板材自動邊界探測切割裝置及切割方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種板材自動邊界探測切割裝置及切割方法，包括工作臺，所述工作臺上固定兩對稱設置的X向?qū)к墸瑑蒟向?qū)к壷g設置有切割組件及固定橫梁，所述切割組件沿X向?qū)к壔瑒舆B接，所述固定橫梁包括前梁及后梁，所述前梁、后梁分別固定在X向?qū)к墐啥?，前梁、后梁分別與X向?qū)к壌怪痹O置，所述前梁與后梁之間固定有X向滾珠絲杠，所述X向滾珠絲杠與X向?qū)к壪嗥叫?，X向滾珠絲杠與第一電機連接，所述切割組件與X向滾珠絲杠固定連接。該板材自動邊界探測切割裝置及切割方法自動化程度較高，降低了工人的勞動力，可以滿足多種切割要求，切割精度高，在已有的不規(guī)則毛坯板材面積上浪費最小，大大降低了成本。
【專利說明】板材自動邊界探測切割裝置及切割方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板材切割裝置，尤其涉及一種板材自動邊界探測切割裝置及切割方法。
【背景技術】
[0002]目前，不規(guī)則毛坯板材切割生產(chǎn)中，大多數(shù)根據(jù)成品形狀要求采用手工放樣后再切割方式。目前雖有按照計算機中圖形，在已有規(guī)則毛坯材料上進行放樣的方法，然而仍然需要人工不斷地調(diào)整板材的位置，人工放樣難做到給定面積上浪費最小，也不能精準切割所需板料，誤差較大，且人工成本高、工作量大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:為了提供一種板材自動邊界探測切割裝置及切割方法，切割精確，自動化程度高，能夠保證廢料面積最小，降低生產(chǎn)成本。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種板材自動邊界探測切割裝置，包括工作臺，所述工作臺上固定兩對稱設置的X向?qū)к墸瑑蒟向?qū)к壷g設置有切割組件及固定橫梁，所述切割組件沿X向?qū)к壔瑒舆B接，所述固定橫梁包括前梁及后梁，所述前梁、后梁分別固定在X向?qū)к墐啥?，前梁、后梁分別與X向?qū)к壌怪痹O置，所述前梁與后梁之間固定有X向滾珠絲杠，所述X向滾珠絲杠與X向?qū)к壪嗥叫?，X向滾珠絲杠與第一電機連接，所述切割組件與X向滾珠絲杠固定連接。
[0005]通過第一電機、X向?qū)к壖癤向滾珠絲杠的配合，可以控制整個切割組件沿X方向(即X向滾珠絲杠)滑動。
[0006]所述切割組件包括移動支架、Y向滾珠絲杠及火焰頭組件，所述移動支架沿X向?qū)к壔瑒舆B接，移動支架上設置有Y向?qū)к?，所述Y向?qū)к壟cX向?qū)к壪啻怪保龌鹧骖^組件沿Y向?qū)к壔瑒舆B接，所述Y向滾珠絲杠與第二電機連接，火焰頭組件與Y向滾珠絲杠固定連接。
[0007]所述移動支架通過固定塊與X向滾珠絲杠固定連接。
[0008]所述火焰頭組件包括滑板及等離子火焰頭，所述滑板沿Y向?qū)к壔瑒舆B接，所述等離子火焰頭固定在滑板底部，等離子火焰頭一側(cè)設置有光纖傳感器，滑板通過卡塊與Y向滾珠絲杠固定連接。
[0009]通過第二電機、Y向?qū)к壖癥向滾珠絲杠的配合，可以控制切割組件的等離子火焰頭沿Y方向(即Y向滾珠絲杠)滑動。
[0010]由于等離子火焰頭可沿Y方向、X方向運動，因此可以精確地切割板材，也可在板材上開設不同花型的孔。
[0011]由于板材在切割時可能會移動，因此，所述移動支架及前梁上固定有若干能夠夾緊板材的夾緊組件，所述夾緊組件包括氣缸、夾塊及傳感器，所述氣缸控制夾塊上下移動。通過均勻分布的夾緊組件即可有效地將板材夾緊，保證切割精度。[0012]由于被切掉的廢料會掉落造成污染，因此，本發(fā)明在工作臺上設置有出料盒，所述出料盒對應設置在板材下方，被切掉的廢料由于重力作用直接掉落在出料盒內(nèi)，以便收集。
[0013]本發(fā)明還提供一種板材自動邊界探測切割裝置的切割方法，包括如下步驟: 步驟一:首先，待切割板材通過皮帶輸送至工作臺上，并逐漸向前移動；
步驟二:當前梁上的傳感器感應到板材時，第一電機驅(qū)動切割組件移動至X向原點，第二電機驅(qū)動火焰頭組件移動至Y向原點；
步驟三:當移動支架上的傳感器感應到板材時，各夾緊組件將板材夾緊；
步驟四:第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件以一個或多個脈沖當量沿板材Y向單位移動，并將光纖傳感器接收到反射信息的位置和接收不到反射信息的位置分別存于計算機中，作為板材Y方向的兩邊界點坐標，直到走到Y向另一端停止，完成Y向掃描一次，接著，第二電機驅(qū)動切割組件以一個或多個脈沖當量沿X方向單位移動，第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件沿Y向的反向掃描一次，回到Y向的原點，以原點為參考再次記錄板材Y方向的兩邊界點坐標，以此反復進行，直至切割組件再向板材所在的X方向行走一個或多個脈沖當量后，光纖傳感器接收不到反射信息為止；
步驟五:計算機將保存的板材輪廓坐標通過樣條擬合算法擬合出輪廓曲線，將圖形庫中待切割成品圖形采用拼湊成矩形或圓形的方式，在不規(guī)則毛坯板材輪廓線所圍成的面積上放樣，保證殘留廢料面積最小為原則；
步驟六:第二電機驅(qū)動切割組件沿X方向運動，同時第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件沿Y方向運動，等離子火焰頭切割出所需成品圖形。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置及切割方法采用光纖傳感器伺服邊界探測后，再自動規(guī)劃需要的成品形狀圖形，然后進行切割，自動化程度較高，降低了工人的勞動力，可以滿足多種切割要求，切割精度高，在已有的不規(guī)則毛坯板材面積上浪費最小，大大降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置的一較佳實施例的立體結構示意圖；
圖2是本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置的俯視圖；
圖3是本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置的火焰頭組件的立體結構示意圖；
圖4是本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置的火焰頭組件的主視圖；
圖5是本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置的火焰頭組件的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。
[0018]如圖1、圖2所示，一種板材自動邊界探測切割裝置，包括工作臺1，所述工作臺I上固定兩對稱設置的X向?qū)к?，兩X向?qū)к?之間設置有切割組件及固定橫梁，所述切割組件沿X向?qū)к?滑動連接，所述固定橫梁包括前梁4及后梁5，所述前梁4、后梁5分別固定在X向?qū)к?兩端，前梁4、后梁5分別與X向?qū)к?垂直設置，所述前梁4與后梁5之間固定有X向滾珠絲杠6,所述X向滾珠絲杠6與X向?qū)к?相平行，X向滾珠絲杠6與第一電機連接，所述切割組件與X向滾珠絲杠6固定連接。
[0019]所述切割組件包括移動支架12、Y向滾珠絲杠7及火焰頭組件9，所述移動支架12沿X向?qū)к?滑動連接，移動支架12上設置有Y向?qū)к?，所述Y向?qū)к?與X向?qū)к?相垂直，所述火焰頭組件9沿Y向?qū)к?滑動連接，所述Y向滾珠絲杠7與第二電機連接，火焰頭組件9與Y向滾珠絲杠7固定連接。
[0020]所述移動支架12通過固定塊10與X向滾珠絲杠6固定連接。
[0021]如圖3-5所示的火焰頭組件9，包括滑板91及等離子火焰頭93，所述滑板91沿Y向?qū)к?滑動連接，所述等離子火焰頭93固定在滑板91底部，等離子火焰頭93 —側(cè)設置有光纖傳感器94，滑板91通過卡塊92與Y向滾珠絲杠7固定連接。
[0022]由于板材2在切割時可能會移動，因此，所述移動支架12及前梁4上固定有若干能夠夾緊板材2的夾緊組件11，所述夾緊組件11包括氣缸、夾塊及傳感器，所述氣缸控制夾塊上下移動。通過均勻分布的夾緊組件11即可有效地將板材2夾緊，保證切割精度，傳感器可以感應到板材2。
[0023]由于被切掉的廢料會掉落造成污染，因此，本發(fā)明在工作臺I上設置有出料盒，所述出料盒對應設置在板材2下方，被切掉的廢料由于重力作用直接掉落在出料盒內(nèi)，以便收集。
[0024]本發(fā)明還提供一種板材自動邊界探測切割裝置的切割方法，包括如下步驟: 步驟一:首先，待切割板材2通過皮帶輸送至工作臺I上，并逐漸向前移動；
步驟二:當前梁4上的傳感器感應到板材2時，第一電機驅(qū)動切割組件移動至X向原點，第二電機驅(qū)動火焰頭組件9移動至Y向原點；
步驟三:當移動支架12上的傳感器感應到板材2時，各夾緊組件11將板材2夾緊；步驟四:第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9以一個或多個脈沖當量沿板材2的Y向單位移動(即火焰頭組件9沿Y向?qū)к?滑動)，并將光纖傳感器94接收到反射信息的位置和接收不到反射信息的位置分別存于計算機中，作為板材2的Y方向的兩邊界點坐標，直到走到Y向另一端停止，完成Y向掃描一次，接著，第二電機驅(qū)動切割組件以一個或多個脈沖當量沿X方向單位移動(即切割組件沿X向?qū)к?滑動)，第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9沿Y向的反向掃描一次，回到Y向的原點，以原點為參考再次記錄板材2的Y方向的兩邊界點坐標，以此反復進行，直至切割組件再向板材2所在的X方向行走一個或多個脈沖當量后，光纖傳感器94接收不到反射信息為止；
步驟五:計算機將保存的板材2輪廓坐標通過樣條擬合算法擬合出輪廓曲線，將圖形庫中待切割成品圖形采用拼湊成矩形或圓形的方式，在不規(guī)則毛坯板材2輪廓線所圍成的面積上放樣，保證殘留廢料面積最小為原則；
步驟六:第二電機驅(qū)動切割組件沿X方向運動，同時第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9沿Y方向運動，等離子火焰頭93切割出所需成品圖形。
[0025]加工時，待切割板材2通過皮帶輸送至工作臺I上，并逐漸向前移動；當前梁4上的兩個傳感器感應到板材2時，第一電機驅(qū)動X向滾珠絲杠6旋轉(zhuǎn)，從而帶動切割組件移動至X向原點，此時，第二電機驅(qū)動Y向滾珠絲杠7旋轉(zhuǎn)，從而帶動火焰頭組件9移動至Y向原點；板材2繼續(xù)移動，當移動支架12上的傳感器感應到板材2時，各夾緊組件11的氣缸控制夾塊將板材2夾緊，準備進入板材測量階段；第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9以一個或多個脈沖當量沿板材2的Y向單位移動，并將光纖傳感器94接收到反射信息的位置(即板材2的Y向原點)和接收不到反射信息的位置(即板材2的Y向終點)分別存于計算機中，作為板材2的Y方向的兩邊界點坐標，直到走到板材2的Y向終點停止，完成Y向掃描一次，接著，第二電機驅(qū)動切割組件以一個或多個脈沖當量沿X方向單位移動，第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9沿Y向的反向掃描一次，回到Y向原點，以原點為參考再次記錄板材Y方向的兩邊界點坐標，以此反復進行(即采用S型走線逐漸將整個板材2掃描)，直至切割組件再向板材2所在的X方向行走一個或多個脈沖當量后，光纖傳感器94接收不到反射信息為止，此時整個板材2的輪廓曲線收集完成，準備進入數(shù)據(jù)分析階段；計算機將保存的板材2輪廓坐標通過樣條擬合算法擬合出輪廓曲線，將圖形庫中待切割成品圖形采用拼湊成矩形或圓形的方式，在不規(guī)則毛坯板材2輪廓線所圍成的面積上放樣，保證殘留廢料面積最小為原則，最后進入切割階段；第二電機驅(qū)動切割組件沿X方向運動，同時第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件9沿Y方向運動，等離子火焰頭93切割出所需成品圖形，切割掉落的廢料掉入下方的出料盒內(nèi)收集。
[0026]本發(fā)明可以將不同形狀、規(guī)格的板，2加工成所需要的規(guī)則形狀，切割的面積達到最小化的浪費，另外，本發(fā)明還可在板材2上開孔或切割出不同的花型，提高板材2的美觀度，切割范圍十分廣。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明板材自動邊界探測切割裝置及切割方法采用光纖傳感器94伺服邊界探測后，再自動規(guī)劃需要的成品形狀圖形，然后進行切割，自動化程度較高，降低了工人的勞動力，可以滿足多種切割要求，切割精度高，在已有的不規(guī)則毛坯板材2面積上浪費最小，大大降低了成本。
[0028]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:包括工作臺，所述工作臺上固定兩對稱設置的X向?qū)к?，兩X向?qū)к壷g設置有切割組件及固定橫梁，所述切割組件沿X向?qū)к壔瑒舆B接，所述固定橫梁包括前梁及后梁，所述前梁、后梁分別固定在X向?qū)к墐啥?，前梁、后梁分別與X向?qū)к壌怪痹O置，所述前梁與后梁之間固定有X向滾珠絲杠，所述X向滾珠絲杠與X向?qū)к壪嗥叫?，X向滾珠絲杠與第一電機連接，所述切割組件與X向滾珠絲杠固定連接。
2.如權利要求1所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述切割組件包括移動支架、Y向滾珠絲杠及火焰頭組件，所述移動支架沿X向?qū)к壔瑒舆B接，移動支架上設置有Y向?qū)к墸鯵向?qū)к壟cX向?qū)к壪啻怪?，所述火焰頭組件沿Y向?qū)к壔瑒舆B接，所述Y向滾珠絲杠與第二電機連接，火焰頭組件與Y向滾珠絲杠固定連接。
3.如權利要求2所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述火焰頭組件包括滑板及等離子火焰頭，所述滑板沿Y向?qū)к壔瑒舆B接，所述等離子火焰頭固定在滑板底部，等離子火焰頭一側(cè)設置有光纖傳感器，滑板通過卡塊與Y向滾珠絲杠固定連接。
4.如權利要求2所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述移動支架通過固定塊與X向滾珠絲杠固定連接。
5.如權利要求2所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述移動支架上固定有若干能夠夾緊板材的夾緊組件。
6.如權利要求1所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述前梁上固定有若干能夠夾緊板材的夾緊組件。
7.如權利要求5或6所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述夾緊組件包括氣缸、夾塊及傳感器，`所述氣缸控制夾塊上下移動。
8.如權利要求1所述的板材自動邊界探測切割裝置，其特征在于:所述工作臺上設置有出料盒，所述出料盒對應設置在板材下方。
9.一種板材自動邊界探測切割裝置的切割方法，其特征在于:所述切割方法采用如權利要求1-8所述的板材自動邊界探測切割裝置，包括如下步驟: 步驟一:首先，待切割板材通過皮帶輸送至工作臺上，并逐漸向前移動； 步驟二:當前梁上的傳感器感應到板材時，第一電機驅(qū)動切割組件移動至X向原點，第二電機驅(qū)動火焰頭組件移動至Y向原點； 步驟三:當移動支架上的傳感器感應到板材時，各夾緊組件將板材夾緊； 步驟四:第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件以一個或多個脈沖當量沿板材Y向單位移動，并將光纖傳感器接收到反射信息的位置和接收不到反射信息的位置分別存于計算機中，作為板材Y方向的兩邊界點坐標，直到走到Y向另一端停止，完成Y向掃描一次，接著，第二電機驅(qū)動切割組件以一個或多個脈沖當量沿X方向單位移動，第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件沿Y向的反向掃描一次，回到Y向的原點，以原點為參考再次記錄板材Y方向的兩邊界點坐標，以此反復進行，直至切割組件再向板材所在的X方向行走一個或多個脈沖當量后，光纖傳感器接收不到反射信息為止； 步驟五:計算機將保存的板材輪廓坐標通過樣條擬合算法擬合出輪廓曲線，將圖形庫中待切割成品圖形采用拼湊成矩形或圓形的方式，在不規(guī)則毛坯板材輪廓線所圍成的面積上放樣，保證殘留廢料面積最小為原則；步驟六:第二電機驅(qū)動切割組件沿X方向運動，同時第一電機驅(qū)動切割組件的火焰頭組件沿Y方向運動，火焰頭組件上的等離子火焰頭切割出所需成品圖形。
【文檔編號】B23K37/04GK103817450SQ201410099677
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2014年3月18日
【發(fā)明者】楊龍興, 楊浩軒, 梁棟 申請人:江蘇理工學院