CN105127601A - 一种对称件的激光切割方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种对称件的激光切割方法，包括：a)对待切割的平面片料分别进行左右对称方式的排料，采用两个激光切割衬板模用于分别支撑左右对称件，衬板模结构按片料形状、排料组合方式以及废料图形进行支撑装置设计，将两个衬板模放置于两个激光切割位；b)在定尺长宽的组料钢材中嵌套平面片料，分别形成左件、右件切割路径与左件、右件打标图案；激光切割系统按照切割路径与打标图案执行切割与打标作业，最终获得标记的对称的平面片料。本发明不仅可同时获得对称件，省去了后道冲压工序时进行翻置对齐等耗时步骤，还可以不用在后续加工中单独使用标记装备进行左右打标，更加简化了加工过程并可获得更优的标记效果。

Description

一种对称件的激光切割方法及其装置

技术领域

本发明涉及激光加工领域，尤其是一种对称件的激光切割方法及其装置。

背景技术

汽车板侧围、前后门、竖梁、横梁等片料都分为左右对称件，通常将卷材加工成平面汽车板片料的模具落料方式需要左右两套模具，这种方式模具成本非常高。在加工平面片料中，可使用单套模具获得左/右件落料，后续冲压方式同样可为单套(左/右)作业方式。在一些加工方法中，在冲压成三维片料过程中为了获得对称件，需要将成垛片料进行翻置，单件(左)平面片料上料进入冲压工序从而形成另一套(右)对称件的三维成品片料。冲压完成后一般通过气动打标机装备在片料表面形成一定深度的左右标记，起到分识的作用。

在激光切割片料中，取消了模具的高成本，实现了便捷的加工，对零件的加工效果已经得到证实，例如，中国专利申请号201310157674.8。但目前对于对称件生产，激光加工面临着效率以及进一步提高材料利用率的问题，如果进行对称排料的生产方式将大大降低材料利用率，因此尚未获得良好的实际应用，即能实现左右对称零件的同步加工，并且对零件进行标记的途径在普遍使用的激光切割机床上仍未实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对称件的激光切割方法及其装置，在完成平面片料加工过程中，同时完成对片料的标记，通过机器人对对称件的分别堆垛，从而同时获得已标记的左右成品垛供下道工序加工。实现该方法不仅可以同时获得需要的对称件，达到提高材料利用率的目的，并且省去了后道冲压工序时进行翻置对齐等耗时的步骤。由于该方法的实施，可以不用在后续加工单独使用标记装备进行标记，更加简化了加工过程并可获得更优的标记效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种对称件的激光切割装置，其包括：切割工作单元，包括两个并排布置的第一、第二移动快台；所述的两移动快台上设置第一、第二切割位，切割位外侧对应平行设置第一、第二待料位；左、右衬板模，分别设置于第一、第二切割位；一台激光切割头，通过导轨横跨于第一、第二移动快台上第一、第二切割位上；搬运堆垛机器人及机器人导轨，机器人导轨平行设置于第一、第二待料位外侧，横跨第一、第二待料位；机器人导轨外侧对应第一、第二待料位平行于机器人导轨设置第一、第二成品垛料位及组料垛位；废料输送装置，设置于切割工作单元的第一、第二切割位下。

本发明的一种对称件的激光切割方法，其包括：

a)对平面成品片料分别进行左右对称方式的排料，形成X/Y镜像的对称件，采用两个激光切割衬板模用于分别支撑左右对称件，衬板模结构按片料形状、排料组合方式以及废料图形进行支撑装置设计，将两个衬板模放置于两个激光切割位；

b)在定尺长宽的第一组料与第二组料钢材中排入一件以上的左件与右件，并且分别形成左件、右件切割路径；在待切割平面片料的相应位置设计左右打标图案；激光切割系统按照切割路径与打标图案执行切割与打标作业，最终获得标记的对称的平面片料。

进一步，激光切割系统包括一个激光切割头，两个激光切割衬板模，每个衬板模分别对应左、右对称件，对应二个衬板模设有二个移动快台以及一个搬运堆垛机器人；激光切割头在二个衬板模间交替动作，先实施打标随后进行切割；完成打标与切割作业后，二个快台从切割位移动至待料位，加工的对称件由搬运堆垛机器人拾取并分别进行堆垛，从而获得成垛的左件平面片料与右件平面片料，可直接进行冲压加工获得三维片料。

优选的，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第一组料进行左件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第二组料进行右件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

优选的，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径进行左件切割作业，切割结束再对第一组料先实施左件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第二组料实施右件打标作业；与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

优选的，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第一组料进行右件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第二组料进行左件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

优选的，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第一组料实施右件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行左件切割作业，打标结束再对第二组料实施左件打标作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

本发明实现一种平面片料的激光加工，通过同时生产左右对称件并加以标记的方式获得所需加工，该方法优于原有的加工方式，在一次的加工中实现了左右分件与分识标记，有效提高了作业效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例1激光打标与切割实现装置。

图2为本发明实施例2数控系统对激光打标与切割执行的典型方式。

图3为现有平面模具落料方式的示意图。

图4为本发明平面激光打标与切割方法的示意图。

具体实施方式

参见图1～图4，本发明的一种对称件的激光切割装置，其包括：切割工作单元1，包括两个并排布置的第一、第二移动快台2、3；所述的两移动快台2、3上设置第一、第二切割位21、31，切割位21、31外侧对应平行设置第一、第二待料位22、32；左、右衬板模11、12，分别设置于第一、第二切割位；一台激光切割头4，通过导轨5横跨于第一、第二移动快台2、3上第一、第二切割位21、31上；搬运堆垛机器人6及机器人导轨7，机器人导轨7平行设置于第一、第二待料位22、32外侧，横跨第一、第二待料位22、32；机器人导轨7外侧对应第一、第二待料22、32位平行于机器人导轨7设置第一、第二成品垛料位8、9及组料垛位10；废料输送装置11，设置于切割工作单元1的第一、第二切割位21、31下。

在本实施例中，第一切割位21加工左件固定左衬板模11、第二切割位31加工右件固定右衬板模12，相应的成品垛料位8堆放由第一切割位21加工的左件，垛料位9堆放由第二切割位31加工的右件。

进一步，左右衬板模11、12可以整体吊运，根据加工片料形状进行更换。本实施例如图1所示，其中左右衬板模为一种汽车左右侧围件。

本发明的一种对称件的激光切割方法，其包括：

a)对平面成品片料分别进行左右对称方式的排料，形成X/Y镜像的对称件，采用两个激光切割衬板模用于分别支撑左右对称件，衬板模结构按片料形状、排料组合方式以及废料图形进行支撑装置设计，将两个衬板模放置于两个激光切割位；

b)在定尺长宽的第一组料与第二组料钢材中排入一件以上的左件与右件，并且分别形成左件、右件切割路径；在待切割平面片料的相应位置设计左右打标图案；激光切割系统按照切割路径与打标图案执行切割与打标作业，最终获得标记的对称的平面片料。

本发明激光加工方法首先通过套料方法分别对定尺长宽的组料100进行排料，排料后可加工成左件片料200以及右件片料300，排料需要获得四组套料数控加工程序，分别为：左件打标程序，左件切割程序，右件打标程序，右件切割程序，由以上程序组成一套完整的加工程序。同时，对程序可以进行相应的开发，以此嵌套加入定义的打标与切割过程中的各种变量，变量包括程序变量、激光程序号、离焦量、间隙、气体压力等。通过变量的定义在数控控制系统读取零件加工程序时可激活相关参数，从而实现不同条件下的工艺参数设置，即在打标与切割过程中激光功率与模式、气体压力、离焦量以及喷嘴与板面间距是两套不同的参数。数控控制系统通过分别运行代码从而由由激光切割系统执行实现平面片料的打标与切割，最终获得标记的对称成品平面片料。

图2是本发明实施例中一种典型的数控控制系统执行激光打标与切割的过程。运行零件加工程序包括分别激活与执行左右件的打标参数，由于打标与切割工艺参数不同，当运行至不同的阶段时会通过变量调用包含激光程序、气体压力、离焦量、间距等相应参数。

在完成排料与程序准备后，搬运堆垛机器人6将组料垛10上的组料100搬运至第一移动快台2的待料位，再由第一移动快台2将组料移动至切割位，组料在切割位由激光切割头4根据预设定程序进行左件打标与切割成片料200，与此同时，搬运堆垛机器人6将组料搬运至第二移动快台3待料位，搬运完成第二移动快台3移动至切割位；第一移动快台2上切割完成后的激光切割头4移动至第二移动快台切割位进行右件打标与切割成片料300，与此同时第一移动快台2打标并切割后的左件片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人6搬运并堆垛至左件成品垛料位8；如此循环，第一、第二移动快台2、3交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头4在第一、第二移动快台2、3的切割位见移动完成对对称片料的打标与切割作业，切除的废料由切割位下的废料输送装置11移出切割工作单元1。

参见图3、图4，其所示为本发明方法与原加工方法的区别。在原方法的加工中，在加工另一对称件时需要对原垛位进行翻面与重对齐作业，冲压并切边完成后使用气动打标机对片料一定深度的进行标识。

在本方法采用的激光加工方式中，通过调节工艺参数以及程序控制，并利用本发明装置可方便的在第一道工序中完成打标以及左右分件加工，从而优化了整个加工步序提高了生产效率。

实施例1

本发明的一种对称件的激光加工方法，首先，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第一组料进行左件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第二组料进行右件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

实施例2

本发明的一种对称件的激光加工方法，首先，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径进行左件切割作业，切割结束再对第一组料先实施左件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第二组料实施右件打标作业；与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

实施例3

本发明的一种对称件的激光加工方法，首先，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第一组料进行右件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第二组料进行左件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

实施例4

本发明的一种对称件的激光加工方法，首先，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第一组料实施右件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行左件切割作业，打标结束再对第二组料实施左件打标作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

Claims (7)

1.一种对称件的激光切割装置，其特征是，包括：

切割工作单元，包括两个并排布置的第一、第二移动快台；所述的两移动快台上设置第一、第二切割位，切割位外侧对应平行设置第一、第二待料位；

左、右衬板模，分别设置于第一、第二切割位；

一台激光切割头，通过导轨横跨于第一、第二移动快台上第一、第二切割位上；

搬运堆垛机器人及机器人导轨，机器人导轨平行设置于第一、第二待料位外侧，横跨第一、第二待料位；机器人导轨外侧对应第一、第二待料位平行于机器人导轨设置第一、第二片料垛料位及组料垛位；

废料输送装置，设置于切割工作单元的第一、第二切割位下。

2.一种对称件的激光切割方法，其特征是，包括：

a)对平面成品片料分别进行左右对称方式的排料，形成X/Y镜像的对称件，采用两个激光切割衬板模用于分别支撑左右对称件，衬板模结构按片料形状、排料组合方式以及废料图形进行支撑装置设计，将两个衬板模放置于两个激光切割位；

b)在定尺长宽的第一组料与第二组料钢材中排入一件以上的左件与右件，并且分别形成左件、右件切割路径；在待切割平面片料的相应位置设计左右打标图案；激光切割系统按照切割路径与打标图案执行切割与打标作业，最终获得标记的对称的平面片料。

3.如权利要求2所述的对称件的激光切割方法，其特征是，激光切割系统包括一个激光切割头，两个激光切割衬板模，每个衬板模分别对应左、右对称件，对应二个衬板模设有二个移动快台以及一个搬运堆垛机器人；激光切割头在二个衬板模间交替动作，先实施打标随后进行切割；完成打标与切割作业后，二个移动快台从切割位移动至待料位，加工的对称件由搬运堆垛机器人拾取并分别进行堆垛，从而获得成垛的左件平面片料与右件平面片料，可直接进行冲压加工获得三维片料。

4.如权利要求2所述的对称件的激光切割方法，其特征是，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第一组料进行左件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第二组料进行右件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

5.如权利要求2所述的对称件的激光切割方法，其特征是，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径进行左件切割作业，切割结束再对第一组料先实施左件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第二组料实施右件打标作业；与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即左件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行左件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

6.如权利要求2所述的对称件的激光切割方法，其特征是，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先实施右件打标作业，打标结束再对第一组料进行右件切割作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先实施左件打标作业，打标结束再对第二组料进行左件切割作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。

7.如权利要求2所述的对称件的激光切割方法，其特征是，搬运堆垛机器人将第一组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将该组料移动至切割位，该第一组料在切割位由激光切割头根据预设定路径先进行右件切割作业，切割结束再对第一组料实施右件打标作业，与此同时，搬运堆垛机器人将第二组料搬运至第二移动快台待料位，再由第二移动快台将第二组料移动至切割位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位，第二移动快台根据预设定路径先进行左件切割作业，打标结束再对第二组料实施左件打标作业，与此同时，第一移动快台上切割后的第一组料即右件打标片料被移动至待料位，由搬运堆垛机器人搬运至片料小车进行右件堆垛；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料打标与左右件的切割；搬运堆垛机器人分别对左件与右件进行堆垛；切除的小废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元，切除的大废料由搬运堆垛机器人吸附拾取堆垛成废料垛。