CN106715037B - 带有原位测量和分拣的激光切管机 - Google Patents

带有原位测量和分拣的激光切管机 Download PDF

Info

Publication number
CN106715037B
CN106715037B CN201580049975.6A CN201580049975A CN106715037B CN 106715037 B CN106715037 B CN 106715037B CN 201580049975 A CN201580049975 A CN 201580049975A CN 106715037 B CN106715037 B CN 106715037B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutting
pipe
sensor
station
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201580049975.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106715037A (zh
Inventor
A.洪格尔
A.菲利普
O.巴塔查亚
K.斯塔西
G.诺沃比尔斯基
K.什塞帕尼克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microlution Inc
Original Assignee
Microlution Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microlution Inc filed Critical Microlution Inc
Publication of CN106715037A publication Critical patent/CN106715037A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106715037B publication Critical patent/CN106715037B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823Devices involving rotation of the workpiece
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/82Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/86Stents in a form characterised by the wire-like elements; Stents in the form characterised by a net-like or mesh-like structure
    • A61F2/90Stents in a form characterised by the wire-like elements; Stents in the form characterised by a net-like or mesh-like structure characterised by a net-like or mesh-like structure
    • A61F2/91Stents in a form characterised by the wire-like elements; Stents in the form characterised by a net-like or mesh-like structure characterised by a net-like or mesh-like structure made from perforated sheet material or tubes, e.g. perforated by laser cuts or etched holes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2240/00Manufacturing or designing of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06Tubes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Sawing (AREA)

Abstract

一种激光切管机被公开。所述激光切管机可以包括处理工位、保持及定位工位、至少一个组合式测量及激光切割工位以及流出物处理工位,原料在所述处理工位处进入机器;所述保持及定位工位被构造成保持并定位原料;所述至少一个组合式测量及激光切割工位包括激光器和至少一个传感器,该至少一个传感器被构造成在切割之前且在切割之后测量管的各个方面;已切割材料在所述流出处理工位处离开机器。

Description

带有原位测量和分拣的激光切管机
相关申请的交叉引用
本申请是要求享有2014年7月16日提交的、序列号为62/025,181的美国临时申请的优先权的非临时申请,该美国临时申请的全部内容通过引用被合并到本文中。
背景技术
机床用于通过使用各种工具(例如,切割工具、电极或激光器)的切割工艺来加工零件。机床可以被手动地操作、被机械地自动操作或者经由计算机数字控制(CNC)被数字化地自动操作。一种类型的机床是用于地切割小尺寸的长且细的管的切管机。
制造用于生物医学应用(例如,标记带(marker band)和支架应用)的管要求严格的工艺质量,例如,包括进料质量,诸如,未加工管的直径、未加工管的壁厚等;并且包括制成零件的尺寸,诸如,已切割管的直径、已切割管的壁厚和已切割管的长度。
一般而言,未加工管是易碎的(因为其形状通常是长且细的)并且能够在将管装载到切割机的操作过程期间以及在切割机内的进料机构中被损坏。作为结果,在未加工管被装载到机器之前测量未加工管的质量不足以确保整体质量。通常期望刚好在切割工艺之前验证未加工管的质量以便确保在切割工艺的上游没有发生损坏。然而,如果不能以这种方式测量未加工管的质量,那么必须在切割工艺的下游测量制成零件。
另外,制成(已切割的)零件一般而言是小的(例如,具有通常在0.010英寸和0.250英寸之间的直径以及粗略地为1:1的长度—直径比)并且因此这些零件趋于难以被处理。作为结果,在切割工艺已经进行之后通过测量来验证制成零件的质量是具有挑战性的。
用在切管***中的老一代的激光器产生粗糙的切割边缘,使得在切割期间或在切割之后立刻进行检查是不切实际的。替代地,在可以获取测量值之前首先需要清理(去毛刺、滚磨、冲洗等)已切割段。用在切管***中的最新一代的激光器产生干净的切割边缘,使得在切割期间或在切割之后立刻进行检查是切实可行的。
发明内容
本文中公开了包括用于执行小尺寸的管切割应用的机器的***的实施例。所述机器是执行多个步骤以便切割并测量小的管的单个集成机器。所述机器提供了高生产率、高精度性能以用于形成和测量小的管。
在一个实施例中,一种组合式激光切割及测量工位被公开。该工位可以包括激光器、第一传感器、第二传感器和第三传感器,所述激光器被构造成对管进行切割;所述第一传感器被构造成在下列任一时刻获取所述切割及测量工位中的管的第一测量值:i)刚好在管被切割之前,ii)在管被切割期间,或者iii)刚好在管被切割之后;所述第二传感器被构造成在下列任一时刻获取所述切割及测量切割工位中的管的第二测量值:i)刚好在管被切割之前,ii)在管被切割期间,或者iii)刚好在管被切割之后;并且所述第三传感器被构造成在下列任一时刻获取所述切割及测量工位中的管的第三测量值:i)刚好在管被切割之前,ii)在管被切割期间,或者iii)刚好在管被切割之后。
在另一实施例中,一种切管机被公开。所述机器可以包括处理工位,原料在所述处理工位处进入所述机器。所述处理工位可以包括用于将原料装载到所述机器中的机器人***。所述机器还可以包括保持及定位工位、至少一个组合式测量及激光切割工位以及流出物处理工位,所述保持及定位工位被构造成保持并定位所述原料;所述至少一个组合式测量及激光切割工位包括激光器和至少一个传感器,该至少一个传感器被构造成刚好在切割之前、在切割期间以及刚好在切割之后获取所述管的至少一个测量值;已切割材料在所述流出物处理工位处离开所述机器。
在另一实施例中,一种方法被公开。所述方法可以包括:恰好在切割工艺之前确定未加工管的未切割端的位置(M1),恰好在切割工艺之后确定未加工管的已切割端的位置(M2),以及计算M1减去M2减去切口宽度以便确定管段的切割长度。
通过阅读下面的具体实施方式并在适当的时候参考附图,这些及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员而言将变得明显。
附图说明
在本文中参考附图描述了本发明的示例性实施例,在附图中:
图1是根据实施例的在围罩内的示例切管机的透视图;
图2是根据实施例的在围罩内的示例切管机的前视图;
图3是根据实施例的在围罩内的示例切管机的俯视图;
图4A是根据实施例的切管机的各部分的透视图;
图4B是根据实施例的切管机的各部分的放大透视图;
图4C是根据实施例的切管机的各部分的进一步放大的透视图;
图5A是根据实施例的切管机的各部分的另一透视图;
图5B是根据实施例的切管机的各部分的放大透视图;
图5C是根据实施例的切管机的各部分的进一步放大的透视图;
图6是根据实施例的计算装置的框图;
图7示出了根据实施例的示例方法的流程图。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中,对附图进行参考,所述附图形成本文的一部分。在附图中,除非上下文另有规定,相同的附图标记通常指示相同的部件。在具体实施方式、附图以及权利要求中所描述的说明性实施方式不意味是限制性的。在不偏离本文所呈现的主题的范围的情况下,可以采用其他实施方式并且可以做出其他改变。将易于理解的是,如在本文中大体描述的并且在附图中示出的本公开的方面能够以多种多样的不同的构造进行设置、替换、组合、分离和设计,所有这些构造在本文中被明确地构想。
本申请一般地涉及机床,并且更具体地涉及被构造成执行小尺寸、高精度加工操作的机床。在本申请的一个实施例中,所述机床是切管机,所述切管机被构造成精确地切割管材,无论是将管材切割成短的区段还是切割成特殊的形状。这样的机器可以被设计成执行用于多种不同应用的管切割操作,例如用于具有大约0.010英寸的直径至大约0.250英寸的直径的大小的管,要求对制成零件进行尺寸测量和验证的管切割应用以及要求非常精细的切割质量(切割之后的边缘质量、表面粗糙度、管的圆柱度等)的管切割应用。这些应用中的一个示例(在该示例中可以使用本申请的机器)是在生物医药应用中,例如用于切割心脏导管标记带和心脏支架。然而,应理解的是,本申请的机器还可以被用于另外的管的大小并且被用于除本文中描述的应用之外的其他应用。
图1示出了在围罩内的示例切管机100的透视图;图2示出了示例切管机100的前视图;并且图3示出了示例切管机100的俯视图。如在这些附图中示出的,所述机器可以包括组合式激光切割及零件测量***104、用户接口装置102以及机器部件区域106,用户接口装置102有助于激光切割及零件测量***的操作和控制,机器部件区域106用于收容操作并辅助激光切割及零件测量***的各种***,例如电源***、零件收集***、部件冷却***以及其他***。流入物***或进料器也可以被固定到所述机器。进料器可以包括一个或多个处理工位401,原料(例如,未切割的未加工管)在一个或多个处理工位401处进入所述机器。
如所示,用户接口装置102可以安装在支座上,用户接口装置102可以包括有助于激光切割及零件测量***的操作和控制的各种用户接口部件。此类用户接口部件(关于图6在本文中进一步描述)可以包括一个或多个计算装置(例如微控制器或专用处理器)、图形化用户界面、个人计算机和/或平板电脑。这些计算设备可以被构造成执行使激光切割及部件测量***的各种部件以这样的方式操作的程序指令:以便执行期望的材料处理和切割操作。所述计算设备还可以被构造成收集并且存储由各种传感器收集的测量数据,并且使用该数据以便影响***中的其他装置的行为。
例如,用户接口装置102可以被构造成接收来自用户的输入并且响应于该输入而控制组合式激光切割及零件测量***104的各种部件。并且,在组合式激光切割及零件测量***内的部件可以基于在用户接口处提供的输入来接收控制信号。然而,也可以采用其他方式来操作和控制组合式激光切割及零件测量***104。
所述机器可以包括***罩/覆盖。所述围罩可以例如由金属制成,但是应理解的是可以使用其他适合的材料。所述围罩可以有助于防止外物进入机构并使零件移动,并且有助于保护机器的操作者免受伤害。在激光***的情况中,所述围罩还被用于确保激光光线不会漏出并且不对机器外的任意事物造成潜在损伤。
图4A-C和图5-A-C示出了示例切管机100的示例激光切割及零件测量***104的透视图。将关于这些附图进一步参考激光切割及部件测量***104。如贯穿这些附图所示的,激光切割及零件测量***可以设置在花岗岩基底上。如所提到的,未加工管的直径可以在大约0.010英寸和大约0.250英寸之间,并且该未加工管的长度可以在大约2英尺和大约6英尺之间。该管可以例如由铂合金制成。在其他实施例中,该管可以由镍-钛合金制成。然而,这些仅仅是示例材料,并且可以使用各种其他材料。
进料器还可以包括原料队列以保持一定数量的未加工(未切割)的管。所述队列可以有能力保持多个管,例如100个管。然而,在其他实施例中,所述队列可以有能力保持不同数量的管。此外,可以使用机器人***来将原料从队列装载到零件保持及定位***中。该机器人***可以包括一对抓持件或指状件,该对抓持件或指状件能够从所述队列拾起单个管并且将其进料到零件保持及定位***中。
所述切管机还可以包括零件保持及定位***。零件保持及定位***也可以被固定到基底并且可以包括主轴和一个或多个线性轴,所述主轴用于使零件旋转,所述一个或多个线性轴用于使管定位在激光切割头的下面。所述主轴被构造成保持一段管并且使该管旋转。
在操作中,操作者将未加工管坯装载到所述机器的材料流入物***401中的进料器队列中。材料流入物***采用机器人的方式将未加工管从队列中拾起并且将该管进料到零件保持及定位***中。零件保持及定位***接受来自流入物***的未加工管并且使该未加工管移动到组合式切割及测量区中,该组合式切割及测量区在图4B-C和图5B-C中被更充分地示出。现在来看图4B和图4C,这些附图示出了组合式激光切割及零件测量***104的放大视图。组合式激光切割及零件测量***104可以包括主轴404,主轴404被示出为保持管402。***104还可以包括激光切割头406以及一个或多个传感器409,该一个或多个传感器409可以获取各种测量值。此类测量值包括但不限于管的外直径、壁厚、内直径以及切割长度。激光器可以是超短脉冲装置,例如飞秒脉冲激光器,但是也可以使用其他激光器。激光头406可以联接到Z-工作台408,Z-工作台408相对于其他传感器竖直地移动。如图4B-C和图5B-C所示,在激光头406的下方形成激光切割区。传感器被定位成使得它们在激光切割区中测量管402,这能够实现原位测量能力。可以使用各种传感器,例如包括激光测微计传感器、相机、激光位移传感器等。在一个实施例中,使用三个传感器,例如两个激光测微计和一个相机。然而,在另一实施例中,使用总共两个传感器,即一个激光测微计和一个相机,其中,该激光测微计传感器包含两个独立的传感器测量值。
零件保持及定位***和切割及测量区被构造成使得能够实现适当的切割及测量过程。如此,管402被装载到主轴404中,主轴404能够使管绕该管的长轴线旋转。主轴404被安装到线性定位工作台405上,线性定位工作台405能够使主轴(该主轴保持管)沿该主轴的轴线移动。线性定位工作台可以被称为X-工作台。可以存在其他定位工作台以便提供其他运动能力。主轴404和X-工作台405能够使管沿该管的轴线移动到测量及切割区中,并且使该管在测量及切割区内旋转。激光切割头406可以被安装到另一线性定位工作台408,线性定位工作台408能够使激光器在下述方向上移动,所述方向沿着激光束并且与管呈径向(垂直于管的轴线)。这个第二线性定位工作台408可以被称为Z-工作台。因此,Z-工作台能够使激光器的激光焦点相对于主轴和管的中心线移动。这允许取决于管的直径而对激光器的焦点进行调整并且使激光器的焦点置于该管的外表面上。
测量及切割区内的测量装置可以被安装成使得它们相对于X-工作台、Z-工作台以及任意其他工作台静止或者使得它们附接到所述工作台并且因此与这些工作台一起移动。例如,如图4B-C和图5B-C所示,可以用于测量管的壁厚的相机410可以被安装到平台412。以此方式,该相机将被定位成使得相机能够取决于管的直径而观测管的壁厚。类似地,管的长度和外直径测量传感器可以被安装到机器基底并且不与任何所述工作台一起移动。以此方式,这些传感器将不会受到X-工作台或Z-工作台的运动的影响。
流出物***也可以被固定到基底,所述流出物***可以包括一个或多个处理工位,制成件(已切割的管)在所述一个或多个处理工位处离开所述***。所述处理工位可以包括机器人式零件捕获器和分拣器,例如以便利用测量数据来分拣已切割的零件。利用该测量数据,可以在切割之后立即对制成零件进行分拣。例如,可以利用该测量数据将零件分拣成两类,每一类具有其自己的箱或托盘,机器人式零件捕获器和分拣器可以取决于其从测量传感器接收的信号而自动地将已切割的管进料到适合的箱或托盘中。
所述机器还可以包括碎屑(废料)管理***,该碎屑管理***在切割区中去除切割碎屑并且使测量传感器保持清洁。在一个实施例中,碎屑去除***包括经特殊设计的碎屑挡罩413,碎屑挡罩413在切割区周围建立了包围罩以防止碎屑移动到该包围罩外。挡罩413可以由金属、塑料或一些其他材料制成。挡罩413还可以包括最少数量的开口或槽,从而允许激光切割头和测量传感器执行它们相应任务所需的通道,但是阻隔切割区周围的所有其他区域。
在一个实施例中,碎屑管理***还可以包括真空连接件414,真空连接件414被构造成将碎屑运输到碎屑管理***外并且将碎屑运输到一些适合的收集***中。真空件414连接到碎屑挡罩413并且还可以提供空气流,该空气流趋向于通过挡罩413中的开口从挡罩的外侧朝着挡罩的内侧移动。在这个实施例中,真空件414和相关联的空气流将防止测量传感器被碎屑污染,因为只有无碎屑的环境空气将在其朝着碎屑挡罩中的开口的路径上流动经过传感器并且最终流动到真空连接件和收集***。在其他实施例中,碎屑挡罩也可以采用其他构造。
所述机器还可以包括其他装置(例如,气刀)以便保护测量传感器免于碎屑。在一个实施例中,碎屑管理***可以包括气刀以便在相机镜头前方提供空气屏障。在一个实施例中,可以存在L.E.D环形灯以便提供用于相机拍摄图像的光线。也可以存在其他装置。
图6是根据示例实施例的计算装置600的框图。例如,计算装置600可以包括用户接口。计算装置600能够包括用户接口模块601、通信接口模块602、一个或多个处理器603以及数据存储器604,所有这些部件能够经由***总线、网络或其他连接机构605连结到一起。
用户接口模块601能够是可操作的以便将数据发送到外部用户输入/输出装置和/或从外部用户输入/输出装置接收数据。例如,用户接口模块601能够被构造成将数据发送到用户输入装置或从用户输入装置接收数据,例如键盘、小键盘、触摸屏、计算机鼠标、跟踪球、操纵杆和/或其他目前已知的或后续开发的类似装置。用户接口模块601还能够被构造成向用户显示装置提供输出,例如一个或多个阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、使用数字光处理(DLP)技术的显示器、打印机、灯泡和/或目前已知的或后续开发的其他类似装置。用户接口模块601还能够被构造成产生(多个)声音输出,例如扬声器、扬声器插口、音频输出端口、音频输出装置、耳机和/或目前已知的或后续开发的其他类似装置。用户接口模块601可以被用于输入数据以用于与本文中公开的方法和***一起使用。
网络通信接口模块602能够包括被构造成经由网络进行通信的一个或多个无线接口606和/或有线接口608。无线接口606能够包括一个或多个无线收发器,例如蓝牙收发器、Wi-Fi收发器或其他无线收发器。有线接口608能够包括一个或多个有线收发器,例如以太网收发器、通用串行总线(USB)收发器或者能够被构造成经由线材、双绞线、同轴线缆、光链路、光纤链路或连至有线网络的其他物理连接件进行通信的类似的收发器。
一个或多个处理器603能够包括一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(例如,数字信号处理器、专用集成电路等)。一个或多个处理器603能够被构造成执行包含在数据存储器604中的计算机可读程序指令610和/或本文中描述的其他指令。
数据存储器604能够包括一个或多个计算机可读存储介质,该一个或多个计算机可读存储介质能够由处理器603中的至少一个读取或访问。该一个或多个计算机可读存储介质能够包括易失性和/或非易失性存储部件(例如光学的、磁性的、有机的或其他的内存或磁盘存储器),其能够整体地或部分地与一个或多个处理器603中的至少一个集成。在一些实施例中,数据存储器604能够使用单个物理装置而实施(例如,一个光学的、磁性的、有机的或其他的内存或磁盘存储器单元),而在其他实施例中,数据存储器604能够使用两个或更多个物理装置而实施。
与数据存储器604相关联的计算机可读存储介质和/或本文中描述的其他计算机可读介质还能够包括非暂时性计算机可读介质,例如在短时间段内存储数据的计算机可读介质,类似于寄存器式内存、处理器缓存以及随机存取存储器(RAM)。与数据存储器604相关联的计算机可读存储介质和/或本文中描述的其他计算机可读介质还能够包括在长时间段内存储程序代码和/或数据的非暂时性计算机可读介质,例如,二级存储器或永久长期存储器,例如,类似于只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、紧凑型光盘只读存储器(CD-ROM)。与数据存储器604相关联的计算机可读存储介质和/或本文中描述的其他计算机可读介质还能够是任意其他易失性或非易失性存储***。与数据存储器604相关联的计算机可读存储介质和/或本文中描述的其他计算机可读介质能够被视为例如计算机可读存储介质或有形存储装置。
数据存储器604能够包括计算机可读程序指令610以及可能的额外数据。在一些实施例中,数据存储器604能够额外地包括执行本文中描述的技术、方法的至少一部分和/或本文中描述的装置和网络的功能的至少一部分所需的存储器。
转至根据一个实施例的切管机的示例操作,未加工管进入切割及测量区并且由传感器409获取管直径、壁厚、管端位置的测量值和/或其他测量值。所述测量值可以正好在切割之前(或者在切割之前的大约三秒(或更少)内)被获取。然后开始切割工艺。激光切割与零件保持及定位***协同工作以便执行期望的切割操作并且产生期望的切割几何形状。在切割工艺期间,碎屑管理***进行操作以便将废料从切割及测量区中去除并且保护测量传感器免受碎屑污染。
可以在切割工艺期间获取各种测量值以及在切割工艺之后立刻(例如,在3秒内)获取各种测量值以便采集额外数据。由传感器409获取管直径、壁厚、管端位置、管长度的测量值以及其他测量值。
在一个示例中,传感器包括测量功能以便确定管段的切割长度。首先,传感器(例如激光测微计或如可以适于该任务的其他传感器)刚好在切割工艺之前或者在切割工艺之前的例如三秒内确定未加工管的未切割端的位置(M1)。接下来,进行切割工艺并且已切割的管段从切割区脱离。接下来,传感器恰好/刚好在切割工艺之后(或在管段脱离之后的3秒内)确定未加工管的已切割端的位置(M2)。所述管段的切割长度等于第一测量值(被称为M1)减去第二测量值(被称为M2)减去“切口”宽度。所述“切口”是本领域的术语并且是由切割工艺去除的材料的宽度,该宽度等于“锯片的宽度”。切口宽度值能够被精确地确定并且是可复现的值,所以这个过程能够高精度地确定管段的切割长度。
制成件落入材料流出物***中。材料流出物***利用来自测量传感器的数据以便确定所述件是否是可接受的。所述件被分拣到各种箱或容器中。
随后,零件保持及定位***重置,并且该过程再次随着未加工管的另一部分开始,重复该过程直到整个管已经被处理。在整个管已经被处理之后,该工序随着新的未加工管重新开始。重复该过程直到队列变空,并且当操作者将更多的未加工管坯装载到队列区域中时重新开始所述工序。
为了进一步说明上述示例功能,图7示出了示例方法700的流程图,该流程图描述了根据本公开的示例实施例的切管机的示例功能。示例方法700可以包括如框701、702和/或703中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作,这些操作、功能或动作中的每一个可以由借助图1、图2、图3、图4A-C、图5A-C和图6描述的任意***来实施;然而,可以使用其他构造。
此外,本领域技术人员将理解的是,本文中描述的流程图示出了本公开的特定实施方式的功能和操作。就这一点而言,流程图的每个框可以表示模块、段或程序代码的一部分,其包括能够被处理器(例如,计算装置600的一个或多个处理器603)执行的一个或多个指令以用于实施该过程中的特定逻辑功能或步骤。程序代码可以被存储在任何类型的计算机可读媒介上,例如,诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储装置(例如,数据存储器604)。另外,每个框可以表示被布线以便执行该过程中的具体逻辑功能的电路。替代的实施方式包括在本申请的示例实施方式的范围内,在替代的实施方式中,如本领域一般技术人员将理解的,取决于所涉及的功能,可以跳出所示出的或所讨论的顺序来执行功能,包括基本上同时执行或以相反的顺序执行。
方法700在框701处开始,在这里,传感器(例如激光测微计)刚好在切割工艺之前确定未加工管的未切割端的位置。该位置可以被称为“M1”。在框702处继续,传感器刚好在切割工艺之后确定未加工管的已切割端的位置。在一个实施方式中,该传感器与在框701处实施确定操作的传感器相同;然而,在另一实施例中,该传感器是不同的传感器。在任意情况中,该位置可以被称为“M2”。并且在框703处继续,计算装置通过计算M1减去M2减去已知的切口宽度来计算管的切割长度。切口宽度由测量值(例如,传感器中的一个测量切口宽度)确定或者切口宽度被输入到计算装置中。
本公开不限于本申请中描述的特定实施方式,这些实施方式旨在作为对各方面的说明。如对于本领域技术人员而言将明显的,在不偏离本公开的精神和范围的情况下能够做出许多修改和改变。除了在本文中列举的方法和设备以外,通过前述描述,在本公开的范围内的功能上等同的方法和设备对于本领域技术人员而言将是明显的。此类修改和改变旨在落入所附权利要求的范围内。
上面的具体实施方式参考附图描述了所公开的***、装置和方法的各种特征和功能。在附图中,除非上下文另有说明,相同的附图标记通常表示相同的部件。在本文中和附图中描述的示例实施方式不意味着是限制性的。在不偏离本文所呈现的主题的精神或范围的情况下,能够采用其他实施方式并且能够做出其他改变。将易于理解的是,如在本文中大体描述的并且在附图中示出的本公开的方面能够以各种各样不同的构造进行设置、替换、组合、分离和设计,所有这些构造在本文中被明确地构想。
附图中所示的具体设置不应被视为限制性的。应理解的是,其他实施方式能够包括或多或少的在给定附图中示出的每个元素。另外,图示的元素中的一些能够被组合或被省略。此外,示例实施方式能够包括附图中没有示出的元素。

Claims (16)

1.一种组合式激光切割及测量工位,包括:
激光器,所述激光器被构造成对管进行切割;
第一传感器,所述第一传感器被构造成在以下任一时刻获取所述切割及测量工位中的所述管的第一测量值:i)刚好在所述管被切割之前;ii)在所述管被切割期间;iii)刚好在所述管被切割之后;
第二传感器,所述第二传感器被构造成在以下任一时刻获取所述切割及测量切割工位中的所述管的第二测量值:i)刚好在所述管被切割之前;ii)在所述管被切割期间;iii)刚好在所述管被切割之后;
第三传感器,所述第三传感器被构造成在以下任一时刻获取所述切割及测量工位中的所述管的第三测量值:i)刚好在所述管被切割之前;ii)在所述管被切割期间;iii)刚好在所述管被切割之后,其中,所述第一测量值是所述管的长度,所述第二测量值是所述管的外直径,以及所述第三测量值是所述管的壁厚。
2.如权利要求1所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述第一和第二传感器是激光测微计传感器并且所述第三传感器是相机。
3.如权利要求1所述的组合式激光切割及测量工位,进一步包括碎屑管理***,所述碎屑管理***被构造成维持所述传感器的清洁并且从所述工位中去除切割碎屑。
4.如权利要求3所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述碎屑管理***包括真空连接件。
5.如权利要求3所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述碎屑管理***进一步包括相机镜头碎屑控制***。
6.如权利要求1所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述激光器是超短脉冲激光器或飞秒激光器。
7.如权利要求1所述的组合式激光切割及测量工位,进一步包括与所述激光切割及测量工位通信的计算装置,所述计算装置被构造成收集并存储由所述第一、第二和第三传感器收集的测量数据。
8.如权利要求7所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述工位连接到零件捕获器,所述零件捕获器被构造成利用所述测量数据来捕获并分拣已切割的零件。
9.如权利要求1所述的组合式激光切割及测量工位,其中,所述第一传感器和所述第三传感器是相同的传感器。
10.一种切管机,包括:
处理工位,原料在所述处理工位处进入机器,所述处理工位包括用于将所述原料装载到所述机器中的机器人***;
保持及定位工位,所述保持及定位工位被构造成保持并定位所述原料;
至少一个组合式测量及激光切割工位,所述至少一个组合式测量及激光切割工位包括激光器;第一传感器,所述第一传感器被构造成刚好在切割之前、在切割期间以及刚好在切割之后测量所述原料的长度;第二传感器,所述第二传感器被构造成测量所述原料的外直径;以及第三传感器,所述第三传感器被构造成测量所述原料的厚度;以及
流出物处理工位,已切割材料在所述流出物处理工位处离开所述机器。
11.如权利要求10所述的切管机,其中,所述原料包括未切割管材并且所述已切割材料包括已切割管材。
12.如权利要求10所述的切管机,进一步包括与所述机器通信的计算装置,所述计算装置被构造成收集并存储由所述至少一个传感器收集的测量数据。
13.如权利要求10所述的切管机,其中,所述保持及定位工位包括主轴,所述主轴被构造成保持所述管并使所述管旋转。
14.如权利要求10所述的切管机,进一步包括围绕所述机器的围罩。
15.一种用于测量一段已切割管材的方法,所述方法包括:
恰好在切割工艺之前由传感器确定未加工管的未切割端的位置M1;
恰好在所述切割工艺之后由传感器确定所述未加工管的已切割端的位置M2;以及
经由计算装置计算M1减去M2减去切口宽度以便确定管段的切割长度。
16.如权利要求15所述的方法,其中,所述传感器是激光测微计传感器。
CN201580049975.6A 2014-07-16 2015-07-16 带有原位测量和分拣的激光切管机 Active CN106715037B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462025181P 2014-07-16 2014-07-16
US62/025181 2014-07-16
PCT/US2015/040802 WO2016011289A2 (en) 2014-07-16 2015-07-16 Laser tube cutter with in-situ measuring and sorting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106715037A CN106715037A (zh) 2017-05-24
CN106715037B true CN106715037B (zh) 2019-02-22

Family

ID=53773543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580049975.6A Active CN106715037B (zh) 2014-07-16 2015-07-16 带有原位测量和分拣的激光切管机

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9835437B2 (zh)
EP (1) EP3169480B1 (zh)
JP (1) JP2017525569A (zh)
KR (1) KR102293817B1 (zh)
CN (1) CN106715037B (zh)
BR (1) BR112017000907B1 (zh)
CA (1) CA2954929C (zh)
PL (1) PL3169480T3 (zh)
WO (1) WO2016011289A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10814668B2 (en) * 2016-11-08 2020-10-27 Jeffery James Jackson Kiosk and method for making puzzle tags
KR102635801B1 (ko) * 2018-09-28 2024-02-08 신퓨얼 아메리카스 코포레이션 서브 시스템을 포함하는 여과 튜브를 형성하기 위한 생산 시스템 및 그 사용 방법
CN110961837A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 台山市龙兴金属制品有限公司 一种钢材制品加工用钢材定型装置
CN110682162B (zh) * 2019-10-28 2021-08-06 金迪(聊城市)知识产权运营有限公司 基于壁厚测量结果的钢管切割***
CN111001952A (zh) * 2019-12-27 2020-04-14 福建恒杰塑业新材料有限公司 一种管件切割设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872715A (en) * 1997-07-16 1999-02-16 Bechtle; Samuel J. Automatic inspection and certification system
EP0914918A2 (en) * 1997-05-30 1999-05-12 Schneider (Usa) Inc. Porous tubular prostheses and method for making the same co-spraying water soluble and water insoluble fibrous components onto a rotating mandrel
CN102137734A (zh) * 2008-03-31 2011-07-27 通快机床两合公司 用于处理设备的、一个管或多个管分配多个待裁切的管件的优化方法
CN103212829B (zh) * 2012-01-19 2016-04-27 昆山思拓机器有限公司 监控医用支架管径变化的方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2856997A (en) * 1955-04-28 1958-10-21 Kelsey Hayes Co Tube cutting apparatus
US3657951A (en) * 1969-08-15 1972-04-25 Harry S Clark Tubular products cut-off and method
FR2110580A5 (zh) * 1970-10-22 1972-06-02 Chausson Usines Sa
FR2115651A5 (zh) * 1970-11-27 1972-07-07 Chausson Usines Sa
US4003278A (en) * 1975-03-14 1977-01-18 Jackes-Evans Manufacturing Company Tube cutting apparatus
US4205569A (en) * 1977-11-10 1980-06-03 The Vulcan Tool Company Tube cutting apparatus
IT1193054B (it) * 1982-09-27 1988-06-02 E Soc Automatismi Elettronici Metodo ed impianto di taglio di barre metalliche in spezzoni di minor lunghezza
US4534002A (en) * 1983-01-19 1985-08-06 Republic Steel Corporation Method and apparatus to optimize cut lengths of material
US4724733A (en) * 1985-10-29 1988-02-16 Dixie Numerics, Inc. Apparatus for cutting tubing
US4978223A (en) * 1989-03-08 1990-12-18 Westinghouse Electric Corp. Determination of dimensions of tubes
US5105700A (en) * 1990-03-12 1992-04-21 Kusakabe Electric & Machinery Co., Ltd. Tube cutting apparatus and method
US5406870A (en) * 1993-09-13 1995-04-18 The Vulcan Tool Company Method and apparatus for cutting tubing
US5582538A (en) * 1994-04-04 1996-12-10 Hillestad; Tollief O. Boiler tube cutting apparatus
JPH08252686A (ja) * 1995-03-15 1996-10-01 Komatsu Ltd 熱切断加工機の集塵ダクト装置
DE69707852D1 (de) * 1997-07-18 2001-12-06 Vn Sa Moutier Stangenzuführvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere einen Drehautomaten
US6295906B1 (en) * 2000-01-27 2001-10-02 Production Tube Cutting, Inc. Apparatus and method for advancing, cutting and ejecting a tubular workpiece
US6664499B1 (en) * 2002-07-11 2003-12-16 The Boeing Company Tube and duct trim machine
US20070034615A1 (en) * 2005-08-15 2007-02-15 Klaus Kleine Fabricating medical devices with an ytterbium tungstate laser
US20070228023A1 (en) * 2006-03-30 2007-10-04 Klaus Kleine Pulsed Synchronized Laser Cutting of Stents
US8010216B2 (en) * 2006-05-18 2011-08-30 Roise Geoffrey J System and method for cutting-stock optimization across schedules and batches
DK2218544T3 (da) * 2009-02-13 2012-08-20 Sorgen Carel Johannes Wilhelm Theodoor Van Fremgangsmåde til bearbejdning af rør
JP2012040159A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Kaneka Corp バルーン保持装置およびバルーン検査装置
US9485473B2 (en) * 2012-09-13 2016-11-01 Alstom Technology Ltd Method and system for determining quality of tubes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0914918A2 (en) * 1997-05-30 1999-05-12 Schneider (Usa) Inc. Porous tubular prostheses and method for making the same co-spraying water soluble and water insoluble fibrous components onto a rotating mandrel
US5872715A (en) * 1997-07-16 1999-02-16 Bechtle; Samuel J. Automatic inspection and certification system
CN102137734A (zh) * 2008-03-31 2011-07-27 通快机床两合公司 用于处理设备的、一个管或多个管分配多个待裁切的管件的优化方法
CN103212829B (zh) * 2012-01-19 2016-04-27 昆山思拓机器有限公司 监控医用支架管径变化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112017000907B1 (pt) 2021-05-18
KR102293817B1 (ko) 2021-08-24
CA2954929A1 (en) 2016-01-21
CN106715037A (zh) 2017-05-24
US20160016273A1 (en) 2016-01-21
KR20170041208A (ko) 2017-04-14
CA2954929C (en) 2022-03-08
PL3169480T3 (pl) 2021-06-14
EP3169480A2 (en) 2017-05-24
WO2016011289A2 (en) 2016-01-21
EP3169480B1 (en) 2020-12-02
BR112017000907A2 (pt) 2018-07-17
US9835437B2 (en) 2017-12-05
WO2016011289A3 (en) 2016-03-17
JP2017525569A (ja) 2017-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106715037B (zh) 带有原位测量和分拣的激光切管机
CN108465950B (zh) 一种激光切割机切割精度检测方法、装置及***
CN105478367B (zh) 一种倒角检测装置及检测方法
CN110405540B (zh) 一种人工智能断刀检测***及方法
CN105643365A (zh) 一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台
US10335974B2 (en) Table saw with scale system
TW201714702A (zh) 刀具量測裝置、刀具量測方法及非暫態電腦可讀取記錄媒體
JP2016112652A (ja) 段付工具の寿命管理装置
CN103084927B (zh) 一种在线测量***及其在线测量方法
US20140358274A1 (en) Tool management system, tool management method, and computer-readable storage medium storing computer program for allowing computer to act as tool management system
CN104493874B (zh) 一种白纸疵点裁切区域的自动定位方法
CN203077013U (zh) 一种在线测量***
CN210024106U (zh) 一种激光切割机料板寻边***
CN104345691A (zh) 计算装置、物料加工模拟***及方法
JP2009187206A (ja) 精密加工のための最適加工条件の決定を支援する装置
US20160332274A1 (en) Unkown
CN109631719B (zh) 一种光学镜头的检测装置
CN207014490U (zh) 用于门扇加工定尺的工装
KR101052097B1 (ko) 무선 센서 노드의 위치 관리 시스템 및 방법
CN207548337U (zh) 一种位置检测辅助机构
CN204831086U (zh) 一种滑动检测销
CN109865953A (zh) 一种待切割物料位置自动校正装置及其使用方法
Seemann et al. Supporting the Cognitive Process in Annotation Tasks
CN108801157A (zh) 一种用于线束外塑料保护套管的检测、裁切***
CN106018010A (zh) 一种带阶梯法兰的手持式烟气采样器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1237714

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant