一种带防撞保护的电容式激光切割测试台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带防撞保护的电容式激光切割测试台，包括底板、丝杠滑台模组、电机、喷嘴、钢板、弹性板、微动开关和单片机；所述丝杠滑台模组包括丝杆和滑动连接在丝杆上的滑台，丝杠滑台模组固定在底板上，所述电机固定在丝杠滑台模组上，且电机输出轴与丝杆固定连接，所述喷嘴设置于滑台上，且位于钢板上方，所述钢板设置于弹性板上，微动开关设置于弹性板底部；所述电机、喷嘴、钢板和微动开关均与单片机电连接；所述喷嘴在电机带动下上下移动，当喷嘴碰撞钢板时，弹性板压迫微动开关，微动开关发送信号给单片机，单片机控制电机急停。单片机控制电机急停。单片机控制电机急停。

【技术实现步骤摘要】
一种带防撞保护的电容式激光切割测试台


[0001]本技术涉及一种电容式激光切割测试台，尤其涉及一种带防撞保护的电容式激光切割测试台。

技术介绍

[0002]在调试激光切割头的过程中，由于喷嘴到工件的距离需要控制在2mm~4mm之间，板间距很小，所以切割头很容易与工件相撞；其次根据需求，激光切割头需要快速到达指定高度，电机存在过冲等问题，容易造成切割头与工件相撞；最后电容传感器会受到外界干扰，测量信号不稳定，也会造成切割头与工件碰撞。

技术实现思路

[0003]本技术为了解决现有技术中存在的问题，提供一种切割头与工件相撞后停机的带防撞保护的电容式激光切割测试台。
[0004]为了达到上述目的，本技术提出的技术方案为：一种带防撞保护的电容式激光切割测试台，包括底板、丝杠滑台模组、电机、喷嘴、钢板、弹性板、微动开关和单片机；
[0005]所述丝杠滑台模组包括丝杆和滑动连接在丝杆上的滑台，丝杠滑台模组固定在底板上，所述电机固定在丝杠滑台模组上，且电机输出轴与丝杆固定连接，所述喷嘴设置于滑台上，且位于钢板上方，所述钢板设置于弹性板上，微动开关设置于弹性板底部；所述电机、喷嘴、钢板和微动开关均与单片机电连接；
[0006]所述喷嘴在电机带动下上下移动，当喷嘴碰撞钢板时，弹性板压迫微动开关，微动开关发送信号给单片机，单片机控制电机急停。
[0007]对上述技术方案的进一步设计为：所述滑台上固定有亚克力板，所述亚克力板上固定有测微头，所述喷嘴设置于测微头的测杆上。
[0008]所述滑台上固定有直角固定器，所述亚克力板固定在直角固定器上。
[0009]所述弹性板底部连接有弹簧，并通过弹簧连接在底板顶部。
[0010]所述微动开关抵在弹性板底部。
[0011]所述微动开关设置在一洞洞板上，所述洞洞板固定在底板上。
[0012]所述喷嘴内设有电容传感器和感应极板，所述电容传感器与单片机电连接。
[0013]本技术的有益效果为：
[0014]本技术是研究电容式激光切割机的简易装置，对于研究激光切割机的调高系统具有较好的普适性。
[0015]本技术配置了测微头，喷嘴设置于微测头的测杆上，可以手动调节板间距，通过调节板间距，电容信号经过信号处理电路得到各个板间距对应的频率，然后单片机通过频率与距离的对应信息，拟合出该装置的频率
‑
距离公式，根据公式由单片机接收到的频率信号很快得到板间距。其次，测微头对板间距还有校准的功能，设定初始距离。
[0016]本技术配置了防碰撞保护装置，当喷嘴与工件碰撞时，弹性底板有一段距离
的缓冲，并且触发底板下方的微动开关，微动开关给单片机信号，单片机控制电机急停。
附图说明
[0017]图1本技术整体结构示意图。
[0018]图中，1是电机，2是丝杠滑台模组，3是底板，4是直角固定器，5是螺丝，6是螺母，7是测微头，8是亚克力板，9是高速轴承，10是喷嘴，11是钢板，12是弹簧，13是微动开关，14是洞洞板，15是电容信号线，16是接地线，17是电机线，18是触发信号线，19是尼龙柱，20是单片机。
具体实施方式
[0019]下面结合附图以及具体实施例对本技术进行详细说明。
实施例
[0020]如图1所示，本实施例的带防撞保护的电容式激光切割测试台，包括底板3、丝杠滑台模组2、电机1、喷嘴10、钢板11、弹性板、微动开关13和单片机20；
[0021]丝杠滑台模组2包括丝杆和滑动连接在丝杆上的滑台，丝杠滑台模组2固定在底板3上，电机1固定在丝杠滑台模组2上，且电机输出轴与丝杆固定连接，电机1带动丝杆转动，进而带动滑台沿丝杆上下移动。
[0022]滑台上固定有直角固定器4，直角固定器4上通过螺丝5和螺母6连接有亚克力板8，亚克力板上固定有测微头7，喷嘴10通过螺母6和高速轴承9连接于测微头的测杆上，调节测微头7的旋钮，测杆带动喷嘴10上下微调。
[0023]底板3顶部通过若干弹簧12连接有亚克力板8，该亚克力板8通过螺母6和螺丝5与六个弹簧12连接，并通过弹簧12支撑在底板3上，从而形成弹性板。底板3与该亚克力板8之间的空间内设有微动开关13，微动开关13设置于一洞洞板14上，洞洞板14通过螺丝5和螺母6固定在底板3上，微动开关13的弯柄抵着该亚克力板8的底部。
[0024]工件钢板11设置于弹性板上，且位于喷嘴10正下方。
[0025]电机1通过电机线17与单片机20连接，喷嘴10通过电容信号线15与单片机20连接、钢板11通过接地线16与单片机20连接，微动开关13通过触发信号线18与单片机20连接，单片机20两端通过尼龙柱19支撑在工作台上。
[0026]本实施例中，喷嘴10内设有电容传感器和感应极板，电容传感器的总电容由两部分组成，一部分是存在传感器金属壳间的固有电容，另一部分就是感应极板与钢板间形成的可变电容。本实施例中电容传感器采用的电容式位移传感器是一种变极板式的电容器，电容传感器安装在喷头处和板材组成上极板可动、下极板为板材的可变电容器。从喷嘴10内壳通过电容信号线15引出感应信号给信号处理电路，信号处理电路集成在单片机20上，然后换算出距离。
[0027]本实施例的信号处理电路包括了正弦波振荡电路、放大电路以及波形转换电路。根据电容传感器传递给信号处理电路的电容信号，信号传感器产生相对应频率的方波，方波接入到单片机进行测频，然后根据多项式曲线拟合算法换算出距离；
[0028]本实施例的拟合算法需要输入距离
‑
频率的离散值，才能得到连续的函数关系。具
体操作如下：首先是进行校准，将测微头调至0mm，转到电机使喷嘴与工件刚刚接触；然后调节测微头使喷嘴与工件之间的距离从0mm变化到5mm，每相隔0.1mm就记录下STM32单片机得到的频率值。根据这几组距离
‑
频率的离散值即可得到距离
‑
频率对应的函数关系，STM32单片机测到当前的距离值。
[0029]喷嘴10通过螺母和高速轴承与测微头7相连，可对感应极板与钢板间距进行校准与测量。
[0030]本实施例配置了防碰撞保护装置，包含了具有弹性板以及微动开关13。工件钢板11放在弹性板上，当喷嘴10与工件碰撞时，弹性板有弹性，有一段缓冲的距离。微动开关13与弹性板正好相抵，当弹性板被压移动时，微动开关13就会被触发，微动开关13给单片机20信号，单片机20给电机1信号，控制电机1急停，避免了工件的损坏。
[0031]本实施例中，STM32单片机20主要处理四样事情，一是由信号处理电路发出的一定频率方波接入到单片机，单片机测量频率；二是由多项式曲线拟合公式换算出板间距；三是根据换算出的板间距，单片机实现对电机的速度与位置的控制；四是根据微动开关13的信号，单片机控制电机1急停。
[0032]本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带防撞保护的电容式激光切割测试台，其特征在于：包括底板、丝杠滑台模组、电机、喷嘴、钢板、弹性板、微动开关和单片机；所述丝杠滑台模组包括丝杆和滑动连接在丝杆上的滑台，丝杠滑台模组固定在底板上，所述电机固定在丝杠滑台模组上，且电机输出轴与丝杆固定连接，所述喷嘴设置于滑台上，且位于钢板上方，所述钢板设置于弹性板上，微动开关设置于弹性板底部；所述电机、喷嘴、钢板和微动开关均与单片机电连接；所述喷嘴在电机带动下上下移动，当喷嘴碰撞钢板时，弹性板压迫微动开关，微动开关发送信号给单片机，单片机控制电机急停。2.根据权利要求1所述带防撞保护的电容式激光切割测试台，其特征在于：所述滑台上固定有亚克力板，所述亚克力板上固定有测微头，所述喷嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰翠银，张自嘉，吴健清，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：