一种手动控制切割头防撞装置及其方法与流程

1.本技术涉及数控的技术领域，尤其是涉及一种手动控制切割头防撞装置及其方法。


背景技术：

2.数控激光切割机在切割过程中具有割速快、割缝小等特点，而且选配不同功率的光纤激光器（切割头）能对各种金属和材料进行切割打孔高速精密加工，配合跟随式动态调焦装置，在切割过程中，始终能够保持切割品质如一。
3.而切割头加工前都需要人工手动移动切割头进行对刀，但是手动控制切割头运动时，由于移动速度过快，操作人员稍微反应慢些就很容易导致切割头与管材表面发生碰撞，从而使得切割头受损，但是如果将移动速度降下来，虽然能在一定程度上降低切割头碰撞受损的风险，但是会导致对刀时间的延长，从而降低了工作效率，因此导致两者不可兼得。


技术实现要素：

4.为了能降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得，本技术提供了一种手动控制切割头防撞装置及其方法。
5.第一方面，本技术提供的一种手动控制切割头防撞装置，采用如下的技术方案：一种手动控制切割头防撞装置，所述机体上设置有控制切割头移动的控制机构，所述控制机构包括：感应器，所述感应器设置在切割头上且用于感应切割头与管材之间的距离；驱动组件，所述驱动组件设置在机体上且用于控制切割头移动并与感应器电连接，当所述感应器感应到切割头与管材之间的距离小于指定距离时，所述感应器控制驱动组件使得切割头移动减速。
6.通过采用上述技术方案，感应器感应切割头与管材之间的距离，当切割头与管材之间的距离小于指定数值时，感应器控制驱动组件使得切割头移动强制减速，因此在远离管材时，切割头能正常速度快速下移，而靠近管材时进行强制减速移动完成对刀，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
7.可选的，所述切割头与管材之间的距离为h，当h＞a时，所述切割头移动速度为正常速度阶段，当h≤a时，所述感应器控制切割头移动速度进行减速，b＜a，当h≤b时，所述感应器控制切割头移动速度继续进行减速。
8.通过采用上述技术方案，切割头先正常移动，当h≤a时，切割头移动速度进行预减速，而当h≤b时，切割头再次进行减速，从而实现对切割头的移动速度进行分段减速，使得切割头越靠近管材速度越慢，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
9.可选的，当所述切割头与管材碰撞时，所述感应器控制驱动组件带动切割头上移进行复位。
10.通过采用上述技术方案，当切割头与管材发生碰撞时，感应器控制驱动组件使得
切割头反向加速回移到原位，从而降低了发生碰撞后手动移动切割头方向出错而增大切割头损坏程度的风险，因此实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
11.可选的，所述切割头上设置有与感应器电连接且用于警示的报警灯，当h＝0时，所述感应器控制报警灯启动进行警示且控制驱动组件停止运行并进行锁定，所述机体上还设置有用于关闭报警灯和解除感应器对驱动组件锁定的复位组件。
12.通过采用上述技术方案，当h＝0时，感应器控制报警灯启动进行报警警示，以此来对对刀人员进行警示，同时感应器控制驱动组件停止运行进行锁定，因此降低了对刀人员未注意到警示灯而继续移动切割头的概率，切割头停止后，对刀人员观察切割头与管材之间的实际距离，然后对刀人员按压复位组件关闭报警灯和解锁对驱动组件的锁定，如果切割头与管材之间的实际距离为0时，即实现对刀工作，然后对刀人员按压复位键即能上抬切割头进行复位，如果切割头与管材之间的实际距离大于0时，对刀人员即能继续移动切割头进行对刀直至对刀完成，然后同样按压复位键将切割头进行复位，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
13.可选的，所述复位组件包括：复位按钮，所述复位按钮设置在机体上且用于关闭报警灯和解除感应器对驱动组件的锁定；保护罩，所述保护罩转动设置在机体上，所述复位按钮位于保护罩内进行保护；弹性柱，所述弹性柱设置在保护罩上，当所述保护罩打开或关闭时均卡接设置在机体上进行定位。
14.通过采用上述技术方案，需要关闭警示灯和解锁对驱动组件时，转动防护罩打开，而弹性柱卡接安装在机头上进行定位，然后按压复位按钮关闭报警灯和解锁对驱动组件的锁定，然后转动防护罩关闭，而弹性柱也卡接安装在机体上进行定位，降低了误触后对刀人员忘记观察切割头与管材之间实际情况的风险，在实现复位同时也进一步降低了切割头损坏的风险，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得；同时防护罩对复位按钮进行防护，因此降低了外界杂质对复位按钮造成损坏的概率。
15.可选的，所述机体上滑移设置有用于放置管材的工作台，所述机体上设置有驱动工作台移动的移动组件，a为所述切割头的安全距离且大于a，当h≤a时，所述感应器对移动组件进行锁定；所述机体上还设置有使得切割头上移至最高处进行复位的复位键。
16.通过采用上述技术方案，先手动控制移动组件启动带动管材移至切割头下方，然后驱动组件启动带动切割头下移，而当切割头下移至指定距离a时，感应器对移动组件进行锁定，使得切割头保持一定的安全距离，降低了切割头水平移动与工作台上的部件发生碰撞的概率，从而进一步降低了切割头损坏的风险。
17.可选的，所述感应器放置在保护盒内进行保护，而所述保护盒通过连接机构可拆卸安装在切割头上，所述连接机构包括：滑轨，所述滑轨设置在切割头上；连接块，所述连接块滑移设置在滑轨上且能从滑轨上取下，所述保护盒设置在连接块上；锁定组件，所述锁定组件设置在连接块上且用于对连接块进行定位；显示组件，所述显示组件设置在滑轨上且用于显示感应器的位置。
18.通过采用上述技术方案，感应器安装在保护盒内进行保护，从而提高了感应器感应时的精确性，因此进一步降低了切割头受损的风险；而将位于保护盒上的连接块滑移安装到滑轨上，然后通过锁定组件对连接块和感应器位置进行定位，而显示组件显示感应器位置，因此在管材直径发生变化时，从而能根据管材之间变化调节感应器位置，从而能准确测量出切割头与管材之间的距离，因此进一步降低了切割头受到碰撞而损坏的风险。
19.可选的，所述锁定组件包括：锁定齿轮，所述锁定齿轮通过转轴转动设置在连接块上；锁定齿条，所述锁定齿条滑移设置在连接块上且与锁定齿轮啮合并抵紧在滑轨上进行定位；锁定盘，所述锁定盘螺纹连接在转轴上且抵紧在连接块上用于对转轴进行定位。
20.通过采用上述技术方案，拧动锁定盘远离连接块，然后转动转轴带动锁定齿轮转动，锁定齿轮转动带动锁定齿条靠近或远离滑轨，从而能实现连接块位置进行锁定或解锁，转轴转动完成后，拧动锁定盘抵紧在连接块上对转轴和锁定齿条进行定位，以此来实现对感应器位置进行调节和锁定。
21.可选的，所述显示组件包括：刻度线，所述刻度线设置在滑轨上且用于显示感应器的高度；指针，所述指针设置在连接块上且指向刻度线。
22.通过采用上述技术方案，指针指向刻度线，以此来用于显示连接块和感应器的高度位置。
23.第二方面，本技术提供的一种手动控制切割头的防撞方法，采用如下的技术方案：一种手动控制切割头的防撞方法，包括以下步骤：a、管材移至切割头下方，所述移动组件启动带动工作台和管材移至切割头下方；b、移动切割头，所述驱动组件启动带动切割头下移，同时所述感应器感应距离h，当h≤a时，所述感应器对两个移动组件进行锁定，使得所述工作台不能水平移动，而所述切割头继续下移，当h≤a时，所述感应器控制切割头进行减速，而h≤b时，所述感应器控制切割头继续进行减速；以此循环使得所述切割头移动速度逐步降低，而当h=0时，所述感应器控制报警灯启动进行警示并控制切割头停止运行；c、完成对刀和回移切割头，对刀人员观察切割头与管材实际距离，按压复位按钮关闭报警灯和解锁对驱动组件的锁定，继续完成最后的对刀，最后按压复位键，使得所述切割头自动上移到原位。
24.通过采用上述技术方案，管材安装到工作台上，手动控制移动组件启动带动管材移至切割头下方，然后手动控制驱动组件启动带动切割头下移，当h≤a时，感应器控制工作台进行锁定不能移动，而当h≤a时，感应器控制切割头进行减速，h≤b时，感应器控制切割头再次进行减速，以此来实现切割头越靠近管材移动速度越慢，当h=0时，感应器控制报警灯进行警示并控制切割头停止运行；对刀人员观察切割头与管材实际距离，按压复位按钮关闭报警灯且解锁对驱动组件的解锁，然后继续完成最后的对刀，最后按压复位键，而切割头自动上移至原位，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
通过感应器感应切割头与管材之间的距离，当切割头与管材之间的距离小于指定数值时，感应器控制驱动组件使得切割头移动强制减速，因此在远离管材时，切割头能正常速度快速下移，而靠近管材时进行强制减速移动完成对刀，从而实现降低切割头损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
附图说明
26.图1是本技术的立体结构示意图；图2是本技术中连接机构的结构示意图，其中对保护盒侧壁进行了局部剖视；图3是本技术中锁定组件的结构示意图，；图4本技术中复位组件的结构示意图；图5是本技术中复位组件的局部爆炸图；图6是本技术中手动控制防撞方法的流程图。
27.附图标记：1、机体；11、保护盒；12、通孔；13、第一安装座；14、第二安装座；15、报警灯；16、复位键；17、安装板；18、第一安装槽；19、第二安装槽；2、控制机构；21、感应器；3、驱动组件；31、丝杠；32、伺服电机；33、移动组件；34、工作台；4、连接机构；41、滑轨；42、连接块；421、连接槽；422、转轴；43、锁定组件；44、锁定齿轮；45、锁定齿条；46、锁定盘；5、显示组件；51、刻度线；52、指针；6、复位组件；61、复位按钮；62、保护罩；63、弹性柱；7、切割头；8、工作面板；9、转动杆。
具体实施方式
28.以下结合附图对1-6对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种手动控制切割头防撞装置。
30.参照图1，手动控制切割头防撞装置包括机体1、设置机体1上且用于控制切割头7移动的控制机构2。
31.参照图1和图2，控制机构2包括感应器21，感应器21安装在切割头7侧壁上，且感应器21用于感应切割头7最低点与管材最高点之间在竖直方向上的距离，本技术中感应器21为调高器；切割头7侧壁上通过连接机构4可拆卸安装有保护盒11，而感应器21卡接块安装在保护盒11内，且保护盒11底壁上开设有供感应器21感应信号通过的通孔12。
32.参照图2和图3，连接机构4包括滑轨41、连接块42、锁定组件43和显示组件5，滑轨41固定安装在切割头7侧壁上且呈竖直状态，而连接块42固定安装在保护盒11侧壁上，且连接块42滑移安装在滑轨41上，同时连接块42和滑轨41竖直方向上的投影均呈t形。
33.参照图2和图3，连接块42靠近滑轨41一侧的侧壁上开设有连接槽421，而连接块42背离滑轨41一侧的侧壁上转动安装有水平的转轴422，且转轴422伸至连接槽421内；锁定组件43设置在连接块42上且用于对连接块42进行锁定，锁定组件43包括锁定齿轮44、锁定齿条45和锁定盘46，锁定齿轮44键连接在位于连接槽421内的转轴422上，而锁定齿条45水平滑移安装在连接槽421侧壁上且与锁定齿轮44啮合，而锁定齿条45竖向间隔设置有两个且位于锁定齿轮44上下两侧，同时两个锁定齿条45分别抵紧在滑轨41相对两侧壁上用于对连接块42和感应器21位置进行定位；锁定盘46螺纹连接在转轴422位于连接块42外的一端上，且锁定盘46抵紧在连接块42侧壁上进行定位。
34.参照图2和图3，显示组件5设置在滑轨41上且用显示感应器21的位置，显示组件5包括刻度线51和指针52，刻度线51固定安装在滑轨41侧壁上，且刻度线51竖向间隔排布并用于显示感应器21的高度位置；指针52固定安装在连接块42侧壁上，且指针52指向刻度线51；拧动锁定盘46远离连接块42，然后转动转轴422带动锁定齿条45远离滑轨41，然后即能移动连接块42带动感应器21移动，或者取下连接块42用于更换感应器21；连接块42移动完成后，拧动转轴422带动锁定齿条45抵紧在滑轨41上，然后拧动锁定盘46抵紧在连接块42上进行定位，而指针52和刻度线51用于显示感应器21的高度位置。
35.参照图1，控制机构2还包括驱动组件3，驱动组件3设置在机体1上且用于驱动切割头7移动，机体1侧壁上水平滑移安装有第一安装座13，而第一安装座13上表面上水平滑移安装有第二安装座14，且第二安装座14滑移方向与第一安装座13滑移方向平行，同时第二安装座14上表面上固定安装有用于放置管材的工作台34，而切割头7竖向滑移安装在机体1侧壁上，且切割头7位于工作台34上方，因此第一安装座13、第二安装座14和切割头7三者形成数控系统中的x轴、y轴和z轴；同时机体1和第一安装座13上均设置有移动组件33，而两个移动组件33分别用于驱动第一安装座13和第二安装座14移动。
36.参照图1和图2，机体1上固定安装有分别控制驱动组件3和两个移动组件33分别启停的控制板，感应器21与控制板电连接，以此来实现感应器21与驱动组件3和两个移动组件33电连接，而控制板能单独驱动组件3和两个移动组件33；而移动组件33和驱动组件3的结构相同，下面以位于驱动组件3为例进行讲解，驱动组件3包括丝杠31和伺服电机32，丝杠31竖向转动安装在机体1侧壁上且与切割头7螺纹连接；而伺服电机32固定安装在机体1侧壁上且与丝杠31连接。
37.参照图2，切割头7侧壁上且位于感应器21一侧固定安装有报警灯15，切割头7侧壁上固定安装有控制报警灯15开闭的控制盒，且感应器21与控制盒电连接；感应器21感应到切割头7最低点与管材最高点之间在竖直方向上的距离为h。
38.参照图1和图2，进行对刀时，先控制移动组件33带动管材移至切割头7下方，同时感应器21感应h值，此时h＞a，而a为切割头7的安全高度，此数值能根据实际情况进行设定和修改；然后驱动组件3驱动切割头7下移，此时切割头7处于正常速度阶段，当h≤a时，感应器21通过控制板对两个移动组件33进行锁定，从而降低了位于工作台34上的部件与切割头7发生碰撞的风险。
39.参照图1和图2，切割头7继续正常下移，而a＜a，当h≤a时，而感应器21通过控制板控制驱动组件3对切割头7下移速度进行降速，此时为预减速阶段；切割头7继续下移，而b＜a，当h≤b时，感应器21控制切割头7移动速度进一步强制降速，此时为减速阶段；a数值可以为20mm、30mm，而b数值可以为8mm、10mm；当切割头7继续下移使得h=0时，感应器21控制报警灯15进行报警，且感应器21通过控制板控制驱动组件3停止运行并进行锁定，然后对刀人员即能观察切割头7与管材之间的实际距离，根据实际情况判断后进行后续的操作。
40.参照图1、图2和图4，同时当切割头7与管材发生碰撞而产生震动，而感应器21感应振动，因此感应器21控制报警灯15启动进行报警，同时感应器21控制驱动组件3带动切割头7上移至最高点进行复位；同时机体1侧壁上固定安装有工作面板8，而工作面板8侧壁上固定安装有复位键16，复位键16与控制板电连接，按压复位键16，驱动组件3带动切割头7上移至最高处进行复位，以此来便于对刀完成后快速正确的将切割头7上移复位。
41.参照图4和图5，工作面板8上还设置有关闭报警灯15和解除对驱动组件3锁定的复位组件6，复位组件6包括复位按钮61、保护罩62和弹性柱63，复位按钮61固定安装在工作面板8侧壁上，且复位按钮61与控制板和控制盒电连接，按压复位按钮61后，关闭报警灯15和解除对驱动组件3的锁定；工作面板8侧壁上且位于复位按钮61两侧均固定安装有安装板17，两个安装板17相对一侧的侧壁水平转动安装有转动杆9，而两个安装板17相对一侧的侧壁上绕转动杆9轴线圆周阵列开设有第一安装槽18和第二安装槽19，且第一安装槽18位于第二安装槽19下方。
42.参照图4和图5，保护罩62顶端固定安装在转动杆9侧壁上，而弹性柱63固定安装在保护罩62侧壁上且具有弹性；当弹性柱63卡接安装在第一安装槽18上时，保护罩62抵触在工作面板8侧壁上，且复位按钮61位于保护罩62内，而向上转动保护罩62带动弹性柱63与第一安装槽18脱离而卡接安装在第二安装槽19上时，复位按钮61位于保护罩62外，因此即能按压复位按钮61用于关闭报警灯15和解除对驱动组件3的锁定。
43.本技术实施例的工作原理为：进行对刀时，先控制管材移至切割头7下方，同时感应器21感应h值，然后驱动组件3驱动切割头7下移，当h≤a时，对两个移动组件33进行锁定，从而降低了位于工作台34上的部件与切割头7发生碰撞的风险，切割头7继续正常下移，当h≤20mm时，控制切割头7进行降速；而当h≤10mm时，控制切割头7移动速度进一步强制降速；当h=0时，感应器21控制报警灯15进行报警，同时控制驱动组件3停止运行并进行锁定，对刀人员即能观察切割头7与管材的实际距离，然后打开保护罩62，按压复位按钮61关闭报警和解除对切割头7的锁定，然后根据实际情况继续完成对刀，对刀完成后，按压复位键16，使得切割头7自动上移至最高处进行复位，以此来实现降低切割头7损坏的风险和提高工作效率两者兼得。
44.本技术实施例公开一种手动控制切割头防撞方法。
45.参照图1、图2和图6，手动控制切割头防撞方法，包括以下步骤：a、管材移至切割头7下方，将管材固定安装到工作台34上，移动组件33启动带动管材移至切割头7下方；b、移动切割头7，驱动组件3启动带动切割头7下移，同时感应器21感应距离h，当h≤a时，感应器21对两个移动组件33进行锁定，使得工作台34不能水平移动，而切割头7继续下移，当h≤a时，感应器21控制切割头7进行减速，而h≤b时，感应器21控制切割头7继续进行减速；以此循环使得切割头7移动速度逐步降低，而当h=0时，感应器21控制报警灯15启动进行警示并控制切割头7停止运行；参照图1、图2和图4，c、完成对刀和回移切割头7，对刀人员观察切割头7与管材实际距离，按压复位按钮61关闭报警灯15和解锁对驱动组件3的锁定，继续完成最后的对刀，最后按压复位键16，使得所述切割头7自动上移到原位；或者切割头7与管件发生碰撞时，感应器21控制报警灯15进行报警，同时控制驱动组件3带动切割头7上移至原位进行复位。
46.本技术实施例的工作原理为：管材安装到工作台34上，手动控制移动组件33启动带动管材移至切割头7下方，然后手动控制驱动组件3启动带动切割头7下移，当h≤a时，工作台34进行锁定不能移动，而当h≤a时，切割头7进行减速，h≤b时，切割头7再次进行减速，以此来实现切割头7越靠近管材移动速度越慢，当h=0时，感应器21控制报警灯15进行警示并控制切割头7停止运行；对刀人
员观察切割头7与管材实际距离，按压复位按钮61关闭报警灯15且解锁对驱动组件3的解锁，然后继续完成最后的对刀，最后按压复位键16，而切割头7自动上移至原位，从而实现降低切割头7损坏的风险和提高工作效率两者兼得；当切割头7与管材发生碰撞时，感应器21控制报警灯15进行报警，同时控制驱动组件3启动带动切割头7上移至最高处进行复位。
47.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。