CN104625436A - 一种管材弯曲度补偿方法及激光切割装置 - Google Patents

一种管材弯曲度补偿方法及激光切割装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及管材切割的技术领域，具体涉及一种管材弯曲度补偿方法，补偿前夹持弯曲管材，将弯曲管材绕旋转轴进行旋转，所述旋转轴是通过夹持位置中心的水平轴，所述弯曲管材包括四个检测面，包括步骤：S1、对所述弯曲管材进行弯曲度检测；S2、根据检测获得的高度，计算出所述弯曲管材的弯曲程度；S3、根据计算获得的弯曲程度，进行弯曲度补偿。本发明通过检测弯曲管材的弯曲程度，并根据检测结果，调整弯曲管材的切割表面和切割头的位置关系，满足加工生产的需求，确保所切割的轮廓位置精度在合理的误差范围里，提高加工生产的合格率；使激光切割的通用性更强，降低选购管材、搬运、存储的成本和条件。

Description

一种管材弯曲度补偿方法及激光切割装置
技术领域
本发明涉及管材切割的技术领域，具体涉及一种管材弯曲度补偿方法及激光切割装置。
背景技术
在切割加工弯曲管材时，尤其是方形管、矩形管和腰圆管等弯曲管材，一般需要进行弯曲度补偿操作(即对弯曲管材的切割表面和切割头的位置关系进行调整，使两者呈预设角度)。若不及时进行补偿操作，易导致切割出来的轮廓与预先编程的位置有出入，导致切割轮廓的中心位置产生偏移，降低加工生产的合格率，甚至损坏切割头。
为了解决上述问题，一般采用人工和机械辅助方式，进行弯曲度补偿操作，不仅提高生产成本，还不能完全保证弯曲管材的切割表面和切割头呈预设角度，其次，对弯曲管材进行调整会提高生产人员的劳动量，不利于大规模加工生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种管材弯曲度补偿方法，修正弯曲管材的弯曲度。
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光切割装置，修正弯曲管材的弯曲度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种管材弯曲度补偿方法，补偿前夹持弯曲管材，将弯曲管材绕旋转轴进行旋转，所述旋转轴是通过夹持位置中心的水平轴，所述弯曲管材包括四个检测面，包括步骤：
S1、对所述弯曲管材进行弯曲度检测，在每个检测面的相应位置上设置一检测点，检测在四个检测面分别旋转到最顶部时的检测点的高度；
S2、根据检测获得的高度，计算出所述弯曲管材的弯曲程度；
S3、根据计算获得的弯曲程度，进行弯曲度补偿。
其中，较佳方案是：在所述步骤S1中，将当前弯曲管材的俯视表面设为第一检测面，并使弯曲管材绕旋转轴朝一特定方向旋转三个90°，分别获得对应的第二检测面、第三检测面和第四检测面。
其中，较佳方案是：在所述步骤S2中，分别将非相邻的两个检测面的检测结果进行处理，计算出所述弯曲管材在第一方向和第二方向上的弯曲程度。
其中，较佳方案是：在所述步骤S3中，在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割头在切割面上的切割位置，进行弯曲度补偿；所述切割面与检测面是成90度的对应关系。
其中，较佳方案是：改变切割头在切割面上的切割位置的方法是：对切割头的切割坐标的输出值进行整体偏置。
其中，较佳方案是：在所述步骤S3中，在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割面的位置，进行弯曲度补偿；所述切割面与检测面是成90度的对应关系。
其中，较佳方案是：设置一警报值，当弯曲程度大于警报值时，禁止切割操作。
其中，较佳方案是：设置一分段参数，根据分段参数对弯曲管材进行分段检测。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光切割装置，专用于弯曲管材的激光切割，包括：
卡盘，包括夹持卡爪和旋转盘，用于夹持和旋转弯曲管材，其中旋转盘将弯曲管材绕旋转轴进行旋转，所述旋转轴是通过夹持位置中心的水平轴；
检测头，用于检测弯曲管材表面的高度。
控制处理单元，分别与检测头和卡盘连接。
其中，较佳方案是：所述检测头包括激光切割头和移动部件，所述激光切割头与移动部件连接，所述激光切割头通过移动部件进行空间移动和偏置移动。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过检测弯曲管材的弯曲程度，并根据检测结果，调整弯曲管材的切割表面和切割头的位置关系，满足加工生产的需求，确保所切割的轮廓位置精度在合理的误差范围里，提高加工生产的合格率；使激光切割的通用性更强，降低选购、搬运、存储管材的成本和条件。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明弯曲度补偿方法的原理框图；
图2是本发明补偿方法的检测示意图一；
图3是本发明补偿方法的检测示意图二；
图4是本发明弯曲管材的结构示意图；
图5是本发明弯曲管材的切割轮廓示意图；
图6是本发明激光切割装置的原理框图；
图7是本发明激光切割装置的具体原理框图；
图8是本发明激光切割装置的检测示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1～5所示，提供一种管材弯曲度补偿方法的优选实施例，其中图1是弯曲度补偿方法的原理框图，图2是补偿方法的检测示意图一，图3是补偿方法的检测示意图二，图4是弯曲管材的结构示意图，图5是弯曲管材的切割轮廓示意图。
一种管材弯曲度补偿方法，在补偿前通过夹持件30夹持弯曲管材10，将弯曲管材10绕旋转轴12进行旋转，旋转轴12是通过夹持位置中心11的水平轴，并在补偿弯操作后通过切割件40对弯曲管材10进行切割，弯曲管材10包括四个检测面，弯曲度补偿方法包括步骤：
S1、对弯曲管材进行弯曲度检测，在每个检测面的相应位置上设置一检测点，检测在四个检测面分别旋转到最顶部时的检测点的高度；
S2、根据检测获得的高度，计算出所述弯曲管材的弯曲程度；
S3、根据计算获得的弯曲程度，进行弯曲度补偿。
其中，本实施例中的弯曲管材10包括方形管、矩形管和腰圆管等中心对称管材，便于对弯曲管材10进行检测。
在步骤S1中，参考图2和图3，将当前弯曲管材10的俯视表面设为第一检测面101，并使弯曲管材10绕通过旋转轴12朝一特定方向旋转三个90°，分别获得对应的第二检测面102、第三检测面103和第四检测面104。
其中，特定方向包括顺时针方向和逆时针方向。
其中，非相邻的两个检测面对应的检测点是以旋转轴12为转轴中心对称的表面，如图2和图3中的第一检测点1011和第三检测点1031，是以旋转轴12为转轴中心对称。本发明是通过检测头在弯曲管材10旋转后，检测其正下方的检测面(即某一检测点)的高度。
在步骤S2中，参考图4，分别将非相邻的两个检测面的检测结果进行处理，即检测第一检测面101和第三检测面103的检测点的高度，及检测第二检测面102和第四检测面104的检测点的高度，计算出所述弯曲管材10在第一方向131和第二方向132上的弯曲程度。
其中，第一方向131是穿过并垂直于第一检测面101和第三检测面103的中心线，第二方向132是穿过并垂直于第二检测面102和第四检测面104的中心线。
其中，关于弯曲程度的计算，结合步骤3的弯曲度补偿方案进行详细描述。
在步骤S3中，本实施例提供两种弯曲度补偿的方案，用于对弯曲管材10的切割面和切割头40的位置关系进行调整，使两者呈预设角度。
其中，切割面与检测面是成90度的对应关系，即第一切割面与第二检测面102对应，第二切割面与第三检测面103对应，第三切割面与第四检测面104对应，第四切割面与第一检测面101对应。
其中，预设角度优选90度。
方案一：
参考图5，在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割头40在切割面上的切割位置，对弯曲管材10进行弯曲度补偿。
其中，改变切割头40在切割面上的切割位置的方法是：先将需要切割的切割面旋转到切割头40的正下方，即将切割面旋转到最顶部，对切割头40的切割坐标的输出值进行整体偏置，如根据弯曲程度并通过整体偏置切割头40的Y坐标的输出值，将切割面上的预设切割轮廓1001偏置到实际切割轮廓1002。
本方案中弯曲程度的计算方式是：弯曲程度包括弯曲程度B1、弯曲程度B2、弯曲程度B3和弯曲程度B4，并设第一检测点1011的高度是H1，第二检测点1012的高度是H2，第三检测点1013的高度是H3和第四检测点1014的高度是H4。如当H1>H3时，B1＝|H1-H3|/2，B3＝-|H1-H3|/2；如当H1<H3时，B1＝-|H1-H3|/2，B3＝|H1-H3|/2；其中，H1>H3是指在第一方向131(垂直时)，弯曲管材10的第一检测面101向上偏。
同理，当H2>H4时，B2＝|H2-H4|/2，B4＝-|H2-H4|/2；如当H2<H4时，B2＝-|H2-H4|/2，B4＝|H2-H4|/2。
同理，当H1＝H3或H2＝H4时，可认定弯曲管材10的各检测面都没有弯曲。
其中，弯曲程度B1赋值于第一切割面，弯曲程度B2赋值于第二切割面，弯曲程度B3赋值于第三切割面，弯曲程度B4赋值于第四切割面。
方案二：
在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割面的位置，对弯曲管材10进行弯曲度补偿。
其中，改变切割面位置的方法是：先将需要切割的切割面旋转到切割头40的正下方，即将切割面旋转到最顶部，根据弯曲程度偏转弯曲管材10，使切割头40的切割轮廓达到预设轮廓的位置。
本方案中弯曲程度的计算方式是：根据上述计算获得弯曲程度B1、弯曲程度B2、弯曲程度B3和弯曲程度B4，并获得夹持位置中心11到检测点的在旋转轴12上的水平间距D，通过三角函数，计算出偏转弯曲管材10的角度。
本实施例中，本发明还提供若干功能操作，包括：
设置一警报值，当弯曲程度大于警报值时，禁止切割操作。根据不同机床的精度，对弯曲管材10的弯曲度检测有不同的标准，当弯曲管材10的弯曲度达到当前机床所设置的警报值时，可进行切割操作。
设置一分段参数，根据分段参数对弯曲管材进行分段检测。
本实施例中，在检测完成后，还需判断切割的起始面，起始面包括第一切割面、第二切割面、第三切割面和第四切割面。
如图6～8所述，提供一种激光切割装置的优选实施例，其中图6是激光切割装置的原理框图，图7是激光切割装置的具体原理框图，图8是激光切割装置的检测示意图。
一种激光切割装置20，专用于弯曲管材10的激光切割，包括：卡盘21、检测头22和控制处理单元23，控制处理单元23分别与卡盘21和检测头22连接，卡盘21夹持弯曲管材10，检测头22作用在弯曲管材10上。
卡盘21，包括夹持卡爪211和旋转盘212，用于夹持和旋转弯曲管材10。
其中，旋转盘将弯曲管材10绕旋转轴12进行旋转，旋转轴12是通过夹持位置中心11的水平轴。
检测头22，用于检测弯曲管材10表面的高度。
其中，检测头22包括激光切割头221和移动部件222，激光切割头221与移动部件222连接，激光切割头221通过移动部件222进行空间移动和偏置移动。参考图8，激光切割头221通过下移，检测检测点的高度，并在检测完后，旋转盘212旋转弯曲管材10。
控制处理单元23，分别与检测头22和卡盘21连接，用于检测头22和卡盘21工作。
在本发明中，不仅仅限于上述在水平夹持弯曲管材10并进行垂直切割，只要涉及本发明的检测和补偿方法，无论在什么角度进行检测和补偿，都是属于本发明的范围内。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

Claims (10)

1.一种管材弯曲度补偿方法，补偿前夹持弯曲管材，将弯曲管材绕旋转轴进行旋转，所述旋转轴是通过夹持位置中心的水平轴，所述弯曲管材包括四个检测面，其特征在于，包括步骤：
S1、对所述弯曲管材进行弯曲度检测，在每个检测面的相应位置上设置一检测点，检测在四个检测面分别旋转到最顶部时的检测点的高度；
S2、根据检测获得的高度，计算出所述弯曲管材的弯曲程度；
S3、根据计算获得的弯曲程度，进行弯曲度补偿。
2.根据权利要求1所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：在所述步骤S1中，将当前弯曲管材的俯视表面设为第一检测面，并使弯曲管材绕旋转轴朝一特定方向旋转三个90°，分别获得对应的第二检测面、第三检测面和第四检测面。
3.根据权利要求2所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：在所述步骤S2中，分别将非相邻的两个检测面的检测结果进行处理，计算出所述弯曲管材在第一方向和第二方向上的弯曲程度。
4.根据权利要求3所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割头在切割面上的切割位置，进行弯曲度补偿；所述切割面与检测面是成90度的对应关系。
5.根据权利要求4所述的弯曲度补偿方法，其特征在于，改变切割头在切割面上的切割位置的方法是：对切割头的切割坐标的输出值进行整体偏置。
6.根据权利要求3所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在切割时，根据计算获得的弯曲程度，改变切割面的位置，进行弯曲度补偿；所述切割面与检测面是成90度的对应关系。
7.根据权利要求4或6所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：设置一警报值，当弯曲程度大于警报值时，禁止切割操作。
8.根据权利要求4或6所述的弯曲度补偿方法，其特征在于：设置一分段参数，根据分段参数对弯曲管材进行分段检测。
9.一种激光切割装置，专用于弯曲管材的激光切割，其特征在于，包括：
卡盘，包括夹持卡爪和旋转盘，用于夹持和旋转弯曲管材；
检测头，用于检测弯曲管材表面的高度；
控制处理单元，分别与检测头和卡盘连接。
10.根据权利要求9所述的激光切割装置，其特征在于：所述检测头包括激光切割头和移动部件，所述激光切割头与移动部件连接，所述激光切割头通过移动部件进行空间移动和偏置移动。
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