激光切割机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光切割机，包括：运动系统，所述运动系统包括横梁和与所述横梁垂直且能够沿所述横梁移动的至少两个悬臂梁；每个所述悬臂梁上设置有能够沿所述悬臂梁移动的至少一个切割头；用于采集待加工图案的图像信息的图像采集器，所述图像采集器设置于所述切割头的工作平面上方；用于根据所述图像采集器获取的图案信息控制所述切割头移动的控制器，所述图像采集器与所述控制电性连接。应用本实用新型提供的激光切割机，通过图像采集器采集的图像信息，控制器能够自动生成加工路径，实现多个独立运动系统的同时加工，单次多图形切割，提高切割效率。同时，本实用新型提供的激光切割机结构紧凑，设计合理，制作成本较低。
【专利说明】
激光切割机
技术领域
[0001]本实用新型涉及激光加工设备技术领域，更具体地说，涉及一种激光切割机。
【背景技术】
[0002]激光切割加工，一般指用不可见的光束代替了传统的机械刀进行的加工。激光切割由于其精度高，切割速度快，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，且切口平滑，加工成本低等一系列优点，使得激光切割正在逐渐改进或取代传统的金属切割工艺设备。[0003 ]激光切割机一般包括激光发生器、主机机架、运动系统、软件控制系统、电气系统、激光发生器、外光路系统。为便于自动识别图像，现有激光切割机通过设置摄像头，并将相应系统进行调整，以通过摄像头的图像信息采集，自动提取轮廓等自动识别方式对工件进行切割加工。带摄像功能的激光切割机虽已在数码印刷、编制、转印等有图案的材料加工方面得到了广泛的应用，但由于摄像头的幅面通常较小，轮廓提取时需将多幅面图像进行拼接，因而定位精度、加工速度及加工效率较低，难以满足客户的需求。同时，激光切割机中都为一套运动系统进行切割作业，激光切割头通过电机的带动进行X、Y、Z三个方向进行移动切割。然而，随着客户对激光切割的加工能力、效率、质量要求的不断的提高，但现有激光切割机在工作效率及精度上均难以获得更大的提升。
[0004]综上所述，如何有效地解决激光切割机加工速度较慢、工作效率较低难以满足更高的客户要求等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种激光切割机，该激光切割机的结构设计可以有效地解决激光切割机加工速度较慢、工作效率较低难以满足更高的客户要求的问题。
[0006]为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0007]一种激光切割机，包括:
[0008]运动系统，所述运动系统包括横梁和与所述横梁垂直且能够沿所述横梁移动的至少两个悬臂梁;每个所述悬臂梁上设置有能够沿所述悬臂梁移动的至少一个切割头；
[0009]用于采集待加工图案的图像信息的图像采集器，所述图像采集器设置于所述切割头的工作平面上方；
[0010]用于根据所述图像采集器获取的图案信息控制所述切割头移动的控制器，所述图像采集器与所述控制电性连接。
[0011]优选地，上述激光切割机中，所述图像采集器为用于采集待加工图案的整幅面图像的摄像头或相机。
[0012]优选地，上述激光切割机中，所述图像采集器设置于所述切割头的工作平面的正上方。
[0013]优选地，上述激光切割机中，所述图像采集器与激光切割机的机架可拆卸的固定连接。
[0014]优选地，上述激光切割机中，所述图像采集器包括常用图像采集器和用于在所述常用图像采集器故障时采集待加工图案的图像信息的备用图像采集器。
[0015]优选地，上述激光切割机中，所述横梁上设置有用于限制所述悬臂梁移动轨迹的横梁导轨，所述悬臂梁上设置有用于限制所述切割头移动轨迹的悬臂梁导轨。
[0016]优选地，上述激光切割机中，包括至少两个所述横梁导轨，且两个所述横梁导轨平行设置。
[0017]优选地，上述激光切割机中，所述悬臂梁经齿轮齿条传动装置沿所述横梁导轨移动。
[0018]优选地，上述激光切割机中，所述切割头经同步带传动装置沿所述悬臂梁导轨移动。
[0019]本实用新型提供的激光切割机包括运动系统、图像采集器和控制器。其中，运动系统包括横梁、悬臂梁和切割头，悬臂梁与横梁垂直且能够沿横梁移动，切割头设置于悬臂梁上且能够沿悬臂梁移动，悬臂梁的个数为至少两个，每个悬臂梁上的切割头的个数为至少一个。图像采集器设置于切割头工作平面的上方，用于采集待加工图案的图像信息。控制器用于根据图像采集器采集的图像信息自行提取图像轮廓或特征点，以控制切割头的移动路径，也就是控制切割头相对于悬臂梁的移动以及悬臂梁相对于横梁的移动。
[0020]应用本实用新型提供的激光切割机时，通过图像采集器采集的图像信息，控制器能够自动生成加工路径，自行控制切割头的移动，且由于通过多个悬臂梁及多个切割头的设置，能够实现多个独立运动系统的同时加工，也就是每个悬臂梁及其上的切割头能够分别独立的运动，实现单次多图形切割，提高切割效率。同时，本实用新型提供的激光切割机结构紧凑，设计合理，制作成本较低。
[0021]在一种优选的实施方式中，本实用新型提供的激光切割机，其图像采集器为用于采集待加工图案的整幅面图像的摄像头或相机。也就是通过采用大幅面摄像或拍照设备，能够直接获取待加工图案的整幅面图像信息，无需对图像拼接，进而定位精度较高，且有效提高了加工速度，较传统技术加工效率可提高五十倍，效率提高显著。
【附图说明】
[0022]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本实用新型提供的激光切割机一种【具体实施方式】的三维结构示意图；
[0024]图2为图1的主视结构不意图；
[0025]图3为图2的侧视结构不意图；
[0026]图4为图2的俯视结构示意图。
[0027]附图中标记如下:
[0028]横梁I，悬臂梁2，切割头3，图像采集器4，主机机架5，激光发生器6，防护罩7，被切割材料8。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型实施例公开了一种激光切割机，以提高激光切割机加工速度、提高其工作效率以满足更高的客户要求。
[0030]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。
[0031]请参阅图1-图4，图1为本实用新型提供的激光切割机一种【具体实施方式】的三维结构不意图；图2为图1的主视结构不意图；图3为图2的侧视结构不意图；图4为图2的俯视结构示意图。
[0032]在一种【具体实施方式】中，本实用新型提供的激光切割机包括运动系统、图像采集器4和控制器。
[0033]其中，运动系统包括横梁1、悬臂梁2和切割头3。悬臂梁2与横梁I垂直且能够沿横梁I移动，切割头3设置于悬臂梁2上且能够沿悬臂梁2移动，悬臂梁2的个数为至少两个，每个悬臂梁2上的切割头3的个数为至少一个。横梁I的设置方向可以为X向，则与之垂直的悬臂梁2的设置方向为Y向，因而切割头3沿悬臂梁2的移动即沿Y向移动，而悬臂梁2沿横梁I的移动，即悬臂梁2沿X方向移动，从而带动切割头3沿X方向移动，进而实现切割头3在X方向与Y方向的平面内移动，对工件进行切割。通过以上方式，每个悬臂梁2均可带动其上的切割头3运行以独立加工X、Y方向的轨迹图形。
[0034]图像采集器4设置于切割头3工作平面的上方，用于采集待加工图案的图像信息。图像采集器4获取待加工图案的图像信息，具体可以通过拍照或摄像等方式，并将获取的待加工图案的图像信息发送至控制器。具体图像采集器4的位置可以根据需要进行设置，此处不做具体限定，只需使其能够获取待加工图案的图像信息即可。需要说明的是，此处及下文提到的切割头3的工作平面，指切割头3能够在工作平面内移动对工件进行加工，也即被切割材料8所在的平面。
[0035]控制器用于根据图像采集器4获取的图案信息控制切割头3移动，即控制切割头3相对于悬臂梁2的移动以及悬臂梁2相对于横梁I的移动。也就是根据图像采集器4采集的图像信息，自行提取图像轮廓或特征点等以控制切割头3的移动路径。具体的，控制器可以通过内置软件系统将待加工图案的图像信息的轮廓或者特征点进行自动提取并反馈，进而控制悬臂梁2及切割头3的移动进行对应加工。且在加工过程中，控制器通过控制悬臂梁2的移动路径，避免不同悬臂梁2在运行过程中相撞。
[0036]激光切割机的其他组成部分的结构，如主机机架5、防护罩7、软件控制系统、电气系统、激光发生器6、外光路系统等，具体可参考现有技术，此处不再赘述。
[0037]应用本实用新型提供的激光切割机，通过图像采集器4采集的图像信息，控制器能够自动生成加工路径，自行控制切割头3的移动，且由于通过多个悬臂梁2及多个切割头3的设置，能够实现多个独立运动系统的同时加工，也就是每个悬臂梁2及其上的切割头3能够分别独立的运动，实现单次多图形切割，提高切割效率。同时，本实用新型提供的激光切割机结构紧凑，设计合理，制作成本较低。
[0038]进一步地，图像采集器4可以为用于采集待加工图案的整幅面图像的摄像头或相机。也就是通过摄像头或照相机可以一次性采集整幅面的待加工图案的图像信息，无需进行多个图像的拼接，因而大幅缩短了获取完整加工图像的时间，使加工效率显著提高。且通过直接获取待加工图案的整幅面图像信息，定位精度较高。具体的摄像头或照相机的参数设置可根据实际待加工图案的幅面大小等进行设置，此处不作具体限定。为了提高获取图像信息的清晰度，具体可以采用单反相机或高分辨率摄像头。
[0039]更进一步地，图像采集器4设置于切割头3的工作平面的正上方。也就是将图像采集器4设置于对应切割头3工作平面中央的上方，进而便于对整个切割头3工作平面内的图像信息采集，最大限度的有效利用图像采集设备的幅面。当然，根据需要，也可以将图像采集器4设置于工作平面偏左或偏右的位置等，具体可以以便于图像的获取为依据进行设置。
[0040]具体的，图像采集器4可以与激光切割机的主机机架5可拆卸的固定连接。也就是将图像采集器4设置于主机机架5上，以便于图像信息的采集。且通过将二者可拆卸的固定连接，一方面便于图像采集器4的安装，另一方面便于对图像采集器4位置的调整，且在不需要图像采集器4的情况下，便于将图像采集器4取下进行保养或存放。当然，根据需要也可以将图像采集器4与激光切割机通过常规的固定连接方式固定连接。
[0041]为了在图像采集器4出现故障或其他意外情况时不影响对工件的加工，图像采集器4可以包括常用图像采集器和用于在常用图像采集器故障时采集待加工图案的图像信息的备用图像采集器。也就是，在正常工作状态下，常用图像采集器工作以获取待加工图案的图像信息，而当常用图像采集器出现故障或其他意外情况不能正常使用时，则备用图像采集器工作以获取待加工图案的图像信息，进而避免了由于图像采集器4故障引起的停工，有效保证了加工效率。
[0042]在上述各实施例的基础上，横梁I上设置有用于限制悬臂梁2移动轨迹的横梁导轨，悬臂梁2上设置有用于限制切割头3移动轨迹的悬臂梁导轨。也就是通过在横梁I上设置横梁导轨，悬臂梁2沿横梁导轨相对横梁I移动，在悬臂梁2上设置悬臂梁导轨，切割头3沿悬臂梁导轨相对于悬臂梁2移动。通过导轨的设置，便于悬臂梁2相对横梁I及切割头3相对悬臂梁2的移动。当然，根据需要也可以通过在横梁I上设置滑槽，悬臂梁2沿滑槽移动。切割头3沿悬臂梁2的移动也可以通过在悬臂梁2上设置滑槽以限制切割头3的移动路径。
[0043]进一步地，可以设置至少两个横梁导轨，且两个横梁导轨平行设置。也就是横梁I上设置有至少两个横向安装的横梁导轨，且横梁导轨安装时保证平行，悬臂梁2沿横梁导轨移动。不同的悬臂梁2可同时与各个横梁I导轨安装，通过控制器分别控制各悬臂梁2在横梁导轨上移动。具体的，也可以根据需要将各悬臂梁2分别安装于不同的横梁导轨上，然后通过控制器分别控制各个悬臂梁2在各自对应的横梁导轨上移动。通过设置多个横梁导轨，能够更好的对悬臂梁2进行支撑，保证其运行平稳。
[0044]具体的，悬臂梁2经齿轮齿条传动装置沿横梁导轨移动。一般的，悬臂梁2上设置有齿轮，在横梁导轨上设置有齿条，通过控制器的控制和齿轮齿条的啮合，悬臂梁2可在横梁导轨上移动。当然，也可以根据需要选择其他形式的传动装置，如同步带传动，只需使悬臂梁2在控制器的控制下能够沿横梁导轨移动即可，对具体的传动形式可以不作限定。
[0045]切割头3相对悬臂梁导轨的移动可通过同步带传动装置来带动。一般在悬臂梁2上设置同步带，例如可在悬臂梁2的两端设置主动同步轮座和从动同步轮座，在控制器的作用下，同步带带动切割头3沿悬臂梁导轨移动，完成前后方向的运动过程。具体的，也可通过齿轮齿条传动装置使切割头3沿悬臂梁2导轨移动，只要保证切割头3的顺利移动即可。但通过将悬臂梁2相对横梁I的运动采用齿轮齿条传动，而切割头3相对悬臂梁2的运动则采用同步带传动的方式，一方面齿轮齿条传动有效保证了精度，同时结合了同步带成本低的优点，进而降低了切割机整体成本。也就是说，将齿条传动和同步带传动相结合，使得切割机的切割速度快、切割效果良好，可以实现高速、高质量的运行同时结构简单、安装要求相对较低、后期维护便利、整机成本低。
[0046]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0047]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种激光切割机，其特征在于，包括: 运动系统，所述运动系统包括横梁和与所述横梁垂直且能够沿所述横梁移动的至少两个悬臂梁;每个所述悬臂梁上均设置有能够沿所述悬臂梁移动的至少一个切割头； 用于采集待加工图案的图像信息的图像采集器，所述图像采集器设置于所述切割头的工作平面上方； 用于根据所述图像采集器获取的图案信息控制所述切割头移动的控制器，所述图像采集器与所述控制器电性连接。2.根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，所述图像采集器为用于采集待加工图案的整幅面图像的摄像头或相机。3.根据权利要求2所述的激光切割机，其特征在于，所述图像采集器设置于所述切割头的工作平面的正上方。4.根据权利要求3所述的激光切割机，其特征在于，所述图像采集器与激光切割机的主机机架可拆卸的固定连接。5.根据权利要求1所述的激光切割机，其特征在于，所述图像采集器包括常用图像采集器和用于在所述常用图像采集器故障时采集待加工图案的图像信息的备用图像采集器。6.根据权利要求1-5任一项所述的激光切割机，其特征在于，所述横梁上设置有用于限制所述悬臂梁移动轨迹的横梁导轨，所述悬臂梁上设置有用于限制所述切割头移动轨迹的悬臂梁导轨。7.根据权利要求6所述的激光切割机，其特征在于，包括至少两个所述横梁导轨，且两个所述横梁导轨平行设置。8.根据权利要求6所述的激光切割机，其特征在于，所述悬臂梁经齿轮齿条传动装置沿所述横梁导轨移动。9.根据权利要求8所述的激光切割机，其特征在于，所述切割头经同步带传动装置沿所述悬臂梁导轨移动。
【文档编号】B23K26/38GK205414715SQ201620213053
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】李旭云, 郑其锋, 王军, 卓劲松
【申请人】广东大族粤铭激光集团股份有限公司