多維激光加工數控系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種多維激光加工數控系統，包括機箱、激光焊接器、PC機、人機交互模塊、轉盤、步進電機、平面磁阻電機、直線開關磁阻電機和控制驅動模塊；在機箱上設置有第一支撐臂和第二支撐臂，激光焊接器裝設在第一支撐臂上，并與控制驅動模塊連接；人機交互模塊裝設在第二支撐臂上，直線開關磁阻電機的定子基座裝設在機箱的側壁上，平面磁阻電機的固定基座安裝在直線開關磁阻電機的動子平臺上，且平面磁阻電機的固定基座與直線開關磁阻電機的定子基座垂直；轉盤安裝在平面磁阻電機的移動平臺上，且位于激光焊接器的下方。本實用新型專利技術采用XY方向的平面磁阻電機和Z軸方向的直線開關磁阻電機，其傳動量少，結構優化，制造和加工相對方便。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及激光焊接數控加工
，特別涉及一種多維激光加工數控系統。
技術介紹
現有的激光加工數控系統一般采用的二軸聯動的激光加工裝備，這種設備只能在二維平面內完成焊接加工，無法完成工作表面處理等需要旋轉加工的場合，也無法完成需要三軸聯動的復雜曲面三維激光焊接加工。而且在現有的激光加工數控系統中，采用普通的電機(如伺服電機)平臺驅動，其傳動量大、結構復雜，在工作時需要絲桿把旋轉運動轉化為直線運動，而且加工尺寸和形狀不能適應不同工業場合進行靈活改變，其通用性程度低。并且上述的數控加工系統缺乏輔助設計功能，操作復雜，對操作人員素質的要求高。有鑒于此，本技術提供一種多維激光加工數控系統。
技術實現思路
鑒于上述現有技術的不足之處，本技術的目的在于提供一種多維激光加工數控系統，能進行三維激光精密加工，在加工過程中還能旋轉轉盤實現對工件的表面加工處理。為了達到上述目的，本技術采取了以下技術方案一種多維激光加工數控系統，其包括機箱、激光焊接器、PC機、人機交互模塊、轉盤、用于控制轉盤轉動的步進電機、用于控制轉盤在XY平面上移動的平面磁阻電機、用于控制轉盤沿Z軸方向移動的直線開關磁阻電機和用于對整機的工件進行控制的控制驅動模塊；所述PC機和控制驅動模塊裝設在所述機箱中，在所述機箱上設置有第一支撐臂和第二支撐臂，所述激光焊接器裝設在所述第一支撐臂上，并與控制驅動模塊連接；所述人機交互模塊裝設在所述第二支撐臂上，并與PC機連接；所述直線開關磁阻電機的定子基座裝設在機箱的側壁上，所述平面磁阻電機的固定基座安裝在所述直線開關磁阻電機的動子平臺上，且所述平面磁阻電機的固定基座與直線開關磁阻電機的定子基座垂直；所述轉盤安裝在所述平面磁阻電機的移動平臺上，且位于激光焊接器的下方；所述直線開關磁阻電機、平面磁阻電機和步進電機與控制驅動模塊連接。所述的多維激光加工數控系統中，在第一支撐臂上設置有用于采集工件加工過程的視頻圖像的機器視覺模塊，所述機器視覺模塊與PC機連接。所述的多維激光加工數控系統中，所述控制驅動模塊包括運動控制卡、驅動器模塊和用于對工件加工過程進行開始、暫停及急停控制的腳踏開關，所述運動控制卡與PC機連接，所述驅動器模塊和腳踏開關與運動控制卡連接。所述的多維激光加工數控系統中，所述驅動器模塊包括用于驅動平面磁阻電機的第一驅動器，用于驅動直線開關磁阻電機的第二驅動器，用于驅動步進電機的第三驅動器；所述運動控制卡通過第一驅動器連接驅動平面磁阻電機，所述運動控制卡通過第二驅動器連接直線開關磁阻電機，所述運動控制卡通過第三驅動器連接步進電機。所述的多維激光加工數控系統中，所述直線開關磁阻電機包括定子基座、動子平臺、直線導軌和光柵尺，所述直線導軌裝設在定子基座上，所述動子平臺裝設在直線導軌上，所述光柵尺裝設在所述定子基座上，且位于動子平臺的一側。所述的多維激光加工數控系統中，所述平面磁阻電機包括固定基座、移動平臺、X直線導軌、Y直線導軌、X傳感器、Y傳感器和定子矩陣，所述移動平臺包括X軸移動平臺和Y軸移動平臺；所述Y直線導軌裝設在固定基座上，所述X直線導軌設置在Y軸移動平臺上，所述Y軸移動平臺裝設在Y直線導軌上，所述X軸移動平臺套設在X直線導軌上，所述Y傳感器裝設在固定基座上，且位于Y直線導軌的一側，X傳感器位于X直線導軌的一側，定子矩陣設置在固定基座上，且位于X軸移動平臺的下方。·所述的多維激光加工數控系統中，所述定子矩陣由多個相同的矩陣元素單元拼接。所述的多維激光加工數控系統中，所述機器視覺模塊包括視頻采集卡和攝像機，所述攝像機通過視頻采集卡連接PC機。所述的多維激光加工數控系統中，所述轉盤上設置有用于固定工件的夾具。所述的多維激光加工數控系統中，在所述機箱上設置有電源開關，所述電源開關與PC機連接。相較于現有技術，本技術提供的多維激光加工數控系統，包括機箱、激光焊接器、PC機、人機交互模塊、轉盤、步進電機、平面磁阻電機、直線開關磁阻電機和控制驅動模塊，通過平面磁阻電機控制轉盤在XY平面上移動，并結合直線開關磁阻電機控制轉盤沿Z軸方向移動實現三維精密加工，可使工件在三維空間內按加工要求實現直線和曲線移動，在加工過程中，還可通過進步電機控制轉盤轉動，完成工件表面的加工處理。本技術提供的多維激光加工數控系統采用XY方向的平面磁阻電機和Z軸方向的直線開關磁阻電機，其傳動量少，結構優化，制造和加工相對方便，使所支撐的運動平臺成本極大減小，而且控制精度高、成本低，同時結合視覺伺服技術，大大降低了操作人員的操作難度。并且，本技術提供的多維激光加工數控系統中的平面磁阻電機采用拼接結構，電機的尺寸和形狀可根據不同加工場合靈活改變，采用此磁阻電機具有多維、高精度、超低成本等優點。附圖說明圖I為本技術多維激光加工數控系統的結構示意圖。圖2為本技術多維激光加工數控系統的控制結構框圖。圖3為本技術多維激光加工數控系統中直線開關磁阻電機的結構示意圖。圖4為本技術多維激光加工數控系統中平面磁阻電機的結構示意圖。圖5為本技術多維激光加工數控系統中平面磁阻電機的定子矩陣拼接示意圖。具體實施方式本技術提供一種多維激光加工數控系統，為使本技術的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。請參閱圖I和圖2，本技術提供的多維激光加工數控系統包括機箱10、激光焊接器20、PC機30、人機交互模塊40、轉盤50、步進電機60、平面磁阻電機80、直線開關磁阻電機70和控制驅動模塊90。其中，所述PC機30和控制驅動模塊90裝設在所述機箱10中，在所述機箱10上設置有第一支撐臂101和第二支撐臂102，所述激光焊接器20裝設在所述第一支撐臂101上，并與控制驅動模塊90連接，用于對工件進行激光焊接加工。其中，所述激光焊接器20包括激光發射器201和保護氣體開關202，所述激光發射器201和保護氣體開關202均與運 動控制卡901連接。所述人機交互模塊40裝設在所述第二支撐臂102上，并與PC機30連接，用于供操作人員輸入操作參數。人機交互模塊40可采用鍵盤或觸摸屏輸入方式，供操作人員抽取相應的工件參數。所述轉盤50安裝在所述平面磁阻電機80的移動平臺802 (如圖4所示)上，且位于激光焊接器20的下方，通過步進電機60控制轉盤50轉動。所述平面磁阻電機80的固定基座801 (如圖4所示)安裝在所述直線開關磁阻電機70的動子平臺702 (如圖3所示)上，且所述平面磁阻電機80的固定基座801與直線開關磁阻電機70的定子基座701 (如圖3所示)垂直，所述平面磁阻電機80用于控制轉盤50在XY平面上移動，即在加工過程中控制工件按加工要求沿X軸方向和Y軸方向移動。所述直線開關磁阻電機70的定子基座701裝設在機箱10的側壁上，用于控制轉盤50沿Z軸方向移動，即通過平面磁阻電機80和直線開關磁阻電機70控制轉盤沿X軸、Y軸和Z軸方向移動，實現三維精密加工。步進電機60控制轉盤旋轉,用于完成工件外形加工的場合。所述直線開關磁阻電機70、平面磁阻電機80和步進電機60與控制驅動模塊90連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多維激光加工數控系統，其特征在于，包括機箱、激光焊接器、PC機、人機交互模塊、轉盤、用于控制轉盤轉動的步進電機、用于控制轉盤在XY平面上移動的平面磁阻電機、用于控制轉盤沿Z軸方向移動的直線開關磁阻電機和用于對整機的工件進行控制的控制驅動模塊；所述PC機和控制驅動模塊裝設在所述機箱中，在所述機箱上設置有第一支撐臂和第二支撐臂，所述激光焊接器裝設在所述第一支撐臂上，并與控制驅動模塊連接；所述人機交互模塊裝設在所述第二支撐臂上，并與PC機連接；所述直線開關磁阻電機的定子基座裝設在機箱的側壁上，所述平面磁阻電機的固定基座安裝在所述直線開關磁阻電機的動子平臺上，且所述平面磁阻電機的固定基座與直線開關磁阻電機的定子基座垂直；所述轉盤安裝在所述平面磁阻電機的移動平臺上，且位于激光焊接器的下方；所述直線開關磁阻電機、平面磁阻電機和步進電機與控制驅動模塊連接。

【技術特征摘要】
1.ー種多維激光加工數控系統，其特征在于，包括機箱、激光焊接器、PC機、人機交互模塊、轉盤、用于控制轉盤轉動的步進電機、用于控制轉盤在XY平面上移動的平面磁阻電機、用于控制轉盤沿Z軸方向移動的直線開關磁阻電機和用于對整機的エ件進行控制的控制驅動模塊；所述PC機和控制驅動模塊裝設在所述機箱中，在所述機箱上設置有第一支撐臂和第ニ支撐臂，所述激光焊接器裝設在所述第一支撐臂上，并與控制驅動模塊連接；所述人機交互模塊裝設在所述第二支撐臂上，并與PC機連接；所述直線開關磁阻電機的定子基座裝設在機箱的側壁上，所述平面磁阻電機的固定基座安裝在所述直線開關磁阻電機的動子平臺上，且所述平面磁阻電機的固定基座與直線開關磁阻電機的定子基座垂直；所述轉盤安裝在所述平面磁阻電機的移動平臺上，且位于激光焊接器的下方；所述直線開關磁阻電機、平面磁阻電機和步進電機與控制驅動模塊連接。2.根據權利要求I所述的多維激光加工數控系統，其特征在于，在第一支撐臂上設置有用于采集エ件加工過程的視頻圖像的機器視覺模塊，所述機器視覺模塊與PC機連接。3.根據權利要求I所述的多維激光加工數控系統，其特征在于，所述控制驅動模塊包括運動控制卡、驅動器模塊和用于對エ件加工過程進行開始、暫停及急停控制的腳踏開關，所述運動控制卡與PC機連接，所述驅動器模塊和腳踏開關與運動控制卡連接。4.根據權利要求3所述的多維激光加工數控系統，其特征在于，所述驅動器模塊包括用于驅動平面磁阻電機的第一驅動器，用于驅動直線開關磁阻電機的第二驅動器，用于驅動步進電機的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹廣忠，秦斌，潘劍飛，羅曉明，鞠萬金，
申請(專利權)人：深圳大學，深圳市京泉華電子有限公司，
類型：實用新型
國別省市：