一种用于激光切割机的自动上下料系统及控制方法

技术领域

本发明涉及激光切割机，更具体地说，它涉及一种用于激光切割机的自动上下料系统及控制方法。

背景技术

随着现代工厂无人值守自动化加工的急迫需求，需要对原有激光切割机进行自动上下料改造。目前市面上已经有激光切割机上下料系统成品，有的是需要激光切割机具有交换加工平台，无法解决单一加工平台的自动上下料问题，有的是只能解决单一平台的自动上料，不能实现实现单一平台的自动下料。而且现有对准工艺要求原料区与加工平台的位置精确固定，甚至是原料区同一摞待加工材料的位置也不能出现偏差，最终导致要么花费大量人工去对原料区进行待加工材料的位置校准，要么需要人工守在加工平台旁进行加工前手动校准。

综上所述，要想实现单一加工平台激光切割机的自动上下料，必须解决待加工材料在上料过程中，在激光切割机加工平台上的位置自动对准问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，目的一是提供一种用于激光切割机的自动上下料系统，解决了现有的激光切割机不能自动上下料且难以对原料进行定位的问题。

目的二是提供一种用于激光切割机的自动上下料系统的控制方法，解决了现有的激光切割机不能自动上下料且难以对原料进行定位的问题。

为实现上述目的一，本发明提供了一种用于激光切割机的自动上下料系统，包括主控模块、激光切割机控制模块和加工平台，所述主控模块与激光切割机控制模块电气连接，还包括机械臂和真空吊具；所述真空吊具安装在机械臂的末端，所述机械臂的两侧分别设有原料区和成品区，所述机械臂和真空吊具均与主控模块电气连接；所述加工平台上设有定位块，所述加工平台上还设有至少两个能对原料进行柔性推送的自动推靠模块，所述自动推靠模块与主控模块电气连接。

作进一步的改进，所述定位块的一侧设有第一定位面和第二定位面，所述第一定位面的一端与第二定位面的一端连接，且所述第一定位面与第二定位面垂直布置。

进一步的，所述加工平台上设有两个能对原料进行柔性推送的自动推靠模块，且两个所述自动推靠模块垂直布置，且两个所述自动推靠模块的推靠端面与定位块的两个定位面一一对应的平行布置。

更进一步的，所述自动推靠模块通过电动驱动组件或气动驱动组件与主控模块电气连接。

更进一步的，所述自动推靠模块包括轴套，所述轴套中开设有滑动腔，所述滑动腔的上方安装有光电开关，所述光电开关与主控模块电性连接，所述滑动腔一侧的轴套上开设有插接孔，所述插接孔中活动插接有T型推杆，且所述T型推杆的T型端活动插接在滑动腔中，所述T型推杆的另一端安装有推料爪，所述推料爪与轴套之间的T型推杆上套设有弹簧。

更进一步的，所述电动驱动组件包括驱动电机；所述主控模块通过控制器与驱动电机电气连接，所述驱动电机的驱动端安装有丝杆，所述丝杆上安装有滑块，所述轴套安装在滑块上。

更进一步的，所述气压驱动组件包括气泵、调压过滤器、三通接头以及与自动推靠模块数量一致的气阀；所述气泵通过调压过滤器与三通接头管路连接，所述三通接头的出气接口与气阀一一对应连接，所述轴套的端部安装有气杆，所述气杆与气阀管路连接，所述主控模块通过控制器与气阀电气连接。

为实现上述目的二，本发明提供了一种用于激光切割机的自动上下料系统的控制方法，该方法是：

S1、主控模块发出指令至机械臂以及真空吊具，使机械臂带动吸附有原料区原料的真空吊具移动至激光切割机的加工平台上，并将原料放置在加工平台上；

S2、主控模块发送指令至能对原料进行柔性推送的自动推靠模块，使自动推靠模块将原料推靠至加工平台的定位块上，并且在主控模块接收到自动推靠模块反馈的原料推送到位信号后，将自动推靠模块复位；

S3、主控模块启动激光切割机控制模块对原料进行切割，以将原料切割为成品；

S4、切割完毕后，主控模块发送指令至机械臂以及真空吊具，使机械臂带动吸附有成品的真空吊具移动至成品区，并将成品放置在成品区。

有益效果

本发明的优点在于：通过机械臂和真空吊具对原料的上下料，实现了激光切割机的自动上下料；通过自动推靠模块和定位块对原料的推送定位，实现原料的自动定位，无需人工手动校准，有效的提高了工作效率。此外，通过能对原料进行柔性推送的自动推靠模块对原料的推送，保证加工平台上的待加工原料与定位块之间紧密接触，实现精确对准，因而能够保证每次激光加工的精确性；而且还能保证待加工材料不至于受到过大的推动力导致弯曲变形的情况，很好的对原料进行了保护。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的系统结构方框图；

图3为本发明的电动驱动组件和自动推靠模块的连接结构示意图；

图4为本发明的气动驱动组件和自动推靠模块的连接结构示意图。

其中：1-主控模块、2-机构切割机控制模块、3-加工平台、4-机械臂、5-真空吊具、6-原料区、7-成品区、8-定位块、9-自动推靠模块、10-轴套、11-滑动腔、12-光电开关、13-T型推杆、14-推料爪、15-弹簧、16-驱动电机、17-气泵、18-调压过滤器、19-三通接头、20-气阀、21-气杆、22-丝杆。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。

参阅图1-2，本发明的一种用于激光切割机的自动上下料系统，包括主控模块1、激光切割机控制模块2和加工平台3。主控模块用于控制激光切割机的运作；激光切割机控制模块2用于控制激光切割头对原料进行切割。主控模块1与激光切割机控制模块2电气连接。自动上下料系统还包括机械臂4和真空吊具5。真空吊具5安装在机械臂4的末端，机械臂4的两侧分别设有原料区6和成品区7，机械臂4和真空吊具5均与主控模块1电气连接；加工平台3上设有定位块8，加工平台3上还设有至少两个能对原料进行柔性推送的自动推靠模块9，自动推靠模块9与主控模块1电气连接。

在激光切割机工作时，首先用机械臂4带动真空吊具5从原料区6吸取待加工原料，并移送至激光切割机的加工平台3上；然后启动自动推靠模块9，将待加工原料推至加工平台3上的定位块8靠紧。接着通过激光切割机控制模块2控制激光切割头开始对原料切割。在切割完毕后，主控模块1控制机械臂4带动真空吊具5吸取加工完毕的成品移送至成品区7，完成了对原料的切割，实现了激光切割机的自动上下料以及原料的自动定位，无需人工手动校准，有效的提高了工作效率。此外，通过能对原料进行柔性推送的自动推靠模块9对原料的推送，保证加工平台3上的待加工原料与定位块8之间紧密接触，实现精确对准，因而能够保证每次激光加工的精确性；而且还能保证待加工材料不至于受到过大的推动力导致弯曲变形的情况，很好的对原料进行了保护。

具体的，定位块8的一侧设有第一定位面和第二定位面，第一定位面的一端与第二定位面的一端连接，且第一定位面与第二定位面垂直布置。即定位块8是一个直角的形状结构，通过定位块8内侧的两个相连且垂直的面对原料进行定位。一般来说，定位块8是固定安装在加工平台3上的，并且以定位块8两个定位面的交点为基准点，这样就避免了激光切割机在切割时每次都需调整基准点的问题，有效的提高了激光切割机的便捷性。

加工平台3上设有两个能对原料进行柔性推送的自动推靠模块9，且两个自动推靠模块9垂直布置，且两个自动推靠模块9的推靠端面与定位块8的两个定位面一一对应的平行布置。关于待切割的原料，一般是以方形钢板的形式进行切割。通过两个自动推靠模块9对钢板的两个侧面进行推动，以及定位块8的两个定位面对钢板的另外两个侧面进行定位，从而保证了钢板被推送至定位块8后，钢板的侧面与定位块8的定位面之间的紧密接触，使对钢板的定位精准。

参阅图3，本实施例的自动推靠模块9可通过电动驱动组件或气动驱动组件与主控模块1电气连接。其中，自动推靠模块9包括轴套10。轴套10中开设有滑动腔11，滑动腔11的上方安装有光电开关12。具体的，轴套10上开设有安装孔，且安装孔与滑动腔11相连通，安装孔位于滑动腔11的后端，光电开关12安装在安装孔内，光电开关12与主控模块1电性连接。滑动腔11一侧的轴套10上开设有插接孔，插接孔中活动插接有T型推杆13，且T型推杆13的T型端活动插接在滑动腔11中。T型推杆13的另一端安装有推料爪14，推料爪14与轴套10之间的T型推杆13上套设有弹簧15。

优选的，推料爪14的推料端面上安装有可上下移动的水平检测组件，用于检测放置在加工平台3上的钢板的表面是否平整，是否存在有弯折等缺陷。

具体的，水平检测组件包括激光水平仪。推料爪14的外侧设有一推料平面，推料平面的中间部位开设有安装槽，安装槽的顶部安装有步进电机，步进电机的驱动端安装有螺纹杆，螺纹杆上旋接有定位座，激光水平仪安装在定位座上。加工平台3上设有两个观察板，观察板位于定位块8的外侧。

当原料放置在加工平台3上，且推料爪14将原料推送到位之后，启动步进电机以带动激光水平仪上下移动，工作人员通过观察观察板上的激光线束的完整性即可得知原料的表面平整程度，简单方便。

实施例一

当自动推靠模块9通过电动驱动组件与主控模块1电气连接时，具体的，电动驱动组件包括驱动电机16。主控模块1通过控制器与驱动电机16电气连接，驱动电机16的驱动端安装有丝杆22，丝杆22上安装有滑块，轴套10安装在滑块上。

当控制器接收到主控模块1的推靠指令后，控制器启动驱动电机16，使驱动电机16上的丝杆22带动滑块、轴套10和推料爪14一起向前移动，推料爪14推动激光切割机加工平台3上的待加原料向定位块8移动。当原料被推到定位块8的位置后，原料以及推料爪14、T型推杆13受到定位块8的阻碍不再向前移动。但此时，驱动电机16依然动作带动轴套10相前移动，使得T型推杆13与轴套10发生相对滑动，从而对弹簧15进行压缩。当T型推杆13到达安装在轴套10上的光电开关12的位置时，光电开关12发送信号给主控模块1，主控模块1马上发送信号给控制器使驱动电机16停止运转，并使其反转，将丝杠缩回，完成一次推靠过程。由于自动推靠模块9采用了主要由轴套10、T型推杆13、弹簧15构成的弹簧式的柔式结构，所以能够在推靠过程中能保证待加工原料不被自动推靠模块9的推进力推弯曲，而且也能有效的保护驱动电机16，使其不受定位块8的限位引起的刚性冲击导致驱动电机16损坏的现象。

实施例二

参阅图4，当自动推靠模块9通过气动驱动组件与主控模块1电气连接时，具体的，气压驱动组件包括气泵17、调压过滤器18、三通接头19以及与自动推靠模块9数量一致的气阀20。气泵17通过调压过滤器18与三通接头19管路连接，三通接头19的出气接口与气阀20一一对应连接，轴套10的端部安装有气杆21，气杆21与气阀20管路连接，主控模块1通过控制器与气阀20电气连接。

当控制器接收到主控模块1的推靠指令后，控制器分别控制两个气阀20开启，使气杆21动作，带动轴套10推出，进而带动推料爪14一起向前移动，推料爪14推动激光切割机加工平台3上的待加工原料向定位块8方向移动。当推到定位块8位置后，原料以及推料爪14受到定位块8的阻碍，不再向前移动，从而压缩弹簧15，并且T型推杆13在轴套10内反向运动。当T型推杆13到达固定在轴套10上的光电开关12的位置时，光电开关12发送信号给主控模块1，主控模块1马上发送信号给控制器，通过控制器的控制，使气阀20关闭，停止为气杆21供气。气杆21以及推料爪14开始向反向缩回，完成一次推靠过程。由于自动推靠模块9采用弹簧式的柔式结构，所以能够在推靠过程中能保证待加工原料不被自动推靠模块9的推进力导致弯曲，而且也能有效的保护气杆21，使其不受因定位块8的限位引起的刚性冲击导致气杆21或原料受力损坏弯曲的现象。

一种用于激光切割机的自动上下料系统的控制方法，该方法是：

S1、主控模块1发出指令至机械臂4以及真空吊具5，使机械臂4带动吸附有原料区6原料的真空吊具5移动至激光切割机的加工平台3上，并将原料放置在加工平台3上；

S2、主控模块1发送指令至能对原料进行柔性推送的自动推靠模块9，使自动推靠模块9将原料推靠至加工平台3的定位块8上，并且在主控模块1接收到自动推靠模块9反馈的原料推送到位信号后，将自动推靠模块9复位；

S3、主控模块1启动激光切割机控制模块2对原料进行切割，以将原料切割为成品；

S4、切割完毕后，主控模块1发送指令至机械臂4以及真空吊具5，使机械臂4带动吸附有成品的真空吊具5移动至成品区7，并将成品放置在成品区7。

通过这样的方法实现了激光切割机的自动上下料以及原料的自动定位，无需人工手动校准，有效的提高了工作效率。此外，通过能对原料进行柔性推送的自动推靠模块9对原料的推送，保证加工平台3上的待加工原料与定位块8之间紧密接触，实现精确对准，因而能够保证每次激光加工的精确性；而且还能保证待加工材料不至于受到过大的推动力导致弯曲变形的情况，很好的对原料进行了保护。

具体的，自动推靠模块9通过电动驱动组件或气动驱动组件与主控模块1电气连接。自动推靠模块9包括轴套10。轴套10中开设有滑动腔11，滑动腔11的上方安装有光电开关12，光电开关12与主控模块1电性连接。滑动腔11一侧的轴套10上开设有插接孔，插接孔中活动插接有T型推杆13，且T型推杆13的T型端活动插接在滑动腔11中。T型推杆13的另一端安装有推料爪14，推料爪14与轴套10之间的T型推杆13上套设有弹簧15。

当主控模块1发出推靠指令后，驱动组件驱使轴套10和推料爪14一起向前移动，推料爪14推动加工平台3上的原料向定位块8移动。当原料被推到定位块8的位置后，原料以及推料爪14、T型推杆13受到定位块8的阻碍不再向前移动。但此时，驱动组件依然动作带动轴套10相前移动，使得T型推杆13与轴套10发生相对滑动，从而对弹簧15进行压缩。当T型推杆13到达安装在轴套10上的光电开关12的位置时，光电开关12发送信号给主控模块1。主控模块1在接收到光电开关12反馈的信号后发送信号至驱动组件，使驱动组件停止运转；同时使驱动组件反向运作，完成对原料的柔性推送。

定位块8上设有两个相互连接且垂直的定位面，通过两个垂直布置的自动推靠模块9将原料推靠至定位块8上，且两个的自动推靠模块9的推靠面与定位块8的定位面一一对应的平行布置。即在推送时，通过两个自动推靠模块9对原料的其中两个侧面进行定位推送，并且将原料推送至定位块8时，定位块8的两个定位面对原料的另外两个侧面进行定位，从而保证了钢板被推送至定位块8后，钢板的侧面与定位块8的定位面之间的紧密接触，使对钢板的定位精准。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。