專利名稱：隨動式激光切割裝置及使用該裝置的激光切割機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光切割領域，具體來說是一種隨動式激光切割裝置及使 用該裝置的激光切割機。
背景技術：
目前，激光技術的應用越來越廣泛，激光切割是其最重要的應用領域之一。 這種先進的工業(yè)板材切割方法，可以顯著地提高切割的質量，其切口寬度窄， 精度高，切口表面光潔，切縫無需二次加工。但是，普通的激光切割，存在一
定的缺陷，這是因為在切割過程中，工件加工表面會有不平整現(xiàn)象，導致切 割頭的激光束不能準確地聚焦在工件加工表面上；也就是說，因切割頭噴嘴與 工件加工表面之間的間隙會變化，造成切割頭上聚焦鏡的焦點與工件加工表面 的相對位置發(fā)生變化；這使得切縫寬度產生波動，從而影響切割質量。為此， 需要實時地調整切割頭噴嘴與工件加工表面的間隙，使激光束準確地聚焦在工 件加工表面上。
為解決這個問題，需要設計一個伺服驅動系統(tǒng)，它以切割頭噴嘴與工件加 工表面的相對位置為控制對象，在切割頭噴嘴與工件加工表面的相對位置發(fā)生 變化時，控制器發(fā)出相應的控制指令，驅動電機轉動，經過傳動機構帶動切割 頭在激光器光軸(簡稱Z軸)上進行移動，從而調整切割頭噴嘴與工件加工表 面之間的間隙，使激光束準確地聚焦在工件加工表面上，保持切縫寬度均勻， 保證切割質量。這種伺服驅動系統(tǒng)的關鍵在于，能夠精確、穩(wěn)定、可靠地檢測 并輸出切割頭噴嘴與工件加工表面之間的相對位置信號。通常的解決方案是， 采取直接檢測方法，即通過傳感器直接檢測切割頭噴嘴與工件加工表面之間的 相對位置，通常具體采用如下兩種方式
一是在切割頭的下端部設置接觸式傳感器，可在工件加工表面上進行移 動，其檢測的對象就是切割頭噴嘴與工件加工表面之間的相對位置。但是，對 于結構復雜的工件而言，其加工表面上有可能存在一定的孔、槽；若接觸式傳
4感器的觸頭落入孔、槽之中，需要人工復位后才能進行后續(xù)動作。孑L、槽的存 在，也可能導致接觸式傳感器出錯，即無法正確檢測切割頭噴嘴與工件加工表
面之間的相對位置，此時，控制器就會輸出錯誤的控制指令；由此，切割頭不 能按預定要求移動，也就不能有效地調整切割頭噴嘴與工件加工表面之間的間 隙。在這種情況下，激光束不能準確地聚焦在工件加工表面上，使得切縫寬窄 不一，影響切割質量。
二是采用非接觸式傳感器的解決方案。請參見圖1,該圖為現(xiàn)有技術中一 典型的隨動式激光切割裝置結構圖，該方案為中國實用新型專利"數(shù)控激光切 割機切割頭隨動裝置"(專利號ZL 200620068660.4)所披露。如圖所示，該 裝置包括控制器、驅動電機，由驅動電機驅動激光切割頭1，在切割頭l的底 面上設置傳感器2，傳感器2連接控制器。其中，傳感器2為非接觸式傳感器， 具體是電容式距離傳感器。由于釆用非接觸式傳感器，可克服工件加工表面上 存在孔、槽時的影響，但又帶來新的問題，原因是非接觸式電容式隨動，只 能在金屬材料上使用，其適用范圍小，且成本較高；若采用非接觸式光電式隨 動，其檢測精度跟工件的材料反光率相關，切割過程中易受煙塵影響，導致檢 測信號不穩(wěn)定，使得無法按預定要求調整切割頭噴嘴與工件加工表面的間隙； 由此，切割頭上的聚焦鏡就會聚焦不準，最終導致切割縫隙寬窄不一，從而影 響切割質量。
由此可見，無論采用接觸式傳感器方案，還是非接觸式傳感器方案，現(xiàn)有 技術都不能理想地解決因加工表面不平而導致切割質量下降的問題。特別地， 在整板切割時，現(xiàn)有的激光切割機更難以滿足高質量切縫的要求。
針對這種情況，有必要設計一種新的激光切割機，具有隨動式激光切割裝 置，可高精度地調整切割頭噴嘴與工件加工表面之間的間隙，使切割頭的聚焦 距離保持穩(wěn)定，以提高切割質量。

實用新型內容
有鑒于此，本實用新型提供一種隨動式激光切割裝置，其不受工件材料限 制，可精確地調整切割頭噴嘴與工件加工表面之間的間隙，使切割頭聚焦距離 始終穩(wěn)定在預先設定的聚焦間隙上，保證切縫寬度均勻，提高切割質量。在此
5基礎上，本實用新型還提供一種使用該隨動式激光切割裝置的激光切割機。
針對以上問題，本實用新型提供的隨動式激光切割裝置，其技術方案是
包括，切割頭，用于匯聚激光束；傳感器，用于檢測并輸出切割頭噴嘴與工件 加工表面之間的相對位置信號；控制器，接收所述傳感器的檢測信號，計算并 輸出控制指令；驅動電機，其內部轉子根據(jù)控制指令的驅動電壓進行轉動；傳 動機構，用于將所述驅動電機輸出的旋轉運動變換為所述切割頭在Z軸方向上 的直線運動；還包括傳感器支座總成，固定在所述切割頭的側面，用于安裝所 述傳感器；接觸體總成，滑動連接所述傳感器支座總成，以便所述接觸體總成 在Z軸方向上作直線運動；所述接觸體總成的底面貼住工件的加工表面；所述 接觸體總成與工件的接觸點接近于所述切割頭中心軸在工件加工表面上的投 影；所述傳感器正對所述接觸體總成的檢測面安裝。
優(yōu)選地，所述接觸體總成，包括直線軸，可沿Z軸上下移動；纟笨腳，固定 在所述直線軸的下端；所述探腳的最低處貼住工件的加工表面，所述探腳與工 件的接觸點接近于所述切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；所述傳感器支 座總成，包括，固定座，用于安裝所述傳感器；直線軸承，固定于所述固定座 內，用于支撐所述直線軸；轉接板，用于連接所述固定座與所述切割頭。
優(yōu)選地，所述探腳為兩個；所述兩個探腳對稱設置于所述切割頭中心軸的 兩側。
優(yōu)選地，所述兩個〗笨腳的末端連在一起。
優(yōu)選地，所述直線軸為兩個，對稱設置于所述切割頭中心軸的兩側；還設 置第一連接板，用于連接所述兩個直線軸的上端部；以及第二連接板，用于連 接所述兩個直線軸的下端部。
優(yōu)選地，所述每個直線軸的下端設置一個所述的探腳；所述每個探腳通過 壓塊固定在所述第二連接板上。
優(yōu)選地，所述直線軸承為4個；所述每個直線軸配置兩個所述的直線軸承。
優(yōu)選地，所述兩個直線軸的中部設置第三連接板；所述第三連接板的檢測 面頂住所述傳感器的探頭。
優(yōu)選地，還設置調節(jié)機構，用以調節(jié)所述第二連接板、第三連接板之間的 間隙。
6優(yōu)選地，所述調節(jié)機構包括調節(jié)螺釘和鎖緊螺母，所述調節(jié)螺釘?shù)捻敹伺c 所述第三連接板連接。
優(yōu)選地，所述接觸體總成，包括直線軸，可沿Z軸上下移動；#笨腳，固定 在所述直線軸的下端；所述〗笨腳的最低處貼住工件的加工表面；所述纟笨腳與工 件加工表面的接觸點接近于所述切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；所述 探腳的檢測面上設置檢測體，所述傳感器正對所述檢測體安裝；所述傳感器支 座總成包括固定座，直接固定在所述切割頭上；所述固定座上設有導向孔，用 于安裝所述直線軸；所述固定座由彈性材料制成，所述導向孔與所述直線軸之 間為過盈配合。
本實用新型提供的激光切割機，使用上述任一項隨動式激光切割裝置；還 包括與所述隨動式激光切割裝置配套的激光器、工作臺、控制系統(tǒng)及^r測系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的隨動式激光切割裝置，增設傳感器支 座總成、接觸體總成后，傳感器可方便地檢測并輸出傳感器支座總成、接觸體 總成檢測面之間相對位置的變化量大小。通過間接檢測的方式，以傳感器支座 總成、接觸體總成檢測面之間相對位置的變化量為控制對象，使得切割頭按預 定要求運動，最終使得切割頭噴嘴、工件加工表面之間的間隙穩(wěn)定在設定的聚 焦間隙上，從而保持切縫的均勻，提高切割的質量。而且，因接觸體總成較大， 其在工件加工表面移動時，不會落入孔、槽之中，由此可消除孔、槽的不利影 響，避免出現(xiàn)傳感器無法復位的現(xiàn)象，也避免傳感器無法檢測切割頭噴嘴、工 件加工表面之間的相對位置變化量的情況；由于接觸體總成可由任意適于檢測 的材料制成，其不受工件材料的限制，其適用范圍面較廣；特別地，在使用光 電式傳感器時，因接觸體總成位于傳感器、工件加工表面之間，可起到阻擋煙 塵的作用，有利于減輕切割過程中的煙塵影響，保證傳感器的檢測精度。
本實用新型的激光切割機，可以精確地調整切割頭噴嘴、工件加工表面的 間隙，使切割頭的聚焦距離始終穩(wěn)定在預先設定的聚焦間隙上，保證切縫寬度 均勻，提高切割質量，其不受工件材料限制，適用范圍廣泛。


圖l是現(xiàn)有技術中 一典型的隨動式激光切割裝置結構7圖2是本實用新型隨動式激光切割裝置控制原理圖3是本實用新型隨動式激光切割裝置第 一實施例的結構圖，該圖中省略 了控制器、驅動電機、傳動機構；
圖4是圖3的左視圖，該圖中省略了探腳；
圖5是本實用新型隨動式激光切割裝置第二實施例的結構圖，該圖中也省 略了控制器、驅動電機、傳動機構。
具體實施方式
下面結合實施例與附圖具體說明。
請參見圖2，該圖2是本實用新型隨動式激光切割裝置控制原理圖。本實用 新型的隨動式激光切割裝置(以下簡稱切割裝置)，包括切割頭l,匯聚激光 束；傳感器2，檢測并輸出切割頭1噴嘴與工件8加工表面之間的相對位置信號； 控制器3，接收傳感器2的檢測信號，計算并輸出控制指令；驅動電機4，其內 部轉子根據(jù)控制指令的驅動電壓進行轉動；傳動機構5，將驅動電機4輸出的旋 轉運動變換為切割頭1在Z軸方向的直線運動。
按照上述方式，本實用新型的切割裝置組成一個完整的伺服驅動系統(tǒng)。該 伺服驅動系統(tǒng)中，以切割頭l噴嘴與工件8加工表面之間的相對位置變化量W為 控制對象進行閉環(huán)控制，由此，可以使切割頭l噴嘴、工件8加工表面之間的間 隙穩(wěn)定在預先設定的聚焦間隙上，從而保證切縫均勻，提高切割質量。
如圖2所示，為了精確地控制切割頭1在Z軸上的運動，傳感器2應實時地檢 測并輸出切割頭l噴嘴與工件8加工表面之間的相對位置信號，可采取直接檢測 的方式，也可采取間接檢測的方式。直接檢測，將傳感器2直接設置于切割頭1 下端部，用以檢測切割頭l噴嘴、工件8加工表面之間的相對位置，也就是現(xiàn)有 技術中的檢測方式；間接檢測，傳感器2檢測與切割頭1噴嘴、工件8相關部件 之間的相對位置，進而推算出切割頭l噴嘴、工件8加工表面之間的相對位置， 也就是本實用新型中所釆取的方式，以下詳細進行說明。
如圖2所示，本實用新型的切割裝置，還包括傳感器支座總成6，固定在切 割頭l的側面，用于安裝傳感器2;接觸體總成7，滑動連接傳感器支座總成6， 可在Z軸方向上作直線運動；所述傳感器2正對接觸體總成7的4企測面安裝；所
8述接觸體總成7的底面貼住工件8的加工表面，所述接觸體總成7與工件8的接觸 點接近于所述切割頭1中心軸在工件8加工表面上的投影；所述傳感器2正對接 觸體總成7的檢測面安裝。
按照該種方式，所述傳感器2可以間接地檢測出切割頭1噴嘴、工件8加工 表面之間的相對位置信號。具體是，當工件8的加工表面凹凸不平時，接觸體 總成7相對傳感器支座總成6產生Z軸方向的位移，并由傳感器2檢測出傳感器支 座總成6、接觸體總成7檢測面之間相對位置的變化量；因傳感器支座總成6固 定在切割頭l上，而接觸體總成7的底面貼住工件8的加工表面，可以推知，傳 感器支座總成6、接觸體總成7檢測面之間相對位置的變化量，等于切割頭l噴 嘴、工件8加工表面之間相對位置的變化量d;換而言之，檢測出傳感器支座 總成6、接觸體總成7檢測面之間相對位置的變化量，也就檢測出了切割頭l噴 嘴、工件8加工表面之間相對位置變化量W的大小。由此，通過以傳感器支座 總成6、接觸體總成7檢測面之間相對位置的變化量為控制對象進行自動控制， 就可以調整切割頭l噴嘴、工件8加工表面之間的間隙。
實際上，本實用新型中增設傳感器支座總成6、接觸體總成7后，可方便地 檢測并輸出傳感器支座總成6、接觸體總成7檢測面的之間相對位置的變化量大 小。如前所述，以傳感器支座總成6、接觸體總成7檢測面之間相對位置的變化 量為控制對象，或以切割頭l噴嘴、工件8加工表面之間相對位置變化量d為控 制對象，兩者所產生的控制效果相同。也就是說，采用間接檢測方式，同樣可 保證控制精度，使得切割頭l按預定要求運動，最終使得切割頭l噴嘴、工件8 加工表面之間的間隙穩(wěn)定在設定的聚焦間隙上，從而保持切縫的均勻，提高切 割的質量。
此外，相對于現(xiàn)有技術而言，因接觸體總成7較大，其在工件8加工表面 移動時，不會落入孔、槽之中，由此可消除孔、槽的不利影響，避免出現(xiàn)傳感 器2無法復位的現(xiàn)象，也避免傳感器無法檢測切割頭1噴嘴、工件8加工表面 之間的相對位置變化量d的情況。此外，接觸體總成7可由任意適于檢測的材 料制成，其不受工件8材料的限制，其適用范圍面較廣。特別地，在使用光電 式傳感器時，因接觸體總成7位于傳感器2、工件8加工表面之間，可起到阻 擋煙塵的作用，有利于減輕切割過程中的煙塵影響，保證傳感器2的檢測精度。
9以上對本實用新型結構、原理及工作特點進行了概述，以下對其進一步進 行描述。
所述的切割頭l、傳感器2、控制器3、驅動電機4、傳動機構5可選取現(xiàn)有 技術中合適的技術方案，其中
切割頭l,聚焦高功率、高密度的激光束，用以照射工件8加工表面。切 割過程中，激光束能量及活性氣體輔助附加的化學反應熱能被工件8吸收，由 此，引起工件8照射點的材料溫度急劇上升。到達沸點后，工件8照射點處材 料汽化，并形成孔洞。隨著激光束與工件8的相對移動，最終使工件8形成切 縫。目前，多采用C02激光切割頭，具有切口寬度窄(一般為0.1-0.5mm)， 精度高(孔中心距誤差0.1-0.4mm,輪廓尺寸誤差0.1-0.5mm),切口表面光 潔(Ra為12.5-25,),切縫無需再加工等特點。
傳感器2，為位置傳感器，其敏感特性與接近物體的相對距離相關。本實 用新型中可采用多種位置傳感器，如渦流式位置傳感器(也叫電感式位置傳感 器)、電容式位置傳感器、霍爾位置傳感器、光電式位置傳感器、或其它類型 的位置傳感器，以保證檢測精度為準。需注意的是，在使用上述傳感器時，一 般地，需在接觸體總成7的檢測面上配置相應的檢測體，在此不再贅述。優(yōu)選 地，傳感器2為電感式位置傳感器，其檢測精度高、性能穩(wěn)定、價格較低。
控制器3，接收傳感器2的檢測信號，通過與傳感器2的設定值比較(出廠 前已將其正常工作狀態(tài)時的輸出電壓設定為某固定值)，計算并輸出驅動電機4 的驅動電壓，使驅動電機4按照控制指令轉動。本實用新型中，可利用現(xiàn)有激 光切割機中的控制器，也可以單獨進行配置。優(yōu)選地，控制器3與傳感器2、控 制器3與驅動電機4之間，分別采用通訊串口傳輸信號。
驅動電機4，為切割頭l的動力源，其內部轉子根據(jù)控制指令的驅動電壓進 行轉動。優(yōu)選地，驅動電機4為伺服電機，具有服從控制信號要求而動作的功 能；其可控性好，有信號時，伺服電機立即轉動，信號一消失立即停止轉動； 其穩(wěn)定性高，轉速隨轉矩的增大而減小，即機械特性斜率相對較大且為負值； 其適用性強，反應快、靈敏，即慣性較小。
傳動機構5，將驅動電機4的轉動變換為切割頭1的直線運動。優(yōu)選地，傳 動機構5采用蝸輪蝸桿傳動機構，其具有自鎖功能，且無累計誤差，可提高控
10制精度。
所述傳感器支座總成6、接觸體總成7為本實用新型的關鍵部件，可以采取 多種結構形式，茲舉二例進行描述。
請參考圖3、圖4,其中，圖3是本實用新型隨動式激光切割裝置第一實施 例的結構圖，該圖中省略了控制器3、驅動電機4、傳動機構5;圖4是圖3的左 視圖，該圖中省略了探腳。本實用新型中，切割頭l、傳感器2、控制器3、驅 動電機4、傳動機構5可按現(xiàn)有技術中的方案進行配置，在此不再贅述。以下僅 對傳感器支座總成6、接觸體總成7進行說明。
傳感器支座總成6，包括固定座6-l，用于安裝傳感器2;直線軸岸、6-2， 用于支撐接觸體總成7的直線軸7-1;轉接板6-3，連接固定座6-1與切割頭1。 如圖3所示，固定座6-l通過轉接板6-3固定在切割頭1的側面；直線軸承6-2 固定于固定座6-l內。
接觸體總成7，包括直線軸7-l，可沿Z軸上下移動；探腳7-2,固定在直線 軸7-l的下端。#笨腳7-2的最低位置貼住工件8的加工表面，其接觸點接近切割 頭1中心軸在工件8上的投影，目的在于，使探腳7-2與工件8的接觸位置與待切 割位置保持一致，以確保檢測精度，提高切割質量。
本實施例還可進一步進行改進，簡述如下。
優(yōu)選地，接觸體總成7的下端設置兩個探腳7-2,對稱設置于切割頭l中心
軸的兩側。所述兩個〗笨腳7-2與工件8接觸點的連線的中點，就是待切割位置；
探腳7-2、固定座6-l之間相對位置的平均值，反映了待切割位置的真實情況，
可減小傳感器2的檢測誤差。進一步地，將所述兩個探腳7-2的末端連在一起， 以增加其支撐剛性。
優(yōu)選地，設置兩個直線軸7-l，其對稱設置于切割頭l中心軸的兩側。所述 直線軸承為4個，其中，為每個直線軸7-1配置兩個直線軸承6-2,以保持直線 軸7-l的平衡；設置第一連接板7-3連接兩個直線軸7-l的上端部；設置第二連接 板7-4，連接兩個直線軸7-l的下端部；由此，將兩個直線軸7-l連為一體，防止 直線軸7-l在上下運動時擺動。相應地，將每個探腳7-2通過壓塊7-5固定在第二 連接板7-4上，便于探腳7-2的安裝、維護。
優(yōu)選地，在兩個直線軸7-l的中部設置第三連接板7-7，其檢測面頂住傳感
ii器2的探頭，以便于傳感器2檢測接觸體總成7的位移量。當然，也可在第三連
接板7-7的檢測面上設置傳感器2的檢測體，此時傳感器2應對準該檢測體，以 保證傳感器2檢測精度；或者，去掉第三連接板7-7,而僅在其中一個直線軸7-l 的中部設置檢測體安裝座，其上設置傳感器2的檢測體；其中，檢測體的類型 可依傳感器2的類型選擇，在此不再贅述。
優(yōu)選地，設置調節(jié)機構7-6,用以調節(jié)第二連接板7-4、第三連接板7-7之間 的間隙，以便設定傳感器2的初始輸出信號大小。該調節(jié)機構7-6包括，調節(jié)螺 釘7-6-l和鎖緊螺母7-6-2，其中，調節(jié)螺釘7-6-l頂端與第三連接板7-7連接，可 使調節(jié)螺釘7-6-1自由旋轉且無軸向竄動。調整間隙時，每旋轉調節(jié)螺釘7-6-1 一周，第二連接板7-4、第三連接板7-7的間隙變化lmm左右，其中，順時針旋 轉變小，逆時針旋轉增大；調整結束后，用鎖緊螺母7-6-2鎖緊。
本實施例中，直線軸7-l、第一連接板7-3、第二連接板7-4、第三連接板 7-7組成運動體，可進行Z軸方向的運動；〗笨腳7-2,通過壓塊7-5固定于第二 連接板7-4上，使得探腳7-2，壓塊7-5也參與上述運動體的運動；傳感器2 固定在固定座6-l上，傳感器2的探頭頂在第三連接板7-7上，也使得傳感器 2的探頭也參與上述運動體的運動。具體過程是
當工件8加工表面向上凸起時，纟笨腳7-2向上運動，也使得前述運動體向 上運動。此時，第三連接板7-7帶動傳感器2的探頭向上運動，傳感器2輸出 相應的檢測信號；控制器3接收信號后，計算并輸出控制指令；驅動電機4 轉動，通過傳動積』構5，帶動切割頭1及傳感器支座總成6沿Z軸向上運動； 由此，增大切割頭噴嘴l-l、工件8加工表面之間的間隙。
反之，當工件8加工表面向下凹陷時，探腳7-2向下運動，也隨之使前述 運動體向下運動；此時，第三連接板7-7帶動傳感器2的探頭向下運動，傳感 器2輸出相應的檢測信號；控制器3接收信號后，計算并輸出控制指令；驅動 電機4轉動，通過傳動機構5，帶動切割頭1及傳感器支座總成6沿Z軸向下 運動。由此，減小切割頭噴嘴l-l、工件8加工表面之間的間隙。
由此可見，傳感器2間接地檢測出切割頭1噴嘴、工件8加工表面之間的 相對位置的變化量后，控制器3可相應地輸出控制指令，通過驅動電機4、傳 動機構5,最終使切割頭噴嘴1-1、工件8加工表面的間隙恢復到原始設定值
12上，從而實現(xiàn)同步跟隨。由此，可保持切割頭噴嘴l-l、工件8加工表面的間 隙穩(wěn)定，使激光束準確地聚焦在工件加工表面上，從而保持切縫的均勻，保證 切割的質量。
本實施例中，采用間接4企測方式，可以精確地調整切割頭噴嘴1-1、工件
8加工表面的間隙，保持切縫的均勻。特別地，本實施例還具有以下優(yōu)點不 受任何切割材料的限制；兩個探腳7-2與工件8的接觸點關于切割頭1中心軸 對稱，便于準確檢測切割頭噴嘴1-1處工件8加工表面的高度變化；采用雙直 線軸7-l導向，保證纟采腳7-2上下運動的穩(wěn)定、靈活、可靠。
上述第一實施例，可方便、準確、靈活地調整切割頭噴嘴1-1、工件8加 工表面的間隙，其結構設計緊湊、精巧、成本低，維護方便。此外，在一定情 況下，也可對該第一實施例進行簡化，簡述如下
請參考圖5,該圖是本實用新型隨動式激光切割裝置第二實施例的結構圖， 該圖中也省略了控制器、驅動電機、傳動機構等部件。該實施例中
傳感器支座總成6，僅包括固定座6-1,直"^妄固定在切割頭1的側面；其中 設有導向孔6-4,用于安裝直線軸7-l;其中，固定座6-l由彈性材料制成，導向 孔6-4與直線軸7-l之間為過盈配合，直線軸7-l在未受外力作用時可保持運動狀 態(tài)的穩(wěn)定。
接觸體總成7，包括直線軸7-l，可沿Z軸上下移動；探腳7-2,固定在直線 軸7-l的下端，其最低處貼住工件8的加工表面，其接觸點接近切割頭l中心軸 在工件8加工表面上的投影；同時，探腳7-2的檢測面上設置檢測體7-8,傳感 器2正對檢測體7-8安裝，便于保證檢測精度，提高切割質量。
使用上述隨動式激光切割裝置的激光切割機，還包括與所述隨動式激光切 割裝置配套的激光器、工作臺、控制系統(tǒng)及;f企測系統(tǒng)。由此，可以精確地調整 切割頭噴嘴l-l、工件8加工表面的間隙，使切割頭l的聚焦距離始終穩(wěn)定在預 先設定的聚焦間隙上，保證切縫寬度均勻，提高切割質量，其不受工件材料限 制，適用范圍廣泛。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施 方式不應視為對本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應當以權利要求所 限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型
13的精神和范圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實 用新型的保護范圍。
權利要求1、一種隨動式激光切割裝置，包括，切割頭，用于匯聚激光束；傳感器，用于檢測并輸出切割頭噴嘴與工件加工表面之間的相對位置信號；控制器，接收所述傳感器的檢測信號，計算并輸出控制指令；驅動電機，其內部轉子根據(jù)控制指令的驅動電壓進行轉動；傳動機構，用于將所述驅動電機輸出的旋轉運動變換為所述切割頭在Z軸方向上的直線運動，其特征在于還包括傳感器支座總成，固定在所述切割頭的側面，用于安裝所述傳感器；接觸體總成，滑動連接所述傳感器支座總成，以便所述接觸體總成在Z軸方向上作直線運動；所述接觸體總成的底面貼住工件的加工表面；所述接觸體總成與工件的接觸點接近于所述切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；所述傳感器正對所述接觸體總成的檢測面安裝。
2、 如權利要求l所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述接觸體 總成，包括直線軸，可沿Z軸上下移動；#笨腳，固定在所述直線軸的下端；所 述探腳的最低處貼住工件的加工表面，所述探腳與工件的接觸點接近于所述 切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；所述傳感器支座總成，包括，固定 座，用于安裝所述傳感器；直線軸承，固定于所述固定座內，用于安裝所述 直線軸；轉接板，用于連接所述固定座與所述切割頭。
3、 如權利要求2所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述探腳為 兩個；所述兩個探腳對稱設置于所述切割頭中心軸的兩側。
4、 如權利要求3所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述兩個4笨 腳的末端連在一起。
5、 如權利要求4所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述直線軸 為兩個，對稱設置于所述切割頭中心軸的兩側；還設置第一連接板，用于連 接所述兩個直線軸的上端部；以及第二連接板，用于連接所述兩個直線軸的 下端部。
6、 如權利要求5所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述每個直 線軸的下端設置一個所述的探腳；所述每個纟笨腳通過壓塊固定在所述第二連 接板上。
7、 如權利要求6所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述直線軸承為4個；所述每個直線軸配置兩個所述的直線軸承。
8、 如權利要求7所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述兩個直 線軸的中部設置第三連接板；所述第三連接板的檢測面頂住所述傳感器的探 頭。
9、 如權利要求8所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于還設置調節(jié) 機構，用于調節(jié)所述第二連接板、第三連接板之間的間隙。
10、 如權利要求9所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述調節(jié) 機構包括調節(jié)螺釘和鎖緊螺母，所述調節(jié)螺釘?shù)捻敹伺c所述第三連接板連接。
11、 如權利要求l所述的隨動式激光切割裝置，其特征在于所述接觸體 總成，包括直線軸，可沿Z軸上下移動；#笨腳，固定在所述直線軸的下端；所 述探腳的最低處貼住工件的加工表面；所述探腳與工件加工表面的接觸點接 近于所述切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；所述探腳的檢測面上設置 檢測體，所述傳感器正對所述檢測體安裝；所述傳感器支座總成包括固定座， 直接固定在所述切割頭上；所述固定座上設有導向孔，用于安裝所述直線軸； 所述固定座由彈性材料制成，所述導向孔與所述直線軸之間為過盈配合。
12、 一種激光切割機，其特征在于使用如權利要求l-ll任一項所述的隨 動式激光切割裝置；還包括與所述隨動式激光切割裝置配套的激光器、工作 臺、控制系統(tǒng)及^r測系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開一種隨動式激光切割裝置，包括，切割頭、傳感器、控制器、驅動電機、傳動機構，還包括傳感器支座總成，固定在切割頭的側面，用于安裝傳感器；接觸體總成，滑動連接傳感器支座總成，以便接觸體總成在Z軸方向上作直線運動；接觸體總成的底面貼住工件的加工表面；接觸體總成與工件的接觸點接近于切割頭中心軸在工件加工表面上的投影；傳感器正對接觸體總成的檢測面安裝。采用間接檢測方式，可調整切割頭噴嘴與工件加工表面的間隙；接觸體總成，可消除加工表面上孔、槽的影響；其可由任意適于檢測的材料制成，不受工件材料的限制；還可阻擋煙塵，保證光電式傳感器檢測精度。在此基礎上，本實用新型還公開一種使用該裝置的激光切割機。
文檔編號B23K26/08GK201271782SQ20082010897
公開日2009年7月15日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權日2008年7月1日
發(fā)明者劉慶林, 越 張 申請人:北京大恒激光設備有限公司