CN108213729B - 型材切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种型材切割方法。型材包括第一侧壁，第一侧壁与切割头相对的表面为第一表面，该方法包括：选取第一加工面外的两点分别作为第一起始点和第一终止点，第一起始点与第一终止点的连线为第一切割线，第一切割线与第一加工面的两条边相交。选取第一加工面内的一点作为第一控制点。开启用于感测切割头与型材的距离的传感器，使切割头运动到第一控制点的上方，并使切割头与第一控制点的距离为预设距离，然后关闭传感器。控制切割头运动到第一起始点的上方，然后启动切割头，切割头沿第一切割线切割第一侧壁。切割头切割第一侧壁的过程中，传感器处于关闭状态，切割头不会往下掉，能够避免切割头与型材发生碰撞出现生产事故。

Description

型材切割方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种型材切割方法。

背景技术

槽钢、角钢和工字钢等型材广泛应用于工业建筑和机械设备中。但是，由于制造工艺所限，型材尺寸大多数不是很标准。使用激光切割设备切割型材的过程中，切割头上的传感器用于使切割头与型材保持设定的距离。当切割头运动到标准型材的边界时，由于型材的尺寸可能偏小，切割头出现在型材外，传感器检测不到型材，导致切割头往下掉，激光头容易与型材发生碰撞出现生产事故。

发明内容

基于此，有必要针对激光头切割型材容易出现生产事故的问题，提供一种型材切割方法。

一种型材切割方法，所述型材包括第一侧壁，所述第一侧壁与切割头相对的表面为第一加工面，所述方法包括：

选取所述第一加工面外的两点分别作为第一起始点和第一终止点，所述第一起始点与所述第一终止点的连线为第一切割线，所述第一切割线与所述第一加工面的两条边相交；

选取所述第一加工面内的一点作为第一控制点；

开启用于感测切割头与所述型材的距离的传感器，使所述切割头运动到所述第一控制点的上方，并使所述切割头与所述第一控制点的距离为预设距离，然后关闭所述传感器；

控制所述切割头运动到所述第一起始点的上方，然后启动所述切割头，所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁。

在其中一个实施例中，选取所述第一加工面内的一点作为第二控制点，所述第一起始点、所述第一控制点、所述第二控制点及所述第一终止点依次间隔分布在所述第一切割线上，所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁的步骤包括：

所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁，当所述切割头经过所述第一控制点时，开启所述传感器，当所述切割头经过所述第二控制点时，关闭所述传感器。

在其中一个实施例中，所述第一控制点与所述第二控制点之间的距离大于所述第一控制点与所述第一起始点之间的距离；和/或

所述第一控制点与所述第二控制点之间的距离大于所述第二控制点与所述第一终止点之间的距离。

在其中一个实施例中，所述型材还包括与所述第一侧壁相邻的第二侧壁，所述切割头切割所述第二侧壁的方法与所述切割头切割所述第一侧壁的方法相同。

在其中一个实施例中，所述型材还包括与所述第一侧壁相邻的第二侧壁，所述第一侧壁与所述第一加工面相对的表面为内表面，所述第二侧壁与所述切割头相对的表面为第二加工面，所述第一加工面与所述第二加工面相交得到连接线，所述切割头切割所述第二侧壁的方法为：

选取所述第二加工面外的一点为第二起始点，选取所述第二加工面内的一点为第二终止点，所述第二终止点位于所述第一侧壁的内表面所在的平面内，所述第二起始点与所述第二终止点的连线为第二切割线，所述第二切割线落在所述第二加工面内，所述第一切割线与所述第二切割线均与所述连接线相垂直，且所述第二切割线的延长线与所述第一切割线相交；

选取所述第二加工面内的一点作为第三控制点；

开启所述传感器，使所述切割头运动到所述第三控制点的上方，并使所述切割头与所述第三控制点的距离为预设距离，然后关闭所述传感器；

控制所述切割头运动到所述第二起始点的上方，然后启动所述切割头，所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁。

在其中一个实施例中，所述第三控制点位于所述第二切割线上，且所述第三控制点位于所述第二起始点与所述第二终止点之间，所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁的步骤包括：

所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁，当所述切割头经过所述第三控制点时，开启所述传感器。

在其中一个实施例中，所述第二起始点与所述第三控制点之间的距离小于所述第三控制点与所述第二终止点之间的距离。

在其中一个实施例中，所述切割头切割所述第一侧壁后，旋转所述型材，以使所述第二侧壁与所述切割头相对，所述切割头切割所述第二侧壁。

在其中一个实施例中，所述切割头切割所述第二侧壁后，旋转所述型材，以使所述第一侧壁与所述切割头相对，所述切割头切割所述第一侧壁。

在其中一个实施例中，所述传感器为间隙传感器，所述切割头为激光切割头。

上述型材切割方法至少具有以下优点：

切割头切割第一侧壁的过程中，传感器处于关闭状态，切割头与第一加工面的距离保持固定不变，切割头位于型材外时，切割头不会往下掉，能够避免切割头与型材发生碰撞出现生产事故。并且，第一起始点和第一终止点位于型材外，在型材尺寸不标准的情况下也能够保证第一侧壁完全被切割。

附图说明

图1为一实施方式中型材切割方法的流程图；

图2为一实施方式中切割型材的原理示意图；

图3为一实施方式中切割头切割角钢的原理示意图；

图4为一实施方式中切割头切割槽钢的原理示意图；

图5为一实施方式中切割头切割第二侧壁的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1及图2，一实施方式中的型材切割方法，该型材包括第一侧壁100及第二侧壁200，第一侧壁100与第二侧壁200相连接。第一侧壁100与切割头30相对的表面为第一加工面110。该型材切割方法具体包括如下步骤：

步骤S110：选取第一加工面110外的两点分别作为第一起始点A1和第一终止点B1，第一起始点A1和第一终止点B1的连线为第一切割线10，第一切割线10与第一加工面110的两条边相交。

请一并参阅图3及图4，具体地，型材可以是角钢或者槽钢。当型材为角钢时，角钢的两个侧壁分别为第一侧壁100及第二侧壁200。当型材为槽钢时，槽钢包括一个第一侧壁100及两个第二侧壁200，两个第二侧壁200分别设置于第一侧壁100相对的两侧。一实施方式中，型材为角钢。第一加工面110为方形，第一切割线10与第一加工面110相对的第一边112及第二边114相交，且第一切割线10与第一边112及第二边114相垂直。第一起始点A1靠近第一边112，第一终止点B1靠近第二边114。

步骤S120：选取第一加工面110内的一点作为第一控制点C1。

具体地，第一控制点C1可以在第一切割线10上，当然，第一控制点C1也可以设置于第一加工面110的其他位置。一实施方式中，第一控制点C1位于第一切割线10上，可以减少切割头30的运动路程，提高切割效率。

步骤S130：开启用于感测切割头30与型材的距离的传感器40，使切割头30运动到第一控制点C1的上方，并使切割头30与第一控制点C1的距离为预设距离，然后关闭传感器40。

具体地，开启传感器40后，切割设备控制切割头30从初始位置运动到第一控制点C1的上方。一实施方式中，切割头30的初始位置位于经过第一控制点C1且与第一加工面110相垂直的直线上，可以减少切割头30的运动路程，提高切割效率。传感器40用于感测切割头30与型材的距离。由于第一加工面110与切割头30相对，因此传感器40感测切割头30与第一加工面110的距离。一实施方式中，传感器40设置于切割头30上。传感器40为间隙传感器。可以理解的是，在其他实施方式中，传感器40也可以为其他传感器，只要传感器40能够感测切割头30与型材的距离即可。当切割头30运动到第一控制点C1的上方时，传感器40使切割头30与第一控制点C1之间的距离为预设距离。

切割头30与第一加工面110的距离可以根据需要具体设置。具体地，当第一侧壁100较厚时，可以使切割头30与第一加工面110的距离较小，保证切割头30能够切穿第一侧壁100；当第一侧壁100较薄时，可以使切割头30与第一加工面110的距离较远，避免切割头30切到型材的其他结构。当传感器40关闭后，切割头30在Z轴方向上的数值保持不变。

步骤S140：控制切割头30运动到第一起始点A1的上方，然后启动切割头30，切割头30沿第一切割线10切割第一侧壁100。

具体地，切割设备控制切割头30运动到第一起始点A1的上方后，启动切割头30。一实施方式中，切割头30为激光切割头30，启动切割头30即是打开激光光闸。切割头30启动后，切割头30从第一起始点A1开始沿第一切割线10往第一终止点B1运动，切割头30经过第一侧壁100时，即可对第一侧壁100进行切割。

上述型材切割方法，切割头30切割第一侧壁100的过程中，传感器40处于关闭状态，当切割头30位于型材外时，切割头30不会往下掉，能够避免切割头30与型材发生碰撞出现生产事故。并且，第一起始点A1和第一终止点B1位于型材外，在型材尺寸不标准的情况下也能够保证第一侧壁100完全被切割。

一实施方式中，由于制造工艺所限，第一侧壁100的第一加工面110不为平面，而是一个凹凸表面。切割头30切割第一侧壁100的过程中，由于传感器40处于关闭状态，切割头30在Z轴方向上的数值保持不变，切割头30与第一加工面110的距离不会随着凹凸表面变化，可能导致第一侧壁100某些凸起的地方未切断，甚至导致切割头30与第一侧壁100的凸起发生碰撞。

因此，选取第一加工面110内的一点作为第二控制点C2，第一起始点A1、第一控制点C1、第二控制点C2及第一终止点B1依次间隔分布在第一切割线10上。第一起始点A1与第一控制点C1位于第一边112的两边，第二控制点C2与第一终止点B1位于第二边114的两边。一实施方式中，第一控制点C1与第二控制点C2之间的距离，大于第一起始点A1与第一控制点C1之间的距离。第一控制点C1与第二控制点C2之间的距离大于第二控制点C2与第一终止点B1之间的距离。具体地，第一控制点C1与第一起始点A1之间的距离为5mm，第二控制点C2与第一终止点B1之间的距离为5mm。

切割头30沿第一切割线10切割第一侧壁100的过程中，当切割头30经过第一控制点C1时，开启传感器40，当切割头30经过第二控制点C2时，关闭传感器40。

具体地，当切割头30位于第一起始点A1与第一控制点C1之间时，切割头30有一段时间内位于第一加工面110外，因此需要使传感器40处于关闭状态，使得切割头30不会往下掉，避免切割头30与型材发生碰撞。由于第一控制点C1与第一边112的距离较短，当切割头30切割第一边112与第一控制点C1之间的型材时，切割头30与第一加工面110之间的距离受第一加工面110的凸起和凹陷的影响较小，虽然切割头30在Z轴方向上的数值与切割头30在第一控制点C1处相同，切割头30也能够有效切割第一边112与第一控制点C1之间的型材。

当切割头30位于第一控制点C1与第二控制点C2之间时，由于第一加工面110为凹凸表面，此时需要开启传感器40，传感器40使切割头30与第一加工面110之间的距离保持预设距离，切割头30在Z轴方向上的数值随着第一加工面110的凹凸表面上下波动，可以保证切割头30能够有效切割第一控制点C1与第二控制点C2之间的型材。

当切割头30位于第二控制点C2与第一终止点B1之间时，切割头30会经过第二边114运动到第一加工面110外，为了避免切割头30往下掉，因此需要关闭传感器40，避免切割头30与型材发生碰撞。由于第二控制点C2与第二边114的距离较短，切割头30与第一加工面110之间的距离受到第一加工面110的凸起和凹陷的影响较小，虽然切割头30在Z轴方向上的数值与切割头30在第二控制点C2处的数值相同，切割头30也能够有效切割第二控制点C2与第二边114之间的型材。

一实施方式中，切割头30切割第二侧壁200的方法可以与切割头30切割第一侧壁100的方法相同。并且，为了保证型材的一端被切断，第二侧壁200的第一切割线与第一侧壁100的第一切割线10相交。具体地，切割头30切割第一侧壁100后，抬起切割头30至初始位置，切割设备的夹具旋转型材，使第二侧壁200与切割头30相对，切割头30切割第二侧壁200。本实施方式中，第二侧壁200的第一切割线与第一侧壁100的第一切割线10均与第一边112相垂直，型材旋转后，第二侧壁200的第一切割线与第一侧壁100的第一切割线10相重合。

可以理解的是，切割头30切割第一侧壁100和切割第二侧壁200的顺序不分先后。也可以是切割头30切割第二侧壁200后，抬起切割头30至初始位置，切割设备的夹具旋转型材，使第一侧壁100与切割头30相对，然后控制切割头30切割第一侧壁100。

请参阅图2及图5，可以理解的是，切割头30切割第二侧壁200的方法也可以与切割头30切割第一侧壁100的方法不同。具体地，第二侧壁200与切割头30相对的表面为第二加工面210，第一侧壁100与第一加工面110相对的表面为内表面120。第二加工面210与第一加工面110相交得到连接线。切割头30切割第二侧壁200的方法具体为：

步骤S210：选取第二加工面210外的一点为第二起始点A2，选取第二加工面210内的一点为第二终止点B2，第二终止点B2位于第一侧壁100的内表面120所在的平面内，第二起始点A2与第二终止点B2的连线为第二切割线20，第二切割线20落在第二加工面210内，第一切割线10与第二切割线20均与连接线相垂直，且第二切割线20的延长线与第一切割线10相交。

具体地，第一侧壁100与第二侧壁200相垂直，第一加工面110与第二加工面210相垂直。一实施方式中，连接线即使是第一边112。第一切割线10与第一边112相垂直，第二切割线20与第一边112相垂直，且第二切割线20的延长线与第一切割线10相交。

步骤S220：选取第二加工面210内的一点作为第三控制点C3。

具体地，第三控制点C3可以位于第二切割线20上，当然，第三控制点C3也可以设置于第二加工面210的其他地方。一实施方式中，第三控制点C3位于第二切割线20上，可以减小切割头30的运动路程，提高切割效率。

步骤S230：开启传感器40，使切割头30运动到第三控制点C3的上方，并使切割头30与第三控制点C3的距离为预设距离，然后关闭传感器40。

具体地，开启传感器40后，切割设备控制切割头30从初始位置运到到第三控制点C3的上方。一实施方式中，切割头30的初始位置位于经过第三控制点C3且与第二加工面210相垂直的直线上，可以减少切割头30的运动路程，提高切割效率。传感器40用于感测切割头30与型材的距离。由于第二加工面210与切割头30相对，因此传感器40感测切割头30与第二加工面210的距离。一实施方式中，传感器40设置于切割头30上。传感器40为间隙传感器。可以理解的是，在其他实施方式中，传感器40也可以为其他传感器，只要传感器40能够感测切割头30与型材的距离即可。当切割头30运动到第三控制点C3的上方时，传感器40使切割头30与第三控制点C3之间的距离为预设距离。

切割头30与第二加工面210的距离可以根据需要具体设置。具体地，当第二侧壁200较厚时，可以使切割头30与第二加工面210的距离较小，保证切割头30能够切穿第二侧壁200；当第二侧壁200较薄时，可以使切割头30与第二加工面210的距离较远，避免切割头30切到型材的其他结构。当传感器40关闭后，切割头30在Z轴方向上的数值保持不变。

步骤S240：控制切割头30运动到第二起始点A2的上方，然后启动切割头30，切割头30沿第二切割线20切割第二侧壁200。

具体地，切割设备控制切割头30沿第二切割线20从第三控制点C3运动到第二起始点A2的上方后，启动切割头30。一实施方式中，切割头30为激光切割头30，启动切割头30即是打开激光光闸。切割头30启动后，切割头30从第二起始点A2开始沿第二切割线20往第二终止点B2运动，切割头30经过第二侧壁200时，即可对第二侧壁200进行切割。由于切割头30切割第一侧壁100时已经将第一侧壁100与第二侧壁200相连接的部分切割，因此切割头30切割第二侧壁200时，仅切割到第二终止点B2处，也可将型材的一端切断。

一实施方式中，由于制造工艺所限，第二侧壁200的第二加工面210不为平面，而是一个凹凸表面。切割头30切割第二侧壁200的过程中，由于传感器40处于关闭状态，切割头30在Z轴方向上的数值保持不变，切割头30与第二加工面210的距离不会随着凹凸表面变化，可能导致第二侧壁200某些凸起的地方未切断，甚至导致切割头30与第二侧壁200的凸起发生碰撞。

因此，使第三控制点C3位于第二切割线20上，并且第三控制点C3位于第二起始点A2与第二终止点B2之间。一实施方式中，第二切割线20与第二加工面210的第三边212相交，第三控制点C3和第二起始点A2位于第三边212的两边。一实施方式中，第二起始点A2与第三控制点C3之间的距离小于第三控制点C3与第二终止点B2之间的距离。具体地，第三控制点C3与第二起始点A2之间的距离为5mm。

切割头30沿第二切割线20切割第二侧壁200的过程中，当切割头30经过第三控制点C3时，开启传感器40。具体地，当切割头30位于第二起始点A2与第三控制点C3之间时，切割头30有一段时间内位于第二加工面210外，因此需要使传感器40处于关闭状态，使得切割头30不会往下掉，避免切割头30与型材发生碰撞。由于第三控制点C3与第三边212的距离较短，当切割头30切割第三边212与第三控制点C3之间的型材时，切割头30与第二加工面210之间的距离受第二加工面210的凸起和凹陷的影响较小，虽然切割头30在Z轴方向上的数值与切割头30在第三控制点C3处相同，切割头30也能够有效切割第三边212与第三控制点C3之间的型材。

当切割头30位于第三控制点C3与第二终止点B2之间时，由于第二加工面210为凹凸表面，需要开启传感器40，传感器40使得切割头30与第二加工面210之间的距离保持预设距离，切割头30在Z轴上的数值随着第二加工面210的凹凸表面上下波动，可以保证切割头30能够有效切割第三控制点C3与第二终止点B2之间的型材。

上述型材切割方法，能够切割尺寸精度较差和平面度较差的型材，能够避免切割头30与型材发生碰撞，且型材切割后一致性较好，切割头30控制简单，生产效率较高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种型材切割方法，所述型材包括第一侧壁，所述第一侧壁与切割头相对的表面为第一加工面，其特征在于，所述方法包括：

选取所述第一加工面外的两点分别作为第一起始点和第一终止点，所述第一起始点与所述第一终止点的连线为第一切割线，所述第一切割线与所述第一加工面的两条边相交；

选取所述第一加工面内的一点作为第一控制点；

开启用于感测切割头与所述型材的距离的传感器，使所述切割头运动到所述第一控制点的上方，并使所述切割头与所述第一控制点的距离为预设距离，然后关闭所述传感器；

控制所述切割头运动到所述第一起始点的上方，然后启动所述切割头，所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁；

所述型材还包括与所述第一侧壁相邻的第二侧壁，所述第一侧壁与所述第一加工面相对的表面为内表面，所述第二侧壁与所述切割头相对的表面为第二加工面，所述第一加工面与所述第二加工面相交得到连接线，所述切割头切割所述第二侧壁的方法为：

选取所述第二加工面外的一点为第二起始点，选取所述第二加工面内的一点为第二终止点，所述第二终止点位于所述第一侧壁的内表面所在的平面内，所述第二起始点与所述第二终止点的连线为第二切割线，所述第二切割线落在所述第二加工面内，所述第一切割线与所述第二切割线均与所述连接线相垂直，且所述第二切割线的延长线与所述第一切割线相交；

选取所述第二加工面内的一点作为第三控制点；

开启所述传感器，使所述切割头运动到所述第三控制点的上方，并使所述切割头与所述第三控制点的距离为预设距离，然后关闭所述传感器；

控制所述切割头运动到所述第二起始点的上方，然后启动所述切割头，所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁。

2.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，选取所述第一加工面内的一点作为第二控制点，所述第一起始点、所述第一控制点、所述第二控制点及所述第一终止点依次间隔分布在所述第一切割线上，所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁的步骤包括：

所述切割头沿所述第一切割线切割所述第一侧壁，当所述切割头经过所述第一控制点时，开启所述传感器，当所述切割头经过所述第二控制点时，关闭所述传感器。

3.根据权利要求2所述的型材切割方法，其特征在于，所述第一控制点与所述第二控制点之间的距离大于所述第一控制点与所述第一起始点之间的距离；和/或

所述第一控制点与所述第二控制点之间的距离大于所述第二控制点与所述第一终止点之间的距离。

4.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，经过所述第三控制点且与所述第二加工面相垂直的直线上设有一初始位置，开启传感器后，所述切割头从所述初始位置运行到所述第三控制点的上方。

5.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，所述第三控制点位于所述第二切割线上，且所述第三控制点位于所述第二起始点与所述第二终止点之间，所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁的步骤包括：

所述切割头沿所述第二切割线切割所述第二侧壁，当所述切割头经过所述第三控制点时，开启所述传感器。

6.根据权利要求5所述的型材切割方法，其特征在于，所述第二起始点与所述第三控制点之间的距离小于所述第三控制点与所述第二终止点之间的距离。

7.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，所述切割头切割所述第一侧壁后，旋转所述型材，以使所述第二侧壁与所述切割头相对，所述切割头切割所述第二侧壁。

8.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，所述切割头切割所述第二侧壁后，旋转所述型材，以使所述第一侧壁与所述切割头相对，所述切割头切割所述第一侧壁。

9.根据权利要求1所述的型材切割方法，其特征在于，所述传感器为间隙传感器，所述切割头为激光切割头。

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