CN112372154B - 一种来令卷进料切割装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种来令卷进料切割装置及控制方法。本发明装置包括进料机构、切割机构和控制系统；进料机构包括进料二指机械手X、Z向电动滑台，进料二指机械手，夹紧二指机械手X、Y、Z向电动滑台和夹紧二指机械手；切割机构包括激光切割头X、Y、Z向电动滑台和激光切割头；控制系统包括计算机，控制驱动器和工业相机。本发明通过电动滑台带动进料二指机械手夹持来令卷材的一端移动替代人工，减小了劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄图像，得到要执行夹持来令卷材的位置信息并使夹紧二指机械手完成夹紧动作，防止了切割过程中来令卷材滑脱，提高了工作效率；由激光切割头移动到需要切割的位置并完成切割动作，极大地减小切割噪声。

Description

一种来令卷进料切割装置及控制方法

技术领域

本发明属于汽车非金属零部件加工技术领域，涉及一种来令卷进料切割装置及控制方法。

背景技术

来令卷进料切割装置应用于汽车非金属零部件加工等领域。来令带材卷成卷后形成来令卷，通过人工拉动挂在支撑杆上的来令卷以展开来令卷，并手动送到加工装置处对来令卷进行研磨分段加工，存在劳动强度较大且切割噪声大的缺点。

发明内容

为克服上述现有方法的缺陷，本发明提供了一种来令卷进料切割装置及控制方法。本发明通过电动滑台带动进料二指机械手夹持来令卷材的一端向工作台方向沿曲线移动，替代人工手动拉来令卷材的进料方式，减小劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到要执行夹持来令卷材的位置信息并使夹紧二指机械手完成夹紧动作，防止切割过程中来令卷材滑脱，提高工作效率；根据需要切割来令卷材的位置信息，由激光切割头移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作，极大地减小切割噪声。

本发明的技术解决方案如下。

一种来令卷进料切割装置，其包括进料机构、切割机构和控制系统，其中：

所述进料机构包括进料二指机械手Z向电动滑台，进料二指机械手X向电动滑台，进料二指机械手，来令卷放置轴，转轴，夹紧二指机械手X向电动滑台，夹紧二指机械手Y向电动滑台,夹紧二指机械手Z向电动滑台和夹紧二指机械手；所述进料二指机械手Z向电动滑台安装在立板上，进料二指机械手X向电动滑台安装在进料二指机械手Z向电动滑台上，进料二指机械手安装在进料二指机械手X向电动滑台上, 进料二指机械手X向电动滑台与进料二指机械手Z向电动滑台的运动方向相互垂直；所述来令卷放置轴用于放置来令卷，来令卷设置于进料二指机械手Z向电动滑台和工作台之间；所述转轴安装在转轴支座上，工作时，来令卷的首端经两个转轴支座的中间和转轴的上端面至进料二指机械手的两个夹指间；所述夹紧二指机械手X向电动滑台安装在工作台的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台安装在夹紧二指机械手X向电动滑台上，夹紧二指机械手Z向电动滑台安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台上，夹紧二指机械手Z向电动滑台上安装夹紧二指机械手转向驱动电机，夹紧二指机械手轴连接器套设在夹紧二指机械手转向驱动电机的轴上，夹紧二指机械手轴连接器上安装夹紧二指机械手,夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台的运动方向两两垂直；

所述切割机构包括激光切割头X向电动滑台，激光切割头Y向电动滑台，激光切割头Z向电动滑台和激光切割头；所述激光切割头X向电动滑台安装在顶板的底面上，顶板与立板连接，激光切割头Y向电动滑台安装在激光切割头X向电动滑台上，激光切割头Z向电动滑台安装在激光切割头Y向电动滑台上，激光切割头Z向电动滑台上安装激光切割头转向驱动电机，激光切割头轴连接器套设在激光切割头转向驱动电机的轴上，激光切割头轴连接器通过激光切割头固定部件和激光切割头连接,激光切割头X向电动滑台、激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台的运动方向两两垂直；

所述控制系统包括计算机，a控制驱动器，b控制驱动器，c控制驱动器，和工业相机；所述工业相机用于拍摄来令卷材的进料部分的侧面图像,工业相机通过线缆和计算机连接；计算机通过线缆发驱动指令给a控制驱动器，由a控制驱动器产生相应控制信号驱动进料二指机械手Z向电动滑台和进料二指机械手X向电动滑台移动，使进料二指机械手夹持来令卷材的一端向工作台方向沿曲线移动；计算机根据工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到夹紧二指机械手要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头需要的切割来令卷材的位置信息，计算机通过线缆发驱动指令给b控制驱动器，产生相应控制信号驱动夹紧二指机械手X向电动滑台，夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台移动及夹紧二指机械手转向驱动电机的轴转动，使夹紧二指机械手到达需要夹持来令卷材的位置并做夹紧动作；计算机通过线缆发驱动指令给c控制驱动器，产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台，激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台移动及激光切割头转向驱动电机的轴转动，使激光切割头移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作。

本发明中，进料机构中, 来令卷放置轴的一端与支撑管连接，另一端与挡板连接，支撑管垂直连接在底座上；转轴的两端通过套设轴承安装在转轴支座上，转轴支座 安装在立板上。

本发明中，进料机构中, 进料二指机械手X向电动滑台的行程选取范围是0～300mm，进料二指机械手Z向电动滑台的行程选取范围是0～200mm，进料二指机械手的夹指宽度的选取范围是4～30mm。

本发明中，进料机构中,夹紧二指机械手X向电动滑台的行程选取范围是0～300mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台的行程选取范围是0～150mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台的行程选取范围是0～200mm，夹紧二指机械手转向驱动电机的转向角度选取范围是0～90º，夹紧二指机械手的夹指宽度的选取范围是4～30mm。

本发明中，切割机构中,激光切割头X向电动滑台的行程选取范围是0～300mm，激光切割头Y向电动滑台的行程选取范围是0～150mm，激光切割头Z向电动滑台的行程选取范围是0～200mm，激光切割头转向驱动电机的转向角度选取范围是0～90º，由光纤接入激光切割头的激光器功率的选取范围是200～1000W。

本发明中，工业相机安装在立柱上，立柱安装在相机底座上。

本发明还提供一种基于上述的来令卷进料切割装置的控制方法，包括以下步骤：

1）初始化来令卷宽度值L₀、来令卷切割长度值Y₀和进料位移值 Y₁，及a控制驱动器、b控制驱动器和c控制驱动器的驱动参数并复位；

2）进料二指机械手夹紧来令卷材的一端，夹紧二指机械手松开，b控制驱动器驱动夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台及夹紧二指机械手转向驱动电机复位；

3）a控制驱动器驱动进料二指机械手Z向电动滑台垂直向下运动及进料二指机械手X向电动滑台向工作台方向水平移动Y₁；

4）工业相机通过线缆把来令卷材的进料部分的侧面图像传输给计算机；

5）计算机处理侧面图像后得到夹紧二指机械手要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头需要的切割来令卷材的位置信息；

6）b控制驱动器驱动夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机的轴转动，使夹紧二指机械手到达需要夹持来令卷材的位置并做夹紧动作，进料二指机械手松开；

7）a控制驱动器驱动进料二指机械手Z向电动滑台和进料二指机械手X向电动滑台复位；

8）判断需要的切割来令卷材的位置信息是否包含Y₀，如果是，则转步骤9），否则进入步骤2）；

9）进料二指机械手夹紧来令卷材的一端，c控制驱动器驱动激光切割头X向电动滑台、激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台移动，及激光切割头转向驱动电机的轴转动，使激光切割头移动到需要切割来令卷材的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作；

10）c控制驱动器驱动激光切割头X向电动滑台、激光切割头Y向电动滑台和激光切割头Z向电动滑台及激光切割头转向驱动电机复位；

11）b控制驱动器驱动夹紧二指机械手X向电动滑台、夹紧二指机械手Y向电动滑台和夹紧二指机械手Z向电动滑台及夹紧二指机械手转向驱动电机复位；

12)夹紧二指机械手Y向电动滑台移动使夹紧二指机械手夹持切割下来的来令片到达斜板的上方,夹紧二指机械手松开，切割下来的来令片滑入料箱，进入步骤2）；

上述步骤1)中，设定的来令卷宽度值L₀的选取范围是15～120mm，来令卷切割长度值Y₀的选取范围是80～280mm，进料位移值 Y₁的选取范围是20～60mm。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、通过电动滑台带动进料二指机械手夹持来令卷材的一端向工作台方向沿曲线移动，替代人工手动拉来令卷材的进料方式，减小劳动强度；

2、通过计算机处理工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到要执行夹持来令卷材的位置信息并使夹紧二指机械手完成夹紧动作，防止切割过程中来令卷材滑脱，提高了工作效率；

3、通过计算机处理工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到需要切割来令卷材的位置信息，由激光切割头移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作，极大地减小切割噪声。

附图说明

图1是本发明采用的来令卷进料切割装置的主视图。

图2是本发明采用的来令卷进料切割装置的俯视图。

图3是本发明采用的来令卷进料切割装置控制方法的流程图。

图中标号：1-计算机，2-a控制驱动器，3-b控制驱动器，4-c控制驱动器，5-工业相机，6-立柱，7-相机底座，8-来令卷放置轴，9-支撑管，10-底座，11-挡板，12-立板，13-顶板，14-工作台，15-斜板，16-料箱，17-进料二指机械手Z向电动滑台，18-进料二指机械手X向电动滑台，19-进料二指机械手，20-转轴，21-转轴支座，22-夹紧二指机械手X向电动滑台，23-夹紧二指机械手Y向电动滑台，24-夹紧二指机械手Z向电动滑台，25-夹紧二指机械手转向驱动电机，26-夹紧二指机械手轴连接器，27-夹紧二指机械手，28-激光切割头X向电动滑台，29-激光切割头Y向电动滑台，30-激光切割头Z向电动滑台，31-激光切割头转向驱动电机，32-激光切割头轴连接器，33-激光切割头固定部件，34-激光切割头。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明。

实施例1

如图1和图2所示，一种来令卷进料切割装置，包括进料机构、切割机构、控制系统、工作台、立板和顶板，其中：

进料机构包括来令卷放置轴8，支撑管9，底座10，挡板11，转轴20，转轴支座21,进料二指机械手Z向电动滑台17，进料二指机械手X向电动滑台18，进料二指机械手19，夹紧二指机械手X向电动滑台22，夹紧二指机械手Y向电动滑台23,夹紧二指机械手Z向电动滑台24,夹紧二指机械手转向驱动电机25，夹紧二指机械手轴连接器26，夹紧二指机械手27；支撑管9的下端通过焊接与底座10垂直连接，垂直支撑管9的上端通过定位孔与来令卷放置轴8的一端穿接并由定位销固定，来令卷放置轴8的另一端穿接挡板11并套设轴承，挡板11与来令卷放置轴8的端面焊接，转轴支座21通过螺钉安装在立板12上，转轴20的两端通过套设轴承安装在前后两个转轴支座21上，前后两个转轴支座21的间距通过螺钉调节为56mm，进料二指机械手Z向电动滑台17通过螺钉安装在立板12上，进料二指机械手X向电动滑台18通过螺钉安装在进料二指机械手Z向电动滑台17上，进料二指机械手19通过螺钉安装在进料二指机械手X向电动滑台18上，进料二指机械手19的两个夹指部位分别焊接两个直径均为6mm、长度均为80mm的光轴作为夹指，夹紧二指机械手X向电动滑台22通过螺钉安装在工作台14的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台23通过螺钉安装在夹紧二指机械手X向电动滑台22上，夹紧二指机械手Z向电动滑台24通过螺钉安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台23上，夹紧二指机械手转向驱动电机25通过螺钉安装在夹紧二指机械手Z向电动滑台24上，夹紧二指机械手轴连接器26套设在夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴上，夹紧二指机械手27通过螺钉安装在夹紧二指机械手轴连接器26上，夹紧二指机械手27的两个夹指部位分别焊接两个直径均为6mm、长度均为80mm的光轴作为夹指；当人工把厚度为4mm、宽度值L₀为54mm的来令卷挂在套设在来令卷放置轴8的轴承上并靠近挡板11放置时，人工拉动来令卷的首端经前后两个转轴支座21的中间和转轴20的上端面至进料二指机械手19的两个夹指间，继续拉动来令卷使其首端距离两个夹指30mm，计算机1通过线缆发驱动指令给a控制驱动器2，a控制驱动器2控制进料二指机械手19夹持来令卷材的一端，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3控制夹紧二指机械手27松开，夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位，然后a控制驱动器2产生相应控制信号驱动进料二指机械手Z向电动滑台17按40mm/s向下移动5mm，同时进料二指机械手X向电动滑台18按200mm/s向工作台14方向水平移动，水平移动值同于进料位移值 Y₁为40mm，使进料二指机械手19夹持来令卷材的一端向工作台14方向沿曲线移动，当进料二指机械手Z向电动滑台17和进料二指机械手X向电动滑台18的动作完成后，工业相机5通过线缆把来令卷材的进料部分的侧面图像传输给计算机1，由计算机1进行图像二值化、滤波后得到弧长所占像素，再利用实际进料位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令卷材进料部分的弧长信息及夹紧二指机械手27要执行夹持来令卷材的位置信息，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3，由b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22向进料二指机械手19的方向按200mm/s水平移动230 mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台23向工业相机5的方向按40mm/s水平移动10 mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台24向上按200mm/s水平移动195 mm，夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴顺时针转动20º，夹紧二指机械手27到达距离进料二指机械手19的夹指60mm处做夹紧来令卷材的动作，a控制驱动器2控制进料二指机械手19松开并驱动进料二指机械手Z向电动滑台17和进料二指机械手X向电动滑台18复位，计算机1判断需要的切割来令卷材的位置信息不包含值为90mm的来令卷切割长度值Y₀时，计算机1通过线缆发驱动指令给a控制驱动器2，a控制驱动器2控制进料二指机械手19、进料二指机械手Z向电动滑台17和进料二指机械手X向电动滑台18重复上述进料动作后，计算机1再次处理来令卷材的进料部分的侧面图像，得到夹紧二指机械手27要执行夹持来令卷材的新位置信息，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3，由b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22向进料二指机械手19的方向按200mm/s水平移动190 mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台23向工业相机5的方向按40mm/s水平移动10 mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台24向上按200mm/s水平移动190mm，夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴顺时针转动31º，夹紧二指机械手27到达距离进料二指机械手19的夹指100mm处做夹紧来令卷材的动作，这个重复过程使进料二指机械手19夹持来令卷材的一端向工作台14方向沿曲线移动，替代人工手动拉来令卷材的进料方式，减小劳动强度；通过计算机1处理工业相机5拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到要执行夹持来令卷材的位置信息并使夹紧二指机械手27完成夹紧动作，防止切割过程中来令卷材滑脱，提高工作效率；

切割机构包括激光切割头X向电动滑台28，激光切割头Y向电动滑台29，激光切割头Z向电动滑台30，激光切割头转向驱动电机31，激光切割头轴连接器32，激光切割头固定部件33，激光切割头34；激光切割头X向电动滑台28通过螺钉安装在顶板13的底面上，顶板13与立板12通过加强连接板用螺钉连接，激光切割头Y向电动滑台29通过螺钉安装在激光切割头X向电动滑台28上，激光切割头Z向电动滑台30通过螺钉安装在激光切割头Y向电动滑台29上，激光切割头转向驱动电机31通过螺钉安装在激光切割头Z向电动滑台30上，激光切割头轴连接器32套设在激光切割头转向驱动电机31的轴上，激光切割头固定部件33通过螺钉连接激光切割头轴连接器32和激光切割头34；计算机1处理来令卷材的进料部分的侧面图像后得到激光切割头34需要的切割来令卷材的位置信息，并判断需要的切割来令卷材的位置信息包含值为90mm的来令卷切割长度值Y₀时，计算机1通过线缆发驱动指令给c控制驱动器4，由c控制驱动器4驱动产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台28向进料二指机械手19的方向按200mm/s水平移动140 mm，激光切割头Y向电动滑台29向工业相机5的方向按40mm/s水平移动54 mm，激光切割头Z向电动滑台30按40mm/s向下移动10mm，激光切割头转向驱动电机31的轴顺时针转动6º，激光切割头34到达距离进料二指机械手19的夹指20mm处，打开光闸由光纤激光器的发出500W的激光从激光切割头34下出射在来令卷材上，同时激光切割头Y向电动滑台29向远离工业相机5的方向按20mm/s水平移动54 mm，完成切割动作，关闭光闸，然后c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30及激光切割头转向驱动电机31复位，b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电25复位，夹紧二指机械手Y向电动滑台23向工业相机5的方向按40mm/s水平移动10mm，使夹紧二指机械手27夹持切割下来的来令片到达斜板15的上方，夹紧二指机械手27松开，切割下来的来令片落在斜板15上而滑入料箱16，完成收集切割下来的来令片，这一过程是通过计算机1处理工业相机5拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到需要切割来令卷材的位置信息，由激光切割头34移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作，极大地减小切割噪声。

控制系统包括计算机1，a控制驱动器2，b控制驱动器3，c控制驱动器4，工业相机5，立柱6，相机底座7；工业相机5通过螺钉安装在立柱6上，立柱6通过螺钉安装在相机底座7上，工业相机5通过线缆把来令卷材的进料部分的侧面图像传输给计算机1；计算机1通过螺钉安装在立板12上，计算机1通过线缆发驱动指令给a控制驱动器2，由a控制驱动器2产生相应控制信号驱动进料二指机械手Z向电动滑台17按40mm/s向下移动5mm，进料二指机械手X向电动滑台18按200mm/s向工作台14方向水平移动40mm，使进料二指机械手19夹持来令卷材的一端向工作台14方向沿曲线移动，a控制驱动器2驱动进料二指机械手Z向电动滑台17和进料二指机械手X向电动滑台18复位，及进料二指机械手19完成夹紧和松开动作；计算机1根据工业相机5拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，进行图像二值化、滤波后得到弧长所占像素，再利用实际进料位置处标尺长度与图像中标尺所占像素的比例，得到来令卷材进料部分的弧长信息、夹紧二指机械手27要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头34需要的切割来令卷材的位置信息，计算机1通过线缆发驱动指令给b控制驱动器3，产生相应控制信号驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22向进料二指机械手19的方向按200mm/s水平移动230mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台23向工业相机5的方向按40mm/s水平移动10mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台24向上按200mm/s水平移动190mm，夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴顺时针转动31º，b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位，及夹紧二指机械手27完成对来令卷材的夹紧和松开动作；计算机1通过线缆发驱动指令给c控制驱动器4，c控制驱动器4驱动产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台28向进料二指机械手19的方向按200mm/s水平移动140 mm，激光切割头Y向电动滑台29向工业相机5的方向按40mm/s水平移动54 mm，激光切割头Z向电动滑台30按40mm/s向下移动10mm，激光切割头转向驱动电机31的轴顺时针转动6º，使激光切割头34移动到需要切割的位置，打开光闸由光纤激光器的发出500W的激光从激光切割头34下出射在来令卷材上，同时激光切割头Y向电动滑台29向远离工业相机5的方向按20mm/s水平移动54 mm，完成切割动作，关闭光闸，完成切割动作，c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30及激光切割头转向驱动电机31复位。

实施例2

如图2所示，一种来令卷进料控制方法，采用实施例1中的来令卷进料切割装置，具体包括以下步骤：

1）初始化来令卷宽度值L₀、来令卷切割长度值Y₀和进料位移值 Y₁，及a控制驱动器2、b控制驱动器3和c控制驱动器4的驱动参数并复位；

2）进料二指机械手19夹紧来令卷材的一端，夹紧二指机械手27松开，b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位；

3）a控制驱动器2驱动进料二指机械手Z向电动滑台17垂直向下运动及进料二指机械手X向电动滑台18向工作台14方向水平移动Y₁；

4）工业相机5通过线缆把来令卷材的进料部分的侧面图像传输给计算机1；

5）计算机1处理侧面图像后得到夹紧二指机械手27要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头34需要的切割来令卷材的位置信息；

6）b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机25的轴转动，使夹紧二指机械手27到达需要夹持来令卷材的位置并做夹紧动作，进料二指机械手19松开；

7）a控制驱动器2驱动进料二指机械手Z向电动滑台17和进料二指机械手X向电动滑台18复位；

8）判断需要的切割来令卷材的位置信息是否包含Y₀，如果是，则转步骤9），否则进入步骤2）；

9）进料二指机械手19夹紧来令卷材的一端，c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30移动，及激光切割头转向驱动电机31的轴转动，使激光切割头34移动到需要切割来令卷材的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作；

10）c控制驱动器4驱动激光切割头X向电动滑台28、激光切割头Y向电动滑台29和激光切割头Z向电动滑台30及激光切割头转向驱动电机31复位；

11）b控制驱动器3驱动夹紧二指机械手X向电动滑台22、夹紧二指机械手Y向电动滑台23和夹紧二指机械手Z向电动滑台24及夹紧二指机械手转向驱动电机25复位；

12)夹紧二指机械手Y向电动滑台23移动使夹紧二指机械手27夹持切割下来的来令片到达斜板15的上方，夹紧二指机械手27松开，切割下来的来令片滑入料箱16，进入步骤2）；

上述实施例1、2中，a控制驱动器2、b控制驱动器3和c控制驱动器4的型号为TC100，工业相机5的型号为JHSM120B，来令卷放置轴8的轴长为300mm、直径为20mm，支撑管9的外径为65mm、长度为1200mm，底座10为121mm×121mm×15mm，挡板11的外径为1000mm、中心孔径为21mm、厚度为3mm，立板12为1900mm×600mm×40mm，顶板13为1000mm×600mm×35mm，工作台14为500mm×400mm×600mm，斜板15为400mm×150mm×2mm，转轴20的外径为9mm、长度为100mm，进料二指机械手19和夹紧二指机械手27的型号为KP40，进料二指机械手X向电动滑台18、夹紧二指机械手X向电动滑台22和激光切割头X向电动滑台28的型号为CTH10-L20-300，进料二指机械手Z向电动滑台17、夹紧二指机械手Z向电动滑台24和激光切割头Z向电动滑台30的型号为CTH10-L20-200，夹紧二指机械手Y向电动滑台23和激光切割头Y向电动滑台29的型号为CTH10-L20-150，夹紧二指机械手转向驱动电机25和激光切割头转向驱动电机31的型号为86BYG0.72。

根据本实施例的驱动控制结果可知，本发明采用的一种来令卷进料切割装置及控制方法通过电动滑台带动进料二指机械手夹持来令卷材的一端向工作台方向沿曲线移动，替代人工手动拉来令卷材的进料方式，减小劳动强度；通过计算机处理工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到要执行夹持来令卷材的位置信息并使夹紧二指机械手完成夹紧动作，防止切割过程中来令卷材滑脱，提高工作效率；通过计算机处理工业相机拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到需要切割来令卷材的位置信息，由激光切割头移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作，极大地减小切割噪声。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (8)

1.一种来令卷进料切割装置，其特征在于，其包括进料机构、切割机构和控制系统，其中：

所述进料机构包括进料二指机械手Z向电动滑台（17），进料二指机械手X向电动滑台（18），进料二指机械手（19），来令卷放置轴（8），转轴（20），夹紧二指机械手X向电动滑台（22），夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）,夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）和夹紧二指机械手（27）；所述进料二指机械手Z向电动滑台（17）安装在立板（12）上，进料二指机械手X向电动滑台（18）安装在进料二指机械手Z向电动滑台（17）上，进料二指机械手（19）安装在进料二指机械手X向电动滑台（18）上, 进料二指机械手X向电动滑台（18）与进料二指机械手Z向电动滑台（17）的运动方向相互垂直；所述来令卷放置轴（8）用于放置来令卷，来令卷设置于进料二指机械手Z向电动滑台（17）和工作台（14）之间；所述转轴（20）安装在转轴支座(21)上，工作时，来令卷的首端经两个转轴支座（21）的中间和转轴（20）的上端面至进料二指机械手（19）的两个夹指间；所述夹紧二指机械手X向电动滑台（22）安装在工作台(14)的台面上，夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）安装在夹紧二指机械手X向电动滑台（22）上，夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）安装在夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）上，夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）上安装夹紧二指机械手转向驱动电机（25），夹紧二指机械手轴连接器（26）套设在夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴上，夹紧二指机械手轴连接器（26）上安装夹紧二指机械手（27）,夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）的运动方向两两垂直；

所述切割机构包括激光切割头X向电动滑台（28），激光切割头Y向电动滑台（29），激光切割头Z向电动滑台（30）和激光切割头（34）；所述激光切割头X向电动滑台（28）安装在顶板（13）的底面上，顶板（13）与立板（12）连接，激光切割头Y向电动滑台（29）安装在激光切割头X向电动滑台（28）上，激光切割头Z向电动滑台（30）安装在激光切割头Y向电动滑台（29）上，激光切割头Z向电动滑台（30）上安装激光切割头转向驱动电机（31），激光切割头轴连接器（32）套设在激光切割头转向驱动电机（31）的轴上，激光切割头轴连接器（32）通过激光切割头固定部件（33）和激光切割头（34）连接,激光切割头X向电动滑台（28）、激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）的运动方向两两垂直；

所述控制系统包括计算机(1)，a控制驱动器（2），b控制驱动器（3），c控制驱动器（4）和工业相机（5）；所述工业相机（5）用于拍摄来令卷材的进料部分的侧面图像,工业相机（5）通过线缆和计算机(1)连接；计算机(1)通过线缆发驱动指令给a控制驱动器（2），由a控制驱动器（2）产生相应控制信号驱动进料二指机械手Z向电动滑台（17）和进料二指机械手X向电动滑台（18）移动，使进料二指机械手（19）夹持来令卷材的一端向工作台(14)方向沿曲线移动；计算机(1)根据工业相机（5）拍摄的来令卷材的进料部分的侧面图像，得到夹紧二指机械手（27）要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头（34）需要的切割来令卷材的位置信息，计算机(1)通过线缆发驱动指令给b控制驱动器（3），产生相应控制信号驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22），夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）移动及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴转动，使夹紧二指机械手（27）到达需要夹持来令卷材的位置并做夹紧动作；计算机(1)通过线缆发驱动指令给c控制驱动器（4），产生相应控制信号驱动激光切割头X向电动滑台（28），激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）移动及激光切割头转向驱动电机（31）的轴转动，使激光切割头（34）移动到需要切割的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作。

2.根据权利要求1所述的来令卷进料切割装置，其特征在于：进料机构中, 来令卷放置轴（8）的一端与支撑管（9）连接，另一端与挡板（11）连接，支撑管（9）垂直连接在底座（10）上；转轴（20）的两端通过套设轴承安装在转轴支座(21)上，转轴支座 (21)安装在立板（12）上。

3.根据权利要求1所述的来令卷进料切割装置，其特征在于：进料机构中, 进料二指机械手X向电动滑台（18）的行程选取范围是0～300mm，进料二指机械手Z向电动滑台（17）的行程选取范围是0～200mm，进料二指机械手（19）的夹指宽度的选取范围是4～30mm。

4.根据权利要求1所述的来令卷进料切割装置，其特征在于：进料机构中,夹紧二指机械手X向电动滑台（22）的行程选取范围是0～300mm，夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）的行程选取范围是0～150mm，夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）的行程选取范围是0～200mm，夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的转向角度选取范围是0～90º，夹紧二指机械手（27）的夹指宽度的选取范围是4～30mm。

5.根据权利要求1所述的来令卷进料切割装置，其特征在于：切割机构中,激光切割头X向电动滑台（28）的行程选取范围是0～300mm，激光切割头Y向电动滑台（29）的行程选取范围是0～150mm，激光切割头Z向电动滑台（30）的行程选取范围是0～200mm，激光切割头转向驱动电机（31）的转向角度选取范围是0～90º，由光纤接入激光切割头（34）的激光器功率的选取范围是200～1000W。

6.根据权利要求1所述的来令卷进料切割装置，其特征在于：工业相机（5）安装在立柱（6）上，立柱（6）安装在相机底座（7）上。

7.一种基于权利要求1所述的来令卷进料切割装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）初始化来令卷宽度值L₀、来令卷切割长度值Y₀和进料位移值 Y₁，及a控制驱动器（2）、b控制驱动器（3）和c控制驱动器（4）的驱动参数并复位；

2）进料二指机械手（19）夹紧来令卷材的一端，夹紧二指机械手（27）松开，b控制驱动器（3）驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）复位；

3）a控制驱动器（2）驱动进料二指机械手Z向电动滑台（17）垂直向下运动及进料二指机械手X向电动滑台（18）向工作台(14)方向水平移动Y₁；

4）工业相机（5）通过线缆把来令卷材的进料部分的侧面图像传输给计算机(1)；

5）计算机(1)处理侧面图像后得到夹紧二指机械手（27）要执行夹持来令卷材的位置信息和激光切割头（34）需要的切割来令卷材的位置信息；

6）b控制驱动器（3）驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）移动，及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）的轴转动，使夹紧二指机械手（27）到达需要夹持来令卷材的位置并做夹紧动作，进料二指机械手（19）松开；

7）a控制驱动器（2）驱动进料二指机械手Z向电动滑台（17）和进料二指机械手X向电动滑台（18）复位；

8）判断需要的切割来令卷材的位置信息是否包含Y₀，如果是，则转步骤9），否则进入步骤2）；

9）进料二指机械手（19）夹紧来令卷材的一端，c控制驱动器（4）驱动激光切割头X向电动滑台（28）、激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）移动，及激光切割头转向驱动电机（31）的轴转动，使激光切割头（34）移动到需要切割来令卷材的位置并发出激光投射在来令卷材上完成切割动作；

10）c控制驱动器（4）驱动激光切割头X向电动滑台（28）、激光切割头Y向电动滑台（29）和激光切割头Z向电动滑台（30）及激光切割头转向驱动电机（31）复位；

11）b控制驱动器（3）驱动夹紧二指机械手X向电动滑台（22）、夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）和夹紧二指机械手Z向电动滑台（24）及夹紧二指机械手转向驱动电机（25）复位；

12)夹紧二指机械手Y向电动滑台（23）移动使夹紧二指机械手（27）夹持切割下来的来令片到达斜板（15）的上方，夹紧二指机械手（27）松开，切割下来的来令片滑入料箱（16），进入步骤2）。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：步骤1）中，设定的来令卷宽度值L₀的选取范围是15～120mm，来令卷切割长度值Y₀的选取范围是80～280mm，进料位移值 Y₁的选取范围是20～60mm。

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