专利名称：具有自动跟踪功能的数控激光切割机高度传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有自动跟踪功能的数控激光切割机高度传感 装置。该装置作为数控激光切割机的配套装置，用以实现非金属材料的 激光切割加工。
背景技术：
激光加工技术是指采用高能激光束对材料或者零件表面进行切割、 焊接、标记、雕刻、表面处理、微细加工等的工艺工程。激光加工的系 统通常至少由四部分组成，即激光器、导光系统、激光加工头装置和加 工工作台。高度传感器作为激光加工头装置中不可或缺的重要组成部分， 其设计和制造的好坏对保证获得良好的加工质量有非常重要的关系。在 非金属材料加工过程中，由于加工材料表面的不平整，容易引起激光束 聚焦点偏离加工材料合适的加工位置，从而导致激光加工不能顺利进行， 为此须设计一套具有自动跟踪功能的高度传感器装置，使激光加工头装 置和材料上表面维持恒定的距离，从而保证加工的顺利进行。
现有高度传感器一般是采用电感式结构，须自制一套电磁感应装置， 增加了制造成本，其生产效率和加工精度一般，而且在使用电感式高度 传感器时，操作者需提前修改控制系统的参数与之匹配，从而降低了生 产效率，增加了操作的复杂程度。
发明内容
为了提高国际化竞争力，结合国内外多家生产数控激光切割机技术， 以及实际工业生产所需，本实用新型全新设计一种具有自动跟踪功能的 数控激光切割机高度传感装置，适应在加工非金属材料时，自动检测激 光切割头与工件的相对位置，并自动跟踪工件，从而由程序控制电机带 动激光切割头装置上下移动，使激光束聚焦点始终落在合适的加工位置， 保证加工的顺利进行。
本实用新型的技术方案本实用新型釆用电容式传感方式，包括传 感器l、可调安装架，其特征在于传感器l是电容式传感器，传感器l 的下端呈球面l.l，球面1. 1的中心有与激光切割头对应的孔1. 2，球 面1. 1的周围是安装平面1. 3;传感器1通过安装平面1. 3上的孔1. 4 与传感器支撑架9固定，传感器支撑架9与可调安装架连接。
所述的数控激光切割机高度传感装置，其可调安装架包括与切割头连接的卡环2和锁紧螺钉3;高度调整螺杆4的上端螺纹与卡环2的拐头2. 1上的竖直螺孔连接，调整螺杆4的下端有旋钮5，旋钮5下端与 连接体8通过销轴活动连接，连接体8与传感器支撑架9通过销轴活动 连接。
所述的数控激光切割机高度传感装置，两根连接杆7对称布置在调 整螺钉4的两侧，其上端插入卡环2的两个圆柱孔内可上下移动，下端 与连接体8固定连接。
所述的数控激光切割机高度传感装置，旋钮5的下端与托架6通过 销轴活动连接，托架6安装在连接体8上方的连接杆7上。
本实用新型的优点-
该装置采用电容式传感方式，自动检测切割头头与工件的相对位置， 并自动跟踪工件，可方便的通过程序控制电机带动激光切割头和本实用 新型装置一起跟随待加工工件，根据离焦量的变化而移动。与目前常用 的电感式高度传感器相比，其结构简单轻巧、制造成本低，使用更可靠、 控制操作简单，无须修改控制系统参数，且加工精度更高、易于装配调 试操作，它己用于实际工业生产中，使用效果非常好并取得了良好的经
图i是本实用新型装置的安装位置示意图。
图2是本实用新型装置的整体结构图。
图3是图2的左视图。
图4另一种实施例。
图5是本实用新型装置传感头结构示意图。
图6是图5的A向视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型装置进一步说明
该装置作为数控激光切割机的配套装置，用以实现非金属材料的激 光切割加工，采用电容式传感方式，自动检测切割头头与工件的相对位 置，并自动跟踪工件，可方便的通过程序控制电机带动激光切割头和本 实用新型装置一起跟随待加工工件，根据离焦量的变化而移动。
如图1:该装置由顶端的由一个剖开的卡环2和锁紧螺钉3固定在 激光切割头16上，使整个高度传感器随着激光切割头16 —起运动。本 高度传感器底端的传感器1与激光切割头16下端的喷嘴15形成具有一 定距离的空腔，两根连接杆7下部的传感头1底部始终与工件表面接触， 当安装在激光切割头16上电缆14通电后，即可感应到喷嘴15和传感头 1的间距，切割工件时，由于工件表面凸凹不平，此间距也会随之不断变化从而导致电容的大小也随之改变，此时控制系统即会根据电容的变 化，通过程序控制电机带动激光切割头和本实用新型装置一起跟随待加 工工件，根据离焦量的变化而移动，从而确保激光聚焦点落在合适的加 工位置，保证加工的顺利进行。
图2、图3:本实用新型由传感头1及其安装架组成。安装架包括与
切割头连接的卡环2和锁紧螺钉3;高度调整螺杆4的上端螺纹与卡环2 的拐头2. 1上的螺孔连接，调整螺杆4的下端有旋钮5下端与连接体8 轴联，两根连接杆7对称布置在调整螺杆4的两侧，其上端插入卡环2 的两个圆柱孔内可上下移动，下端与连接体8固定连接；连接体8与传 感器支撑架9通过销轴10活动连接。传感器支撑架9与传感头1 一起可 以绕着圆柱销10灵活转动。旋转旋钮5，调整螺杆4即可带动连接杆7 下端所有零件一起上下移动，从而调节传感头1和激光切割头下端喷嘴 15的距离，满足加工不同厚度工件的所需的合适高度。
图4另一种实施例与图2、图3不同的是调整螺杆4的下端有旋 钮5，旋钮5下端与连接体8通过销轴活动连接，连接体8与传感器支 撑架9通过销轴10活动连接。
图5、图6是本实用新型装置传感头结构示意图传感器1的下端 呈球面l.l，球面1. 1的中心有与激光切割头对应的孔1. 2，球面l. 1 的周围是安装平面l. 3;安装平面l. 3上有孔1. 4，以便与传感器支 撑架9固定。其传感头下端设计成球面，使之与工件表面点接触，便于 整个装置灵活移动。
权利要求1.一种具有自动跟踪功能的数控激光切割机高度传感装置，包括传感器(1)、可调安装架，其特征在于传感器(1)是电容式传感器，传感器(1)的下端呈球面(1.1)，球面(1.1)的中心有与激光切割头对应的孔(1.2)，球面(1.1)的周围是安装平面(1.3)；传感器(1)通过安装平面(1.3)上的孔(1.4)与传感器支撑架(9)固定，传感器支撑架(9)与可调安装架连接。
2. 根据权利要求1所述的数控激光切割机高度传感装置，其特征在于可调安装架包括与切割头连接的卡环(2)和锁紧螺钉(3);高度调整螺杆(4)的上端螺纹与卡环(2)的拐头(2.1)上的竖直螺孔连接， 调整螺杆(4)的下端有旋钮(5)，旋钮(5)下端与连接体(8)通过销 轴活动连接，连接体(8)与传感器支撑架(9)通过销轴(10)活动连 接。
3. 根据权利要求2所述的数控激光切割机高度传感装置，其特征在 于可调安装架还有两根连接杆(7)对称布置在调整螺钉(4)的两侧， 其上端插入卡环(2)的两个圆柱孔内可上下移动，下端与连接体(8) 固定连接。
4. 根据权利要求2所述的数控激光切割机高度传感装置，其特征在 于旋钮(5)的下端与托架(6)通过销轴活动连接，托架(6)安装在 连接体(8)上方的连接杆(7)上。
专利摘要本实用新型提供一种具有自动跟踪功能的数控激光切割机高度传感装置，传感器(1)的下端呈球面(1.1)，球面(1.1)的中心有与激光切割头对应的孔(1.2)，球面(1.1)的周围是安装平面(1.3)；传感器(1)通过安装平面(1.3)上的孔(1.4)与传感器支撑架(9)固定，传感器支撑架(9)与可调安装架连接。可调安装架包括与切割头连接的卡环(2)和锁紧螺钉(3)；调整螺杆(4)的上端与卡环(2)的拐头(2.1)螺纹连接，调整螺杆(4)的下端有旋钮(5)，旋钮(5)下端与连接体(8)通过销轴活动连接，两根连接杆(7)对称布置在调整螺钉(4)的两侧，其上端插入卡环(2)的两个圆柱孔内可上下移动，下端与连接体(8)固定连接。连接体(8)与传感器支撑架(9)通过销轴(10)活动连接。
文档编号B23K26/00GK201073720SQ200720085670
公开日2008年6月18日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者莉 万, 莅 牛, 伟 高, 高昌波 申请人:武汉法利莱切割系统工程有限责任公司