CN107289885A

CN107289885A - 一种测定金属管材中心位置的方法

Info

Publication number: CN107289885A
Application number: CN201710432094.3A
Authority: CN
Inventors: 谢淼; 罗尧; 罗一尧; 鞠勇; 邵达
Original assignee: SHANGHAI BOCHU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI BOCHU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: CN107289885B

Abstract

本发明涉及激光切割领域，具体的说是一种测定金属管材中心位置的方法。包括电容式调高器，其特征在于包括如下步骤：1）测量金属管材高度H、宽度W和电容式调高器的跟随距离参数△F；2）获得精确的机械旋转中心位置R（Xr，Zr）；3）通过高度差计算出第一条边和第三条边在Z轴方向上元件中心的位置Zc；4）通过高度差计算出在第二条边和第四条边在X轴方向上元件中心的位置Xc；5）得到金属管材的中心位置为（Zc，Xc）；6）对获得的金属管材中心位置进行矫平。本发明同现有技术相比，通过在每条边采样若干个点进行平均，减小了方管处于倾斜状态下的误差；此外，通过对上下面进行采样对比，能够精确地计算出在该方位上金属管材中心的精确位置。

Description

一种测定金属管材中心位置的方法

技术领域

本发明涉及激光切割领域，具体的说是一种测定金属管材中心位置的方法。

背景技术

在金属管材切割系统中，所切割的管材与系统旋转轴的中心在空间坐标系里往往不是同一个坐标。当金属管材静止不动时，通过人工测量可以大致得到管材此时的中心位置。然而，人工测量的方式误差大，准度低，耗时长；当金属管材随着切割系统开始转动时，管材的中心也会绕切割系统的旋转轴开始旋转，通过人工测量得到实时的管材中点是徒劳且无意义的。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，设计一种具有可重复、精度高、全自动控制的测定金属管材中心位置的方法，充分利用激光切割系统中的已有的切割头喷嘴，将其作为电容式调高器感应头来采集金属管材表面的数据。

为实现上述目的，设计一种测定金属管材中心位置的方法，包括电容式调高器，其特征在于包括如下步骤：

1）步骤1，测量金属管材高度H、宽度W和电容式调高器的跟随距离参数△F，调整电容式调高器的感应头至金属管材的正上方；

2）步骤2，依次通过粗矫平、粗寻中、精矫平、精寻中四个步骤，实现金属管材的矫平，同时获得精确的机械旋转中心位置R（Xr，Zr）；

3）步骤3，利用电容式调高器测量第一条边的高度H1，旋转180°，用同样的方法获得第三条边的高度H3，通过高度差计算出第一条边和第三条边在Z轴方向上元件中心的位置Zc；

4）步骤4，将电容式调高器旋转90°，利用电容式调高器测量第二条边的高度H2，继续旋转180°，用同样的方法获得第四条边的高度H4，通过高度差计算出在第二条边和第四条边在X轴方向上元件中心的位置Xc；

5）步骤5，得到金属管材的中心位置为（Zc，Xc）；

6）步骤6，对步骤5中获得的金属管材中心位置进行矫平，通过获取在每一条边上的同一截面不同位置的表面高度，获得每一条边的倾斜角度α1、α2、α3、α4，对这些角度进行平均后，可以通过旋转一定的补偿角度，对矩形金属管进行角度矫正，其补偿角度计算公式为α_offset=-(α1+α2+α3+α4)/4。

所述步骤2中粗矫平包括如下步骤：1）将切割头向X轴正向移动ΔX的距离，通过控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zp1,；2）将切割头向X轴负向移动2×ΔX的距离，再次通过电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zp2；3）得出金属管材上表面的倾角大约为arctan[(Zp1-Zp2)/(2×△X)]，根据倾斜角度控制旋转轴转动-arctan[(Zp1-Zp2)/(2×△X)]。

所述步骤2中粗寻中包括如下步骤：1）控制切割头快速分别向金属管材的X轴方向正边界和X轴方向负边界运动，并捕捉切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标Xp1和X轴负边界坐标Xp2；2）得出机械中心X轴坐标在(Xp1+Xp2)/2附近，控制切割喷嘴平移到X轴(Xp1+Xp2)/2位置。

所述步骤2中精矫平包括如下步骤：1）控制切割头先向X轴正向移动W/4的距离，再控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zq1；2）控制切割头向X轴负向移动W/2的距离，再控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zq2；3）得出金属管材上表面的倾角大约为arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]，根据倾斜角度控制旋转轴转动-arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]。

所述步骤2中精寻中包括如下步骤：1）控制切割头低速分别向金属管材的X轴方向正边界和X轴方向负边界运动，并捕捉切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标X1和X轴负边界坐标X2；2）将切割头移动到（X1+X2）/2位置，控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z1坐标；3）控制旋转轴旋转180°，重复上述步骤得到金属管材下表面的切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标X3和X轴负边界坐标X4；4）将切割头移动到（X1+X2+X3+X4）/4位置，控制电容式调高器测量翻转180°后金属管材上表面的Z2坐标；5）得到机械的旋转中心坐标R（Xr，Zr），其中Xr=X1+X2+X3+X4）/4，Zr=（Z1+Z2）/2-H/2-△F。

所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr；2）随后向X轴负向移动一段距离△X，此时切割头X轴坐标为Xr-△X；3）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h1；4）系统控制切割头沿着X轴正向移动2*△X，到达Xr+△X；5）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h2；6）获得第一条边的平均高度H1=(h1+h2)/2；7）同理，旋转180°后，得到第三条边的平均高度H3；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（H3-H1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）随后向Z轴负向移动一段距离△Z，此时切割头Z轴坐标为Zr-△Z；3）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h3；4）系统控制切割头沿着Z轴正向移动2*△Z，到达Zr+△Z；5）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h4；6）获得第二条边的平均高度H2=(h3+h4)/2；7）同理，旋转90°后，得到第四条边的平均高度H4；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（H4-H2）/2。

所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr；2）控制X轴移动到机械旋转中心右侧W/4位置，随后系统控制切割头在X轴方向上运动，在切割头X轴坐标Xr+W/4时停止；3）调高器跟随并测量当前高度：给调高器发送跟随指令，在调高器跟随到位后，记录当前调高器高度z1；4）调高器上抬，控制X轴移动到机械旋转中心左边边W/4位置：系统控制切割头向X轴反向运动W/2，在切割头X轴坐标为(Xr+W/4)–W/2时停止；5）调高器跟随并测量当前高度：给调高器发送跟随指令，在调高器跟随到位后，记录当前调高器高度z2；6）调高器上抬：在记录得到矩形方管该面的跟随高度Z1=(z1+z2)/2后，给调高器发送上抬指令，调高器回到停靠高度；7）旋转180°后，调高器跟随并直接测量第三条边的跟随高度Z3；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（Z3-Z1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）调高器跟随并直接测量第二条边的跟随高度Z2；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第四条边的跟随高度Z4；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（Z4-Z2）/2。

所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Xr；2）调高器跟随并直接测量第一条边的跟随高度Z1；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第三条边的跟随高度I3；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（I3-I1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）调高器跟随并直接测量第二条边的跟随高度I2；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第四条边的跟随高度I4；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（I4-I2）/2。

所述金属管材为矩形金属管材。

本发明同现有技术相比，在已知金属管材切割系统旋转轴机械中心精确位置的前提下，通过在每条边采样若干点进行平均，减小了方管处于倾斜状态下的误差，同时，在测量结束后，综合测量信息，对方管进行再次矫平，提高切割精确度；此外，通过对上下面进行采样对比，能够精确地计算出在该方位上金属管材中心的精确位置。

附图说明

图1为金属管材中心测量流程示意图。

图2为本发明中实施例一的测量流程示意图。

图3为本发明中实施例一的矩形管材在数控系统坐标系的位置示意图。

图4为本发明中实施例一的矩形金属管四条边测量八个点的示意图。

图5为本发明中实施例一的金属管材中心测量数据示意图。

图6为本发明中实施例一的矫平示意图。

图7为本发明中实施例二的测量流程示意图。

图8为本发明中实施例二的矩形管材在数控系统坐标系的位置示意图。

图9为本发明中实施例二的矩形金属管四条边测量四个点的示意图。

图10为本发明中实施例二的旋转轴旋转时调高器上抬到位示意图。

图11为本发明中实施例二的金属管材中心测量数据示意图。

图12为本发明中实施例三的测量并矫平流程示意图。

图13为本发明中实施例三的矩形管材在数控系统坐标系的位置示意图。

图14为本发明中实施例三的矩形金属管四条边测量五个点的示意图。

图15为本发明中实施例三的旋转轴旋转时调高器上抬到位示意图。

图16为本发明中实施例三的金属管材中心测量数据示意图。

图17为本发明中实施例三的矫平示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明首先需要通过卡尺测量矩形金属管材的宽度W和高度H。然后观察确定电容式调高器的感应头（即切割喷嘴），是否在矩形金属管材的上方，如果不在矩形金属管材的上方可以点动数控软件调整切割喷嘴位置。如果切割喷嘴在矩形金属管材的上方，那么可以进行粗矫平操作。

粗矫平操作：系统控制切割头先向X轴正向移△X(为安全起见，△X取较小的值)，再通过控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z轴坐标zp1。然后在控制切割头向X轴负方向平移2*△X，然后再次通过控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z轴坐标zp2。那么矩形金属管材的上表面的倾斜角大约为arctan[(zp1-zp2)/(2*△X)]，所以只需控制旋转轴转动-arctan[(zp1-zp2)/(2*△X)]，就可以完成粗矫平。

粗寻中操作：控制切割头以较快速度分别向方管的X方向正边界和X方向负边界运动，并捕捉切割头喷嘴出边时的X轴的正边界坐标xp1和X轴的负边界坐标xp2。得到机械中心x轴坐标应该(xp1+xp2)/2附近，最后控制切割喷嘴平移到X轴(xp1+xp2)/2位置。

精矫平操作：经过粗矫平和粗寻中操作后，可以粗略估计出管子的X轴正边界和负边界位置。精矫平和粗矫平动作相似。通过系统控制切割头先向X轴正向移W/4距离（W为矩形管的宽度），再通过控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z轴坐标Zq1。然后在控制切割头向X轴负方向移W/4，然后再次再通过控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z轴坐标Zq2。那么方管的倾斜角为arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]，所以只需控制旋转轴转动-arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]，就可以完成精矫平。

精寻中操作：精寻中操作分为上表面寻中和下表面寻中两个小步骤。如图4，实线为测量上表面时的矩形金属管材，虚线为旋转180度后的矩形金属管材，用于测量下表面的操作。

（1）上表面寻中。首先设定电容式调高器为低速寻边模式，然后控制切割头以较慢的速度分别向矩形金属管材的X方向正边界运动。当电容式调高器捕捉到切割头喷嘴出边时，记录X轴的正边界坐标X1。同样的，再次设定调高器为低速寻边模式，然后控制切割头以较慢的速度分别向矩形金属管材的X方向负边界运动。当电容式调高器捕捉到切割头喷嘴出边时，记录X轴的负边界坐标X2，最后控制切割头喷嘴移动到（X1+X2）/2位置，然后再控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z1坐标。

（2）下表面寻中。此时旋转轴旋转180度，矩形金属管材的位置变为图4虚线位置，然后同样的，将电容式调高器设定为低速寻边模式，然后控制切割头以较慢的速度分别向矩形金属管材的X方向正边界运动。当电容式调高器捕捉到切割头喷嘴出边时，记录X轴的正边界坐标X3。同样的，将电容式调高器设定为低速寻边模式，然后控制切割头以较慢的速度分别向矩形金属管材的X方向负边界运动。当电容式调高器捕捉到切割头喷嘴出边时，记录X轴的负边界坐标X4，最后控制切割头喷嘴移动到（X1+X2+X3+X4）/4位置，然后再控制电容式调高器测量矩形金属管材上表面的Z2坐标。

最后计算得到机械的旋转轴中心坐标R（Xr,Zr），Xr=（X1+X2+X3+X4）/4；Zr=（Z1+Z2）/2-H/2-△F。其中：H为矩形金属管材高度。△F为调高器的跟随距离参数。

实施例一：

如图2-6所示，本实施例在已知金属管材切割系统旋转轴机械中心精确位置的前提下，通过在每条边采样两个点进行平均，减小了方管处于倾斜状态下的误差，同时，在八个点测量结束后，综合测量信息，对方管进行再次矫平，提高切割精确度；此外，通过对上下面进行采样对比，能够精确地计算出在该方位上方管中心的精确位置。

随后测量四条边的八个点：

如图3所示，系统首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr，并向X轴负向移动一段距离△X（为了保证不脱离矩形金属管范围，△X一般取值较小），此时切割头X轴坐标为Xr-△X。之后，系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度H1。接下来，系统控制切割头沿着X轴正向移动2*△X，到达Xr+△X，再次跟随金属方管，获得此处金属方管表面高度H2。

旋转90°，用同样的方法获得第二条边在Xr-△X、Xr+△X两点处的高度；以此类推，可以获得四条边上的八个点的高度信息。在获得需要的高度值后，系统控制旋转轴回零，调高器上抬到指定高度。

计算中心偏差：

图4给出了计算元件中心偏差所需要的所有数据。假设最高处的水平线为Z轴零点，那么有如下公式：

公式1：H1+L1=H2+L2=-Zr

公式2：Zc=-H1–(L1+L2)/2

将公式1代入公式2可以计算得到

Zc=-H1–[(-Zr–H1)+(-Zr–H2)]/2

=Zr+(H2–H1)/2

这样，旋转180°之后，通过跟随获得上下两条边的高度，利用上面的计算公式，就能得到元件中心在Z轴上的精确坐标。同理，通过测量侧面两条边相对于调高器原点的高度，可以计算得到原件中心在X轴上的精确坐标为：

Xc=Zc+（H4–H3）

此时，H3、H4分别表示通过调高器测量得到的第二条边和第四条边的高度。

根据计算值矫正管材角度：

如图5，当矩形金属管材处于不平整状态时，通过Xr-△X、Xr+△X两点的高度可以计算获得此时金属管材的倾斜角度。假设在这两个位置，方管表面坐标分别为Z1和Z2，那么根据图中所示，计算偏角的公式为

α=arctan[(Z1-Z2)/(2*△X)]

通过对四条边的测量，可以获得四个倾斜角度α1、α2、α3、α4。最后，通过旋转一定的角度补偿，可以将矩形方管重新矫正。该角度补偿的计算公式如下：

α_offset=-(α1+α2+α3+α4)/4

实施例二：

如图7-11所示，本实施例在已知金属管材切割系统旋转轴机械中心精确位置的前提下，在每条边采样一个点，加快了测量的整体速度。同时，在不同边的切换过程中，采用了蛙跳技术，在调高器上抬到最高点之前，旋转轴已经开始转动，在保证安全的前提下最大限度地缩减了寻中时间。此外，通过对旋转180°相对应的两个平面进行采样取值并平均计算，能够精确地计算出在这两个平面垂直方向上方管中心的精确位置。

测量四条边的四个点：

如图7所示，系统首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr，之后，系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，在调高器跟随到位后，记录此处方管的表面高度Z1。

调高器上抬，在上抬到位时，旋转轴朝正方向旋转90°，旋转轴移动停止后，调高器跟随到金属管材表面，在调高器跟随到位后记录此处方管表面高度Z2。以此类推，可以获得四条边上的四个点的高度信息。

在获得需要的高度值后，系统控制调高器上抬到指定高度，旋转轴回到零点，也就是第一条边朝上时的情形。

随后计算中心偏差：

图9给出了计算元件中心偏差所需要的所有数据。假设最高处的水平线为Z轴零点，那么有如下公式：

Z1+L1=Z2+L2=-Zr

Zc=-Z1–(L1+L2)/2

将公式1代入公式2可以计算得到

Zc=-Z1–[(-Zr–Z1)+(-Zr–Z2)]/2

=Zr+(Z2–Z1)/2

Xc=Zc+（Z4–Z3）

此时，Z3、Z4分别表示通过调高器测量得到的第二条边和第四条边的高度。

本实施例在实际应用过程中，调高器上抬到一定高度时，旋转轴就可以开始运动。相对于调高器运动到最高点，旋转轴才开始运动这种方式，节省了时间，提高了寻中效率。如图11所示，当金属矩形管水平时，调高器距离中心坐标高度为H1，当调高器上抬到H2的时候，旋转轴就开始旋转。H2计算公式如下：

H2 = 1 + sqrt(W^2 + H^2)/2 – Zr

其中多加了1mm，用来保证旋转轴运动时不会撞上调高器。

在调高器上抬到H2时，系统判定调高器上抬到位，旋转轴开始运动。

实施例三：

如图12-17所示，本实施例在已知金属管材切割系统旋转轴机械中心精确位置的前提下，在第一条边采样两个点，剩下下三条边每条采样一个点，加快了测量的整体速度。同时，在不同边的切换过程中，采用了蛙跳技术，在调高器上抬到最高点之前，旋转轴已经开始转动，在保证安全的前提下最大限度地缩减了寻中时间。此外，通过对旋转180°相对应的两个平面进行采样取值并平均计算，能够精确地计算出在这两个平面垂直方向上方管中心的精确位置。

将快速测定金属管材中心的方法分为五个步骤：开始时在第一个面上(Xr+W/4)和(Xr-W/4)两个位置测量两个点，在剩下的三条边上测量三个点；测量完毕后调高器上抬，X轴移动到计算得到的管材中心。

测量四条边的五个点：

如图12所示，系统首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上(Xr+W/4)位置，之后，系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，在调高器跟随到位后，记录此处方管的表面高度z1，之后控制切割头移动到旋转机械X轴方向上(Xr-W/4)位置，记录此处方管的表面高度z2，获得该面上的跟随高度Z1=(z1+z2)/2。

如图14所示给出了计算元件中心偏差所需要的所有数据。假设最高处的水平线为Z轴零点，那么有如下公式：

公式1：I1+L1=I2+L2=-Zr

公式2：Zc=-I1–(L1+L2)/2

将公式1代入公式2可以计算得到

Zc=-I1–[(-Zr–I1)+(-Zr–I2)]/2

=Zr+(I2–I1)/2

Xc=Zc+（I4–I3）

此时，I3、I4分别表示通过调高器测量得到的第二条边和第四条边的高度。

Claims

1.一种测定金属管材中心位置的方法，包括电容式调高器，其特征在于包括如下步骤：

5）步骤5，得到金属管材的中心位置为（Xc，Zc）；

2.如权利要求1所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤2中粗矫平包括如下步骤：1）将切割头向X轴正向移动ΔX的距离，通过控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zp1,；2）将切割头向X轴负向移动2×ΔX的距离，再次通过电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zp2；3）得出金属管材上表面的倾角大约为arctan[(Zp1-Zp2)/(2×△X)]，根据倾斜角度控制旋转轴转动-arctan[(Zp1-Zp2)/(2×△X)]。

3.如权利要求2所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤2中粗寻中包括如下步骤：1）控制切割头快速分别向金属管材的X轴方向正边界和X轴方向负边界运动，并捕捉切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标Xp1和X轴负边界坐标Xp2；2）得出机械中心X轴坐标在(Xp1+Xp2)/2附近，控制切割喷嘴平移到X轴(Xp1+Xp2)/2位置。

4.如权利要求3所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤2中精矫平包括如下步骤：1）控制切割头先向X轴正向移动W/4的距离，再控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zq1；2）控制切割头向X轴负向移动W/2的距离，再控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z轴坐标Zq2；3）得出金属管材上表面的倾角大约为arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]，根据倾斜角度控制旋转轴转动-arctan[(Zq1-Zq2)*2/W)]。

5.如权利要求4所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤2中精寻中包括如下步骤：1）控制切割头低速分别向金属管材的X轴方向正边界和X轴方向负边界运动，并捕捉切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标X1和X轴负边界坐标X2；2）将切割头移动到（X1+X2）/2位置，控制电容式调高器测量金属管材上表面的Z1坐标；3）控制旋转轴旋转180°，重复上述步骤得到金属管材下表面的切割头喷嘴出边时的X轴正边界坐标X3和X轴负边界坐标X4；4）将切割头移动到（X1+X2+X3+X4）/4位置，控制电容式调高器测量翻转180°后金属管材上表面的Z2坐标；5）得到机械的旋转中心坐标R（Xr，Zr），其中Xr=X1+X2+X3+X4）/4，Zr=（Z1+Z2）/2-H/2-△F。

6.如权利要求5所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr；2）随后向X轴负向移动一段距离△X，此时切割头X轴坐标为Xr-△X；3）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h1；4）系统控制切割头沿着X轴正向移动2*△X，到达Xr+△X；5）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h2；6）获得第一条边的平均高度H1=(h1+h2)/2；7）同理，旋转180°后，得到第三条边的平均高度H3；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（H3-H1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）随后向Z轴负向移动一段距离△Z，此时切割头Z轴坐标为Zr-△Z；3）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h3；4）系统控制切割头沿着Z轴正向移动2*△Z，到达Zr+△Z；5）系统控制调高器的感应头跟随到金属方管上，得到在此处方管表面的高度h4；6）获得第二条边的平均高度H2=(h3+h4)/2；7）同理，旋转90°后，得到第四条边的平均高度H4；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（H4-H2）/2。

7.如权利要求5所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械X轴方向上的中点Xr；2）控制X轴移动到机械旋转中心右侧W/4位置，随后系统控制切割头在X轴方向上运动，在切割头X轴坐标Xr+W/4时停止；3）调高器跟随并测量当前高度：给调高器发送跟随指令，在调高器跟随到位后，记录当前调高器高度z1；4）调高器上抬，控制X轴移动到机械旋转中心左边边W/4位置：系统控制切割头向X轴反向运动W/2，在切割头X轴坐标为(Xr+W/4)–W/2时停止；5）调高器跟随并测量当前高度：给调高器发送跟随指令，在调高器跟随到位后，记录当前调高器高度z2；6）调高器上抬：在记录得到矩形方管该面的跟随高度Z1=(z1+z2)/2后，给调高器发送上抬指令，调高器回到停靠高度；7）旋转180°后，调高器跟随并直接测量第三条边的跟随高度Z3；8）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（Z3-Z1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）调高器跟随并直接测量第二条边的跟随高度Z2；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第四条边的跟随高度Z4；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（Z4-Z2）/2。

8.如权利要求5所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于所述步骤3中在Z轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Xr；2）调高器跟随并直接测量第一条边的跟随高度I1；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第三条边的跟随高度I3；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Zc=Zr+（I3-I1）/2；所述步骤4中在X轴方向上的高度计算包括如下步骤：1）首先控制切割头移动到旋转机械Z轴方向上的中点Zr；2）调高器跟随并直接测量第二条边的跟随高度I2；3）同理，旋转180°后，调高器跟随并直接测量第四条边的跟随高度I4；4）假设最高处的水平线为Z轴零点，则得到Xc=Xr+（I4-I2）/2。

9.如权利要求5或6或7所述的一种测定金属管材中心位置的方法，其特征在于：所述金属管材为矩形金属管材。