CN113414505A - 一种基于三维激光切割盖板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于三维激光切割盖板的加工方法，包括以下步骤：步骤1：将盖板固定工装和三维激光机器人都重新校零；步骤2：将盖板安装固定在盖板固定工装上，实现限位和固定尺寸，保证固定稳定；步骤3：将盖板的尺寸加工信息输入三维激光机器人的控制程序内；步骤4：开启三维激光机器人工作按钮，开始通过三维激光机器人的机械手进行激光切割加工；步骤5：通过送入检测设备中，进行探伤检测；步骤6：合格品收集，不良品返工。本发明不但可以生产出高质量的金属型材产品，而且能够提高产品外观质量，极大的提高板材的利用率，从而提高企业的市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及盖板的切割工艺，尤其涉及一种基于三维激光切割盖板的加工方法。
背景技术
用户期望及巨大的市场：近几年，随着城市化建设的不断加大，城市交通迅速的发展，城市交通建设，大量的地铁交通项目，大大的带动了自动扶梯行业。市场竞争情况及产品质量现状：市场竞争压力下，各竞争对手参与其中，产品的尺寸要求一般经过调整能达到客户的要求，但是在同等的技术层面比较做精做细却很难。做精做细势必给自己带来制作成本加大，效率降低，最终达不到双赢的效果。如何从制作工艺上改进，减少后续繁琐的工序，提高目前的生产效率，值得深思。
分析传统工艺是通过普通带锯或者线切割来完成，工艺相对简单，普通切割设备精度达不到图纸要求，线切割虽然精度可以达到要求，但是制作周期长，切割效率低并且有大量的污渍，后期需要增加工序清洗，另外等离子切割后还需要增加人工的打磨，费时费力。同时增加企业的制造成本，从企业角度考虑，在传统的工艺基础上，结合产品的特殊性，以及客户的需求出发，引进新的切割工艺势在必行。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种基于三维激光切割盖板的加工方法，利用这一方法不但可以生产出高质量的金属型材产品，而且能够提高产品外观质量，极大的提高板材的利用率，从而提高企业的市场竞争力。
一种基于三维激光切割盖板的加工方法，包括以下步骤：
步骤1：将盖板固定工装和三维激光机器人都重新校零；其中所述盖板固定工装包括位于三维激光机器人旁的工装台、滑动固定在所述工装台上的操作板、转动固定在所述操作板上的调节盘；所述调节盘的中心端设有刻度盘，其中校准盘转动固定在所述刻度盘的外表面，其中所述校准盘上滑动设有若干个伸缩校准杆；每个伸缩校准杆的端部通过第二锁紧螺栓与弧形校准板连接固定；所述调节盘的两侧均对称设有若干个限位板；每个限位板旁均设有垫板；其中所述垫板上转动设有工装夹紧钳；每两个所述限位板之间设有定位轨道；其中辅助限位板滑动固定在所述定位轨道上，其中所述辅助限位板的两端分别通过弹簧张紧杆与压块连接固定。
步骤2：将盖板安装固定在盖板固定工装上，实现限位和固定尺寸，保证固定稳定；
操作原理是：将需要三维激光切割的盖板放置在调节盘上，通过操作板在工装台的滑动，从而调节调节盘的左右位置，而且调节盘可以360度的旋转，进行全方位的调节；盖板与限位板进行贴合限位，然后转动工作夹紧钳，其中工装夹紧钳对盖板的一侧进行夹紧，而且为了保证盖板固定的稳定性，利用辅助限位板对其进行贴合限位，由于辅助限位板通过弹簧张紧杆与压块连接固定，可以实现辅助限位板利用定位轨道进行滑动，进行适应性的位置调节，配合不同厚度的盖板；
由于盖板的一端呈弧形，为了保证安装的精准性，设有刻度盘，校准盘通过刻度盘能够知晓角度和固定要求，同时调节伸缩校准杆，使弧形校准板对加工时需要定准的部位进行贴合；由于设有第二锁紧螺栓，可以安装和拆卸弧形校准板，弧形校准板根据每个盖板的尺寸要求进行定制配合。
步骤3：将盖板的尺寸加工信息输入三维激光机器人的控制程序内；
步骤4：开启三维激光机器人工作按钮，开始通过三维激光机器人的机械手进行激光切割加工；
步骤5：通过送入检测设备中，进行探伤检测；
步骤6：合格品收集，不良品返工。
本发明进一步改进在于：其中所述调节盘的外圆周面设有调节齿圈；其中所述操作板上设有与所述调节齿圈相互啮合的限位齿轮；所述伸缩校准杆通过第一锁紧螺栓与校准盘锁紧固定，一旦盖板固定定位完成后，通过设有第一锁紧螺栓可以对伸缩校准杆进行锁紧固定，调节齿圈与限位齿轮相互啮合，保证调节盘转动调节的稳定性，不需要转动时，紧固限位齿轮，实现限位。
本发明进一步改进在于：所述检测设备包括检测台、成像显示屏和控制器；所述检测台的左、右两侧滑动设有与控制器电性连接的第一行走机构；其中所述第一行走机构上设有升降气缸；每个所述升降气缸的气缸轴上连接有支撑杆；两个支撑杆之间通过滑杆连接固定；其中所述滑杆的左右两端对称滑动设有滑块；每个所述滑块的底部设有气动夹板；所述检测台的底部设有磁悬液喷箱；其中磁悬液喷箱上设有喷洒管；其中所述检测台的后侧依次设有磁圈和摄像机构；其中摄像机构与成像显示屏电性连接。
三维激光切割完成后的盖板，送入检测台上，并通过气动夹板对其两端进行夹紧，夹紧固定完成后，磁悬液喷箱通过喷洒管对其表面进行喷洒均匀，然后第一行走机构带动支撑杆运动到磁圈内进行吸附探伤，探伤结束后继续行走到摄像机构区域内内进行摄像，摄像的图片直接在成像显示屏中显示，工作人员通过成像显示屏对其进行观察对比。
本发明进一步改进在于：其中所述三维激光机器人的机械手切割直径大于Φ5的圆孔时，起头和收尾端不得出现接头大于等于0.2mm的台阶。
本发明进一步改进在于：其中所述三维激光机器人的机械手切割长方孔时，起头和收尾端不得出现接头有大于等于0.2mm的台阶。
本发明进一步改进在于：所述三维激光机器人的机械手切割盖板型材端面时，切割后端面垂直度小于等于0.25mm。
本发明进一步改进在于：所述三维激光机器人的机械手切割重复定位精度尺寸偏差小于等于0.2mm。
本发明进一步改进在于：当盖板的厚度小于等于2mm，所述三维激光机器人的机械手切割速度大于等于1m/min。
本发明的有益效果：
1、分析三维激光切割原理。对比原先传统普通切割，等离子切割与线切割工艺，首先针对盖板的端头切割公差，以及圆弧处孔位的问题，对三维激光设备程序精细编程调整，以及局部细节处理，保证固定稳定，精确。
2、降低工艺成本，普通带锯切割公差精度达不到要求，返工甚至报废风险较大，而线切割工艺效率极低，并且切割后的皂化液污渍不易清洗等缺点，等离子切割后人工的打磨有费时费力，且质量也不稳定，产品切割后的打磨面比较毛糙。新三维激光切割工艺，针对普通切割精度有了明显改善，针对线切割省去了后期的清洗工序。
3、及时对其进行检测，工序顺畅，提高工作效率。
附图说明
图1、本发明盖板固定工装的结构示意图；
图2、图1中A的局部放大图；
图3、检测设备的结构示意图；
附图标记列表：
其中1-三维激光机器人；2-工装台；3-操作板；4-调节盘；5-调节齿轮；6-限位齿轮；7-刻度盘；8-伸缩校准杆；9-第二锁紧螺栓；10-弧形校准板；11-限位板；12-垫板；13-工装夹紧钳；14-定位轨道；15-辅助限位板；16-弹簧张紧杆；17-压块；18-第一锁紧螺栓；19-盖板；20-校准盘；21-检测台；22-成像显示屏；23-控制器；24-第一行走机构；25-升降气缸；26-支撑杆；27-滑杆；28-滑块；29-气动夹板；30-磁悬液喷箱；31-喷洒管；32-摄像机构；33-成像显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1-2所示，本实施例的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，包括以下步骤：
步骤1：将盖板固定工装和三维激光机器人都重新校零；
其中三位激光机器人采用多关节型机器人，控制轴数6轴，手腕部最高运动速度2000mm/s,手腕部负载25KG；重复定位精度±0.02mm,输入电源功率3kva(1kw)。
其中所述三维激光机器人的机械手切割直径大于Φ5的圆孔时，起头和收尾端不得出现接头大于等于0.2mm的台阶。
其中所述三维激光机器人的机械手切割长方孔时，起头和收尾端不得出现接头有大于等于0.2mm的台阶。所述三维激光机器人的机械手切割盖板型材端面时，切割后端面垂直度小于等于0.25mm；所述三维激光机器人的机械手切割重复定位精度尺寸偏差小于等于0.2mm；当盖板的厚度小于等于2mm，所述三维激光机器人的机械手切割速度大于等于1m/min。
其中所述盖板固定工装包括位于三维激光机器人1旁的工装台2、滑动固定在所述工装台2上的操作板3、转动固定在所述操作板3上的调节盘4；其中所述调节盘4的外圆周面设有调节齿圈5；其中所述操作板3上设有与所述调节齿圈5相互啮合的限位齿轮6；所述伸缩校准杆8通过第一锁紧螺栓18与校准盘20锁紧固定。
所述调节盘4的中心端设有刻度盘7，其中校准盘20转动固定在所述刻度盘7的外表面，其中所述校准盘20上滑动设有若干个伸缩校准杆8；每个伸缩校准杆8的端部通过第二锁紧螺栓9与弧形校准板10连接固定；所述调节盘4的两侧均对称设有若干个限位板11；每个限位板11旁均设有垫板12；其中所述垫板12上转动设有工装夹紧钳13；每两个所述限位板11之间设有定位轨道14；其中辅助限位板15滑动固定在所述定位轨道14上，其中所述辅助限位板15的两端分别通过弹簧张紧杆16与压块17连接固定。
步骤2：将盖板安装固定在盖板固定工装上，实现限位和固定尺寸，保证固定稳定；
将需要三维激光切割的盖板19放置在调节盘4上，通过操作板3在工装台2的滑动，从而调节调节盘4的左右位置，而且调节盘4可以360度的旋转，进行全方位的调节；盖板19与限位板11进行贴合限位，然后转动工作夹紧钳13，其中工装夹紧钳13对盖板19的一侧进行夹紧，而且为了保证盖板19固定的稳定性，利用辅助限位板15对其进行贴合限位，由于辅助限位板15通过弹簧张紧杆16与压块17连接固定，可以实现辅助限位板15利用定位轨道进行滑动，进行适应性的位置调节，配合不同厚度的盖板；由于盖板19的一端呈弧形，为了保证安装的精准性，设有刻度盘7，校准盘20通过刻度盘7能够知晓角度和固定要求，同时调节伸缩校准杆8，使弧形校准板10对加工时需要定准的部位进行贴合；由于设有第二锁紧螺栓，可以安装和拆卸弧形校准板，弧形校准板根据每个盖板的尺寸要求进行定制配合。
步骤3：将盖板的尺寸加工信息输入三维激光机器人的控制程序内；
步骤4：开启三维激光机器人工作按钮，开始通过三维激光机器人的机械手进行激光切割加工；
步骤5：通过送入检测设备中，进行探伤检测；如图3所示，所述检测设备包括检测台21、成像显示屏22和控制器23；所述检测台21的左、右两侧滑动设有与控制器23电性连接的第一行走机构24；其中所述第一行走机构24上设有升降气缸25；每个所述升降气缸25的气缸轴上连接有支撑杆26；两个支撑杆26之间通过滑杆27连接固定；其中所述滑杆27的左右两端对称滑动设有滑块28；每个所述滑块28的底部设有气动夹板29；所述检测台21的底部设有磁悬液喷箱30；其中磁悬液喷箱30上设有喷洒管31；其中所述检测台21的后侧依次设有磁圈34和摄像机构32；其中摄像机构32与成像显示屏22电性连接。
三维激光切割完成后的盖板19，送入检测台21上，升降气缸25带动支撑杆26向上，并通过气动夹板29对其两端进行夹紧，夹紧固定完成后，升降气缸25带动支撑杆26向下，磁悬液喷箱30通过喷洒管31对其表面进行喷洒均匀，然后第一行走机构24带动支撑杆26运动到磁圈33内进行吸附探伤，探伤结束后继续行走到摄像机构32区域内内进行摄像，摄像的图片直接在成像显示屏22中显示，工作人员通过成像显示屏对其进行观察对比。
本实施例缩短产品制作周期，取消了由于等离子切割增加的打磨工序，以及取消后道清洗工序；优化了产品工作面的外观效。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (8)
1.一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将盖板固定工装和三维激光机器人都重新校零；其中所述盖板固定工装包括位于三维激光机器人(1)旁的工装台(2)、滑动固定在所述工装台(2)上的操作板(3)、转动固定在所述操作板(3)上的调节盘(4)；所述调节盘(4)的中心端设有刻度盘(7)，其中校准盘(20)转动固定在所述刻度盘(7)的外表面，其中所述校准盘(20)上滑动设有若干个伸缩校准杆(8)；每个伸缩校准杆(8)的端部通过第二锁紧螺栓(9)与弧形校准板(10)连接固定；所述调节盘(4)的两侧均对称设有若干个限位板(11)；每个限位板(11)旁均设有垫板(12)；其中所述垫板(12)上转动设有工装夹紧钳(13)；每两个所述限位板(11)之间设有定位轨道(14)；其中辅助限位板(15)滑动固定在所述定位轨道(14)上，其中所述辅助限位板(15)的两端分别通过弹簧张紧杆(16)与压块(17)连接固定。
步骤2：将盖板安装固定在盖板固定工装上，实现限位和固定尺寸，保证固定稳定；
步骤3：将盖板的尺寸加工信息输入三维激光机器人的控制程序内；
步骤4：开启三维激光机器人工作按钮，开始通过三维激光机器人的机械手进行激光切割加工；
步骤5：通过送入检测设备中，进行探伤检测；
步骤6：合格品收集，不良品返工。
2.根据权要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：其中所述调节盘(4)的外圆周面设有调节齿圈(5)；其中所述操作板(3)上设有与所述调节齿圈(5)相互啮合的限位齿轮(6)；所述伸缩校准杆(8)通过第一锁紧螺栓(18)与校准盘(20)锁紧固定。
3.根据权要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：所述检测设备包括检测台(21)、成像显示屏(22)和控制器(23)；所述检测台(21)的左、右两侧滑动设有与控制器(23)电性连接的第一行走机构(24)；其中所述第一行走机构(24)上设有升降气缸(25)；每个所述升降气缸(25)的气缸轴上连接有支撑杆(26)；两个支撑杆(26)之间通过滑杆(27)连接固定；其中所述滑杆(27)的左右两端对称滑动设有滑块(28)；每个所述滑块(28)的底部设有气动夹板(29)；所述检测台(21)的底部设有磁悬液喷箱(30)；其中磁悬液喷箱(30)上设有喷洒管(31)；其中所述检测台(21)的后侧依次设有磁圈(33)和设有摄像机构(32)；其中摄像机构(32)与成像显示屏(33)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：其中所述三维激光机器人的机械手切割直径大于Φ5的圆孔时，起头和收尾端不得出现接头大于等于0.2mm的台阶。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：其中所述三维激光机器人的机械手切割长方孔时，起头和收尾端不得出现接头有大于等于0.2mm的台阶。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：所述三维激光机器人的机械手切割盖板型材端面时，切割后端面垂直度小于等于0.25mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：所述三维激光机器人的机械手切割重复定位精度尺寸偏差小于等于0.2mm。
8.根据权利要求1所述的一种基于三维激光切割盖板的加工方法，其特征在于：当盖板的厚度小于等于2mm，所述三维激光机器人的机械手切割速度大于等于1m/min。
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