一种激光切割头碰撞缓冲保护装置及激光切割装置的制作方法

本申请属于激光切割设备，尤其涉及一种激光切割头碰撞缓冲保护装置及激光切割装置。

背景技术：

1、激光切割设备包括龙门运动机构、激光切割头及配套的电容感应传感器等。设备工作时，激光切割头随龙门沿板材轨迹移动输出激光完成切割；电容感应传感器对应设置在所述激光切割头上，在激光切割头与被切割件接触，电容传感器的电容数值将出现显著变化，从而变化判断碰撞，龙门运动机构将急停，以此实现防撞保护。

2、电容感应传感器仅能在碰撞接触产生后识别电容变化并触发停机，但传感器信号识别、控制系统响应、伺服电机制动均存在微小时序差，碰撞瞬间产生的冲击载荷会先于机床停机动作，完整传递至喷嘴、切割头本体，再经切割头传导至z轴滑台、龙门导轨、齿轮齿条等整套高精度传动结构，从而造成潜在的、累积性的机械损伤和精度偏移，从而显著降低设备的使用寿命和稳定性。

技术实现思路

1、本申请提供了一种激光切割头碰撞缓冲保护装置及激光切割装置，旨在至少能够在一定程度上解决激光切割设备的切割头和机床等精密部件易碰撞损伤，以及电容检测信号突变剧烈，检测稳定性差，易损坏的技术问题。为此，

2、本申请实施例的一方面，提供的一种激光切割头碰撞缓冲保护装置，包括：

3、支撑框架，具备与激光切割头适配的安装部；

4、缓冲件，可移动地设置于所述支撑框架，用于承接外部碰撞载荷；

5、第一弹性件，设置于所述支撑框架，且所述第一弹性件设置于所述缓冲件的移动路径上，以在所述缓冲件的压力下形变缓冲；

6、接触件，与所述缓冲件连接，且所述接触件配置有与碰撞检测元件适配的接触部；

7、第二弹性件，设置于所述缓冲件与所述接触件之间，以在所述缓冲件的压力下形变并驱动所述接触部接近所述碰撞检测元件；

8、其中，所述第一弹性件形变缓冲先于所述第二弹性件的形变缓冲。

9、在一些实施例中，所述缓冲件的数量为多个，所述多个缓冲件的移动方向交于一点，且多个所述缓冲件沿所述支撑框架的周向均匀间隔设置。

10、在一些实施例中，所述缓冲件背离所述安装部的一侧设置有碰撞弧臂，且多个所述碰撞弧臂顺次衔接并围设在所述支撑框架的周向外侧。

11、在一些实施例中，所述第一弹性件为第一螺旋弹簧，所述碰撞弧臂的中心轴线两侧对称布置有两组所述第一螺旋弹簧。

12、在一些实施例中，所述缓冲件靠近所述安装部的一侧设置有顶推臂，所述接触件上设置有嵌套滑槽，所述顶推臂嵌设于所述嵌套滑槽内；

13、所述顶推臂的端部设置有径向凸缘，所述嵌套滑槽的槽口内壁设置有止脱凸缘，所述止脱凸缘挡设在所述径向凸缘脱离所述嵌套滑槽的一侧，且所述第二弹性件位于所述径向凸缘和所述嵌套滑槽的槽底之间。

14、在一些实施例中，所述径向凸缘和所述嵌套滑槽的槽底均设置有限位凸台，所述第二弹性件为第二螺旋弹簧，且所述第二螺旋弹簧的两端分别套设在对应侧的所述限位凸台上。

15、在一些实施例中，所述支撑框架上设置有导向滑槽，所述接触件或者所述缓冲件滑动嵌设于所述导向滑槽内。

16、在一些实施例中，所述支撑框架包括：

17、支撑托盘，所述安装部为开设于所述支撑板中部的安装孔，所述缓冲件和所述接触件安装于所述支撑托盘；

18、悬挂托盘，设置于所述支撑托盘，且所述第一弹性件设置于所述悬挂托盘。

19、在一些实施例中，所述支撑托盘上开设散热孔，且所述散热孔围绕所述安装孔的周向侧。

20、本申请实施例的另一方面，还提供一种激光切割装置，包括：

21、所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置；

22、激光切割头，安装于所述安装部；

23、电容传感器，与所述激光切割头连接，且所述缓冲件和所述接触件的移动方向指向所述电容传感器。

24、本申请实施例至少具有如下有益效果：

25、本申请实施例提供的激光切割头碰撞缓冲保护装置及激光切割装置，包括支撑框架、缓冲件、第一弹性件、接触件、第二弹性件；缓冲件承接碰撞载荷，缓冲件受压时第一弹性件优先形变完成一级吸能，缓冲件持续移动后再压缩第二弹性件实现二级缓冲，并驱动接触件的接触部靠近碰撞检测元件触发机床停机。其中，两级弹性件形成先一级、后二级的时序缓冲结构，使得碰撞冲击分两次逐级耗散，大幅削减传递至切割头与机床传动结构的瞬时冲击载荷，避免精密部件受刚性撞击产生永久形变，长期维持机床加工精度，延长设备使用寿命。另一方面，两级弹性缓冲结构也能够平缓推动接触件靠近碰撞检测元件，接触部平稳贴合检测元件，电容检测参数渐变而非骤变，有效缓解信号剧烈波动问题，降低误报、漏报概率，提升碰撞检测稳定性。其中，整套结构依靠两级弹性件自身预紧力实现自动复位，碰撞载荷移除后缓冲件、接触件可自主回归初始工位，无需人工校正调整，减少停机维护时长，提升连续加工效率。整体为纯机械装配结构，无需额外增设独立传感器、控制线路，可直接适配原有带碰撞检测元件的激光切割头，改装简单、零部件少，生产与运维成本更低。

1.一种激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述缓冲件的数量为多个，所述多个缓冲件的移动方向交于一点，且多个所述缓冲件沿所述支撑框架的周向均匀间隔设置。

3.如权利要求2所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述缓冲件背离所述安装部的一侧设置有碰撞弧臂，且多个所述碰撞弧臂顺次衔接并围设在所述支撑框架的周向外侧。

4.如权利要求3所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述第一弹性件为第一螺旋弹簧，所述碰撞弧臂的中心轴线两侧对称布置有两组所述第一螺旋弹簧。

5.如权利要求1所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述缓冲件靠近所述安装部的一侧设置有顶推臂，所述接触件上设置有嵌套滑槽，所述顶推臂嵌设于所述嵌套滑槽内；

6.如权利要求5所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述径向凸缘和所述嵌套滑槽的槽底均设置有限位凸台，所述第二弹性件为第二螺旋弹簧，且所述第二螺旋弹簧的两端分别套设在对应侧的所述限位凸台上。

7.如权利要求1所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述支撑框架上设置有导向滑槽，所述接触件或者所述缓冲件滑动嵌设于所述导向滑槽内。

8.如权利要求1-7任一项所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述支撑框架包括：

9.如权利要求8所述的激光切割头碰撞缓冲保护装置，其特征在于，所述支撑托盘上开设散热孔，且所述散热孔围绕所述安装孔的周向侧。

10.一种激光切割装置，其特征在于，包括：