CN117564506B - 一种零尾料切割方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管材切割的技术领域，尤其是涉及一种零尾料切割方法及设备，一种零尾料切割方法包括以下步骤：S1，切割组件对第一管材进行切割；S2，尾料检测组件对第一管材是否形成尾料进行检测；S3，识别第一管材尾料长度，计算第一管材尾料的可加工次数；S4,第二管材进入到送料工位中，送料组件按尾料的可加工次数和单个工件的切割加工长度推进第二管材，第一管材在第二管材的推动下前进，切割组件对第一管材尾料进行切割加工；S5，当第一管材的尾料余量不足以加工成单个工件，将第一管材尾料推出旋转卡盘；S6，将第二管材作为第一管材，重复S1~S5。本申请通过控制系统精准调整第二管材的推进量，间接推进尾料进行切割加工，实现对尾料的充分利用。

Description

一种零尾料切割方法及设备

技术领域

本申请涉及管材切割的技术领域，尤其是涉及一种零尾料切割方法及设备。

背景技术

由于激光切割具有切割面光滑、切割效率高、切割精度高等优点，激光切割技术在切割加工技术领域得到了广泛地应用，且市面上对应的出现了管材切割机、板材切割机等多种激光切割设备。

其中，管材切割机中较为常见的机型有单卡盘切管机，单卡盘切管机一般包括轴向依次布置的送料组件、旋转卡盘和激光切割头，送料组件负责推进管材，旋转卡盘负责管材转动配合激光切割头在管材表面形成闭合的切割轨迹线，完成管材工件的切割。

然而这种单卡盘切管机存在一个普遍的问题，由于送料组件到激光切割头之间存在布置距离，当管材脱离送料组件的驱动后，无法推进，存在一段管材留存在旋转卡盘中，无法被激光切割头加工，从而造成原材料浪费。

发明内容

为了充分利用管材，减少尾料剩余，提高材料利用率，节约加工成本，本申请提供一种零尾料切割方法及设备。

一方面，本申请提供的一种零尾料切割方法，采用如下的技术方案：

一种零尾料切割方法，

包括切割设备，包括切割设备，所述切割设备包括控制系统和机床，沿所述机床的长度方向依次设置有送料组件、旋转卡盘和切割组件，所述送料组件内有送料工位，所述切割组件有切割工位，所述送料工位中设置有尾料检测组件，所述送料组件、所述旋转卡盘、所述尾料检测组件和所述切割组件均由所述控制系统控制，具体包括以下步骤：

S1，第一管材进入到送料工位中，送料组件推进第一管材，并由旋转卡盘夹持转动，切割组件对第一管材进行切割；

S2，经过切割加工，尾料检测组件以视觉识别、超声波识别或光学识别的方式对第一管材是否形成尾料进行检测；

S3，对第一管材尾料的长度进行识别，根据尾料的长度和单个工件的切割加工长度，计算第一管材尾料的可加工次数；

S4，第二管材进入到送料工位中，送料组件根据第一管材尾料的可加工次数和单个工件的切割加工长度推进第二管材，第一管材在第二管材的推动下前进， 旋转卡盘和切割组件配合对第一管材尾料进行切割加工；

S5，当第一管材的尾料余量不足以加工成单个工件，将第一管材尾料推出旋转卡盘；

S6，将第二管材作为第一管材，重复S1~S5。

通过采取上述的技术方案，充分利用管材，减少尾料剩余，提高材料利用率，节约加工成本。具体地说，控制系统作为切割设备的中控，对其他组件控制，对数据进行整合，使各个步骤能有序进行，送料组件、旋转卡盘、切割组件三者相互配合进行切割加工，当检测切割管材产生尾料后，识别尾料长度，计算尾料的可加工量，送料组件推进后续管材，后续管材与尾料相抵，进而推进尾料，控制系统还根据尾料的可加工量调整送料组件推送后续管材的推进量，以对尾料进行加工处理。

优选的，在进行S1前，进行S11,控制系统通过输入预设或者在线识别的方式获取第一管材的长度。

通过采取上述的技术方案，获取管材的长度作为基础数据，方便控制系统对后续尾料的产生时机、尾料的工件可加工量、第二管材推进的调整量等数据进行计算。

优选的，在线识别获取第一管材长度，具体采用以下步骤：切割设备还包括管材长度识别组件，所述管材长度识别组件包括基板和推板，所述基板和所述推板之间的空间形成管材识别工位，记录所述基板和所述推板之间的初始距离，第一管材进入到管材识别工位中，所述推板向所述基板移动，直至第一管材的两端分别与所述推板和所述基板接触，所述推板停止移动，记录所述推板的移动距离，所述基板和所述推板之间的初始距离与所述推板的移动距离的差值为第一管材的长度。

通过采取上述的技术方案，在线识别获取第一管材的长度，并将测得的长度数据输出到控制系统。

优选的，对第一管材尾料的长度进行识别，具体采用以下步骤：切割设备还包括尾料长度识别组件，所述尾料长度识别组件包括止推件和挡板，所述止推件位于旋转卡盘的出料一侧，所述挡板位于所述送料工位中，所述止推件和所述挡板之间的空间形成尾料识别工位，进行S31，记录所述止推件和所述挡板之间的初始距离，第一管材进入到尾料识别工位中，所述止推件向所述挡板移动，直至尾料的两端分别与所述止推件和所述挡板接触，所述止推件停止移动，记录所述止推件的移动距离，所述止推件和所述挡板之间的初始距离与所述挡板的移动距离的差值为尾料的长度。

通过采取上述的技术方案，在线识别获取尾料的长度，并将测得的长度数据输出到控制系统。

优选的，在对第一管材是否形成尾料进行检测前，进行S21，计算第一管材产生尾料前的可加工次数，具体地，记录送料组件到切割组件的距离，计算第一管材的长度与送料组件到切割组件的距离的差值，再根据该差值与单个工件的切割加工长度得到第一管材产生尾料前的可加工次数，并在切割组件完成该加工次数后，开启尾料检测组件进行识别。

通过采取上述的技术方案，可以提高切割设备的自动化程度，减少人工干预的需求，并提高生产效率和产品质量，同时这个方案还避免尾料检测组件长时间开启，减少浪费和资源损耗，提高尾料检测组件的使用寿命。

优选的，在进行S1时，进行S12，检查第一管材推进是否到位，切割组件方进行切割加工。

通过采取上述的技术方案，保证工件切割的精度，避免产生尺寸不良工件造成材料和时间的浪费，减少工艺中的错误，并提高产品质量。

优选的，检查第一管材推进是否到位，具体进行以下步骤：切割设备还包括定位组件，所述定位组件包括两信号电极，其中一个所述信号电极位于所述送料工位中，另一个所述信号电极位于所述切割工位远离旋转卡盘的一侧，位于所述送料工位中的所述信号电极与第一管材形成电性连接，当第一管材被送料组件推进到位后，与另一所述信号电极形成电性连接，形成“信号电极-第一管材-信号电极”的信号通路，所述控制系统控制所述切割组件进行切割加工。

通过采取上述的技术方案，对管材是否推进到位进行实时连续的检测，可以及时发现并解决管材推进的问题，确保切割设备正常运行，有效提高生产效率和产品质量。

另一方面，本申请还提供的一种零尾料切割设备，采用如下的技术方案：

一种零尾料切割设备，包括：

机床，

送料组件，安装于所述机床，所述送料组件内有送料工位；

转动卡盘，安装于所述机床，位于所述送料组件的出料一侧；

切割组件，位于所述转动卡盘的出料一侧，用于对管材进行切割，所述切割组件有切割工位；

控制系统，所述送料组件、所述旋转卡盘、所述尾料检测组件和所述切割组件均由所述控制系统控制。

通过采取上述的技术方案，对一种零尾料切割方法进行应用，实现零尾料切割。

优选的，所述转动卡盘的夹爪开设有用于固定并夹紧管材的通孔，所述通孔连接有真空管，所述真空管连接有真空发生器。

通过采取上述的技术方案，真空发生器产生负压，通孔可以对细管进行吸附固定，通过吸附力吸附从而减少卡盘夹持力的比例，实现减少变形的效果。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

通过以第二管材接力推进，控制系统精准调整第二管材的推进量，间接推进尾料进行切割加工，实现对尾料的充分利用，减少尾料剩余，提高材料利用率，节约加工成本。

附图说明

图1是切割设备整体的各阶段工作状态示意图；

图2是送料组件的各阶段工作状态示意图；

图3是零尾料切割方法的流程框图。

附图标记说明：1、上料架；2、推板；3、送料组件；4、金属滚轮；5、旋转卡盘；6、激光切割头；7、挡板；8、光电传感器；9、止推块；10、金属块；11、第一管材；12、第二管材。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

参见图1~2，一种零尾料切割设备，包括机床、上料架1和控制系统，机床位于上料架1的出料一侧，上料架1水平滑动安装有推板2，推板2连接有第一驱动件，第一驱动件推动推板2沿机床的长度方向滑动。机床上以靠近上料架1的一侧布置起点，沿机床的长度方向依次安装有送料组件3、旋转卡盘5、切割组件。在本实施例中，送料组件3包括滚轮和第二驱动件，第二驱动件驱动滚轮转动，滚轮分成两列，沿机床的长度方向排列，两列滚轮之间的空间为送料工位；切割组件包括激光切割头6，激光切割头6的下方为切割工位，在其他实施例中，送料组件3还可以通过传送带等带动管材移动的方式送料，切割组件也可以采用圆锯等结构形式对管材进行切割，不做限定。

参见图1~2，送料组件3的其中一个滚轮采用金属材质，其余均采用橡胶塑料等绝缘材质；送料组件3的一侧安装有挡板7和第三驱动件，第三驱动件连接挡板7并可驱动其伸入到送料工位中，挡板7上还安装有光电传感器8；机台上还安装有止推块9和第四驱动件，第四驱动件连接止推块9并且驱动止推块9在切割工位远离旋转卡盘5的一侧沿机台的长度方向滑动，止推块9靠近切割工位的一端安装有金属块10，止推块9采用绝缘材质。

光电传感器8是本实施例的尾料检测组件，挡板7作为基板和推板2组成本实施例的管材长度识别组件，挡板7和推板2之间的空间形成管材识别工位，止推块9作为止推件和挡板7组成了本实施例的尾料长度识别组件，止推块9和所述挡板7之间的空间形成尾料识别工位，采用金属材质的滚轮和金属块10作为本实施例的信号电极组成定位组件。在其他实施例中管材长度识别组件、尾料长度识别组件可以采用激光测距等其他方式测量长度，而定位组件也可以通过机器视觉识别等其他方式确定管材是否推进到位。

第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、第四驱动件均可以采用伺服电机，光电传感器8、第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、第四驱动件、旋转卡盘5、激光切割头6、信号电极均与控制系统电性连接，并由控制系统控制。在本实施例中，控制系统可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力；在其他实施例中，控制系统还可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

以下结合图1~3，根据上述的一种零尾料切割设备对一种零尾料切割方法进行说明：

在进行进一步说明前，需要说明的是，以下说明提及的第一管材11和第二管材12仅用做描述指示管材进入到送料工位的先后次序。

S1,第一管材11在推板2的作用下进入到送料工位中，送料组件3的滚轮在第二驱动件的作用下推进第一管材11，并由旋转卡盘5夹持转动，激光切割头6对第一管材11进行切割；

S2，经过切割加工，光电传感器8以对第一管材11是否形成尾料进行检测；

S3，对第一管材11尾料的长度进行识别，根据尾料的长度和单个工件的切割加工长度，计算第一管材11尾料的可加工次数；

S4,第二管材12进入到送料工位中，送料组件3根据第一管材11尾料的可加工次数和单个工件的切割加工长度推进第二管材12，第一管材11在第二管材12的推动下前进， 旋转卡盘5和激光切割头6配合对第一管材11尾料进行切割加工；

S5，当第一管材11的尾料余量不足以加工成单个工件，将第一管材11尾料推出旋转卡盘5；

S6，将第二管材12作为第一管材11，重复S1~S5。

在进行S1之前，可进行S11,控制系统通过在线测量的方式获取第一管材11的长度。具体地，控制系统记录挡板7和推板2之间的初始距离，第一管材11落入到管材识别工位中，挡板7在第三驱动件作用下伸入送料工位，第一驱动件推动推板2向挡板7移动，直至第一管材11的两端分别与推板2和挡板7接触，推板2停止移动，控制系统记录推板2的移动距离，并计算挡板7和推板2之间的初始距离与推板2的移动距离的差值为第一管材11的长度。

在S1中激光切割头6对第一管材11进行切割时，需要进行S12,对管材是否推进到位进行实时连续的检测，以及时发现并解决管材推进的问题，确保切割设备正常运行，有效提高生产效率和产品质量。具体地，金属滚轮4与第一管材11接触形成电性连接，当第一管材11被送料组件3推进到位后，与金属块10接触形成电性连接，形成“金属滚轮4-第一管材11-金属块10”的信号通路，控制系统控制激光切割头6进行切割加工。

在S2中对第一管材11是否形成尾料进行检测前，进行S21，计算第一管材产生尾料前的可加工次数，可以提高切割设备的自动化程度，减少人工干预的需求，并提高生产效率和产品质量，同时这个方案还避免尾料检测组件长时间开启，减少浪费和资源损耗，提高尾料检测组件的使用寿命。具体地，记录送料组件到切割组件的距离，计算第一管材11的长度与送料组件3到切割组件的距离的差值，再根据该差值与单个工件的切割加工长度得到第一管材11产生尾料前的可加工次数，并在切割组件完成该加工次数后，开启尾料检测组件进行识别。

在S3中第一管材尾料的长度进行识别，具体进行S31, 记录止推块9和挡板7之间的初始距离，第一管材11进入到尾料识别工位中，止推块9向挡板7移动，直至尾料的两端分别与止推块9和挡板7接触，止推块9停止移动，记录止推块9的移动距离，止推块9和挡板7之间的初始距离与挡板7的移动距离的差值为尾料的长度。

实施例二：

本实施例提供一种零尾料切割设备用于加工细管，由于细管结构刚度小，卡盘夹持力过大容易造成变形，其与实施例一提出的结构基本相同，其不同在于，旋转卡盘5的夹爪开设有用于固定并夹紧细管的通孔，通孔连接有真空管，真空管连接有真空发生器，通过真空发生器产生负压，通孔可以对细管进行吸附固定，通过吸附力吸附从而减少卡盘夹持力的比例，实现减少变形的效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种零尾料切割方法，其特征在于：包括切割设备，所述切割设备包括控制系统和机床，沿所述机床的长度方向依次设置有送料组件、旋转卡盘和切割组件，所述送料组件内有送料工位，所述切割组件有切割工位，所述送料工位中设置有尾料检测组件，所述送料组件、所述旋转卡盘、所述尾料检测组件和所述切割组件均由所述控制系统控制，具体包括以下步骤：S1,第一管材进入到送料工位中，送料组件推进第一管材，并由旋转卡盘夹持转动，切割组件对第一管材进行切割；S2，经过切割加工，尾料检测组件以视觉识别、超声波识别或光学识别的方式对第一管材是否形成尾料进行检测；S3，对第一管材尾料的长度进行识别，根据尾料的长度和单个工件的切割加工长度，计算第一管材尾料的可加工次数；S4,第二管材进入到送料工位中，送料组件根据第一管材尾料的可加工次数和单个工件的切割加工长度推进第二管材，第一管材在第二管材的推动下前进，旋转卡盘和切割组件配合对第一管材尾料进行切割加工；S5，当第一管材的尾料余量不足以加工成单个工件，将第一管材尾料推出旋转卡盘；S6，将第二管材作为第一管材，重复S1~S5；

在将第一管材送入送料工位前，进行S11,控制系统通过输入预设或者在线识别的方式获取，第一管材的长度；

在线识别获取第一管材长度，具体采用以下步骤：切割设备还包括管材长度识别组件，所述管材长度识别组件包括基板和推板，所述基板和所述推板之间的空间形成管材识别工位，记录所述基板和所述推板之间的初始距离，第一管材进入到管材识别工位中，所述推板向所述基板移动，直至第一管材的两端分别与所述推板和所述基板接触，所述推板停止移动，记录所述推板的移动距离，所述基板和所述推板之间的初始距离与所述推板的移动距离的差值为第一管材的长度；

对第一管材尾料的长度进行识别，具体采用以下步骤：切割设备还包括尾料长度识别组件，所述尾料长度识别组件包括止推件和挡板，所述止推件位于旋转卡盘的出料一侧，所述挡板位于所述送料工位中，所述止推件和所述挡板之间的空间形成尾料识别工位，进行S31，记录所述止推件和所述挡板之间的初始距离，第一管材进入到尾料识别工位中，所述止推件向所述挡板移动，直至尾料的两端分别与所述止推件和所述挡板接触，所述止推件停止移动，记录所述止推件的移动距离，所述止推件和所述挡板之间的初始距离与所述挡板的移动距离的差值为尾料的长度；

在进行S1时，进行S12，检查第一管材推进是否到位，切割组件方进行切割加工；

检查第一管材推进是否到位，具体进行以下步骤：切割设备还包括定位组件，所述定位组件包括两信号电极，其中一个所述信号电极位于所述送料工位中，另一个所述信号电极位于所述切割工位远离旋转卡盘的一侧，位于所述送料工位中的所述信号电极与第一管材形成电性连接，当第一管材被送料组件推进到位后，与另一所述信号电极形成电性连接，形成“信号电极-第一管材-信号电极”的信号通路，所述控制系统控制所述切割组件进行切割加工。

2.根据权利要求1所述的一种零尾料切割方法，其特征在于：在对第一管材是否形成尾料进行检测前，进行S21，计算第一管材产生尾料前的可加工次数，具体地，记录送料组件到切割组件的距离，计算第一管材的长度与送料组件到切割组件的距离的差值，再根据该差值与单个工件的切割加工长度得到第一管材产生尾料前的可加工次数，并在切割组件完成该加工次数后，开启尾料检测组件进行识别。

3.一种零尾料切割设备，基于权利要求1-2任一所述的一种零尾料切割方法，其特征在于：包括，机床，送料组件，安装于所述机床，所述送料组件内有送料工位；转动卡盘，安装于所述机床，位于所述送料组件的出料一侧；切割组件，位于所述转动卡盘的出料一侧，用于对管材进行切割，所述切割组件有切割工位；控制系统，所述送料组件、所述旋转卡盘、所述尾料检测组件和所述切割组件均由所述控制系统控制。

4.根据权利要求3所述的一种零尾料切割设备，其特征在于，所述转动卡盘的夹爪开设有用于固定并夹紧管材的通孔，所述通孔连接有真空管，所述真空管连接有真空发生器。