具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接的製造方法
2023-05-01 01:24:06 1
具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，該具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機包括主機、脈衝雷射發生裝置、工作檯、運動控制系統等，所述的運動控制系統包括控制器和軸向運動裝置，所述的軸向運動裝置包括上方設有工作檯的X軸、Y軸運動裝置，垂直於工作檯設置的Z軸運動裝置，還包括U軸運動裝置，該U軸運動裝置包括有U軸底座和與該U軸底座相互旋轉連接的U軸，本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，增加U軸構成四軸運動系統，因此加工速度和靈活性更好。採用基於SMC6480晶片的嵌入式處理器可加快運算的速度，具有精密度更高，速度快，噪音小的優點，在價格增加不多的同時，使產品性價比更加突出。
【專利說明】具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機
【技術領域】
[0001]本領域涉及一種模具雷射焊接機，尤其涉及一種具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機。
【背景技術】
[0002]對於各種雷射焊接機來說，為了能夠加工各種不同的產品，需要在加工的過程中不停地調整被加工件的位置，以使雷射焊接機的雷射焊頭可以緊貼需要焊接的接縫運動，目前的雷射焊接機通常設置有在水平面內運動的X、Y軸工作檯，以及用於固定雷射焊接頭的垂直於X、Y軸平面的Z軸，在焊接過程中通過X、Y、Z軸共同運動來實現對三維軌跡焊縫的焊接。在實際的焊接應用中，由於X、Y軸工作檯和Z軸焊接頭運動所合成的軌跡仍有一定的誤差，進一步提升焊接的軌跡的精確度，對目前的三軸系統來說有一定的困難，另外，目前常用的焊接機所使用的系統中，所採用的都是軟體模擬對信號進行處理，軟體處理的速度通常比較慢，因此難以滿足較高精度的焊接要求，對於較為複雜的工藝要求，現有的焊接機難以滿足使用要求，需要進一步的改進來提高焊接的性能和效果。
實用新型內容
[0003]本實用新型是為了克服現有技術的缺點，提出了一種具有使用硬體具有更高運算的速度的以及四軸的可以提高焊接軌跡準確性的雷射焊接機。
[0004]本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機採用如下技術方案:本實用新型的一種具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，包括主機、脈衝雷射發生裝置、工作檯、運動控制系統等，所述的運動控制系統包括控制器和軸向運動裝置，所述的軸向運動裝置包括上方設有工作檯的X軸、Y軸運動裝置，垂直於工作檯設置的Z軸運動裝置，還包括U軸運動裝置，該U軸運動裝置包括有U軸底座和與該U軸底座相互旋轉連接的U軸，所述的U軸底座上設有可以在工作檯上任意位置與工作檯定位並沿定位點360度水平旋轉的定位旋轉連接裝置。
[0005]在本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機中，所述的運動控制系統的運算核心由基於SMC6480晶片的嵌入式處理器構成。
[0006]在本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機中，所述的嵌入式處理器採用DSP+FPGA的硬體連接的結構。
[0007]在本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機中，所述的旋轉連接裝置為磁性吸合連接裝置，在U軸底座底部設有強磁鐵固定盤。
[0008]在本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機中，所述的U軸底座底部與強磁鐵固定盤之間設有軸心垂直於工作檯以使U軸底座水平旋轉的旋轉裝置。
[0009]有益效果:本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，在主機、脈衝雷射發生裝置、工作檯、運動控制系統，以及構成工作檯的X軸、Y軸運動裝置，設有焊接機雷射頭的Z軸運動裝置基礎上，還增設了 U軸運動裝置，該U軸運動裝置包括U軸底座和與U軸底座相互旋轉連接的U軸，U軸底座上設有可以在工作檯上任意位置與工作檯定位，並可沿定位點360度水平旋轉，因此大大增加了雷射焊接中的靈活性，這種四軸的結構有利於在加工過程中調整和矯正焊接的軌跡，另外，加上本實用新型採用以SMC6480晶片為基礎的嵌入式處理器作為運算的處理器，並採用DPS+FPGA的硬體連接結構，在加工的過程中所採用的插補算法、脈衝方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點及限位等信號的檢測處理，均由該硬體的高速光耦來實現，而DPS+FPGA的結構可以使加工的速度提升百分之十以上；因為相對靠軟體檢測來實現的方式，靠硬體檢測處理的速度是微秒級的，比軟體快十倍以上；，確保了高性能運動控制的高速、高精度及系統的穩定，精密度更高，具有速度快，噪音小的優點可以滿足持續工作的需要，同時價格增加不多，因而性價比更加突出。
[0010]下面結合附圖對本實用新型進行詳細的描述，以使得本實用新型的上述優點更加明確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1、為本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機的立體示意圖。【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的描述。
[0013]請參照圖1所示，為本實用新型一種較佳的實施例。在本較佳實施例當中，為達到上述目的，本實用新型的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，包括主機1、脈衝雷射發生裝置、工作檯9、運動控制系統等，所述的運動控制系統包括控制器和軸向運動裝置，所述的軸向運動裝置包括上方設有工作檯的X軸運動裝置3、Y軸運動裝置2，垂直於工作檯設置的Z軸運動裝置7，Z軸運動裝置上設置有雷射頭8，還包括U軸運動裝置5，該U軸運動裝置包括有U軸底座和與該U軸底座相互旋轉連接的U軸，所述的U軸底座上設有可以在工作檯上任意位置與工作檯定位並沿定位點360度水平旋轉的定位旋轉連接裝置，其中，X軸、Y軸、Z軸和U軸的驅動電機31、21、51均採用便於控制轉速的步進電機或者伺服電機。
[0014]更進一步地，所述的運動控制系統的運算核心由基於SMC6480晶片的嵌入式處理器構成，所述的嵌入式處理器採用DSP+FPGA的硬體連接的結構。
[0015]在本實施例當中，所述的旋轉連接裝置為磁性吸合連接裝置，在U軸底座底部設有強磁鐵固定盤，並且，所述的U軸底座底部與強磁鐵固定盤之間設有軸心垂直於工作檯以使U軸底座水平旋轉的旋轉裝置。
【權利要求】
1.一種具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，包括主機、脈衝雷射發生裝置、工作檯、運動控制系統等，所述的運動控制系統包括控制器和軸向運動裝置，所述的軸向運動裝置包括上方設有工作檯的X軸、Y軸運動裝置，垂直於工作檯設置的Z軸運動裝置，其特徵在於:還包括U軸運動裝置,該U軸運動裝置包括有U軸底座和與該U軸底座相互旋轉連接的U軸，所述的U軸底座上設有可以在工作檯上任意位置與工作檯定位並沿定位點360度水平旋轉的定位旋轉連接裝置。
2.根據權利要求1所述的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，其特徵在於，所述的運動控制系統的運算核心由基於SMC6480晶片的嵌入式處理器構成。
3.根據權利要求2所述的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，其特徵在於，所述的嵌入式處理器採用DSP+FPGA的硬體連接的結構。
4.根據權利要求1所述的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，其特徵在於，所述的旋轉連接裝置為磁性吸合連接裝置，在U軸底座底部設有強磁鐵固定盤。
5.根據權利要求1所述的具有四軸運動控制及插補功能的雷射焊接機，其特徵在於，所述的U軸底座底部與強磁鐵固定盤之間設有軸心垂直於工作檯以使U軸底座水平旋轉的旋轉裝置。
【文檔編號】B23K26/70GK203725983SQ201320525832
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】王小峰 申請人:深圳市通發雷射設備有限公司