CN107931855B - 切管机卡管抑制方法及激光切管机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种切管机卡管抑制方法，包括：将管材的待切割点位置信息以及支撑卡盘的初始位置信息预先输入控制系统；切割过程中，控制系统实时判定当前切割点与支撑卡盘之间的相对位置关系是否处于安全范围，若否，则驱动支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动。另外还涉及抑制激光切管机，包括机床，机床上设有切割头、支撑卡盘以及可沿X向进给的夹持卡盘，支撑卡盘连接有可驱动其沿X向滑移的支撑卡盘驱动机构。本发明中，通过控制系统实时判定管材上的缺口和/或切口与支撑卡盘之间的相对位置关系，并且设置支撑卡盘是可活动的，在可能出现卡管的情况下，驱动支撑卡盘远离当前切割点，从而避免出现卡管现象，保证产品安全及设备安全。
Description
技术领域
本发明属于切管机技术领域，具体涉及一种切管机卡管抑制方法及激光切管机。
背景技术
目前，高端激光切管机基本由卡盘、底座、进给轴、切割头、激光器等部件组成。工作时，夹持卡盘和支撑卡盘同时夹持住管材，夹持卡盘在X轴电机的带动下可在X方向移动，而支撑卡盘的位置固定不动，只能起到支撑管材的作用，切割头可在Y轴及Z轴上移动。数控系统通过控制各个电机的行程从而完成管材的切割。
在上述激光切管机中，由于系统无法对管材上的缺口或切口特征进行判定，同时由于支撑卡盘固定安装在底座上，当出现操作失误或在管材多面加工孔特征等情况使得X轴电机驱动夹持卡盘往X轴负方向移动时，管材上的切口或缺口处易卡在支撑卡盘的卡爪中，进退受阻，从而导致管材产品报废和机床设备受损。
发明内容
本发明涉及一种切管机卡管抑制方法及激光切管机，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明涉及一种切管机卡管抑制方法，包括：
S1：将管材的待切割点位置信息以及支撑卡盘的初始位置信息预先输入控制系统；
S2：切割过程中，控制系统实时判定当前切割点与所述支撑卡盘之间的相对位置关系是否处于安全范围，若否，则驱动所述支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动。
进一步地，S2中，控制系统的实时判定工作包括：
所述控制系统计算沿所述管材轴向所述当前切割点与所述支撑卡盘之间的实时间距，并与预设的间距阈值进行比较，若所述实时间距小于预设的间距阈值，则驱动所述支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动。
进一步地，若所述实时间距小于预设的间距阈值，驱动所述支撑卡盘向靠近所述夹持卡盘方向运动的同时，所述夹持卡盘仍可根据所述管材的具体加工特征继续正向进给。
作为实施例之一，所述管材的待切割点位置信息通过工程图形识别系统中的图形设计软件输入，所述当前切割点的实时位置信息通过工程图形识别系统确定。
作为实施例之一，所述支撑卡盘的各卡爪的夹紧端均设有至少一个滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材的轴向，从而所述支撑卡盘以滚动接触的方式夹紧所述管材。
作为实施例之一，所述支撑卡盘的运动具有自动驱动模式和手动驱动模式。
本发明涉及一种激光切管机，包括机床，所述机床上设有切割头、支撑卡盘以及可沿X向进给的夹持卡盘，所述支撑卡盘连接有可驱动其沿X向滑移的支撑卡盘驱动机构。
作为实施例之一，所述支撑卡盘驱动机构包括滑移导轨和驱动单元，所述滑移导轨布置于所述机床上且长度方向为X向，所述支撑卡盘滑设于所述滑移导轨上且与所述驱动单元连接。
作为实施例之一，该激光切管机还包括配置有工程图形识别系统的控制系统，所述切割头、所述夹持卡盘的驱动机构以及所述支撑卡盘驱动机构均与所述控制系统电性连接。
作为实施例之一，所述支撑卡盘的各卡爪的夹紧端均设有至少一个用于与管材抵接的滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材的轴向。
本发明至少具有如下有益效果：本发明中，通过控制系统实时判定管材上的缺口和/或切口与支撑卡盘之间的相对位置关系，并且设置支撑卡盘是可活动的，在可能出现卡管的情况下，驱动支撑卡盘远离当前切割点，从而避免出现卡管现象，保证产品安全及设备安全，同时缩短支撑卡盘尾端管材废料，提高材料利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的激光切管机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的切管机卡管抑制方法的控制过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1和图2，本发明实施例提供一种切管机卡管抑制方法，用以防止切管机工作过程中出现管材4上的切口或缺口处易卡在支撑卡盘2的卡爪中的情况，该方法包括：
S1：将管材4的待切割点位置信息以及支撑卡盘2的初始位置信息预先输入控制系统；
S2：切割过程中，控制系统实时判定当前切割点与所述支撑卡盘2之间的相对位置关系是否处于安全范围，若否，则驱动所述支撑卡盘2向靠近夹持卡盘1的方向运动。
一般地，上述的待切割点包括管材4上需要加工形成的缺口和/或切口。上述判定当前切割点与所述支撑卡盘2之间的相对位置关系是否处于安全范围也即是判断当前切割点是否可能会被支撑卡盘2卡住。
本实施例中，通过控制系统实时判定管材4上的缺口和/或切口与支撑卡盘2之间的相对位置关系，并且设置支撑卡盘2是可活动的，在可能出现卡管的情况下，驱动支撑卡盘2远离当前切割点，从而避免出现卡管现象，保证产品安全及设备安全。
进一步地，S2中，控制系统的实时判定工作包括：
所述控制系统计算沿所述管材4轴向(对应为X向)所述当前切割点与所述支撑卡盘2之间的实时间距，并与预设的间距阈值进行比较，若所述实时间距小于预设的间距阈值，则驱动所述支撑卡盘2向靠近夹持卡盘1的方向运动，也即远离激光切割处，以避开管材4上的切口或缺口。
进一步地，该控制系统的实时判定工作还可包括：
所述控制系统计算管材4上当前切割点处的缺口或切口与支撑卡盘2之间的相对角度，以判断按当前切割趋势是否会导致该切割点与支撑卡盘2过近，或者说，计算各缺口/切口的空间点坐标，判断当前切割点处的缺口/切口是否会与支撑卡盘2接触。
进一步地，若所述实时间距小于预设的间距阈值，驱动所述支撑卡盘2向靠近所述夹持卡盘1方向运动的同时，所述夹持卡盘1仍可根据所述管材4的具体加工特征继续正向进给。
作为实施例之一，所述管材4的待切割点位置信息通过工程图形识别系统中的图形设计软件输入，所述当前切割点的实时位置信息通过工程图形识别系统确定。本实施例中，采用上述的工程图形识别系统，有助于控制系统实时判定是否可能会出现卡管现象，判断准确度高，利于生产过程的精确控制。上述的工程图形识别系统是自动化控制工程中常用的技术手段，可由市面购得，具体此处不再赘述；具体到本实施例中，其可实现如下功能：
a控制系统可根据该图形识别系统的图形设计软件输入的图形信息，控制切割头3进行切割工作；
b通过该工程图形识别系统中的图形设计软件将管材4需要加工的缺口、切口等特征输入控制系统中，具体地，通过图形设计软件形成工程代码语言后输入控制系统；
c可以识别当前加工位置及图形，可确定当前切割点的实时位置信息。
本领域技术人员熟知：具备工程图形识别功能的系统较多，在传统CNC加工(数控加工)中较常见，一般实现过程为，在控制界面(类似CAD界面)直接绘制需要加工的图形或者将图形模型输入系统，系统识别各种图形特征，并转换成对应位移代码指令，以控制加工头的运动。
上述方法中，通过控制系统可精确定位及控制支撑卡盘2的位置，这是本领域技术人员容易实现的，如可以在该支撑卡盘2的驱动单元上设置位移编码器等。其中一个优选实施例是：该支撑卡盘2采用气缸7驱动，当需要驱动该支撑卡盘2远离切割点时，气缸7缩回至最小行程处；当需要驱动该支撑卡盘2向远离夹持卡盘1侧运动时，气缸7伸出至最大行程处。在另一个实施例中，该支撑卡盘2的驱动单元可替换为丝杆驱动等其它直线驱动机构。
进一步优选地，所述支撑卡盘2的运动具有自动驱动模式和手动驱动模式，因而具备灵活的控制性能，在控制系统中设置手动、自动两种控制方式，可以由机床工具软件指令来控制驱动设备动作，也可以由操作者手动控制上述的驱动设备。
作为优选地实施例之一，所述支撑卡盘2的各卡爪的夹紧端均设有至少一个滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材4的轴向，从而所述支撑卡盘2以滚动接触的方式夹紧所述管材4。通过上述结构，可使得管材4在支撑卡盘2中穿行，在驱动支撑卡盘2沿X向往复运动时，不必松开卡爪，不会使管材4产生晃动等位移现象，可避免对管材4的切割工作产生影响，从而，支撑卡盘2沿X向运动时，切割头3对管材4的切割工作可同时进行，不受支撑卡盘2的工作影响。
本实施例提供的切管机卡管抑制方法，可适用于方管、圆管及其他异形管材4的切割加工，对管材特征的适应性较强，而且，由于支撑卡盘2是可活动设置的，因而可缩短加工管材4的尾料，有效节省材料，降低成本。
实施例二
如图1，本发明实施例涉及一种激光切管机，包括机床5，所述机床5上设有切割头3、支撑卡盘2以及可沿X向进给的夹持卡盘1，其中，在机床5上设有进给导轨，该夹持卡盘1由X轴电机6驱动，可在该进给导轨上沿X向作直线运动，且由其气动夹紧机构可驱动管材4旋转。进一步地，所述支撑卡盘2连接有可驱动其沿X向滑移的支撑卡盘驱动机构。
通过设置支撑卡盘2是可沿X向滑移的，在可能出现卡管的情况下，驱动支撑卡盘2远离当前切割点，从而避免出现卡管现象，保证产品安全及设备安全。而且，由于支撑卡盘2是可活动设置的，因而可缩短加工管材4的尾料，有效节省材料，降低成本。
作为实施例之一，所述支撑卡盘2驱动机构包括滑移导轨和驱动单元7，所述滑移导轨布置于所述机床5上且长度方向为X向，所述支撑卡盘2滑设于所述滑移导轨上且与所述驱动单元7连接。该滑移导轨可与上述的进给导轨合而为一；上述的驱动单元7可以是气缸、油缸、电动推杆或丝杆等常用的直线驱动设备。该驱动单元7固定安装在机床5上。
进一步优选地，所述支撑卡盘2的各卡爪的夹紧端均设有至少一个用于与管材4抵接的滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材4的轴向。通过上述结构，可使得管材4在支撑卡盘2中穿行，在驱动支撑卡盘2沿X向往复运动时，不必松开卡爪，不会使管材4产生晃动等位移现象，可避免对管材4的切割工作产生影响，从而，支撑卡盘2沿X向运动时，切割头3对管材4的切割工作可同时进行，不受支撑卡盘2的工作影响。其中，由于管材4可能会相对于支撑卡盘2作X向直线运动以及绕自身轴线旋转的旋转运动，上述的滚动体优选为选用滚珠，对管材4的影响较小。
进一步优选地，该激光切管机还包括配置有工程图形识别系统的控制系统，所述切割头3、所述夹持卡盘1的驱动机构以及所述支撑卡盘2驱动机构均与所述控制系统电性连接。一般地，激光切管机均配置有自动控制系统，这是本领域常规技术手段，无需另外编程；该工程图形识别系统可参见上述实施例一中的相关内容，具体此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种切管机卡管抑制方法，其特征在于，包括：
S1：将管材的待切割点位置信息以及支撑卡盘的初始位置信息预先输入控制系统；
S2：切割过程中，控制系统实时判定当前切割点与所述支撑卡盘之间的相对位置关系是否处于安全范围，若否，则驱动所述支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动；其中，控制系统的实时判定工作包括：所述控制系统计算沿所述管材轴向所述当前切割点与所述支撑卡盘之间的实时间距，并与预设的间距阈值进行比较，若所述实时间距小于预设的间距阈值，则驱动所述支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动。
2.如权利要求1所述的切管机卡管抑制方法，其特征在于：若所述实时间距小于预设的间距阈值，驱动所述支撑卡盘向靠近所述夹持卡盘方向运动的同时，所述夹持卡盘仍可根据所述管材的具体加工特征继续正向进给。
3.如权利要求1所述的切管机卡管抑制方法，其特征在于：所述管材的待切割点位置信息通过工程图形识别系统中的图形设计软件输入，所述当前切割点的实时位置信息通过工程图形识别系统确定。
4.如权利要求1所述的切管机卡管抑制方法，其特征在于：所述支撑卡盘的各卡爪的夹紧端均设有至少一个滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材的轴向，从而所述支撑卡盘以滚动接触的方式夹紧所述管材。
5.如权利要求1所述的切管机卡管抑制方法，其特征在于：所述支撑卡盘的运动具有自动驱动模式和手动驱动模式。
6.一种激光切管机，包括机床，所述机床上设有切割头、支撑卡盘以及可沿X向进给的夹持卡盘，其特征在于：所述支撑卡盘连接有可驱动其沿X向滑移的支撑卡盘驱动机构；
还包括配置有工程图形识别系统的控制系统，所述切割头、所述夹持卡盘的驱动机构以及所述支撑卡盘驱动机构均与所述控制系统电性连接，所述控制系统计算沿管材轴向当前切割点与所述支撑卡盘之间的实时间距，并与预设的间距阈值进行比较，若所述实时间距小于预设的间距阈值，则驱动所述支撑卡盘向靠近夹持卡盘的方向运动。
7.如权利要求6所述的激光切管机，其特征在于：所述支撑卡盘驱动机构包括滑移导轨和驱动单元，所述滑移导轨布置于所述机床上且长度方向为X向，所述支撑卡盘滑设于所述滑移导轨上且与所述驱动单元连接。
8.如权利要求6所述的激光切管机，其特征在于：所述支撑卡盘的各卡爪的夹紧端均设有至少一个用于与管材抵接的滚轮或滚珠，采用滚轮时，各所述滚轮的滚轴轴向均垂直于所述管材的轴向。
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