[发明专利]一种金属板上下料及切割的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工，特别地，本发明涉及用于汽车制造技术领域的金属板上下料及切割的方法及系统。

背景技术

现有的汽车板落料采用模具落料方式，钢铁厂或汽车整车厂通常拥有开卷剪切堆垛自动生产线。其设备组成包括：输送单元、压机单元和堆垛单元。

根据上述模具落料方式，简单的料片形状(如长方形、梯形及弧形)可采用摆切方式，复杂曲线的料片采用模具落料。此时，落料线需要根据车型的料片大小形状配置不同的落料模具，通过更换模具生产不同的料片。汽车制造领域的金属板落料线作业效率非常高，通常在400万片～600万片/每年。按3800小时每年计算，平均每分钟约为25片。

然而，上述模具落料方式虽然适用于普通车型大规模大批量生产，但仍存在一定局限，特别是存在以下的问题：

高额的落料模具制造和保有成本；大量的模具堆放、维护场地空间需求；庞大的压机设备及设备基础引起的厂房投资等问题。特别是，在针对一些个性化车型的小批量生产时，上述模具落料方式显得不经济。

近年来，随着激光技术发展迅猛，激光的切割速度(现在厚度1.5mm以内钢板，采用4kW光纤激光发生器，切割速度可保证不低于20m/min)、光电转换效率(目前已经达到20％以上)不断提升；使得激光切割的成本已经达到了一个临界点，从而使激光切割应用于量产化汽车异形钣金落料加工成为可能。

据知，有国内外一些公司及科研单位陆续开始研究汽车板激光落料。例如，美国奥特迈提克公司公开中国专利CN102105256A提出了一种用于高速切削的渐进激光切料装置。该专利提出的装置中，每个门架上至少一个可移动激光头进行激光切割作业。然而，该方法在技术上尚存在诸多难点，比如，多台切割头同时作业，很难确保多台设备切割作业的切缝对接；板形走偏对切割形状的影响等。多台套激光切割器及切割单元的巨额配置及占地面积等也形成了高额的设备投资。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属板上下料及切割的方法及其系统，可有效地对切割废料处理提高材料使用效率，可进一步扩大生产加工范围，特别适用于提供小批量车型的生产以及新车型试制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种金属板上下料及切割的系统，其包括：组料小车、片料小车，共设于一导轨；切割工作单元，设置于所述导轨一侧，其包括两个平行布置的第一、第二移动快台及一台激光切割头；所述的两移动快台与导轨垂直布置，其上设切割位和待料位；所述的激光切割头通过其导轨横跨两个切割位；待料位对应组料小车、片料小车导轨一侧；搬运堆垛机器人，设置于所述切割工作单元与所述组料小车、片料小车导轨之间，机器人外部轴与小车导轨平行，并横跨所述切割工作单元两个移动快台待料位；废料输送装置，设置于切割工作单元两个切割位下。

进一步，所述的切割位上设可更换的衬板模，衬板模上对应片料及可回收废料的位置下设置支撑装置，其余位置为供落料的留空结构。

又，还包括一可回收废料小车，与所述的片料小车可同时驶入驶出。

再有，还包括至少一个以上的分段烟道，对应设置于切割工作单元两个切割位。

所述的废料输送装置包括设置于切割位下的废料溜槽及相应外送废料的废料输送带。

所述移动快台为单侧进料出料。

所述的激光切割头的运动机构为直角坐标机器人形式，可沿XYZ三个方向运动。

还设2D传感器，该2D传感器设于所述激光器切割头的运动机构上，2D传感器与激光切割控制器连接。2D传感器用于测量每组组料在所述两个移动快台切割位的位置，经控制器对测量数据进行处理运算，得到组料摆置位置的原点偏移与偏转角度，对切割路径进行自动修正。

本发明的一种金属板上下料及切割的方法，首先，对组料按片料形状进行排料，并由组料小车运输、堆垛；搬运堆垛机器人将堆垛位的组料搬运至第一移动快台待料位，再由第一移动快台将组料移动至切割位，组料在切割位由激光切割头根据预设定切割路径对组料进行切割成片料，与此同时，搬运堆垛机器人将组料搬运至第二移动快台待料位；第一移动快台上切割完成后激光切割头移动至第二移动快台切割位进行切割，与此同时，第一移动快台上切割后的片料被移动至待料位，再由搬运堆垛机器人搬运至片料小车外送、堆垛打包；如此循环，第一、第二移动快台交替移动组料、片料出入切割位，激光切割头在第一、第二移动快台切割位间移动完成组料切割；切除的废料由切割位下的废料输送装置移出切割工作单元。