CN220515567U - 基于多重检测的板材切割系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于多重检测的板材切割系统，包括切割机组，在所述切割机组的上游布置有入口输送单元，在所述切割机组的下游布置有出口输送单元，所述入口输送单元和/或所述出口输送单元配置有板材监测机构，所述板材监测机构包括视觉检测模块、用于对板材进行计长的计长模块以及用于检测板材端部位置的端部检测模块，所述计长模块、所述端部检测模块和所述视觉检测模块沿板材输送方向依次布置。本实用新型提供的板材切割系统，通过设置多重检测机制，能准确、可靠地定位板材头部位置，从而提高板材切割位置的准确性，而且，当出口输送单元配置有板材监测机构时，通过对切割断口进行检测能够准确地判断板材是否切断，保证生产可靠性。

Description

基于多重检测的板材切割系统

技术领域

本实用新型属于板材切割技术领域，尤其是钢材切割技术领域，具体涉及一种基于多重检测的板材切割系统。

背景技术

在连续带钢或钢板生产线中，为了满足产品切头尾或定尺分切的需求，通常采用机械飞剪或停剪的方式进行剪切，但该方法存在以下问题：

(1)对于强度1500MPa及以上的高强钢板，若采用机械剪，剪刃材质本身强度不足，剪切时剪刃在大冲击载荷下容易断裂，无法连续稳定剪切；(2)传统机械飞剪或停剪，切割断口容易出现粗糙度大、挂渣、塌边等质量问题；(3)对于连续运行的带钢或钢板，传统切割工艺只能采用切头的方式进行带钢或钢板头部定位，成材率低，且影响生产节奏；(4)传统切割工艺采用固定剪刃，若连续运行的带钢或钢板出现跑偏，则定尺分切钢板的直角度无法满足产品需求；(5)传统切割工艺采用固定剪刃，对于连续运行的带钢或钢板，只能采取横切，无法满足部分异形切割要求；(6)传统飞剪采用皮带输送带钢，切断后的钢板分离过程易与皮带相对滑动，产生划痕等表面缺陷。

目前，已有采用热切割的方式对连续带钢或钢板进行切割，可以实现在线切割，但是，由于带钢或钢板连续运行，目前对于切割位置的定位手段较为单一，容易导致切割位置出现偏差等情况；而且，已有热切割方式没有切割断口检测机制，容易出现未完全切断但没有检测出的情况，对生产节奏造成一定的影响。

实用新型内容

本实用新型涉及一种基于多重检测的板材切割系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型涉及一种基于多重检测的板材切割系统，包括切割机组，在所述切割机组的上游布置有入口输送单元，在所述切割机组的下游布置有出口输送单元，所述入口输送单元和/或所述出口输送单元配置有板材监测机构，所述板材监测机构包括视觉检测模块、用于对板材进行计长的计长模块以及用于检测板材端部位置的端部检测模块，所述计长模块、所述端部检测模块和所述视觉检测模块沿板材输送方向依次布置。

作为实施方式之一，所述计长模块采用编码器计长器件。

作为实施方式之一，所述端部检测模块采用对射式光电开关、漫反射式光电开关和接近开关中的至少一种。

作为实施方式之一，所述出口输送单元配置有板材监测机构时，其端部检测模块包括沿板材输送方向依次布置的多组端部检测元件。

作为实施方式之一，所述切割机组包括切割机以及用于驱动所述切割机在水平面内活动的水平驱动机构，所述水平驱动机构包括X向驱动单元和Y向驱动单元，其中，X向与板材输送方向平行。

作为实施方式之一，所述切割机包括机座和切割头，在所述机座上设有Z向导轨以及Z向驱动单元，所述切割头滑动设置在所述Z向导轨上并且与所述Z向驱动单元连接。

作为实施方式之一，所述切割机组还包括切割区输送单元，所述切割区输送单元分别与入口输送单元及所述出口输送单元衔接。

作为实施方式之一，所述切割机采用激光切割机或等离子切割机。

作为实施方式之一，所述切割机组还包括外框架，在所述外框架上布置有X向导轨，所述切割机滑动设置在所述X向导轨上。

作为实施方式之一，所述外框架为密闭壳体结构。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的板材切割系统，通过设置多重检测机制，能准确、可靠地定位板材头部位置，从而提高板材切割位置的准确性，而且，当出口输送单元配置有板材监测机构时，通过对切割断口进行检测能够准确地判断板材是否切断，保证生产可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的板材切割系统的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1，本实用新型实施例提供一种基于多重检测的板材切割系统，包括切割机组，在所述切割机组的上游布置有入口输送单元5，在所述切割机组的下游布置有出口输送单元6，所述入口输送单元5和/或所述出口输送单元6配置有板材监测机构，所述板材监测机构包括视觉检测模块73、用于对板材进行计长的计长模块71以及用于检测板材端部位置的端部检测模块72，所述计长模块71、所述端部检测模块72和所述视觉检测模块73沿板材输送方向依次布置。

在其中一个实施例中，所述计长模块71采用编码器计长器件。

在其中一个实施例中，所述端部检测模块72采用对射式光电开关、漫反射式光电开关和接近开关中的至少一种。

在其中一个实施例中，视觉检测模块73可以采用普通相机、高速相机或其他视觉识别系统中的一种或多种，当板材头部经过时，通过视觉识别的方式可以对板头进行精确定位，另外，还可通过视觉检测模块73识别板头的偏转角，保证切割直角度。

其中，如图1，优选为入口输送单元5和所述出口输送单元6均配置有板材监测机构。

其中，如图1，入口输送单元5所配置的板材监测机构优选为布置在入口输送单元5的出口侧；出口输送单元6所配置的板材监测机构优选为布置在出口输送单元6的入口侧。两组板材监测机构均优选为布置在对应输送单元的上方。

上述入口输送单元5和出口输送单元6可以采用辊道、滚盘、输送皮带中的一种或多种。输送单元的动力设备可以配置编码器，能够对板材进行初步定位。

本实施例提供的板材切割系统，通过设置多重检测机制，能准确、可靠地定位板材头部位置，从而提高板材切割位置的准确性，而且，当出口输送单元6配置有板材监测机构时，通过对切割断口进行检测能够准确地判断板材是否切断，保证生产可靠性。

在其中一个实施例中，当出口输送单元6配置有板材监测机构时，优选地，其端部检测模块72包括多组端部检测元件，其中，当断口跟踪位置经过时，若各端部检测元件同时通光，判定板材已被切断，否则判定板材未被切断，因此准确性较高；优选地，端部检测元件的数量不少于3个。进一步地，若判定板材未被切断，此时使板材断口位置退回到切割头11下方，重新定位后再次切割。

当入口输送单元5配置有板材监测机构时，其端部检测模块72也可采用上述“包括多组端部检测元件”的结构。

作为实施方式之一，如图1，所述切割机组包括切割机1以及用于驱动所述切割机1在水平面内活动的水平驱动机构，所述水平驱动机构包括X向驱动单元和Y向驱动单元，其中，X向与板材输送方向平行。

上述水平驱动机构能够驱动切割机1产生X向位移和Y向位移，能保证切割作业的可靠性和准确性，即便板材出现跑偏等情况，上述切割机1也能在预设的切割位置进行切割，而且上述切割机1还能满足异形切割要求。

另外，对板材进行定位时，可以实现二级定位效果，具体地，采用主线输送通道(入口输送单元5及出口输送单元6)对板材进行初步定位，再使切割机1沿X向平移进行精确定位，通过这种二级定位的方式，保证板材定位精度。

在其中一个实施例中，上述切割机1采用激光切割方式或等离子切割方式，能高效地实现钢板等板材的切割，对于任意强度的高强钢板也能胜任；且切割断口无挂渣、塌边缺陷，因此能保证切割后的板材质量(对于高强钢，断口表面粗糙度可达到≤Ra12.5)。

进一步地，所述切割机1包括机座和切割头11，在所述机座上设有Z向导轨以及Z向驱动单元，所述切割头11滑动设置在所述Z向导轨上并且与所述Z向驱动单元连接；切割头11能产生Z向位移，便于更精准地完成切割作业。

上述X向驱动单元、Y向驱动单元和Z向驱动单元包括但不限于采用伺服电机+传动机构的驱动方式，传动机构例如可以是丝杆机构等。

优选地，如图1，所述切割机组还包括外框架4，在所述外框架4上布置有X向导轨，所述切割机1滑动设置在所述X向导轨上。对于切割机1的Y向运动，其中，可以在X向导轨上滑动设置滑台，并在滑台上设置Y向导轨。

该外框架4可采用钢结构，其优选为设计成密闭壳体结构，可以阻隔切割产生的烟尘、噪音以及灼眼的光源。

进一步地，所述切割机组还包括切割区输送单元，所述切割区输送单元分别与入口输送单元5及所述出口输送单元6衔接。

在其中一个实施例中，如图1，切割区输送单元包括托板组，该托板组包括沿板材运行方向依次布置的第一托板21和第二托板22。

其中，优选地，切割机1的作用位置位于第一托板21与第二托板22之间，可以便于板材的切割以及样板的收集；具体地说，通过第一托板21和第二托板22平稳地托住板材时，能保证板材切割质量，同时也能避免激光束或等离子束等对托板造成损伤。

在其中一个实施例中，如图1，两块托板均可转动地布置在所述板材切割单元的下方，两块托板分别连接有摆动驱动机构从而均具有适于承托板材的承托位以及相对于承托位下摆的避让位，其中，所述第一托板21的下摆方向为逆时针方向，所述第二托板22的下摆方向为顺时针方向。

本实施例中，在切割机1下方设置托板组，在进行板材取样切割、定尺分切等操作时，两块托板摆上可以托住断口，保证相关操作的可靠性和安全性；尤其地，通过对两块托板的摆动方向的设计，可以兼顾板材头部和尾部取样的需求，具体地，在板材头部取样切断后，第二托板22摆下，样板可以通过自重掉入下面的样板收集区，在板材尾部取样切断后，第一托板21摆下，样板可以通过自重掉入下面的样板收集区，可见，上述板材取样装置结构简单、操作方便，但能获得较高的作业可靠性。

优选地，所述托板组还包括用于驱动两块托板相对于切割机1进行X向随动的随动驱动机构。基于该设计，可以保证托板组与切割机1之间的X向相对位置保持不变，尤其是当切割位置处于第一托板21与第二托板22之间时。其中，第一托板21和第二托板22可以一起作X向平移运动，例如二者通过桥接件连为整体。

在另外的实施例中，第一托板21和第二托板22可以相互独立地作X向平移运动，例如二者分别配置X向平移动力单元；基于该方案，第一托板21与第二托板22的X向位置可分别调节，生产灵活性更高，适应性更好，尤其地，对于需要切割获取较长或较短的样板时，可以通过第一托板21和第二托板22位置的调整，不仅能更稳定、可靠地托住样板，而且也能使样板顺利地掉落至样板收集区中，以及能将切断后的样板调整至远离切割头11，避免样板翻转时对切割头11造成损伤。

对于托板组的X向平移运动，相应地配置X向导轨，第一托板21和第二托板22滑设在该X向导轨上；该X向导轨可设置在上述外框架4上。

在其中一个实施例中，上述第一托板21和/或第二托板22采用皮带轮结构，皮带轮结构包括承托皮带、带轮和皮带驱动单元，承托皮带用于承托板材；其中，上述皮带轮结构构成为模块结构，可以整体地进行摆动运动以及平移运动；其中，优选地，皮带驱动单元可以驱动承托皮带正转和反转。在该方案中，托板除了承托作用外，还具有输送板材的作用，对于较长或较短的样板，上述第一托板21/第二托板22可以调整样板的位置，不仅能更稳定、可靠地托住样板，而且也能使样板顺利地掉落至样板收集区中，以及能将切断后的样板调整至远离切割头11，避免样板翻转时对切割头11造成损伤。

在其中一个实施例中，上述第一托板21和/或第二托板22具有磁吸功能，例如上述承托皮带采用磁力皮带；基于该设计，托板可以借助磁力吸附住板材，可以防止板材切断后由于断口处应力释放而导致板材回弹进而出现撞到切割头11等情况。

在其中一个实施例中，如图1，在所述样板收集区设有样板收集槽3，通过该样板收集槽3收集样板。进一步地，在所述样板收集区还设有送样轨道，所述样板收集槽3活动设置在所述送样轨道上，从而可将样板输出以便于后续检测等，该送样轨道优选为与板材运行方向垂直。

优选地，如图1，所述样板收集槽3的槽口呈向上渐扩的喇叭口形状，可以更好地承接样板，避免样板掉入槽外。

基于本实施例提供的板材切割系统，根据具体工况，对上述定位过程说明如下：

(1)板材定尺分切/头部取样切割

当入口侧的端部检测模块72检测到板材头部位置时，入口侧的计长模块71中的被动轮立即压下、与板材进行滚动接触，同时该计长模块71中的计长编码器开始计长。当板头到达入口侧的视觉检测模块73下方时，视觉检测模块73对板头拍照，同时记录拍照瞬间计长编码器的绝对值K，以此作为基准，根据计长编码器的后续计长值，判断板头的实际位置。

当完成板材初步定位以后，数控系统根据跟踪的板头实际位置，调节切割机1在X向上的位置，使理论切割位置与切割头11的实际切割位置重合。

视觉检测模块73对板头拍照后，也可识别板头与机组中心线之间的相对夹角，在切割时进行相应的角度补偿，即可保证切割断口的直角度。

(2)板材尾部取样切割

当出口侧的端部检测模块72检测到板材头部位置时，出口侧的计长模块71中的被动轮立即压下、与板材进行滚动接触，同时该计长模块71中的计长编码器开始计长。当板头到达出口侧的视觉检测模块73下方时，视觉检测模块73对板头拍照，同时记录拍照瞬间计长编码器的绝对值K，以此作为基准，根据计长编码器的后续计长值，判断板头的实际位置，再根据板材的板长，可以知道板材尾部的位置。

当完成板材初步定位以后，数控系统根据跟踪的板材尾部实际位置，调节切割机1在X向上的位置，使理论切割位置与切割头11的实际切割位置重合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于多重检测的板材切割系统，包括切割机组，在所述切割机组的上游布置有入口输送单元，在所述切割机组的下游布置有出口输送单元，其特征在于：所述入口输送单元和/或所述出口输送单元配置有板材监测机构，所述板材监测机构包括视觉检测模块、用于对板材进行计长的计长模块以及用于检测板材端部位置的端部检测模块，所述计长模块、所述端部检测模块和所述视觉检测模块沿板材输送方向依次布置；

所述视觉检测模块采用普通相机或高速相机，所述计长模块采用编码器计长器件；所述端部检测模块采用对射式光电开关、漫反射式光电开关和接近开关中的至少一种。

2.如权利要求1所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述出口输送单元配置有板材监测机构时，其端部检测模块包括沿板材输送方向依次布置的多组端部检测元件。

3.如权利要求1所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述切割机组包括切割机以及用于驱动所述切割机在水平面内活动的水平驱动机构，所述水平驱动机构包括X向驱动单元和Y向驱动单元，其中，X向与板材输送方向平行。

4.如权利要求3所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述切割机包括机座和切割头，在所述机座上设有Z向导轨以及Z向驱动单元，所述切割头滑动设置在所述Z向导轨上并且与所述Z向驱动单元连接。

5.如权利要求3所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述切割机组还包括切割区输送单元，所述切割区输送单元分别与入口输送单元及所述出口输送单元衔接。

6.如权利要求3所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述切割机采用激光切割机或等离子切割机。

7.如权利要求3所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述切割机组还包括外框架，在所述外框架上布置有X向导轨，所述切割机滑动设置在所述X向导轨上。

8.如权利要求7所述的基于多重检测的板材切割系统，其特征在于：所述外框架为密闭壳体结构。