CN114473243A - 一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管材切割技术领域，公开一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备，该加工方法包括如下步骤：S1.控制系统控制输送装置持续带动管材沿管材的轴向进行移动；S2.控制系统控制切割装置向输送装置所在一侧移动，直至管材伸出至切割装置外侧的长度L1≥加工长度L2；S3.根据预设形状，控制系统控制切割装置在X轴向的移动速度和移动方向、Y轴向的移动速度和移动方向、Z轴向的移动速度和移动方向以及绕管材中心旋转的旋转轴向的旋转角速度和旋转方向，对持续移动的管材进行切割，得到具有预设形状的工件；S4.对工件下料。上述加工方法可对持续运动的管材进行切割，缩短了加工周期，节省了大量的人力物力。

Description

一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备

技术领域

本发明涉及管材切割技术领域，尤其涉及一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备。

背景技术

管材在由原材料制得工件的过程中，通常分为两个不同阶段，第一阶段为制管过程，此时金属板在制管机上弯折形成管材，制得的管材被储存，如果需要将长条的管材加工成为工件如零部件时，再将管材运输出来，将管材置于切割机上进行切割加工，以获得具有预设图形和预设长度的工件。但上述方法中制管和切割分步进行，需要消耗大量的人力和物力，并且生产周期较长，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备，旨在解决现有的管材加工过程中制管和切割加工分步进行，消耗了较多人力物力以及生产周期较长的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种输送时同步切割形状的管材加工方法，包括如下步骤：S1.控制系统控制输送装置持续带动管材沿管材的轴向进行移动，此时管材的移动速度为V1；

S2.控制系统控制切割装置向输送装置所在一侧移动，直至管材伸出至切割装置外侧的长度L1≥加工长度L2；

S3.根据预设形状，控制系统控制切割装置在X轴向的移动速度和移动方向、Y轴向的移动速度和移动方向、Z轴向的移动速度和移动方向以及绕管材中心旋转的旋转轴向的旋转速度和旋转方向，对持续进行轴向移动的管材进行切割，得到具有预设形状的若干工件；

S4.对上述工件进行下料；

S5.循环步骤S1-S4直至所有管材完成切割。

通过控制系统来控制切割装置在X轴向、Y轴向、Z轴向和旋转轴向的配合运动，使本方案中的加工方法可以对持续向前运动的管材进行切割，除去可进行切断外，还可以切割出特定图案或形状，缩短了整个加工周期，比如可直接对制管得到的管材进行切割加工，得到工件，不需要对管材进行上下料，节省了大量的人力物力。

优选地，步骤S3包括如下步骤：将预设形状分解为若干个连续的位点，任意相邻的两个位点称为初始位点及移动位点，控制系统控制切割装置由初始位点向移动位点移动时，移动距离包括X轴移动分量、Y轴移动分量和旋转分量，X轴移动分量=移动时间×（V2-V1)，Y轴移动分量=移动时间×V3，旋转分量=移动时间×ω，其中，切割装置在X轴向的移动速度为V2，切割装置在Y轴向的移动速度为V3，切割装置在旋转轴向的角速度为ω。

对运动的管材进行切割，此时管材已经具有移动速度，因此，X轴移动分量即为移动时间×（V2-V1)，其余轴向的移动分量即为移动时间与速度的乘积，通过X轴、Y轴、Z轴和旋转轴的配合，使得切割装置可以在管材的不同区域切割出不同的形状，如多边形、圆形、波浪形甚至异形等，多样化程度高，适应范围更广。

优选地，切割装置的移动速度V2>管材的移动速度V1时，切割装置在X轴向的切割轨迹向前；

或，切割装置的移动速度V2=管材的移动速度V1时，切割装置在X轴向的切割轨迹相对静止；

或，切割装置的移动速度V2<管材的移动速度V1时，切割装置在X轴向的切割轨迹向后。

由于管材一直持续向前运动，当控制系统控制切割装置的移动速度发生变化时，可能存在快慢的情况，当V2>V1时，切割装置的移动速度较管材更快，可以在管材切割出向前的轨迹，再配合Y轴、Z轴和旋转轴，可以切割出倾斜且向前的轨迹（相对初始位置)；当V2=V1时，管材和切割装置相对静止，再配合Y轴、Z轴和旋转轴，切割轨迹沿管材的径向移动，同时可以实现管材的切断；当V2<V1时，切割装置的移动速度较管材更慢，可以在管材切割出向后的轨迹，再配合Y轴、Z轴和旋转轴，可以切割出倾斜且向后的轨迹（相对初始位置)。在本方案中，输送装置可以带动管材进行匀速或变速运动，当输送装置的速度发生调整时，对应的切割装置的移动速度也适应性发生改变。

优选地，控制系统控制切割装置对管材进行图形切割和/或切断。本方案中的切割装置可以实现对一根连续且长度较长的管材上进行图形切割，也可以将切割有预设形状的管材进行切断，以获得长度较短的工件，更加方便，适应范围更广。

优选地，步骤S3还包括如下步骤：切割装置切断管材得到前一段工件后，控制系统计算出下一个图形的第一处切割初始位点，若切割装置已处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置进行切割；若切割装置未处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置向输送装置所在一侧移动直至切割装置位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置进行切割，或，切割装置停止移动，直至持续进行轴向移动的管材移动至切割装置位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置进行切割。

当切断管材得到工件后，需要再对剩余的管材进行加工，此时可能存在以下两种情况：切断后切割装置正好处在第一处切割初始位点，此时切割装置不需要再移动，直接进行下一轮切割加工即可；切断后的切割装置不处在第一处切割初始位点，此时可以通过移动切割装置或者通过管材自行向前输送使切割装置处于第一处切割初始位点，可通过上述多种方式实现下一轮切割，方便快捷。

优选地，输送装置为制管机和/或送料机。输送装置可为制管机，即原材料如金属板直接通过制管机制得管材后，由切割装置直接对制得的管材进行切割加工，缩短了整个加工周期。此外，输送装置还可为送料机，在不同的使用场景适应性选择即可。

除此之外，本发明还提出一种管材切割设备，使用如上述所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，包括：输送装置，其用于带动管材在切割时持续沿管材的轴向进行移动；

切割装置，其用于在持续进行轴向移动的管材上进行图形切割或进行切断，所述切割装置可在X轴、Y轴、Z轴和旋转轴向上自由移动；

控制系统，其分别与输送装置、切割装置数据连接。

通过控制系统、切割装置和输送装置的配合，可使得该管材切割设备实现对持续移动的管材进行切断或者切形状。

优选地，所述控制系统可储存预设形状，且其可将预设形状的切割参数转化为所述输送装置和所述切割装置的移动控制数据并输送给所述输送装置和所述切割装置。

控制系统内储存有各种形状，如规则的矩形、圆形、弧形、波浪形，此外，预设形状也可为异形等。

优选地，所述切割装置通过驱动装置进行变速移动。即切割装置除匀速移动外，还可以进行变速移动。

优选地，驱动装置带动所述切割装置移动，所述驱动装置包括X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和旋转轴驱动组件，所述X轴驱动组件设置在机床上，所述旋转轴驱动组件设置在所述X轴驱动组件上，所述Z轴驱动组件设置在所述旋转轴驱动组件上，所述Y轴驱动组件设置在所述Z轴驱动组件上，所述切割装置安装在所述Y轴驱动组件上，使得所述切割装置可以在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向和旋转轴向上自由移动。

优选地，所述X轴驱动组件包括X轴滑块、X轴滑轨和第一驱动器，所述机床上设有所述X轴滑轨，所述X轴滑块可滑动地设置在所述X轴滑轨上，所述第一驱动器的输出端与所述X轴滑块传动连接，使得所述X轴滑块可在所述第一驱动器的带动下沿X轴自由移动；

所述旋转轴驱动组件包括旋转盘和第二驱动器，所述旋转盘安装在所述X轴滑块上，所述第二驱动器的输出端与所述旋转盘传动连接，使得所述旋转盘可在所述第二驱动器的带动下自由转动；

所述Z轴驱动组件包括Z轴滑块、Z轴滑轨和第三驱动器，所述旋转盘上设有两条平行的所述Z轴滑轨，所述Z轴滑块可滑动地设置在所述Z轴滑轨上，所述第三驱动器的输出端与所述Z轴滑块固定连接，使得所述Z轴滑块可在所述第三驱动器的带动下沿Z轴自由移动；

所述Y轴驱动组件包括伸缩件，所述伸缩件设置在所述Z轴滑块上，且所述切割装置与所述伸缩件固定连接，使得所述切割装置可在所述伸缩件的带动下沿Y轴自由移动。

本发明的一种输送时同步切割形状的管材加工方法及管材切割设备具有如下有益效果：可对运动的管材，如由制管机直接制得的管材进行在线切割，因此可以将制管线和切割线集成在一体，制管后得到的管材不需要上下料，直接由切割装置对管材进行切割加工，缩短了整个加工周期，并且人力物力也可以大量缩减，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明管材切割设备的工作原理示意图；

图2本发明管材切割设备的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图。

附图中：2-输送装置、3-切割装置、31-限位组件、4-驱动装置、41-X轴驱动组件、411-X轴滑块、412-X轴滑轨、413-第一驱动器、414-齿条、42-伸缩件、43-Z轴驱动组件、431-Z轴滑块、432-Z轴滑轨、433-第三驱动器、44-旋转盘、5-机床、6-安装框架。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，一种输送时同步切割形状的管材加工方法，包括如下步骤：

S1.控制系统控制输送装置2持续带动管材沿管材的轴向进行移动，此时管材的移动速度为V1；

S2.控制系统控制切割装置3向输送装置2所在一侧移动，直至管材伸出至切割装置3外侧的长度L1≥加工长度L2；

S3.根据预设形状，控制系统控制切割装置3在X轴向的移动速度和移动方向、Y轴向的移动速度和移动方向、Z轴向的移动速度和移动方向以及绕管材中心旋转的旋转轴向的旋转速度和旋转方向，对持续进行轴向移动的管材进行切割，得到具有预设形状的若干工件；

S4.对上述工件进行下料；

S5.循环步骤S1-S4直至所有管材完成切割。

具体的，本方案中的加工方法可适应各种不同类型及不同形状的管材，如方形金属管、圆柱形金属管等。本加工方法特别适用于对运动的管材进行在线切割，在管材上切割出各种预设图形或者切断，得到若干加工完的工件，本方案中预设形状的切割具体是指在管材的管壁上切割出预设形状。

本方案中的管材加工方法可以对由原材料生产出的管材（或持续运输的管材）直接进行加工，管材中间不需要进行下料，生产完毕后即可加工成所需的工件，缩短了整个加工周期，不需要增加上料装置和下料装置，节省了大量的人力物力。

控制系统控制输送装置2持续带动管材沿管材的轴向进行移动，此处的轴向是指管材轴向，即管材的长度方向，该方向与X轴方向平行，即管材可能保持向前或向后的运动状态，不同于传统的管材在送料完成后便一直处于静止状态，由输送装置2带动管材前后移动对其进行切割。由于输送装置2的末端具有测速器，该测速器也与控制系统数据连接，可以实时读取管材的移动速度—V1。对于持续进行轴向移动的管材，控制系统控制切割装置3向输送装置2所在的一侧移动，由切割装置3对管材进行接料，使管材穿过切割装置3的中心再伸出至切割装置3外，管材伸出的长度L1大于或等于工件的加工长度L2，以便对管材进行完整的加工或者切断。根据需要切割出的预设形状，控制系统控制切割装置3在X轴向的移动速度和移动方向、Y轴向的移动速度和移动方向、Z轴向的移动速度和移动方向以及旋转轴向的旋转速度和旋转方向，此处X轴向的移动速度需要考虑管材的移动速度V1，相对管材的移动速度，切割装置3需要更快、更慢或者与管材的移动速度齐平，以获得预设形状，经切割装置3切割得到的工件下料后，可以将工件输送至下一道工序直接使用，循环上述步骤直至完成所有管材的切割。由于可以对运动的管材进行切割，如对由制管机直接制得的管材进行在线切割，因此可以将制管和切割集成在一体，制管后得到的管材不需要上下料，直接由切割装置3对管材进行切割加工，缩短了整个加工周期，并且人力物力也可以大量缩减，降低了生产成本。

切割装置3可为激光切割头，利用激光束对物料进行切割，切割精度更高，并且切缝较窄，后续的工件较为完整，缺陷较少。同时激光切割头的切割速度较快，可以进一步提升加工效率，不容易受到异型物料的影响，可以将工件加工成任意形状，适应范围更广。

进一步地，步骤S3包括如下步骤：将预设形状分解为若干个连续的位点，任意相邻的两个位点称为初始位点及移动位点，控制系统控制切割装置3由初始位点向移动位点移动时，移动距离包括X轴移动分量、Y轴移动分量和旋转分量，X轴移动分量=移动时间×（V2-V1)，Y轴移动分量=移动时间×V3，旋转分量=移动时间×ω，其中，切割装置3在X轴向的移动速度为V2，切割装置3在Y轴向的移动速度为V3，切割装置3在旋转轴向的角速度为ω。

上述所有预设形状中，可以将其分解为若干个连续的位点，若干个连续的位点形成整个预设形状，在两个连续的位点中，包括初始位点和移动位点，控制系统控制切割装置3由初始位点向移动位点移动，移动的距离包括X轴移动分量、Y轴移动分量和旋转分量，由上述多个轴的共同配合实现预设形状的切割加工，其中，X轴移动分量=移动时间×（V2-V1)，Y轴移动分量=移动时间×V3，旋转分量=移动时间×ω，X轴移动分量可以实现切割装置3在管材上的切割轨迹向前或向后，Y轴移动分量可以实现切割装置3在管材上的切割轨迹向左或向右，旋转分量可以实现切割装置3在管材上的切割轨迹绕管材的外圆周旋转，通过上述三个轴向的配合运动，可以使切割轨迹更为丰富，实现多种不同预设形状的切割。Z轴向的移动速度和移动方向主要用于控制切割装置3对管材进行切割加工，同时也能保证切割装置3不会与管材的外壁撞击。

实际生产中在管材上切割预设形状时，通常控制系统执行数控编程的G代码实现整个切割过程，具体在Radan激光/数控冲套料软件（由英国Radan公司开发，包括三维设计、二维制图、零件处理、套料加工四大板块）上实现代码的运行过程，在切割矩形时的G代码为：

G307 A2 B125.0 C0.000

G311 A50.000 B125.000

G00 X75.000（初始X轴坐标） Y0.000（初始Y轴坐标） A360.000

G303 K21

G01 Y-15.0（移动后的Y轴坐标） F41（切割速度）

G01 X125.0 （再次移动后的X轴坐标）

G01 Y15.0（再次移动后的Y轴坐标）

G01 X75.0（再次移动后的X轴坐标）

G01 X0.0（再次移动后的X轴坐标）

G303 K22

M93

在切割1/4段圆弧时的G代码为：

G307 A2 B55.0 C0.000

G311 A10.000 B55.000

G303 K21

G03（逆时针切割圆弧指令） X45.0（X轴坐标） Y0.0（Y轴坐标） I5.0 （圆的半径）J0.0 F41（切割速度）

G303 K22

M93

进一步地，切割装置3的移动速度V2>管材的移动速度V1时，切割装置3在X轴向的切割轨迹向前；

或，切割装置3的移动速度V2=管材的移动速度V1时，切割装置3在X轴向的切割轨迹相对静止；

或，切割装置3的移动速度V2<管材的移动速度V1时，切割装置3在X轴向的切割轨迹向后。

具体的，由于切割装置3在静止时，由于管材会不断向前输送，切割装置3会在管材上形成向后的切割轨迹。为了切割得到预设形状，需要考虑管材原本的移动速度，当V2>V1时，切割装置3移动的更快，其相对管材更快，因此，在管材上的切割轨迹向前，配合Y轴移动分量，可以在管材上切割出向左前方和/或向右前方倾斜的轨迹，再配合旋转分量，可以在管材上切割出沿管材整个壁面连续的向左前方和/或向右前方倾斜的轨迹；当V2=V1时，在X轴向上切割装置3与管材保持相对静止状态，配合Y轴移动分量，可以在管材上切割出向左或向右的轨迹，再配合旋转分量，可以实现管材的切断；当V2<V1时，切割装置3移动的相对管材更慢，因此，在管材上的切割轨迹向后，配合Y轴移动分量，可以在管材上切割出向左后方和/或向右后方倾斜的轨迹，再配合旋转分量，可以在管材上切割出沿管材整个壁面连续的向左后方和/或向右后方倾斜的轨迹。

进一步地，控制系统控制切割装置3对管材进行图形切割和/或切断。本方案中的加工方法有三种使用场景：对管材进行切断，对于部分只需要加工成不同长度的工件，不需要在管材上进行预设形状的加工，只进行切断作业即可；或者对管材进行预设形状的切割，如只需对出料的整根管材加工出预设形状，不需要对管材进行切断的情况；或者对预设形状切割的同时进行切断，即每段工件上均需切割出预设形状的情况，上述三种使用场景本加工方法都可以实现，适应范围更广。

进一步地，步骤S3还包括如下步骤：切割装置3切断管材得到前一段工件后，控制系统计算出下一个图形的第一处切割初始位点，若切割装置3已处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置3进行切割；若切割装置3未处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置3向输送装置2所在一侧移动直至切割装置3位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置3进行切割，或，切割装置3停止移动，直至进行轴向移动的管材移动至切割装置3位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置3进行切割。

当切断管材得到前一段工件后，需要再继续对剩余的管材进行加工以得到剩下的具有预设形状的工件，此时可能存在以下两种情况：切断后切割装置3（激光切割头)正好处在第一处切割初始位点，此时切割装置3不需要再移动，直接进行下一轮切割加工即可；另一种情况是切断后的切割装置3不处在第一处切割初始位点，此时可以通过移动切割装置3或者通过管材自行向前输送使切割装置3处于第一处切割初始位点，当第一处切割初始位点与切割装置3处于同一直线时，不需要通过Y轴和旋转轴的移动，切割装置3静止等待管材向前输送直至切割装置3处于第一处切割初始位点即可，第一处切割初始位点与切割装置3不处于同一直线时，需要配合Y轴和旋转轴的移动，切割装置3移动至该第一处切割初始位点即可，通过上述多种方式实现前一轮切割和下一轮切割的连贯作业，方便快捷。

进一步地，步骤S2中，管材伸入切割装置3过程中，切割装置3中的限位组件31对管材进行径向限位，以使管材与切割装置3保持同轴心移动。可以理解，由于切割装置3需要经常对管材进行切割，限位组件31一方面可以承托管材，防止管材的端部下坠导致切割精度降低，同时限位组件31对管材进行限位，防止切割装置3在切割时管材过度抖动，并且可使管材与切割装置3保持同轴心移动，即管材在输送装置2上的移动不会受到限位组件31的任何影响。限位组件31可为现有的卡盘等，可以不具有旋转功能，能实现对管材的限位即可。

进一步地，输送装置2为制管机和/或送料机。本方案中的输送装置2可为制管机，即由制管机制得的管材直接由切割装置3进行切割，中间不需要任何上下料过程，缩短了大量的生产周期，同时节省了大量的人力物力。此外，输送装置2也可为送料机，实现管材保持向前输送的状态即可。

除此之外，本发明还提出一种管材切割设备，使用如上述所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，包括：输送装置2，其用于带动管材在切割时持续沿管材的轴向进行移动；

切割装置3，其用于在持续进行轴向移动的管材上进行图形切割或进行切断，所述切割装置3可在X轴、Y轴、Z轴和旋转轴向上自由移动；

控制系统，其分别与输送装置2、切割装置3数据连接。

输送装置2和切割装置3的运行均由控制系统所控制。输送装置2可带动管材沿管材的轴向进行移动，可以理解为管材可匀速向前或向后移动、暂停移动或管材的移动速度存在变化。切割装置3可以随移动的管材同步移动，优选地，切割装置3的移动速度与制管机（输送装置2）的制管/输送速度相匹配，实现对持续运动的管材进行切断或切形状。

进一步地，所述控制系统可储存预设形状，且其可将预设形状的切割参数转化为所述输送装置2和所述切割装置3的移动控制数据并输送给所述输送装置2和所述切割装置3。控制系统内储存有各类预设形状，如规则的矩形、圆形、弧形、波浪形等，此外，预设形状也可为异形等。

进一步地，所述切割装置3通过驱动装置4可以进行匀速或变速移动。切割装置3通过驱动装置4可进行匀速移动，也可以自己进行变速移动。可以理解，上述切割装置3及驱动装置4的移动速度并非一直都是保持同一种趋势的，可以任意变化，比如可以先加速再减速；先匀速再变速。

进一步地，如图2所示，驱动装置4带动所述切割装置3移动，所述驱动装置4包括X轴驱动组件41、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件43和旋转轴驱动组件，所述X轴驱动组件41设置在机床5上，机床5所在的区域即为工作区域，上述所有部件均设置在机床5上，所述旋转轴驱动组件设置在所述X轴驱动组件41上，所述Z轴驱动组件43设置在所述旋转轴驱动组件上，所述Y轴驱动组件设置在所述Z轴驱动组件43上，所述切割装置3安装在所述Y轴驱动组件上，使得所述切割装置3可以在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向和旋转轴向上自由移动。X轴驱动组件41和Y轴驱动组件配合可以完成平面形状的切割，如在方管任一表面上进行矩形、圆形等形状的加工；而X轴驱动组件41、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件43和旋转轴驱动组件的配合，可以完成曲面上形状的切割，如在圆管壁面上进行矩形、圆形或异形等形状的加工。

所述X轴驱动组件41包括X轴滑块411、X轴滑轨412和第一驱动器413，所述机床5上设有所述X轴滑轨412，所述X轴滑块411可滑动地设置在所述X轴滑轨412上，所述第一驱动器413的输出端与所述X轴滑块411传动连接，使得所述X轴滑块411可在所述第一驱动器413的带动下沿X轴自由移动；机床5上可设置两条平行的X轴滑轨412，X轴滑轨412上设有多个可沿其滑动的X轴滑块411，为了提高X轴驱动组件41的移动（驱动）效果，可以再设置齿轮齿条414等结构与滑块配合运行，具体为，旋转轴驱动组件设置在安装框架6上，安装框架6通过X轴滑块411可活动地设置在X轴滑轨412上，第一驱动器413安装在安装框架6上，且第一驱动器413的输出端与齿轮（图中未示出）固定，X轴滑轨412的一侧（内侧）设有与X轴滑轨412平行的齿条414，齿轮与齿条414啮合设置，当第一驱动器413带动齿轮转动时，齿轮沿齿条414移动，X轴滑块411在X轴滑轨412同步移动。在其他实施例中，第一驱动器413也可以直接安装在X轴滑块411上。

所述旋转轴驱动组件包括旋转盘44和第二驱动器，所述旋转盘44安装在所述X轴滑块411上，所述第二驱动器（图中未示出）的输出端与所述旋转盘44传动连接，使得所述旋转盘44可在所述第二驱动器的带动下自由转动；旋转盘44直接安装在X轴滑块411上，也可以通过安装板设置在X轴滑块411上，因此，X轴滑块411移动时可以带动旋转盘44同步移动，同时旋转盘44还可以自由旋转，第二驱动器具体可为电机等，第二驱动器可与多个齿轮配合运行实现旋转盘44的转动，具体为第二驱动器的输出端与第一组齿轮固定，旋转盘44内设有第二组齿轮，第一组齿轮和第二组齿轮啮合设置，因此第二驱动器带动第一齿轮转动时，第二组齿轮也会随之转动，从而旋转盘44同步转动，以实现对管材的各个方位进行切割或者切形状。

所述Z轴驱动组件43包括Z轴滑块431、Z轴滑轨432和第三驱动器433，所述旋转盘44上设有两条平行的所述Z轴滑轨432，所述Z轴滑块431可滑动地设置在所述Z轴滑轨432上，所述第三驱动器433的输出端与所述Z轴滑块431固定连接，使得所述Z轴滑块431可在所述第三驱动器433的带动下沿Z轴自由移动；Z轴滑轨432设置在旋转盘44上，在第三驱动器433的带动下，切割装置3除去可在X轴方向、旋转轴向进行移动外，还可沿Z轴上下移动。如图2至图3所示，在本方案的其他实施例中，Z轴驱动组件43还可为1组Z轴滑轨432与一组与Z轴滑轨432平行的丝杆驱动模组（等同于Z轴滑轨432与第三驱动器433的组合），同样也可实现切割装置3在Z轴方向上的自由移动。

所述Y轴驱动组件包括伸缩件42，所述伸缩件42设置在所述Z轴滑块431上，且所述切割装置3与所述伸缩件42固定连接，使得所述切割装置3可在所述伸缩件42的带动下沿Y轴自由移动，通过伸缩件42的移动，切割装置3可以实现更多一个维度—即Y轴方向（左右方向）上的自由移动，伸缩件42可为伸缩气缸。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.控制系统控制输送装置（2）持续带动管材沿管材的轴向进行移动，此时管材的移动速度为V1；

S2.控制系统控制切割装置（3）向输送装置（2）所在一侧移动，直至管材伸出至切割装置（3）外侧的长度L1≥加工长度L2；

S3.根据预设形状，控制系统控制切割装置（3）在X轴向的移动速度和移动方向、Y轴向的移动速度和移动方向、Z轴向的移动速度和移动方向以及绕管材中心旋转的旋转轴向的旋转速度和旋转方向，对持续进行轴向移动的管材进行切割，得到具有预设形状的工件；

S4.对上述工件进行下料；

S5.循环步骤S1-S4直至管材完成切割。

2.根据权利要求1所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：将预设形状分解为若干个连续的位点，任意相邻的两个位点称为初始位点及移动位点，控制系统控制切割装置（3）由初始位点向移动位点移动时，移动距离包括X轴移动分量、Y轴移动分量和旋转分量，X轴移动分量=移动时间×（V2-V1)，Y轴移动分量=移动时间×V3，旋转分量=移动时间×ω，其中，切割装置（3）在X轴向的移动速度为V2，切割装置（3）在Y轴向的移动速度为V3，切割装置（3）在旋转轴向的角速度为ω。

3.根据权利要求2所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，

切割装置（3）的移动速度V2>管材的移动速度V1时，切割装置（3）在X轴向的切割轨迹向前；

或，切割装置（3）的移动速度V2=管材的移动速度V1时，切割装置（3）在X轴向的切割轨迹相对静止；

或，切割装置（3）的移动速度V2<管材的移动速度V1时，切割装置（3）在X轴向的切割轨迹向后。

4.根据权利要求1或2所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，控制系统控制切割装置（3）对管材进行图形切割和/或切断。

5.根据权利要求4所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，步骤S3还包括如下步骤：切割装置（3）切断管材得到前一段工件后，控制系统计算出下一个图形的第一处切割初始位点，若切割装置（3）已处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置（3）进行切割；若切割装置（3）未处于该第一处切割初始位点，则控制系统控制切割装置（3）向输送装置（2）所在一侧移动直至切割装置（3）位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置（3）进行切割，

或，切割装置（3）停止移动，直至进行轴向移动的管材移动至切割装置（3）位于第一处切割初始位点，控制系统控制切割装置（3）进行切割。

6.根据权利要求1所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，其特征在于，输送装置（2）为制管机和/或送料机。

7.一种管材切割设备，其特征在于，使用如如权利要求1所述的一种输送时同步切割形状的管材加工方法，包括：

输送装置（2），其用于带动管材在切割时持续沿管材的轴向进行移动；

切割装置（3），其用于在持续进行轴向移动的管材上进行图形切割或进行切断，所述切割装置（3）可在X轴、Y轴、Z轴和旋转轴向上自由移动；

控制系统，其分别与输送装置（2）、切割装置（3）数据连接。

8.根据权利要求7所述的管材切割设备，其特征在于，所述控制系统可储存预设形状，且其可将预设形状的切割参数转化为所述输送装置（2）和所述切割装置（3）的移动控制数据并输送给所述输送装置（2）和所述切割装置（3）。

9.根据权利要求7所述的管材切割设备，其特征在于，驱动装置（4）带动所述切割装置（3）移动，所述驱动装置（4）包括X轴驱动组件(41)、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件(43)和旋转轴驱动组件，所述X轴驱动组件(41)设置在机床（5）上，所述旋转轴驱动组件设置在所述X轴驱动组件(41)上，所述Z轴驱动组件(43)设置在所述旋转轴驱动组件上，所述Y轴驱动组件设置在所述Z轴驱动组件(43)上，所述切割装置（3）安装在所述Y轴驱动组件上，使得所述切割装置（3）可以在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向和旋转轴向上自由移动。

10.根据权利要求9所述的管材切割设备，其特征在于，所述X轴驱动组件（41）包括X轴滑块（411）、X轴滑轨（412）和第一驱动器（413），所述机床（5）上设有所述X轴滑轨（412），所述X轴滑块（411）可滑动地设置在所述X轴滑轨（412）上，所述第一驱动器（413）的输出端与所述X轴滑块（411）传动连接，使得所述X轴滑块（411）可在所述第一驱动器（413）的带动下沿X轴自由移动；

所述旋转轴驱动组件包括旋转盘和第二驱动器，所述旋转盘安装在所述X轴滑块（411）上，所述第二驱动器的输出端与所述旋转盘传动连接，使得所述旋转盘可在所述第二驱动器的带动下自由转动；

所述Z轴驱动组件（43）包括Z轴滑块（431）、Z轴滑轨（432）和第三驱动器（433），所述旋转盘上设有两条平行的所述Z轴滑轨（432），所述Z轴滑块（431）可滑动地设置在所述Z轴滑轨（432）上，所述第三驱动器（433）的输出端与所述Z轴滑块（431）固定连接，使得所述Z轴滑块（431）可在所述第三驱动器（433）的带动下沿Z轴自由移动；

所述Y轴驱动组件包括伸缩件（42），所述伸缩件（42）设置在所述Z轴滑块（431）上，且所述切割装置（3）与所述伸缩件（42）固定连接，使得所述切割装置（3）可在所述伸缩件（42）的带动下沿Y轴自由移动。

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