CN117620477A - 一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法。该方法包括以下步骤：1)在系统界面上选择管材类型，并输入管材参数；2)进行校正；3)启动支撑浮动功能，实时计算支撑目标高度，并移动支撑台到目标位置；4)进行一次切割；5)移动管材到下一次切割位置，重复步骤3)至步骤4)，直到完成整根管材的切割。本发明中的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法能够根据管材尺寸自动自动调节支撑位置，其支撑可以实时的随管件外型上下浮动以起到实时支撑管材的效果，并且对方管与矩形管等其他管型的管材也能够起到很好的支撑作用。

Description

一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法

技术领域

本发明涉及激光管材切割领域，特别涉及一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法。

背景技术

在使用双卡盘激光切管机切割重型管材时，如果管材的重量过大，则往往会出现管材下坠并偏离其中心，由此，会使得管材的加工精度变差，因此，在加工时，需要对管材进行稳定支撑。

现如今，一些激光切管机增加有对管材进行支撑的结构，但是无法实现在加工中实时随管件外型上下浮动进行支撑，即无法适用于多种外形的关键，一般只能在加工圆型管材时有效；并且每更换不同直径的圆管时，也都需要人工去调节支撑位置使其刚好接触管材下方，降低了加工效率。而在加工方管或者其他外形的管件时，往往会出现管材与支撑机构相互干涉的情况，造成机构损伤，使得管材加工精度变差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，包括以下步骤：

1)在系统界面上选择管材类型，并输入管材参数；

2)进行校正；

3)启动支撑浮动功能，实时计算支撑目标高度，并移动支撑台到目标位置；

4)进行一次切割；

5)移动管材到下一次切割位置，重复步骤3)至步骤4)，直到完成整根管材的切割；

在步骤2)中，校正包括以下步骤：

A)确认管材类型，并对方管的状态进行确认；

B)将支撑台移动到与管材刚好接触处；

C)设定支撑台的工件原点；

D)设置校正旗标为on；

E)将支撑轴返回机械原点；

在步骤3)中，实时计算支撑目标高度包括以下步骤：

a)确认是否已校正；

b)根据管材当前的旋转角度计算支撑目标高度；

c)移动支撑台到支撑目标高度的位置；

d)确认是否可以关闭支撑浮动功能，为否则重复步骤b)至步骤d)，直到确认为是，关闭支撑浮动功能。

在一些实施方式中，在步骤1)中，管材类型包括圆管和矩形管。其有益之处在于，描述了可输入的管材类型。

在一些实施方式中，在步骤1)中，圆管的管材参数为管材半径，矩形管的管材参数为管材的管宽和管高。其有益之处在于，描述了可输入的相关管材的参数。

在一些实施方式中，在步骤3)中，通过校正，设定支撑台的工件原点位于管材的中心。其有益之处在于，描述了校正所实现的效果，以方便后续加工的准确进行。

在一些实施方式中，在步骤3)中，目标位置为以管材中心为工件原点到管材最低点的位置。其有益之处在于，描述了目标位置的内容。

在一些实施方式中，在步骤A)中，方管的状态为管宽和管高是否输入以及是否位于水平状态，任一为否则发出警报并结束校正。其有益之处在于，描述了校正时所确认的方管的状态以及确认为否的处理情况。

在一些实施方式中，在步骤C)中，所设置的工件原点的位置为支撑台当前的位置加管高的一半或者管材半径。其有益之处在于，描述了校正时设置工件原点的位置的方法。

在一些实施方式中，在步骤a)中，若确认为否则发出未校正警报并结束计算。其有益之处在于，描述了实时计算支撑目标高度时未进行校正的处理情况。

在一些实施方式中，在步骤b)中，获取方管的管宽、管高以及管材当前的旋转角度后，通过旋转矩阵计算获取当前角度下方管最低点位置，并根据最低点位置获得支撑目标高度。其有益之处在于，描述了获得支撑目标高度的方法。

在一些实施方式中，当获得两个当前角度下方管最低点位置的计算结果时，将两个计算结果的绝对值相互比较并取绝对值较大的计算结果，支撑目标高度为该计算结果的绝对值的负值。其有益之处在于，进一步描述了获得支撑目标高度的具体方法。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法在的矩形管材字啊不同角度时支撑台实时调节对情况示意图；

图2为图1所示一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法的进行校正的流程图；

图3为图2所示进行校正时的机构状态示意图；

图4为图1所示一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法的实时计算支撑目标高度的流程图；

图5为图4所示计算支撑目标高度的方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，该方法的实施目的是使管材(主要是方管)在如图中的各种不同角度下进行加工时，其下方的支撑台(带有伺服模块以进行移动)均能够实时上下调节自身位置，对管材进行稳定支撑。

该方法包括几个主要实施步骤，分别如下文所述。

第一步，在为该方法所设计的控制器的系统界面上选择管材的类型，并输入管材参数。其中，可选的管材类型管材类型包括圆管和矩形管，选择圆管时需要输入的管材参数为管材半径r，选择矩形管时需要输入的管材参数为管材的管宽W和管高H。

第二步，在系统界面上操作进行校正，校正的目的是设定支撑台的工件原点位于管材的中心。

如图2所示，校正的主要流程如下(步骤序号以大写字母表示)：

A.确认管材类型是方管还是圆管。其中，如果是圆管则进入下一步；如果是方管则确认其状态，包括其管宽W和管高H是否输入、管材是否位于水平状态，如果上述状态均确认为是，则进入下一步，而上述任一状态确认为否，则发出警报并结束校正。

B.如图3所示，将支撑台移动到管材下方并与管材刚好接触，其中，标记管材最高处的两个顶点为点1和点2，此时管材未进行旋转，则点1的空间坐标为(W/2，H/2)，点2的空间坐标为(-W/2，H/2)。

C.设置支撑台的工件原点O，其中，工件原点O的位置为支撑台当前的位置(根据预先设置的机械原点进行计算)加管材高度的一半。如果为圆管，则为支撑台当前的位置加其半径r；而如果为圆管，则为支撑台当前的位置加其管高的一半H/2。

D.设置校正旗标状态为on；

E.将支撑轴返回机械原点，完成校正。

第三步，在系统界面上操作启动支撑浮动功能，并移动支撑台到目标位置。其中，目标位置为以管材中心为工件原点到管材最低点的位置。

该支撑浮动功能的效果是能够实时计算支撑目标高度Z0，而支撑浮动功能主要针对方管和不同尺寸的圆管，因为同一圆管的支撑目标高度始终为其半径r。

如图4所示，针对方管的实时计算支撑目标高度Z0的主要流程如下(步骤序号以小写字母表示)：

a.确认是否已进行校正。如果确认为是则执行下一步，如果确认为否则则发出未校正警报并结束计算。

b.如图5所示，根据管材当前的旋转角度θ，结合管宽W和管高H，综合计算支撑目标高度Z0。其中，通过旋转矩阵计算获取当前角度下方管最低点位置，并根据最低点位置获得支撑目标高度

支撑目标高度的具体计算方法如下所述。

根据当前的旋转角度θ设旋转矩阵T为：

设旋转后点1的空间坐标为(X1，Z1)，旋转后点2的空间坐标为(X2，Z2)，则有：

以及

由此可得Z1和Z2的值为：

Z1＝W/2*sinθ+H/2*cosθ；

Z2＝-W/2*sinθ+H/2*cosθ。

而当获得两个当前角度下方管最低点位置的计算结果Z1和Z2时，将两个计算结果的绝对值相互比较，即比较Z1和Z2的大小，并取绝对值较大的计算结果，支撑目标高度为即该计算结果的绝对值的负值。

也就是说，当|Z1|>＝|Z2|时，取支撑目标高度Z0＝-|Z1|；而当|Z1|<|Z2|时，取支撑目标高度Z0＝-|Z2|。

c.通过控制其伺服模块，移动支撑台到达支撑目标高度Z0的位置处。

d.确认是否可以关闭支撑浮动功能，即所移动到的位置是否满足加工条件。其中，确认为否则重复步骤b)至步骤d)，直到确认为是，然后关闭支撑浮动功能。

第四步，可以使用切割设备对管材进行该次切割加工。

最后，移动管材到下一次切割位置处，重复进行第三步和第四步，即运行支撑浮动功能以及进行切割，直到完成对整根管材各处的切割工作。

此外，该方法还支持更换不同形状和尺寸的管材进行切割。

本发明中的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法主要具有以下优点：

1.在切割不同尺寸的圆管时，系统会根据圆管半径自动调节支撑位置，使得支撑刚好与管材接触，从而不需要人为去调节支撑的高度，方便进行操作；

2.管材旋转时，支撑可以实时的随管件外型上下浮动，起到实时支撑管材的效果；

3.可支撑的管型不局限于圆管，在切割方管与矩形管时也能够起到很好的支撑作用，同时不会造成管材与支撑机构的干涉，提高管材加工精度，延长支撑机构使用寿命。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：包括以下步骤

1)在系统界面上选择管材类型，并输入管材参数；

2)进行校正；

3)启动支撑浮动功能，实时计算支撑目标高度，并移动支撑台到目标位置；

4)进行一次切割；

5)移动管材到下一次切割位置，重复步骤3)至步骤4)，直到完成整根管材的切割；

在步骤2)中，校正包括以下步骤

A)确认管材类型，并对方管的状态进行确认；

B)将支撑台移动到与管材刚好接触处；

C)设定支撑台的工件原点；

D)设置校正旗标为on；

E)将支撑轴返回机械原点；

在步骤3)中，实时计算支撑目标高度包括以下步骤

a)确认是否已校正；

b)根据管材当前的旋转角度计算支撑目标高度；

c)移动支撑台到支撑目标高度的位置；

d)确认是否可以关闭支撑浮动功能，为否则重复步骤b)至步骤d)，直到确认为是，关闭支撑浮动功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤1)中，管材类型包括圆管和矩形管。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤1)中，圆管的管材参数为管材半径，矩形管的管材参数为管材的管宽和管高。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤3)中，通过校正，设定支撑台的工件原点位于管材的中心。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤3)中，目标位置为以管材中心为工件原点到管材最低点的位置。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤A)中，方管的状态为管宽和管高是否输入以及是否位于水平状态，任一为否则发出警报并结束校正。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤C)中，所设置的工件原点的位置为支撑台当前的位置加管高的一半或者管材半径。

8.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤a)中，若确认为否则发出未校正警报并结束计算。

9.根据权利要求1所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：在步骤b)中，获取方管的管宽、管高以及管材当前的旋转角度后，通过旋转矩阵计算获取当前角度下方管最低点位置，并根据最低点位置获得支撑目标高度。

10.根据权利要求9所述的一种基于激光矩形管材切割随管件外型浮动支撑的方法，其特征在于：当获得两个当前角度下方管最低点位置的计算结果时，将两个计算结果的绝对值相互比较并取绝对值较大的计算结果，支撑目标高度为该计算结果的绝对值的负值。