[发明专利]一种型材切割的定长方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种型材切割的定长方法，用于自动切割型材，属于自动加工装备技术领域。

背景技术

型材是船体的重要构件，在装配之前需经定长切割和流水孔切割。流水孔包括圆孔、椭圆孔、腰形孔等。型材切割的精度直接影响造船的精度，而建造LNG船对型材的切割精度有更高的要求。

型材的自动切割可以把型材放在切割台上，由数控切割机来自动切割。此方法适合用火焰加氧气的平面切割，若用等离子切割和进行立体切割时，大面积的消烟除尘设施，会大幅增加设备制造成本。

造船系统型材的自动切割，大多放在流水线上进行定点切割。通过建造封闭的切割房，把切割产生的烟尘从切割房中抽吸出去，通过消烟除尘，达标后再排放。

在流水线上切割型材，经典的定长方法是用一个数字式伺服电机驱动小车，小车上装备液压夹紧器，用液压夹紧器“咬住”型材，小车定长直线驱动，带动型材定长移动，此方法用在单一类型型材切割中是非常成功的，例如用在钢管割断中，小车上的液压夹紧器咬住管端的上部管壁推送钢管，如钢管规格变化，液压夹紧器作相应的上升下降，都能自动咬住管壁。

如需要在同一流水线上切割多种型材，液压夹紧器如何寻找夹紧点成为应用中的难题。造船中常用的型材有扁钢、球扁钢、等边角钢、不等边角钢、T型钢等，每种型材的尺寸规格有几十种，液压夹紧器自动寻找夹紧点确非易事。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种型材切割的定长方法，能适应各类型材及型材规格尺寸的变化，切割质量好，定长精度高，自动化程度高。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种型材切割的定长方法，用于型材切割流水线上，其特征在于：型材切割流水线包括贮料架，贮料架安装在输送辊道的一侧；定长小车的传感器安装在一组直线导轨上；采用自主发明的组合式定位传感装置；传感器挡板可沿该直线滑轨上下升降，油缸提升传感器到设定高度；型材切割的定长方法由以下4个步骤组成：

步骤1：将待切割的型材放置在流水线的贮料架上，开始工作时，贮料架下的横向输送杆抬起，把型材从贮料架推送到输送辊道上；

步骤2：输送辊道在驱动装置的驱动下将型材向前推送；

步骤3：定长小车的传感器沿直线滑轨下降至正好挡住型材的高度，拦在输送辊道上方；型材前端撞到传感器挡板，挡板上的组合传感器中多联接近开关就会发出到位信号，同时其中位移传感器提供精确位移量，所有信号通过电缆传至控制器。通过控制器中对此复合信号的综合处理给切割机器人提供准确的定位信息,同时系统发出信号给夹紧油缸，两个夹紧油缸顶出，把型材夹紧，输送辊道停止输送；

步骤4：机器人按定长小车组合传感器发来的位置信息作为X轴的定长基准，机器人自带的激光测距仪测出型材的边作为Y轴的定长基准，激光测距仪测出型材的待切割面与割炬的距离作为Z轴的定长基准，机器人以X轴、Y轴、Z轴的三个基准点，按顺序对型材进行切割；

按机器人的工作范围定义作业区，定长小车在型材被夹紧后，自动后退一个作业区，油缸提升传感器；待机器人切割完一个作业区，夹紧油缸松开，输送辊道重启，重复步骤2～步骤4，机器人对下一个作业区进行切割；一个一个作业区切下去，直至切完整根型材。

优选地，所述步骤1中，输送辊道由等间距设置的辊子组成，辊子在电机和减速器的驱动下运转，将待切割型材向前推送。

优选地，所述步骤2中，定长小车的导轨由矩形钢管加工而成，在矩形钢管的上平面上和左侧面上分别安装一组直线导轨，矩形钢管的上平面上还安装齿条。

优选地，所述机器人对每个作业区切割前都要重新测量出X轴、Y轴、Z轴三个基准点。

本发明提供的型材切割的定长方法釆用辊道自动输送型材，切割前两个油缸夹紧型材；定长小车上安装接触传感器，型材碰撞接触传感器后反馈小车位置尺寸；机器人携带激光测距仪测出型钢的边和高度，并用夹持的等离子割炬实现全位置立体切割。

相比现有技术，本发明提供的型材切割的定长方法的有益效果是：

1、机器人每更换一个作业区，都要重新测量并更新X、Y、Z坐标基准，这样每个作业区的坐标基准是现场即时测得的，也是最正确、可靠的，即使型材有侧弯或扭曲现象，通过动态修正补偿也可使切割误差最小化；

2、机器人的切割作业区在两油缸夹紧点之间，切割产生的热变形被二个夹紧点约束，不会引起作业区坐标基准的位移；

3、机器人在作业区内可进行立体、全位置切割，如球扁钢的倾斜面等；