多维激光加工数控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多维激光加工数控系统，包括机箱、激光焊接器、PC机、人机交互模块、转盘、步进电机、平面磁阻电机、直线开关磁阻电机和控制驱动模块；在机箱上设置有第一支撑臂和第二支撑臂，激光焊接器装设在第一支撑臂上，并与控制驱动模块连接；人机交互模块装设在第二支撑臂上，直线开关磁阻电机的定子基座装设在机箱的侧壁上，平面磁阻电机的固定基座安装在直线开关磁阻电机的动子平台上，且平面磁阻电机的固定基座与直线开关磁阻电机的定子基座垂直；转盘安装在平面磁阻电机的移动平台上，且位于激光焊接器的下方。本实用新型专利技术采用XY方向的平面磁阻电机和Z轴方向的直线开关磁阻电机，其传动量少，结构优化，制造和加工相对方便。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光焊接数控加工
，特别涉及一种多维激光加工数控系统。
技术介绍
现有的激光加工数控系统一般采用的二轴联动的激光加工装备，这种设备只能在二维平面内完成焊接加工，无法完成工作表面处理等需要旋转加工的场合，也无法完成需要三轴联动的复杂曲面三维激光焊接加工。而且在现有的激光加工数控系统中，采用普通的电机(如伺服电机)平台驱动，其传动量大、结构复杂，在工作时需要丝杆把旋转运动转化为直线运动，而且加工尺寸和形状不能适应不同工业场合进行灵活改变，其通用性程度低。并且上述的数控加工系统缺乏辅助设计功能，操作复杂，对操作人员素质的要求高。有鉴于此，本技术提供一种多维激光加工数控系统。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种多维激光加工数控系统，能进行三维激光精密加工，在加工过程中还能旋转转盘实现对工件的表面加工处理。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案一种多维激光加工数控系统，其包括机箱、激光焊接器、PC机、人机交互模块、转盘、用于控制转盘转动的步进电机、用于控制转盘在XY平面上移动的平面磁阻电机、用于控制转盘沿Z轴方向移动的直线开关磁阻电机和用于对整机的工件进行控制的控制驱动模块；所述PC机和控制驱动模块装设在所述机箱中，在所述机箱上设置有第一支撑臂和第二支撑臂，所述激光焊接器装设在所述第一支撑臂上，并与控制驱动模块连接；所述人机交互模块装设在所述第二支撑臂上，并与PC机连接；所述直线开关磁阻电机的定子基座装设在机箱的侧壁上，所述平面磁阻电机的固定基座安装在所述直线开关磁阻电机的动子平台上，且所述平面磁阻电机的固定基座与直线开关磁阻电机的定子基座垂直；所述转盘安装在所述平面磁阻电机的移动平台上，且位于激光焊接器的下方；所述直线开关磁阻电机、平面磁阻电机和步进电机与控制驱动模块连接。所述的多维激光加工数控系统中，在第一支撑臂上设置有用于采集工件加工过程的视频图像的机器视觉模块，所述机器视觉模块与PC机连接。所述的多维激光加工数控系统中，所述控制驱动模块包括运动控制卡、驱动器模块和用于对工件加工过程进行开始、暂停及急停控制的脚踏开关，所述运动控制卡与PC机连接，所述驱动器模块和脚踏开关与运动控制卡连接。所述的多维激光加工数控系统中，所述驱动器模块包括用于驱动平面磁阻电机的第一驱动器，用于驱动直线开关磁阻电机的第二驱动器，用于驱动步进电机的第三驱动器；所述运动控制卡通过第一驱动器连接驱动平面磁阻电机，所述运动控制卡通过第二驱动器连接直线开关磁阻电机，所述运动控制卡通过第三驱动器连接步进电机。所述的多维激光加工数控系统中，所述直线开关磁阻电机包括定子基座、动子平台、直线导轨和光栅尺，所述直线导轨装设在定子基座上，所述动子平台装设在直线导轨上，所述光栅尺装设在所述定子基座上，且位于动子平台的一侧。所述的多维激光加工数控系统中，所述平面磁阻电机包括固定基座、移动平台、X直线导轨、Y直线导轨、X传感器、Y传感器和定子矩阵，所述移动平台包括X轴移动平台和Y轴移动平台；所述Y直线导轨装设在固定基座上，所述X直线导轨设置在Y轴移动平台上，所述Y轴移动平台装设在Y直线导轨上，所述X轴移动平台套设在X直线导轨上，所述Y传感器装设在固定基座上，且位于Y直线导轨的一侧，X传感器位于X直线导轨的一侧，定子矩阵设置在固定基座上，且位于X轴移动平台的下方。·所述的多维激光加工数控系统中，所述定子矩阵由多个相同的矩阵元素单元拼接。所述的多维激光加工数控系统中，所述机器视觉模块包括视频采集卡和摄像机，所述摄像机通过视频采集卡连接PC机。所述的多维激光加工数控系统中，所述转盘上设置有用于固定工件的夹具。所述的多维激光加工数控系统中，在所述机箱上设置有电源开关，所述电源开关与PC机连接。相较于现有技术，本技术提供的多维激光加工数控系统，包括机箱、激光焊接器、PC机、人机交互模块、转盘、步进电机、平面磁阻电机、直线开关磁阻电机和控制驱动模块，通过平面磁阻电机控制转盘在XY平面上移动，并结合直线开关磁阻电机控制转盘沿Z轴方向移动实现三维精密加工，可使工件在三维空间内按加工要求实现直线和曲线移动，在加工过程中，还可通过进步电机控制转盘转动，完成工件表面的加工处理。本技术提供的多维激光加工数控系统采用XY方向的平面磁阻电机和Z轴方向的直线开关磁阻电机，其传动量少，结构优化，制造和加工相对方便，使所支撑的运动平台成本极大减小，而且控制精度高、成本低，同时结合视觉伺服技术，大大降低了操作人员的操作难度。并且，本技术提供的多维激光加工数控系统中的平面磁阻电机采用拼接结构，电机的尺寸和形状可根据不同加工场合灵活改变，采用此磁阻电机具有多维、高精度、超低成本等优点。附图说明图I为本技术多维激光加工数控系统的结构示意图。图2为本技术多维激光加工数控系统的控制结构框图。图3为本技术多维激光加工数控系统中直线开关磁阻电机的结构示意图。图4为本技术多维激光加工数控系统中平面磁阻电机的结构示意图。图5为本技术多维激光加工数控系统中平面磁阻电机的定子矩阵拼接示意图。具体实施方式本技术提供一种多维激光加工数控系统，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图I和图2，本技术提供的多维激光加工数控系统包括机箱10、激光焊接器20、PC机30、人机交互模块40、转盘50、步进电机60、平面磁阻电机80、直线开关磁阻电机70和控制驱动模块90。其中，所述PC机30和控制驱动模块90装设在所述机箱10中，在所述机箱10上设置有第一支撑臂101和第二支撑臂102，所述激光焊接器20装设在所述第一支撑臂101上，并与控制驱动模块90连接，用于对工件进行激光焊接加工。其中，所述激光焊接器20包括激光发射器201和保护气体开关202，所述激光发射器201和保护气体开关202均与运 动控制卡901连接。所述人机交互模块40装设在所述第二支撑臂102上，并与PC机30连接，用于供操作人员输入操作参数。人机交互模块40可采用键盘或触摸屏输入方式，供操作人员抽取相应的工件参数。所述转盘50安装在所述平面磁阻电机80的移动平台802 (如图4所示)上，且位于激光焊接器20的下方，通过步进电机60控制转盘50转动。所述平面磁阻电机80的固定基座801 (如图4所示)安装在所述直线开关磁阻电机70的动子平台702 (如图3所示)上，且所述平面磁阻电机80的固定基座801与直线开关磁阻电机70的定子基座701 (如图3所示)垂直，所述平面磁阻电机80用于控制转盘50在XY平面上移动，即在加工过程中控制工件按加工要求沿X轴方向和Y轴方向移动。所述直线开关磁阻电机70的定子基座701装设在机箱10的侧壁上，用于控制转盘50沿Z轴方向移动，即通过平面磁阻电机80和直线开关磁阻电机70控制转盘沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，实现三维精密加工。步进电机60控制转盘旋转,用于完成工件外形加工的场合。所述直线开关磁阻电机70、平面磁阻电机80和步进电机60与控制驱动模块90连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多维激光加工数控系统，其特征在于，包括机箱、激光焊接器、PC机、人机交互模块、转盘、用于控制转盘转动的步进电机、用于控制转盘在XY平面上移动的平面磁阻电机、用于控制转盘沿Z轴方向移动的直线开关磁阻电机和用于对整机的工件进行控制的控制驱动模块；所述PC机和控制驱动模块装设在所述机箱中，在所述机箱上设置有第一支撑臂和第二支撑臂，所述激光焊接器装设在所述第一支撑臂上，并与控制驱动模块连接；所述人机交互模块装设在所述第二支撑臂上，并与PC机连接；所述直线开关磁阻电机的定子基座装设在机箱的侧壁上，所述平面磁阻电机的固定基座安装在所述直线开关磁阻电机的动子平台上，且所述平面磁阻电机的固定基座与直线开关磁阻电机的定子基座垂直；所述转盘安装在所述平面磁阻电机的移动平台上，且位于激光焊接器的下方；所述直线开关磁阻电机、平面磁阻电机和步进电机与控制驱动模块连接。

【技术特征摘要】
1.ー种多维激光加工数控系统，其特征在于，包括机箱、激光焊接器、PC机、人机交互模块、转盘、用于控制转盘转动的步进电机、用于控制转盘在XY平面上移动的平面磁阻电机、用于控制转盘沿Z轴方向移动的直线开关磁阻电机和用于对整机的エ件进行控制的控制驱动模块；所述PC机和控制驱动模块装设在所述机箱中，在所述机箱上设置有第一支撑臂和第ニ支撑臂，所述激光焊接器装设在所述第一支撑臂上，并与控制驱动模块连接；所述人机交互模块装设在所述第二支撑臂上，并与PC机连接；所述直线开关磁阻电机的定子基座装设在机箱的侧壁上，所述平面磁阻电机的固定基座安装在所述直线开关磁阻电机的动子平台上，且所述平面磁阻电机的固定基座与直线开关磁阻电机的定子基座垂直；所述转盘安装在所述平面磁阻电机的移动平台上，且位于激光焊接器的下方；所述直线开关磁阻电机、平面磁阻电机和步进电机与控制驱动模块连接。2.根据权利要求I所述的多维激光加工数控系统，其特征在于，在第一支撑臂上设置有用于采集エ件加工过程的视频图像的机器视觉模块，所述机器视觉模块与PC机连接。3.根据权利要求I所述的多维激光加工数控系统，其特征在于，所述控制驱动模块包括运动控制卡、驱动器模块和用于对エ件加工过程进行开始、暂停及急停控制的脚踏开关，所述运动控制卡与PC机连接，所述驱动器模块和脚踏开关与运动控制卡连接。4.根据权利要求3所述的多维激光加工数控系统，其特征在于，所述驱动器模块包括用于驱动平面磁阻电机的第一驱动器，用于驱动直线开关磁阻电机的第二驱动器，用于驱动步进电机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广忠，秦斌，潘剑飞，罗晓明，鞠万金，
申请(专利权)人：深圳大学，深圳市京泉华电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：