CN211939529U - 激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光切割装置，包括切割头与电容位移传感器，所述电容位移传感器，用于：感应于所述喷嘴与板材之间所形成的电容，产生用于表征所述喷嘴与所述板材之间间距的目标信号；所述的装置还包括温度传感器与补偿电路；所述补偿电路包括温度补偿子电路；所述温度传感器设于所述切割头内，用于检测所述电容位移传感器所处环境的温度信息；所述温度传感器连接所述温度补偿子电路，用于将所述温度信息反馈至所述温度补偿子电路；所述温度补偿子电路直接或间接连接所述电容位移传感器，用于根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿。

Description

激光切割装置

技术领域

本实用新型涉及激光切割领域，尤其涉及一种激光切割装置。

背景技术

激光切割装置中，可利用激光切割头对板材进行切割，切割过程中，高功率密度切割会使被加工材料及切割头自身都将承受高强度的热能，影响电容位移传感器的检测精度，从而导致切割效果不良，严重甚至导致切割头损坏。

现有的相关技术中，可采用各种降温手段对切割头内的电容位移传感器进行降温，例如，可利用风扇散热、冷风机降温、水路冷却等。可见，传感器检测并反馈的信号质量如何，完全依赖于降温手段，若降温手段难以起作用或未起到所需的降温作用，传感器检测并反馈的信号依旧会受其影响而变得不精确。

可见，现有技术中，传感器检测并反馈的信号依然容易受温度的影响，进而对切割过程带来不良影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种激光切割装置，以解决难以避免传感器检测并反馈的信号受温度的影响的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种激光切割装置，包括切割头与电容位移传感器，所述电容位移传感器，用于：感应于所述喷嘴与板材之间所形成的电容，产生用于表征所述喷嘴与所述板材之间间距的目标信号；

所述的装置还包括温度传感器与补偿电路；所述补偿电路包括温度补偿子电路；

所述温度传感器设于所述切割头内，用于检测所述电容位移传感器所处环境的温度信息；

所述温度传感器连接所述温度补偿子电路，用于将所述温度信息反馈至所述温度补偿子电路；

所述温度补偿子电路直接或间接连接所述电容位移传感器，用于根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿。

可选的，所述目标信号为正弦信号；所述温度补偿子电路在根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿时，具体用于：根据所述温度信息，对所述目标信号的幅值进行补偿。

可选的，所述目标信号为正弦信号；所述补偿电路还包括：频率补偿子电路；

所述频率补偿子电路直接或间接连接所述电容位移传感器，用于对所述目标信号的频率进行补偿，以使得所述目标信号的频率在补偿后能够处于预设的目标频率。

可选的，所述电容位移传感器、所述温度补偿子电路与所述频率补偿子电路依次串联，或者：所述电容位移传感器、所述频率补偿子电路与所述温度补偿子电路依次串联。

可选的，所述频率补偿子电路为AFC电路。

可选的，所述温度补偿子电路为AGC电路。

可选的，所述的装置，还包括信号放大电路，所述信号放大电路直接或间接连接于所述补偿电路，用于对补偿后的目标信号进行放大。

可选的，所述信号放大电路包括联级形式连接的多个运算放大器。

可选的，所述多个运算放大器中至少之一运算放大器采用低温漂放大器。

可选的，所述信号放大电路与所述补偿电路之间设有隔离电容。

本实用新型提供的激光切割装置，利用温度传感器对电容位移传感器所处环境的温度信息进行检测，可为基于温度的信号补偿提供依据，进一步的，可利用补偿电路中的温度补偿子电路补偿温度对目标信号的影响，具体可例如是根据温度信息对目标信号的进行增益补偿，从而对其幅值进行补偿。可见，本实用新型通过基于温度的信号补偿，可避免因温度变化引起的切割不稳定，传感器温度漂移等情形，还可有效避免温度带来的其他电子附件损耗问题。进一步可选方案中，除了增益补偿，还可利用频率补偿子电路对目标信号的频率进行补偿，避免电路频率漂移的情形，进而避免频率不稳定的问题，提高了测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例中激光切割装置的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例中激光切割装置的构造示意图一；

图3是本实用新型一实施例中激光切割装置的构造示意图二；

图4是本实用新型一实施例中激光切割装置的构造示意图三。

附图标记说明：

1-电容位移传感器；

2-切割头；

21-喷嘴；

3-板材；

4-温度传感器；

5-补偿电路；

51-温度补偿子电路；

52-频率补偿子电路；

6-信号放大电路；

7-隔离电容。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

请参考图1，激光切割装置可包括：切割头2与电容位移传感器1。

其中，电容位移传感器1可设置于切割头2内的一个内部空间，本实施例所涉及的补偿电路及信号放大电路也可设于该内部空间，同时，本实施例也不排除补偿电路和/或信号放大电路设于其他空间或设于切割头2的实施方式。

本实施例中，所述电容位移传感器1，可理解为用于：感应于所述喷嘴与板材之间所形成的电容Cm，产生用于表征所述喷嘴与所述板材之间间距的目标信号。其可以采用任意现有或改进的电容位移传感器的电路构造，只要能够实现以上功能，就不脱离本实施例的描述。

其中一种实施方式中，目标信号可以为正弦信号，进而，电容位移传感器1可例如包括用于生成该正弦信号的前振电路，本实施例所涉及的电容位移传感器可以为调频式电容传感器，信号输入端感应切割头末端的喷嘴21与待加工的板材3的距离，其输出端可与补偿电路5的连接。

本实施例中，所述的装置还包括温度传感器4与补偿电路5；所述补偿电路5可以包括温度补偿子电路51。

所述温度传感器4，可理解为能够实现温度检测，并将检测得到的信号反馈至补偿电路的任意部件或电路构造，该温度传感器4可设于所述切割头内，具体可与电容位移传感器1设于同一空间，用于检测所述电容位移传感器1所处环境的温度信息。温度传感器4检测温度而产生的信号可以是模拟信号，同时也不排除其为数字信号的实施方式。

所述温度传感器4连接所述温度补偿子电路51，用于将所述温度信息反馈至所述温度补偿子电路51。

所述温度补偿子电路51直接或间接连接所述电容位移传感器1，具体可连接至电容位移传感器1的输出端，用于根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿。

其中一种实施方式中，由于所述目标信号为正弦信号；所述温度补偿子电路51在根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿时，具体用于：根据所述温度信息，对所述目标信号的幅值进行补偿。其过程可以是随动过程，例如：在温度升高时，可对应控制目标信号的幅值提升或下降，具体的，温度变化与目标信号幅值的变化关系，可以根据有限次实验或信号处理的基本原理确定。只要温度补偿子电路能够起到抑制例如前振电路的电容位移传感器1由于温度变化引起的幅值变化，就不脱离本实施例的描述。

具体实施过程中，所述温度补偿子电路可以为AGC电路。其中的AGC 具体为：Automatic Generation Control，其可理解为自动增益控制，领域内任意现有或改进的基于温度对信号进行增益补偿的方式，均不脱离本实施例的描述。

在具体设计AGG电路时，可采用优化的AGC电路设计最小化电容位移传感器距离精度引起的非线性误差。

其中一种实施方式中，请参考图3，由于目标信号为正弦信号；所述补偿电路5还可包括：频率补偿子电路52。

所述频率补偿子电路52直接或间接连接所述电容位移传感器1，用于对所述目标信号的频率进行补偿，以使得所述目标信号的频率在补偿后能够处于预设的目标频率。该目标信号可以是未经温度补偿子电路51补偿的目标信号，也可以是经温度补偿子电路51补偿的目标信号。

一种举例中，如图3所示，所述电容位移传感器1、所述温度补偿子电路51与所述频率补偿子电路52可以是依次串联，进而，可先对目标信号实施基于温度的信号补偿，再实施针对频率的信号补偿，在在其他举例中，所述电容位移传感器1、所述频率补偿子电路52与所述温度补偿子电路51依次串联。

其中一种实施方式中，所述频率补偿子电路52可以为AFC电路。其中的AFC具体可以为：Automatic Frequency Control，其可理解为：自动频率控制。领域内任意现有或改进的基于信号实际频率对信号进行频率补偿的方式，均不脱离本实施例的描述。

以上实施方式中，可利用频率补偿子电路对目标信号的频率进行补偿，避免电路频率漂移的情形，进而避免频率不稳定的问题，提高了测量精度。

通过以上具有温度补偿子电路51与频率补偿子电路52的补偿电路5，可实现对前振电路频率和温度的双重补偿。

其中一种实施方式中，请参考图4，所述的装置，还包括信号放大电路6，所述信号放大电路6直接或间接连接于所述补偿电路5，例如连接于补偿电路5的输出端，用于对补偿后的目标信号进行放大，该补偿可以是温度的补偿，也可以是温度与频率的双重补偿。

具体实施过程中，所述信号放大电路6可以包括联级形式连接的多个运算放大器。通过联级的构造，可有效避免或减轻电压和增益不够而导致的信号畸变问题。

具体实施过程中，所述多个运算放大器中至少之一运算放大器采用低温漂放大器。通过低温漂放大器，可进一步抑制了温度的干扰。

其中一种实施方式中，请参考图4，所述信号放大电路6与所述补偿电路5之间可设有隔离电容7。通过该隔离电容7，有效的滤除了直流干扰，避免的直流偏置带来的不良影响。

综上所述，本实施例提供的激光切割装置，利用温度传感器对电容位移传感器所处环境的温度信息进行检测，可为基于温度的信号补偿提供依据，进一步的，可利用补偿电路中的温度补偿子电路补偿温度对目标信号的影响，具体可例如是根据温度信息对目标信号的进行增益补偿，从而对其幅值进行补偿。可见，本实施例通过基于温度的信号补偿，可避免因温度变化引起的切割不稳定，传感器温度漂移等情形，还可有效避免温度带来的其他电子附件损耗问题。进一步可选方案中，除了增益补偿，还可利用频率补偿子电路对目标信号的频率进行补偿，避免电路频率漂移的情形，进而避免频率不稳定的问题，提高了测量精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光切割装置，包括切割头与电容位移传感器，所述电容位移传感器，用于：感应于喷嘴与板材之间所形成的电容，产生用于表征所述喷嘴与所述板材之间间距的目标信号；其特征在于，所述的装置还包括温度传感器与补偿电路；所述补偿电路包括温度补偿子电路；

所述温度传感器设于所述切割头内，用于检测所述电容位移传感器所处环境的温度信息；

所述温度传感器连接所述温度补偿子电路，用于将所述温度信息反馈至所述温度补偿子电路；

所述温度补偿子电路直接或间接连接所述电容位移传感器，用于根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述目标信号为正弦信号；所述温度补偿子电路在根据所述温度信息，对所述目标信号进行补偿时，具体用于：根据所述温度信息，对所述目标信号的幅值进行补偿。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述目标信号为正弦信号；所述补偿电路还包括：频率补偿子电路；

所述频率补偿子电路直接或间接连接所述电容位移传感器，用于对所述目标信号的频率进行补偿，以使得所述目标信号的频率在补偿后能够处于预设的目标频率。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电容位移传感器、所述温度补偿子电路与所述频率补偿子电路依次串联，或者：所述电容位移传感器、所述频率补偿子电路与所述温度补偿子电路依次串联。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述频率补偿子电路为AFC电路。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，所述温度补偿子电路为AGC电路。

7.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，还包括信号放大电路，所述信号放大电路直接或间接连接于所述补偿电路，用于对补偿后的目标信号进行放大。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号放大电路包括联级形式连接的多个运算放大器。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述多个运算放大器中至少之一运算放大器采用低温漂放大器。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号放大电路与所述补偿电路之间设有隔离电容。

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