[发明专利]一种数控激光切割机外部起笔的切割头随动方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及用激光束加工，例如焊接，切割，打孔，涉及激光束的自动对正，瞄准或聚焦，尤其涉及一种数控激光切割机外部起笔的切割头随动方法。

【背景技术】

数控激光切割机利用高效能激光聚焦，在焦点处产生高能量密度激光，被一材料吸收后发生快速升温、溶解、汽化等物理过程，最终切断物体。因其高效、高品质、高精度和免刀具等特点，在中薄板切割中得到广泛应用。

激光切割要满足各行各业、各种图形的外型切割，根据工件要求采用CAD制图，排版后进入数控切割控制系统进行切割。数控系统要完成X、Y二维平台的轨迹控制；Z轴切割头的焦点高度控制；激光的出光方式、波形、能量的控制；穿孔方法、切割头高度控制；辅助气体的控制等等控制。一般情况下，工件在工作台上固定不动，激光切割头由准直镜，聚焦镜，保护镜组成的光路系统，冷却系统，喷嘴和外部机械结构组成，在切割头下端装有高度电容传感器。激光切割头按轨迹和工件状态进行控制工作。由于工件的不同，有完整的、有边角料利用的、有平整的、有凹凸不平的、板材有厚薄的，数控系统要根据工艺要求调节切割头的高度来满足不同状态的需求。切割时，切割头要控制自动下降到板材表面的一固定高度，平移时切割头抬起。切割头到板材表面的高度由上位机设定，高度检测通过安装在切割头下端的喷嘴与待切割板材之间的微小电容量来检测，电容值一般在30P～100P之间。当高度传感器检测到的高度与设定的高度一致时，切割头停止下降，进入切割程序。如果切割头下方没有板材，如在板材外部起笔，或有已切割过留下的孔等，切割头会自动一直向下探测板材，直到撞到Z轴下限位后停止并报警，无法进入切割程序。

【发明内容】

针对激光切割的需要和现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数控激光切割机外部起笔的切割头随动方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种数控激光切割机外部起笔的切割头随动方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步，切割头自动沿Z轴下降到固定高度，该高度由上位机设定；

第二步，将高度信号值实时反馈到数控系统上位机；

第三步，平移切割头并探测工件高度信号反馈值，实时不断采集记录高度反馈数值；

第四步，当检测到一个高度反馈值突变信号，经滤波得到板材边缘位位置值：

第五步，系统自动回退一个设定值；

第六步，切割头转入自动跟随状态；

第七步，进入切割程序。

传统方法，如果切割头下方没有板材，如在板材外部起笔，或有已切割过留下的孔等，切割头自动将一直向下探测板材，直到撞到Z轴下限位后停止并报警，无法进入正常切割程序。

本方法采用高度传感数控全闭环方法，把高度传感器反馈的高度信号实时反馈给数控系统上位机，数控系统在进入外部寻边切割时，将切割头下降到一固定高度，该高度根据设备的机械设计结构不同而不同，探测到一高度反馈值，然后平移切割头，实时不断采集记录高度传感器反馈数值。当检测到一个反馈值突变信号后，经软件滤波等防干扰措施后，得到板材的边缘位值，然后系统自动回退一个设定值，然后切割头转入自动跟随状态并进入切割程序，该方法可以满足从外部起笔切割、边角废料的再利用切割等，有效地提高了材料的利用率。

本方法创新点是：

1、高度信号与数控系统全闭环反馈。传统方法为高度随动系统自行半闭环反馈，高度型号数值不进入数控系统。

2、切割前预停在一固定高度，然后平移。传统方法是直接寻板，寻不到板就报警，无法正常切割。

3、根据高度数值突变原理判断边缘。

4、寻到边缘后回退一个设定值，后转入自动跟随状态切割。

本发明的有益效果是：能使数控激光切割机从外部起笔，提高加工精度，且方法简单易于执行。