转动杆22的转动圈数，通过获取第一齿轮10的规格，根据第一齿轮10的规格和第一电机9转动杆22的转动圈数计算出每个横梁3在加工平台1上移动的距离，并将相邻两个横梁3之间的距离作为第一距离，当第一距离不大于第一安全距离时，PLC控制器51对相邻两个横梁3对应的第一电机9的转速进行调节，进而增大相邻两个横梁3之间的距离。其中，通过调节相邻两个横梁3对应的第一电机9的转速达到增大相邻两个横梁3之间的距离为现有技术，在此不再进行赘述。

参照图1和图4，二级保护装置6包括若干个光电传感器61和若干个报警器62，光电传感器61、报警器62和横梁3三者一一对应。每个光电传感器61均设置在对应的横梁3上，若干个光电传感器61均沿着传送装置2的传输方向设置且设置方向一致，若干个光电传感器61和若干个报警器62均与PLC控制器51电连接。

其中，光电传感器61用于检测该光电传感器61对应的横梁3和与之相邻的横梁3之间的距离，并将检测距离作为第二距离；PLC控制器51用于获取第二距离和预设的第二安全距离，并将第二距离和预设的第二安全距离进行比较，当第二距离不大于预设的第二安全距离时控制第一电机9停止并控制报警器62报警。

参照图1和图2，三级保护装置7包括若干个硬件弹性件71，相邻两个横梁3之间设置一个硬件弹性件71。在本实施例中，硬件弹性件71为弹簧，在相邻两个横梁3即将发生碰撞的时候，弹簧压缩从而缓解了相邻两个横梁3之间的冲击力，减少了相邻两个横梁3发生碰撞造成损失。

本申请另一实施例提供一种三横梁卷料金属激光自动切割机的控制方法，该方法技术上述一种三横梁卷料金属激光自动切割机，具体包括以下步骤：

S10、获取第一齿轮10的规格和第一电机9转动杆22的转动圈数，并计算出相邻两个横梁3的第一距离；

其中，在计算相邻两个横梁3的第一距离之前需要确定每个横梁3的初始位置，通过确定每个横梁3的初始位置和移动距离，即可计算出相邻两个横梁3的第一距离。

S20、获取光电传感器61检测的相邻两个横梁3的第二距离；

S30、将第一距离与预设的第一安全距离进行比较；

当第一距离大于第一安全距离时，激光自动切割机正常运行；

当第一距离不大于第一安全距离时，将第二距离与预设的第二安全距离进行比较；

当第二距离大于预设的第二安全距离时，对第一电机9的转速进行调整，使得相邻两个横梁3的第一距离大于第一安全距离；

当第二距离不大于预设的第二安全距离时，控制第一电机9停止转动，并控制报警器62报警。

在实施中，第一安全距离为设定的用于判定激光自动切割机是否正常运行的值，当相邻两个横梁3之间的距离大于第一安全距离时，代表相邻两个横梁3之间暂不存在相撞的风险。第二安全距离为设定的用于判定相邻横梁3是否存在相撞风险的安全距离，相邻两个横梁3之间的距离小于第一安全距离，但是大于第二安全距离时，可以通过调节第一电机9的转速控制该第一电机9对应的横梁3的移动速度，使得相邻两个横梁3之间不会有相撞的风险，并且能够确保激光自动切割机继续运行；但是当相邻两个横梁3之间的距离小于第二安全距离时，此时已经存在极大的安全风险，存在横梁3失灵的隐患，因此直接控制第一电机9停止运转，便于对激光自动切割机进行检测。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，包括加工平台(1)，所述加工平台(1)上设有传送装置(2)，所述加工平台(1)上设置有若干个横梁(3)，若干个所述横梁(3)沿着传送装置(2)的传输方向依次排布，且每个所述横梁(3)均沿着传送装置(2)的传输方向滑动设置在加工平台(1)上，每个所述横梁(3)上均滑动设置有激光切割头(4)，所述加工平台(1)上设有一级保护装置(5)、二级保护装置(6)和三级保护装置(7)，所述一级保护装置(5)用于监测并控制相邻横梁(3)保持在预设的第一安全距离，所述二级保护装置(6)用于监测并在相邻横梁(3)之间的距离不大于预设的第二安全距离时控制横梁(3)停止移动，所述三级保护装置(7)用于减少相邻横梁(3)相撞时的冲击力。

2.根据权利要求1所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述加工平台(1)上设有齿条(8)，所述齿条(8)沿着传送装置(2)的传输方向设置，每个所述横梁(3)上均设有第一电机(9)，所述第一电机(9)的转轴上固定设有第一齿轮(10)，所述第一齿轮(10)和齿条(8)啮合。

3.根据权利要求2所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述一级保护装置(5)包括PLC控制器(51)和若干个转速传感器(52)，每个所述第一电机(9)均对应一个所述转速传感器(52)，所述转速传感器(52)用于检测对应的所述第一电机(9)的转速，所述PLC控制器(51)用于获取第一齿轮(10)的规格并根据若干个转速传感器(52)的检测结果获取各第一电机(9)转动杆(22)的转动圈数，所述PLC控制器(51)还用于根据各第一电机(9)转动杆(22)的转动圈数和第一齿轮(10)的规格计算相邻两个横梁(3)的第一距离，并根据第一距离对各第一电机(9)的转速进行调节。

4.根据权利要求3所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述二级保护装置(6)包括若干个光电传感器(61)和若干个报警器(62)，所述光电传感器(61)、报警器(62)和横梁(3)三者一一对应，每个所述光电传感器(61)均设置在对应的所述横梁(3)上，若干个所述光电传感器(61)均沿着所述传送装置(2)的传输方向设置且设置方向一致，若干个所述光电传感器(61)和若干个所述报警器(62)均与PLC控制器(51)电连接，所述光电传感器(61)用于检测该光电传感器(61)对应的横梁(3)和与之相邻的横梁(3)之间的第二距离，所述PLC控制器(51)用于获取第二距离和预设的第二安全距离，并将第二距离和预设的第二安全距离进行比较，所述PLC控制器(51)还用于在第二距离不大于预设的第二安全距离时控制第一电机(9)停止并控制报警器(62)报警。

5.根据权利要求3所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述三级保护装置(7)包括若干个硬件弹性件(71)，相邻两个所述横梁(3)之间设置一个硬件弹性件(71)。

6.根据权利要求1所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述传送装置(2)包括传动机构(21)和若干根转动杆(22)，若干根所述转动杆(22)沿着传送装置(2)的传输方向依次设置，所述传动机构(21)用于带动若干根转动杆(22)转动，每根所述转动杆(22)上均设有若干个承料滚轮(23)。

7.根据权利要求6所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述传动机构(21)包括第二电机(211)、若干个第一联动轮(212)和若干条第一联动皮带(213)，所述第一联动轮(212)和所述转动杆(22)一一对应，每个所述第一联动轮(212)套设在对应转动杆(22)上，相邻两个所述第一联动轮(212)对应一条所述第一联动皮带(213)，且所述第一联动皮带(213)套接于对应的两个第一联动轮(212)上，其中一个所述转动杆(22)上的第一联动轮(212)与第二电机(211)驱动端传动连接，以用于通过第二电机(211)带动与之直接相连的转动杆(22)转动。

8.根据权利要求6所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述承料滚轮(23)为锥形滚轮。

9.根据权利要求6所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，所述承料滚轮(23)上设有夹紧机构，所述承料滚轮(23)通过夹紧机构固定在转动杆(22)上。

10.一种多横梁卷料金属激光自动切割机的控制方法，所述方法基于权利要求1至权利要求9中任一所述的一种多横梁卷料金属激光自动切割机，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一齿轮(10)的规格和第一电机(9)转动杆(22)的转动圈数，并计算出相邻两个横梁(3)的第一距离；

获取光电传感器(61)检测的相邻两个横梁(3)的第二距离；

将第一距离与预设的第一安全距离进行比较；

当第一距离大于第一安全距离时，正常运行；

当第一距离不大于第一安全距离时，将第二距离与预设的第二安全距离进行比较；

当第二距离大于预设的第二安全距离时，对第一电机(9)的转速进行调整，使得相邻两个横梁(3)的第一距离大于第一安全距离；

当第二距离不大于预设的第二安全距离时，控制第一电机(9)停止转动，并控制报警器(62)报警。

Images