CN113857559B - 一种板件寻边机构、切割机及板件寻边方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切割机技术领域，公开了一种板件寻边机构、切割机及板件寻边方法。板件寻边机构包括横梁、测量组件以及扫描组件。横梁沿X轴方向延伸并能够沿Y轴方向滑动。测量组件包括传感器，传感器滑动设置于横梁上，用于测量板件的直线边相对于Y轴方向的偏转角。扫描组件包括活动设置于横梁上的红外线光幕，红外线光幕能够转动偏转角，以使红外线光幕的延伸方向垂直于板件的直线边。红外线光幕能够随横梁沿Y轴方向同步移动，同时沿横梁滑动，以使红外线光幕沿竖直方向的投影完全落入板件上，并扫描板件的曲线边上的切割基准点。该板件寻边机构能够快速、精准地找到板件的曲线边上的切割基准点，提高了板件的切割效率和切割质量。

Description

一种板件寻边机构、切割机及板件寻边方法

技术领域

本发明属于切割机技术领域，尤其涉及一种板件寻边机构、切割机及板件寻边方法。

背景技术

随着人工以及原材料成本逐年上升，生产企业对金属板切割下料的作业方法和作业效率等提出了更高的要求。

如图1所示，常规的金属板，例如毛边钢板一般包括两个相对设置的直线边101和两个相对设置的曲线边102。当切割下料时，需要在曲线边102上找到最内侧的点，并作为切割基准点P3。该切割基准点P3所在位置的切割线103垂直于直线边101，以便于将毛边钢板切割为不同尺寸的规整的钢板产品，避免产品的外缘出现曲线边。

目前，数控切割机对毛边钢板的切割主要依靠操作人员的视觉观察来确定曲线边的切割基准点。人工选取方式耗时耗力，切割基准点的选取精度较低，导致切割后产品质量较差。而且，毛边钢板在切割机的切割平台上摆放位置不确定，相对于切割机的切割坐标发生偏转时，操作人员对毛边钢板的切割坐标的校正会十分困难，进一步增加了切割难度，降低了切割效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种板件寻边机构，以精确选取板件上曲线边的切割基准点，降低板件的切割难度，提高切割效率。

本发明的另一个目的在于提供一种切割机，以精确选取板件上曲线边的切割基准点，降低板件的切割难度，提高切割效率。

本发明的又一个目的在于提供一种板件寻边方法，以精确选取板件上曲线边的切割基准点，降低板件的切割难度，提高切割效率。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种板件寻边机构，用于扫描板件的曲线边的切割基准点，包括：

横梁，沿X轴方向延伸并能够沿Y轴方向滑动；

测量组件，包括传感器，所述传感器滑动设置于所述横梁上，用于测量所述板件的直线边相对于Y轴方向的偏转角；

扫描组件，包括活动设置于所述横梁上的红外线光幕，所述红外线光幕能够转动所述偏转角，以使所述红外线光幕的延伸方向垂直于所述直线边；

所述红外线光幕被配置为能够随所述横梁沿Y轴方向同步移动，同时沿所述横梁滑动，以使所述红外线光幕沿竖直方向的投影完全落入所述板件上，并扫描所述曲线边上的所述切割基准点。

进一步地，所述扫描组件还包括第一连杆，所述第一连杆的一端滑动设置于所述横梁上，所述红外线光幕转动设置于所述第一连杆的另一端。

进一步地，所述测量组件还包括第二连杆，所述第二连杆的一端滑动设置于所述横梁上，所述传感器固设于所述第二连杆的另一端。

进一步地，所述板件寻边机构还包括滑台和滑轨，所述横梁的两端分别连接有对应所述滑台，所述滑轨沿Y轴方向延伸，所述滑台与所述滑轨滑动配合。

进一步地，所述传感器为激光传感器。

一种切割机，包括上述的板件寻边机构。

一种板件寻边方法，上述的切割机通过所述板件寻边方法扫描板件的曲线边的切割基准点，所述板件寻边方法包括：

S1：测量所述板件的直线边相对于Y轴方向的所述偏转角；

S2：根据所述偏转角调整所述红外线光幕的旋转角度，以使所述红外线光幕的延伸方向垂直于所述板件的直线边；

S3：所述红外线光幕沿所述横梁滑动，并随所述横梁沿Y轴方向同步移动，以扫描所述板件的曲线边上的所述切割基准点；

S4：获取所述红外线光幕中与所述切割基准点正对的阵列点的坐标，以得到所述切割基准点的坐标。

进一步地，在步骤S1中，通过激光传感器测量所述板件的所述偏转角。

进一步地，在步骤S3中，读取所述板件的直线边的坐标，以使所述红外线光幕沿竖直方向的投影完全落入所述板件上。

进一步地，在步骤S4之后还包括步骤

S5：划定经过所述切割基准点且垂直于所述直线边的切割线，所述切割机沿所述切割线进行切割所述板件。

本发明的有益效果为：

本发明提出的板件寻边机构包括横梁、测量组件和扫描组件。通过测量组件的传感器测量板件的直线边相对于Y轴方向的偏转角，红外线光幕通过旋转该偏转角，以使其延伸方向垂直于板件的直角边。当红外线光幕沿横梁滑动并随横梁沿Y轴方向同步移动时，使得红外线光幕沿板件的直线边移动，以扫描得到曲线边上的切割基准点。该板件寻边机构能够快速、精准地找到板件的曲线边上的切割基准点，并能够根据板件的偏转角校正切割坐标，提高了板件的切割效率和切割质量。

本发明提出的切割机，通过上述的板件寻边机构能够快速、精准地找到板件的曲线边上的切割基准点，并能够根据板件的偏转角校正切割坐标，提高了板件的切割效率和切割质量。

本发明提出的板件寻边方法，切割机通过该板件寻边方法能够快速、精准地找到板件的曲线边上的切割基准点，并能够根据板件的偏转角校正切割坐标，提高了板件的切割效率和切割质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的板件寻边机构的主视图；

图2是本发明实施例提供的板件寻边方法的详细流程图。

图中部件名称和标号如下：

10、板件；101、直线边；102、曲线边；103、切割线；

1、横梁；2、红外线光幕；3、第一连杆；4、传感器；5、第二连杆；6、滑台；7、滑轨。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例公开了一种切割机，该切割机可以为数控等离子切割机或数控火焰切割机等，可以用于对金属件进行切割作业。

具体地，金属件为板件10，例如毛边钢板、铁板等。当切割下料时，需要在板件10的曲线边102上找到最内侧的点，并作为切割基准点。该切割基准点所在的切线垂直于直线边101，以便于将毛边钢板切割为不同尺寸的规整的产品，避免产品出现不规则边缘。

目前，板件10的切割基准点的选取主要依靠操作人员的肉眼观察确定，耗时耗力，切割基准点的选取精度较低。而且，当板件10在切割机的切割平台上发生偏转时，需要根据板件10的偏转角校正切割坐标，增加了切割难度，进一步降低了切割效率。

为解决上述问题，如图1所示，本实施例还公开了一种板件寻边机构，该板件寻边机构安装于切割机的切割平台上，用于扫描板件10的曲线边102的切割基准点。

需要说明的是，切割机还包括控制单元，该控制单元可以为计算机、工控机等设备。本实施例的控制单元为计算机，通过将切割基准点的坐标输入计算机内，使得切割机的刀具能够以该切割基准点进行切割作业。

具体地，板件寻边机构包括横梁1、测量组件以及扫描组件。横梁1沿X轴方向延伸，并沿Y轴方向滑动设置于切割机的切割平台上。测量组件包括传感器4，传感器4滑动设置于横梁1上，用于测量板件10的直线边101相对于Y轴方向的偏转角。扫描组件包括活动设置于横梁1上的红外线光幕2，红外线光幕2能够转动偏转角，以使红外线光幕2的延伸方向垂直于板件10的直线边101。红外线光幕2能够随横梁1沿Y轴方向同步移动，同时沿横梁1滑动，以使红外线光幕2沿竖直方向的投影完全落入板件10上，并扫描板件10的曲线边102上的切割基准点。

如图1所示，在切割机的控制单元内设置有切割坐标(图1中的XY轴坐标系)，控制单元根据板件10在切割平台的坐标点规划切割路径。

在本实施例中，通过测量组件的传感器4测量板件10的直线边101相对于Y轴方向的偏转角，使得扫描组件的红外线光幕2旋转该偏转角，以使红外线光幕2的延伸方向垂直于板件10的直角边。当红外线光幕2沿横梁1滑动并随横梁1沿Y轴方向同步移动时，使得红外线光幕2沿板件10的直线边101移动，以扫描得到曲线边102上的切割基准点。该板件寻边机构能够快速、精准地找到板件10的曲线边102上的切割基准点，并能够根据板件10的偏转角校正切割坐标，提高了板件10的切割效率和切割质量。

如图1所示，红外线光幕2沿其延伸方向等间距安装有多个光源，多个光源形成红外线阵列。红外线光幕2位于板件10的上方并沿板件10的直线边101移动时，红外线阵列能够照射板件10。当首次扫描到曲线边102的边缘上无钢板状态时，其中一个光源未接收到板件10漫反射的红外线，横梁1停止移动，此时该光源与板件10的曲线边102的切割基准点正对，该光源在XY轴坐标系的坐标点即为切割基准点的坐标。由于红外线光幕2为成熟的产品，本领域的技术人员可以通过外购获得，对于其具体的工作原理不再进行赘述。

本实施例的板件寻边机构还包括滑台6和滑轨7，横梁1的两端分别连接有对应滑台6，滑轨7沿Y轴方向延伸，滑台6与滑轨7滑动配合。滑轨7对横梁1沿Y轴方向滑动起到导向限位作为，实现了横梁1的平稳滑动。

如图1所示，滑轨7的数量为两个，两个滑轨7相对设置，横梁1两端的滑台6分别与对应的滑轨7滑动配合。两个滑台6同步滑动能够避免横梁1发生偏转。

具体地，板件寻边机构还包括第一驱动件，第一驱动件的输出轴传动连接有对应的滑台6，以驱动滑台6在滑轨7上滑动。本实施例的第一驱动件为伺服电机，具有控制精度高，响应速度快等优点。

继续如图1所示，扫描组件还包括第一连杆3，第一连杆3的一端滑动设置于横梁1上，红外线光幕2转动设置于第一连杆3的另一端。第一连杆3沿垂直于横梁1的方向(Y轴方向)延伸，红外线光幕2随第一连杆3在横梁1上滑动。同时，红外线光幕2能够在第一连杆3上转动，以调整红外线光幕2的旋转角度。此外，第一连杆3使得红外线光幕2与横梁1之间保持一定间距，避免红外线光幕2旋转时与横梁1发生干涉。

优选地，测量组件还包括第二连杆5，第二连杆5的一端滑动设置于横梁1上，传感器4固设于第二连杆5的另一端。传感器4随第二连杆5在横梁1上滑动，以测量板件10的偏转角度。

本实施例的第一连杆3和第二连杆5分别滑动设置于横梁1在Y轴方向的两侧，使得传感器4与红外线光幕2分别位于横梁1上相对的两侧，避免传感器4与红外线光幕2在横梁1上的移动时相互影响。

具体地，横梁1沿Y轴方向的两侧可以设置有滑槽，第一连杆3与第二连杆5分别与对应的滑槽滑动配合。

本实施例的扫描组件还包括第二驱动件、第三驱动件以及第四驱动件，第二驱动件的输出轴传动连接有第二连杆5，以驱动第二连杆5沿横梁1移动。第三驱动件的输出轴传动连接有第一连杆3，以驱动第一连杆3沿横梁1移动。第四驱动件安装于第一连杆3上，其输出轴传动连接有红外线光幕2，以驱动红外线光幕2转动。具体地，第二驱动件、第三驱动件以及第四驱动件均为伺服电机，具有控制精度高、响应速度快等优点。

需要说明的是，红外线光幕2的延伸长度小于板件10的宽度。板件10的两个直线边101的间距为板件10的宽度，由于红外线光幕2的延伸长度小于板件10的宽度，使得扫描过程中，红外线光幕2沿竖直方向的投影完全落入板件10上，避免红外线光幕2照射两个直线边101，检测出错误的切割基准点。此处的竖直方向为同时垂直于X轴和Y轴的方向。

如图2所示，本实施例还公开了一种板件寻边方法，上述切割机通过该板件寻边方法扫描板件10的曲线边102的切割基准点。

现结合图1和图2对板件寻边方法进行详细说明，板件寻边方法包括：

S1：测量板件10的直线边101相对于Y轴方向的偏转角。

S2：根据偏转角调整红外线光幕2的旋转角度，以使红外线光幕2的延伸方向垂直于板件10的直线边101。

S3：红外线光幕2沿横梁1滑动，并随横梁1沿Y轴方向同步移动，以扫描板件10的曲线边102上的切割基准点。

S4：获取红外线光幕2中与切割基准点正对的阵列点的坐标，以得到切割基准点的坐标。

切割机通过该板件寻边方法能够快速、精准地找到板件10的曲线边102上的切割基准点，并能够根据板件10的偏转角校正切割坐标，提高了板件10的切割效率和切割质量。

在步骤S1中，通过激光传感器4测量板件10的偏转角。本实施例的传感器4为激光传感器，能实现无接触远距离测量、速度快、精度高以及量程大等优点。当板件10以任意偏转角放置于切割平台时，通过激光传感器4测量板件10的直线边101与Y轴之间的夹角，即偏转角。当然，传感器4还可以为红外线传感器等，只需能够测量板件10的偏转角即可。

在步骤S3中，读取板件10的直线边101的坐标，以使红外线光幕2沿竖直方向的投影完全落入板件10上。避免红外线光幕2的光源发出的红外线照射到直线边101，导致板件寻边机构停止工作，造成误检。

为了便于理解，具体寻边过程为：

首先，将板件10放置于切割机的切割平台上，第二驱动件驱动激光传感器沿横梁1移动，以扫描板件10的P1和P2点，通过P1和P2点确定板件10的一个直线边101，从而测得直线边101与Y轴的夹角，即偏转角α。

其次，第四驱动件驱动红外线光幕2旋转α角度，使得红外线光幕2的延伸方向垂直于直线边101。

然后，第一驱动件驱动横梁1沿滑轨7移动至板件10的上方，使红外线光幕2在竖直方向的投影完全落入板件10上。横梁1继续沿滑轨7移动，第三驱动件同时驱动第一连杆3在横梁1上移动，以使红外线光幕2在竖直方向的投影始终完全落入板件10上。

最后，当红外线光幕2扫描到板件10上曲线边102第一个无钢板状态的位置P3时，横梁1以及第一连杆3停止移动，并将与P3正对的红外线光幕2中的光源在XY轴坐标系的坐标作为P3的坐标，即切割基准点的坐标。

在本实施例中，板件寻边机构通过上述的板件寻边方法找到曲线边102的切割基准点P3后，以P3点为基准进行切割作业。具体地，在步骤S4之后还包括步骤S5：划定经过切割基准点且垂直于直线边101的切割线103，切割机沿切割线103进行切割板件10。

本实施例的板件10可以为长度为12m，宽度为4m的毛边钢板，钢板的幅面小于等于48㎡。寻边机构采用上述板件寻边方法在1.5min内即可找到切割基准点P3。相对于人工寻边查找切割基准点，提高了寻边精度，而且耗时较短，有利于提高切割效率。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种板件寻边机构，用于扫描板件(10)的曲线边(102)的切割基准点，其特征在于，包括：

横梁(1)，沿X轴方向延伸并能够沿Y轴方向滑动；

测量组件，包括传感器(4)，所述传感器(4)滑动设置于所述横梁(1)上，用于测量所述板件(10)的直线边(101)相对于Y轴方向的偏转角；

扫描组件，包括活动设置于所述横梁(1)上的红外线光幕(2)，所述红外线光幕(2)能够转动所述偏转角，以使所述红外线光幕(2)的延伸方向垂直于所述直线边(101)；

所述红外线光幕(2)被配置为能够随所述横梁(1)沿Y轴方向同步移动，同时沿所述横梁(1)滑动，以使所述红外线光幕(2)沿竖直方向的投影完全落入所述板件(10)上，并扫描所述曲线边(102)上的所述切割基准点。

2.根据权利要求1所述的板件寻边机构，其特征在于，所述扫描组件还包括第一连杆(3)，所述第一连杆(3)的一端滑动设置于所述横梁(1)上，所述红外线光幕(2)转动设置于所述第一连杆(3)的另一端。

3.根据权利要求1所述的板件寻边机构，其特征在于，所述测量组件还包括第二连杆(5)，所述第二连杆(5)的一端滑动设置于所述横梁(1)上，所述传感器(4)固设于所述第二连杆(5)的另一端。

4.根据权利要求1所述的板件寻边机构，其特征在于，所述板件寻边机构还包括滑台(6)和滑轨(7)，所述横梁(1)的两端分别连接有对应所述滑台(6)，所述滑轨(7)沿Y轴方向延伸，所述滑台(6)与所述滑轨(7)滑动配合。

5.根据权利要求1所述的板件寻边机构，其特征在于，所述传感器(4)为激光传感器。

6.一种切割机，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的板件寻边机构。

7.一种板件寻边方法，权利要求6所述的切割机通过所述板件寻边方法扫描板件(10)的曲线边(102)的切割基准点，其特征在于，所述板件寻边方法包括：

S1：测量所述板件(10)的直线边(101)相对于Y轴方向的所述偏转角；

S2：根据所述偏转角调整所述红外线光幕(2)的旋转角度，以使所述红外线光幕(2)的延伸方向垂直于所述板件(10)的直线边(101)；

S3：所述红外线光幕(2)沿所述横梁(1)滑动，并随所述横梁(1)沿Y轴方向同步移动，以扫描所述板件(10)的曲线边(102)上的所述切割基准点；

S4：获取所述红外线光幕(2)中与所述切割基准点正对的阵列点的坐标，以得到所述切割基准点的坐标。

8.根据权利要求7所述的板件寻边方法，其特征在于，在步骤S1中，通过激光传感器测量所述板件(10)的所述偏转角。

9.根据权利要求7所述的板件寻边方法，其特征在于，在步骤S3中，读取所述板件(10)的直线边(101)的坐标，以使所述红外线光幕(2)沿竖直方向的投影完全落入所述板件(10)上。

10.根据权利要求7所述的板件寻边方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括步骤

S5：划定经过所述切割基准点且垂直于所述直线边(101)的切割线(103)，所述切割机沿所述切割线(103)进行切割所述板件(10)。

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