一種板材等離子切割機床及板材等離子切割方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種板材等離子切割機床及板材等離子切割方法，本發(fā)明板材等離子切割機床的工作臺上方滑動設(shè)置有相機，相機的鏡頭正對工作臺，相機連接PLC控制器。本發(fā)明板材等離子切割方法，包括如下步驟：（1）將板材放置在工作臺上；（2）用相機拍攝板材上兩個定位孔，并計算板材的板材中心線相對于X向的偏移角度θ；（3）計算切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標；（4）切割板材。本發(fā)明通過相機拍攝板材上定位孔的位置，從而能以板材上的定位孔為定位點來確定切割的起始點和板材相對工作臺的偏角，使得等離子切割機切割不受板材的長度和寬度的尺寸誤差的影響，切割后的板材邊緣相對定位孔尺寸準確。
【專利說明】一種板材等離子切割機床及板材等離子切割方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板材切割機床及切割方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車縱梁是由鋼板沖壓成U型的型材，在沖壓時為保證鋼板兩側(cè)的翻邊尺寸相同，一般要在鋼板的中心線上設(shè)置多個定位孔，沖壓時通過在定位孔中插入定位銷將鋼板固定在工作臺上，鋼板在沖壓前，需要對鋼板的的邊緣進行切割處理，比如切角割圓弧等。 [0003]在對板材進行切割時，都是以板材的邊緣作為定位邊。這樣就造成切割后新的板材邊緣到定位孔的距離無法保證。在進行切割時，如果是以定位孔作為定位，需要人工加入定位銷。然后，將切割機床移動到定位銷上后，進行定位。定位孔一般為板材前端和板材后端各一個。碰到板材為11米的板材時，人工定位的時間非常長。在進行人工加入定位銷的定位時，定位銷經(jīng)過長時間的應用，容易松動，定位會出現(xiàn)較大的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的問題是:提供一種定位準確性高的板材等離子切割機床，還提供一種定位準確性高的板材等離子切割方法。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明板材等離子切割機床，包括工作臺、上下料機構(gòu)、等離子切割機、導軌和PLC控制器，等離子切割機連接PLC控制器，導軌設(shè)置在工作臺的一側(cè)，導軌的長度方向與工作臺的長度方向相，等離子切割機設(shè)置在導軌上，所述的工作臺上方滑動設(shè)置有相機，相機的鏡頭正對工作臺，相機連接PLC控制器。
[0006]為了筒化機床結(jié)構(gòu)，所述的相機固定在等離子切割機上。
[0007]為了便于獲取等離子切割機的運動距離，所述的等離子切割機和導軌之間設(shè)置有測量等離子切割機運動距離的編碼器。
[0008]為了便于上下料，所述的上下料機構(gòu)為自動上下料機構(gòu)。
[0009]本發(fā)明板材等離子切割方法，采用前述板材等離子切割機床，板材的長度方向的中心線上設(shè)置有多個定位孔，切割起始點相對于最近定位孔的相對坐標(a，b)，包括如下步驟:
(1)將板材放置在工作臺上，板材的長度方向大體在工作臺的長度方向上，設(shè)置工作臺的平面坐標系，工作臺的長度方向表示X向，工作臺的寬度方向表示Y向；
(2)用相機拍攝板材上的一個定位孔A，在X向上移動相機，移動距離為X，再用相機拍攝板材上的另一定位孔B，取定位孔A在所拍攝圖像中的坐標值、定位孔B在所拍攝圖像中的坐標值和X計算板材中心線相對于X向的偏移角度0 ；
(3)計算切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標；
(4)等離子切割機依據(jù)0、切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標值和設(shè)定的被切割形狀切割板材。
[0010]為了易于選定定位孔,所述的定位孔A為最左側(cè)定位孔,所述的定位孔B為最右側(cè)定位孔。
[0011]為了能夠快速獲得e值和切割起始點坐標，所述的步驟(2)中0的計算方法:
A Y=YX2-YX1
Tan ( 9 ) = A Y/( XX2+x- XXI)
0=arctan ( (YX2_YXl)/( XX2+x- XXI))；
所述的步驟(3)中切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標為(XC，YC), XC =Xl+b ? Cos ( 9 ) - a ? Sin ( 0 ) ；YC=Yl+b ? Sin ( 0 ) +a ? Cos ( 0 ) ； (XI，Yl)為切害I]起始點的最近定位孔的中心在工作臺的平面坐標系中的坐標，a表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度方向的相對差值，b表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度長度方向的相對差值。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明機床由于設(shè)置有相機，通過相機拍攝板材上定位孔的位置，從而能以板材上的定位孔為定位點來確定切割的起始點和板材相對工作臺的偏角，使得等離子切割機切割不受板材的長度和寬度的尺寸誤差的影響，切割后的板材邊緣相對定位孔尺寸準確。本發(fā)明切割方法依據(jù)相機拍攝的定位孔獲得數(shù)據(jù)和板材在工作臺的上位置，能準確的計算出切割的起始點的坐標和板材`相對工作臺的偏角，從而使得等離子切割機能準確的切割板材，切割后的板材邊緣相對定位孔尺寸準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的切割機的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的板材在工作臺的俯視圖，圖中的兩雙點劃線框為相機的取景框，除X外，其它標注為相機坐系的坐標值；` 圖3是本發(fā)明的板材在工作臺的俯視圖，標注為工作臺平面坐標系的坐標值和以板材的長寬為兩軸的平面坐標值；
圖中:1、地基，2、自動上下料機構(gòu)，3、PLC控制器，4、等離子切割機，5、工作臺，6、導軌，
7、相機，8、板材。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示的一種板材自動定位切割機床，包括工作臺5、導軌6、上下料機構(gòu)、等離子切割機4和PLC控制器3，等離子切割機4連接PLC控制器3，導軌6設(shè)置在工作臺5的一側(cè)，導軌6的長度方向與工作臺5的長度方向相，等離子切割機4設(shè)置在導軌上6，工作臺5的上方滑動設(shè)置有相機7，為了節(jié)省導軌，相機7可直接通過一根橫梁固定在等離子切割機4，相機7的鏡頭正對工作臺5，相機7連接PLC控制器3。工作臺5設(shè)置在地基I上。
[0015]等離子切割機4和導軌6之間設(shè)置有等離子切割機4的運動距離的編碼器。也可采用其它方法測量。上下料機構(gòu)最好采用自動上下料機構(gòu)2。
[0016]上述切割機床在切割板材時，采用下述方法:已知條件，如圖2和圖3所示，板材8的長度方向的中心線上設(shè)置有多個定位孔，切割起始點相對于最近定位孔的相對位置(a, b)，a表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度方向的相對差值，b表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度長度方向的相對差值。
[0017]本切割方法包括如下步驟:(1)將板材8放置在工作臺5上，板材8的長度方向大體在工作臺的長度方向上，設(shè)置工作臺5的平面坐標系，工作臺的長度方向表示X向，工作臺的寬度方向表示Y向；
(2)用相機7拍攝板材8上的最左側(cè)的定位孔A，在X向上移動相機7，移動距離為X，再用相機7拍攝板材上的最右側(cè)的定位孔B,取定位孔A在所拍攝圖像中的坐標值(XXI,YXl )、定位孔B在所拍攝圖像中的坐標值(XX2，YX2)和x計算板材中心線相對于X向的偏移角度9 ;
0的計算方法:
A Y=YX2-YX1
Tan ( 9 ) = A Y/( XX2+x- XXI)
θ=arctan ((YX2_YXl)/( XX2+x- XXI))
這個e角就是板材8相對工作臺5的傾斜度。
[0018](3)計算切割起始點C在工作臺的平面坐標系上的坐標(XC，YC)；
坐標(XC，YC)計算方法1:
XC = Xl+b ? Cos (0)- a ? Sin ( 0 )
YC=YI+b ? Sin ( 0 ) +a ? Cos ( 0 )
(XI，Yl)為切割起始點的最近定位孔的中心在工作臺的平面坐標系中的坐標。
[0019]為了便于計算相機的坐標值、工作臺的平面坐標值以及a、b都采用同一長度單位，這樣可以直接計算，不需要單位換算。
[0020]上述0、(XC，YC)的計算為精確計算，也可以利用上述已知條件采用簡便的近似計算。
[0021](4)等離子切割機依據(jù)0、切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標值和設(shè)定的被切割形狀切割板材。
【權(quán)利要求】
1.一種板材等離子切割機床，包括工作臺、上下料機構(gòu)、等離子切割機、導軌和PLC控制器，等離子切割機連接PLC控制器，導軌設(shè)置在工作臺的一側(cè)，導軌的長度方向與工作臺的長度方向相，等離子切割機設(shè)置在導軌上，其特征在于:所述的工作臺上方滑動設(shè)置有相機，相機的鏡頭正對工作臺，相機連接PLC控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板材等離子切割機床，其特征在于:所述的相機固定在等離子切割機上。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板材等離子切割機床，其特征在于:所述的等離子切割機和導軌之間設(shè)置有測量等離子切割機運動距離的編碼器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的板材等離子切割機床，其特征在于:所述的上下料機構(gòu)為自動上下料機構(gòu)。
5.一種采用權(quán)利要求1或2或3所述板材等離子切割機床的板材等離子切割方法，板材的長度方向的中心線上設(shè)置有多個定位孔，切割起始點相對于最近定位孔的相對坐標(a，b)，其特征在于:包括如下步驟: (1)將板材放置在工作臺上，板材的長度方向大體在工作臺的長度方向上，設(shè)置工作臺的平面坐標系，工作臺的長度方向表示X向，工作臺的寬度方向表示Y向； (2)用相機拍攝板材上的一個定位孔A，在X向上移動相機，移動距離為X，再用相機拍攝板材上的另一定位孔B，取定位孔A在所拍攝圖像中的坐標值、定位孔B在所拍攝圖像中的坐標值和X計算板材中心線相對于X向的偏移角度0 ； (3)計算切割起始點在工作臺 的平面坐標系上的坐標； (4)等離子切割機依據(jù)0、切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標值和設(shè)定的被切割形狀切割板材。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板材等離子切割方法，其特征在于:所述的定位孔A為最左側(cè)定位孔，所述的定位孔B為最右側(cè)定位孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板材等離子切割方法，其特征在于:所述的步驟(2)中0的計算方法:
A Y=YX2-YX1
Tan ( 9 ) = A Y/( XX2+x- XXI) . 0 =arctan ((YX2_YXl)/( XX2+x- XXI))； 所述的步驟(3)中切割起始點在工作臺的平面坐標系上的坐標為(XC，YC), XC =Xl+b ? Cos ( 9 ) - a ? Sin ( 0 ) ；YC=Yl+b ? Sin ( 0 ) +a ? Cos ( 0 ) ； (XI，Yl)為切害I]起始點的最近定位孔的中心在工作臺的平面坐標系中的坐標，a表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度方向的相對差值，b表示切割起始點相對于最近定位孔在板材寬度長度方向的相對差值。
【文檔編號】B23K10/00GK103769733SQ201410039124
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】扈海洲, 李秀麗, 王合平, 孫帥, 閆思祥 申請人:山東拓維數(shù)控設(shè)備有限公司