CN112935572A - 一种小三角形工件的下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小三角形工件的下料方法，其包括以下步骤：S1：将两个小三角形工件以斜边平行相对的形式排版，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点邻近，且长直边平行于工作台的支撑板；S2：激光切割头顺次沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割，过渡至第二个小三角形工件并顺次沿其短直边、长直边和斜边切割，第二个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处；S3：过渡回第一个小三角形工件并沿其斜边切割，第一个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处。本发明的下料方法能够避免与激光切割头的碰撞，保证了产品质量，极大地提高了生产效率，节约了成本。

Description

一种小三角形工件的下料方法

技术领域

本发明属于轨道车辆工件加工领域，具体涉及一种小三角形工件的下料方法。

背景技术

轨道车辆车体、底架等部位用到很多小三角形工件，如图1所示，小三角形工件的短直边长度为a(a<50mm)，长直边长度为b(b>50mm)。车间通常采用数控激光切割的方式进行下料。车间用的数控激光切割机的工作台是由多个支撑板组成的，单个支撑板是板厚为3mm的钢板，轮廓形状有两种——图2所示的第一支撑板1和图3所示的第二支撑板2，两种支撑板的上方均呈锯齿状，如图4所示，相邻的两个齿顶101之间的水平距离(齿顶间距)是28mm。同样地，相邻的两个齿底102之间的水平距离也是28mm。如图5所示，工作台上，第一支撑板1和第二支撑板2交替放置，板面相对平行，间距是50mm，支撑板的齿尖呈栅格状对板材及工件进行支撑。

目前车间使用激光编程软件套料编程，工件CAD图纸导入软件后，软件会自动优化排版，筋板的长边垂直于支撑板方向(如图6所示)，沿P1、P2、P3、P4和P5路径切割，由于工件较小，支撑板不能对下料完成的工件进行有效支撑，小三角形工件常常掉下工作台，倾斜卡在工作台的两相邻支撑板之间，这时通常就会有一端翘起，导致翘起的工件与激光切割机的切割头发生碰撞，造成设备报警停机。具体地，这样的碰撞通常会造成以下后果：(1)轻微碰撞时，激光光束与枪嘴中心同轴度不一致，继续切割时工件就会产生挂渣的质量缺陷，导致工件表面粗糙度差，后续需要增加打磨工序对其进行处理，因此轻微碰撞发生时应首先检测割嘴，割嘴无损坏时，进行割嘴同轴度检测；(2)碰撞严重，导致割嘴、镜片等件损坏，此时需更换新的割嘴、镜片，然后进行割嘴同轴度检测。这种情况增加了工人的劳动强度，降低了生产效率，影响了生产周期，并且增加了材料的消耗，加大了生产成本。

在实际生产中，在对这种小三角形工件进行编程时，每次排版数量几百个甚至上千个。平均切割每张筋板时会遇到上述因碰撞而报警的问题多达几十次，每次碰撞发生后，操作人员都需打开安全门，检查碰撞位置，调整碰撞工件，检测或更换割嘴，重新进行同轴度检测后继续切割。这样大大更加了工人的劳动强度，严重降低了生产效率。同时，由于碰撞易造成镜片、枪嘴损坏，需要对其进行更换，这就增加了材料消耗，加大了生产成本。

针对上述问题，编程时可以选择添加微连接，软件会根据排版情况在引出点位置处加入微连接。如图7所示，在激光下料切割时设置小的连接(至少0.5mm)，使工件在周圈切割完后不形成一个闭合的结构，工件仍有一处与母材连接，这样工件不会发生倾斜或翘起，避免了碰撞。然而，由于待切割的板材厚度一般在2mm以上，工件与母材连接处需使用专用工具才能将工件敲击脱离板料，一张板料能下料上千件，数量多，工人的劳动量很大，既增加了工时，又降低了生产效率；通过敲击使工件与板料分离，导致分离位置的表面粗糙度质量差；每次切割完成后必须重新起弧，不能连续切割。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种小三角形工件的下料方法，本发明的下料方法能够避免小三角形工件翘起所导致的工件与激光切割头的碰撞，保证产品质量，同时极大地提高了生产效率，节约了成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种小三角形工件的下料方法，所述小三角形工件具有长直边和短直边，其中，所述下料方法包括以下步骤：

S1：将两个小三角形工件以斜边平行相对的形式排版，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点邻近，并且这两个小三角形工件的长直边平行于工作台的支撑板；

S2：激光切割头顺序沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割，过渡至第二个小三角形工件，并顺序沿第二个小三角形工件的短直边、长直边和斜边切割，第二个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处；

S3：过渡回第一个小三角形工件并沿其斜边切割，第一个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处。

进一步地，激光切割头的起弧点设置在第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点之间，特别是其连线的中点处。

进一步地，第一个小三角形工件的短直边与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点共线。相应地，第一个小三角形工件的长直边锐角顶点与第二个小三角形工件的短直边共线。

进一步地，设置第一个小三角形工件的斜边与第二个小三角形工件的斜边之间的距离，以保证小三角形工件的尺寸精度，防止板料热变形对小三角形工件的尺寸产生影响。

更进一步地，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点之间的距离大于等于

其中，a为小三角形工件的短直边长度，b为小三角形工件的长直边长度。

进一步地，短直边长度小于工作台的支撑板间距，长直边长度大于工作台的支撑板间距。

更进一步地，短直边长度小于50mm，长直边长度大于50mm。

进一步地，激光切割头的程序零点位于第一个小三角形工件的直角顶点的外侧且与第一个小三角形工件的短直边和长直边的距离各自独立地大于等于10mm。

进一步地，步骤S2还包括以下步骤：在沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割之前，激光切割头由所述程序零点运行至起弧点，并打孔。

本发明具有以下优点：

(1)本发明的下料方法中，采用小三角形工件按规定方向成对放置的排版方式，将短直边锐角顶点位置作为待切割工件与板料最终分离的切断点，并按照特定的路径对工件进行切割，小三角形工件与板料脱离瞬间，小三角形工件以支撑板为轴倾斜，不会卡滞于支撑板的锯齿中，保证了小三角形工件快速地脱离支撑板，顺利落入储料斗中，从而有效避免了小三角形工件与激光切割头发生碰撞，避免了碰撞对镜片、枪嘴甚至机床的损害，保证了产品质量的稳定性。

(2)本发明的下料方法中，在第一个小三角形工件切断之前，过渡到第二个小三角形工件进行切割，实现了第一个小三角形工件和第二个小三角形工件的不断弧切割，可以减少了一次穿孔，缩短切割时间，延长枪嘴的使用寿命，并且减少了氧气等辅助气体的使用量，降低了生产成本。

(3)第一个小三角形工件的斜边与第二个小三角形工件以斜边相对间隔设置，可以防止板料热变形对小三角形工件的尺寸产生影响，进而保证小三角形工件的尺寸精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是小三角形工件的结构示意图；

图2是第一支撑板的结构示意图；

图3是第二支撑板的结构示意图；

图4是支撑板的齿结构示意图；

图5是第一支撑板和第二支撑板的布局示意图；

图6是现有技术中小三角形工件的下料示意图；

图7是小三角形工件与板料之间的微连接结构示意图；

图8是根据本发明的下料方法中的小三角形工件的结构示意图；

图9是根据本发明的下料方法的一种实施方案的示意图；

图10是根据本发明的下料方法的另一种实施方案的示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-第一支撑板，2-第二支撑板，101-齿顶，102齿底。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种小三角形工件的下料方法，所述小三角形工件具有长直边和短直边，其中，所述下料方法包括以下步骤：

S1：将两个小三角形工件以斜边平行相对的形式排版，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点邻近，并且这两个小三角形工件的长直边平行于工作台的支撑板；

S2：激光切割头顺次沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割，过渡至第二个小三角形工件，并顺次沿第二个小三角形工件的短直边、长直边和斜边切割，第二个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处；

S3：过渡回第一个小三角形工件并沿其斜边切割，第一个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处。

图8显示了待下料的小三角形工件的结构示意图，小三角形工件记为△ABC，A为长直边锐角顶点，B为短直边锐角顶点，C为直角顶点，短直边长度为a，长直边长度为b。以下，△ABC也表示第一个小三角形工件，同时采用△A’B’C’表示第二个小三角形工件，第二个小三角形工件△A’B’C’的形状和尺寸与第一个小三角形工件△ABC的形状和尺寸相同。

图9显示了本发明的下料方法的一种实施方案。

参照图9，本发明的下料方法包括以下步骤：

S1：将两个小三角形工件——第一个小三角形工件△ABC和第二个小三角形工件△A’B’C’以斜边平行相对的形式排版，第一个小三角形工件△ABC的短直边锐角顶点B与第二个小三角形工件△A’B’C’的长直边锐角顶点A’邻近，并且这两个小三角形工件的长直边平行于工作台的支撑板；

S2：激光切割头(未显示)顺次沿第一个小三角形工件△ABC的短直边BC和长直边CA进行切割，过渡至第二个小三角形工件△A’B’C’，并顺次沿第二个小三角形工件△A’B’C’的短直边B’C’、长直边C’A’和斜边A’B’切割，第二个小三角形工件△A’B’C’的切断点位于其短直边锐角顶点B’处；

S3：过渡回第一个小三角形工件△ABC并沿其斜边AB切割，第一个小三角形工件△ABC的切断点位于其短直边锐角顶点B处。

本发明中，通过设定特定的排版方式、切入点、切出点(即，切断点)和切割路径，小三角形工件与板料脱离瞬间，小三角形工件以支撑板为轴倾斜，不会卡滞于支撑板的锯齿中，保证了小三角形工件快速地脱离支撑板，顺利落入储料斗中，从而有效避免了小三角形工件与激光切割头发生碰撞，避免了碰撞对镜片、枪嘴甚至机床的损害，保证了产品质量的稳定性。

进一步地，在第一个小三角形工件△ABC切断之前，过渡到第二个小三角形工件△A’B’C’进行切割，实现了第一个小三角形工件△ABC和第二个小三角形工件△A’B’C’的不断弧切割，可以减少了一次穿孔，缩短了切割时间，延长了枪嘴的使用寿命，并且减少了氧气等辅助气体的使用量，降低了生产成本。

根据本发明的一实施例，如图9所示，激光切割头的起弧点D设置在第一个小三角形工件△ABC的短直边锐角顶点B与第二个小三角形工件△A’B’C’的长直边锐角顶点A’之间，特别是A’B连线的中点处。

根据本发明的一实施例，如图9所示，第一个小三角形工件△ABC的短直边BC与第二个小三角形工件△A’B’C’的长直边锐角顶点A’共线。相应地，第一个小三角形工件△ABC的长直边锐角顶点A与第二个小三角形工件△A’B’C’的短直边B’C’共线。

根据本发明的一实施例，如图9所示，可以设置第一个小三角形工件△ABC的斜边AB与第二个小三角形工件△A’B’C’的斜边A’B’之间的距离，以保证小三角形工件的尺寸精度，防止板料热变形对小三角形工件的尺寸产生影响。

根据本发明的一优选实施例，第一个小三角形工件△ABC的短直边锐角顶点B与第二个小三角形工件△A’B’C’的长直边锐角顶点A’之间的距离大于等于

其中，a为小三角形工件的短直边长度，b为小三角形工件的长直边长度。

根据本发明的一实施例，短直边长度a小于工作台的支撑板间距，长直边长度b大于工作台的支撑板间距。

根据本发明的一实施例，短直边长度a小于50mm，长直边长度b大于50mm。

根据本发明的一实施例，激光切割头的程序零点O位于第一个小三角形工件△ABC的直角顶点C的外侧且与第一个小三角形工件△ABC的短直边BC和长直边AC之间的距离各自独立地大于等于10mm。当然，程序零点O也不宜过远，以免造成板料的浪费。

根据本发明的一实施例，步骤S2还包括以下步骤：在沿第一个小三角形工件△ABC的短直边BC和长直边CA进行切割之前，激光切割头由程序零点O运行至起弧点D，并打孔。

根据本发明的一具体实施例，如图9所示，板料放置在第一支撑板1和第二支撑板2上，激光切割头(未显示)沿路径L1从程序零点O运行到起弧点D，在起弧点D处打孔，沿路径L2和L3切割第一个小三角形工件△ABC的短直边BC和长直边AC，切割AB’连线，由此过渡到第二个小三角形工件△A’B’C’；沿路径L4、L5和L6切割第二个小三角形工件△A’B’C’，完成第二个小三角形工件△A’B’C’的切割，其中第二个小三角形工件△A’B’C’的切断点位于其短直边锐角顶点B’处。然后沿路径L7切割AB’连线，沿路径L8继续切割第一个小三角形工件△ABC的斜边AB，完成第一个小三角形工件△ABC的切割，其中第一个小三角形工件△ABC的切断点位于其短直边锐角顶点B处。这时，一组程序切割完成，熄火，激光切割头沿路径L9运行到下一组工件的起弧点，重复上述操作。

根据本发明的另一具体实施例，对于直角处可以设有倒角的小三角形工件，本发明的下料方法同样适用。如图10所示，排版方式、切入点和切出点位置与图9所示的实施例相同，激光切割头沿路径L1从程序零点O运行到起弧点D，在起弧点D处打孔，然后沿路径L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9和L10顺次切割，最后沿路径L11运行到下一组工件的起弧点，根据需要重复上述操作。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种小三角形工件的下料方法，所述小三角形工件具有长直边和短直边，其中，所述下料方法包括以下步骤：

S1：将两个小三角形工件以斜边平行相对的形式排版，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点邻近，并且这两个小三角形工件的长直边平行于工作台的支撑板；

S2：激光切割头顺次沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割，过渡至第二个小三角形工件，并顺次沿第二个小三角形工件的短直边、长直边和斜边切割，第二个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处；

S3：过渡回第一个小三角形工件并沿其斜边切割，第一个小三角形工件的切断点位于其短直边锐角顶点处。

2.根据权利要求1所述的下料方法，其中，激光切割头的起弧点设置在第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点之间，特别是其连线的中点处。

3.根据权利要求1或2所述的下料方法，其中，第一个小三角形工件的短直边与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点共线；

优选地，第一个小三角形工件的长直边锐角顶点与第二个小三角形工件的短直边共线。

4.根据权利要求3所述的下料方法，其中，第一个小三角形工件的短直边锐角顶点与第二个小三角形工件的长直边锐角顶点之间的距离大于等于

其中，a为小三角形工件的短直边长度，b为小三角形工件的长直边长度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的下料方法，其中，短直边长度小于50mm，长直边长度大于50mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的下料方法，其中，激光切割头的程序零点位于第一个小三角形工件的直角顶点的外侧且与第一个小三角形工件的短直边和长直边的距离各自独立地大于等于10mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的下料方法，其中，步骤S2还包括以下步骤：在沿第一个小三角形工件的短直边和长直边进行切割之前，激光切割头由所述程序零点运行至起弧点，并打孔。

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