CN107900534A - 钢板及其切边方法、切割设备 - Google Patents

钢板及其切边方法、切割设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钢板及其切边方法、切割设备。上述的钢板的切边方法包括：将所述钢板定位于基台上；通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据；分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。上述的钢板及其切边方法、切割设备，使钢板的切边精度较高。

Description

钢板及其切边方法、切割设备
技术领域
本发明涉及激光加工的技术领域，特别是涉及一种钢板及其切边方法、切割设备。
背景技术
激光切割是利用经聚焦的高功率密度的激光束照射于工件上，使被照射的产品迅速熔化或汽化或烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割方法属于热切割方法的一种。
传统的激光切割方法对钢板进行切边的精度较差，甚至导致钢板报废。
发明内容
基于此，有必要针对传统的激光切割方法对钢板进行切边的精度较差的问题，提供一种钢板及其切边方法、切割设备。
一种钢板的切边方法，包括：
将所述钢板定位于基台上；
通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据；
分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；
将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；
将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；
沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。
在其中一个实施例中，将所述钢板定位于基台上的步骤具体为：
将所述钢板夹紧于所述基台上，使得所述钢板定位于所述基台上，避免钢板相对于基台移动，使基板的切边精度较高。
在其中一个实施例中，分别对多个所述局部点云数据进行拼接的步骤包括：
分别对多个所述局部点云数据进行去噪，以去除局部点云数据中的噪音；
对去噪后的每个所述局部点云数据进行拼接。
在其中一个实施例中，将所述实际模型数据进行拟合的步骤具体为：
对所述实际模型数据进行拼接；
对拼接后的所述实际模型数据进行平滑处理，得到所述钢板的模型轮廓线。
在其中一个实施例中，将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对的步骤包括：
选定所述模型轮廓线围成的其中一个面作为所述模型轮廓线的定位面；
选定与所述定位面垂直的一条所述模型轮廓线作为定位线；
将所述定位面与所述理想轮廓线的基准面进行定位重合，同时将所述定位线与所述理想轮廓线的基准线进行定位重合；
根据所述理想轮廓线得到所述钢板的切边轮廓线。
在其中一个实施例中，所述定位面与所述基准面相互平行。
在其中一个实施例中，所述基准线与所述定位线相互平行。
在其中一个实施例中，沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割的步骤具体为：
控制激光头沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割，同时对所述钢板吹氩气，避免钢板切割过程中发生氧化。
一种钢板，应用上述任一实施例所述的钢板的切边方法进行切边。
一种切割设备，根据上述任一实施例所述的钢板的切边方法对所述钢板进行切边。
上述的钢板及其切边方法、切割设备，首先将钢板定位于基台上；然后通过相机***对钢板进行旋转拍摄，得到钢板的多个局部点云数据；然后分别对多个局部点云数据进行拼接，得到钢板的实际模型数据；然后将实际模型数据进行拟合，得到钢板的模型轮廓线；然后将模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到钢板的切边轮廓线；最后沿切边轮廓线对钢板进行切割，由于钢板的模型轮廓线根据实际模型数据进行拟合而成，且将模型轮廓线与理想轮廓线进行比对得到钢板的切边轮廓线，这样使切边轮廓线较为精确，根据切边轮廓线可以对钢板进行精确切边，使钢板的切边精度较高。
附图说明
图1为一实施例的钢板的切边方法的流程图；
图2为图1所示钢板的切边方法的步骤S105的流程图；
图3为图1所示钢板的切边方法的步骤S109的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对钢板及其切边方法、切割设备进行更全面的描述。附图中给出了钢板及其切边方法、切割设备的首选实施例。但是，钢板及其切边方法、切割设备可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对钢板及其切边方法、切割设备的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在钢板及其切边方法、切割设备的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种钢板的切边方法包括：例如，将所述钢板定位于基台上；例如，通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据；例如，分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；例如，将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；例如，将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；例如，沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。例如，一种钢板的切边方法包括：将所述钢板定位于基台上；通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据；分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。
如图1所示，一实施例的钢板的切边方法，包括：
S101，将所述钢板定位于基台上；
S103，通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据，局部点云数据为以点数据的形式组成钢板的局部轮廓；
S105，分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；
S107，将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；
S109，将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；
S111，沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。
在其中一个实施例中，将所述钢板定位于基台上的步骤S101具体为：
将所述钢板夹紧于所述基台上，使得所述钢板定位于所述基台上，避免钢板相对于基台移动，使基板的切边精度较高。
如图2所示，在其中一个实施例中，分别对多个所述局部点云数据进行拼接的步骤S105包括：
S105A，分别对多个所述局部点云数据进行去噪，以去除局部点云数据中的噪音；
S105B，对去噪后的每个所述局部点云数据进行拼接。
在其中一个实施例中，将所述实际模型数据进行拟合的步骤S107具体为：
对所述实际模型数据进行拼接；
对拼接后的所述实际模型数据进行平滑处理，得到所述钢板的模型轮廓线。
如图3所示，在其中一个实施例中，将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对的步骤S109包括：
S109A，选定所述模型轮廓线围成的其中一个面作为所述模型轮廓线的定位面；
S109B，选定与所述定位面垂直的一条所述模型轮廓线作为定位线；
S109C，将所述定位面与所述理想轮廓线的基准面进行定位重合，同时将所述定位线与所述理想轮廓线的基准线进行定位重合；
S109D，根据所述理想轮廓线得到所述钢板的切边轮廓线。
在其中一个实施例中，所述定位面与所述基准面相互平行。
在其中一个实施例中，所述基准线与所述定位线相互平行。
在其中一个实施例中，沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割的步骤S111具体为：
控制激光头沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割，同时对所述钢板吹氩气，避免钢板切割过程中发生氧化。
本发明还提供一种钢板，应用上述任一实施例所述的钢板的切边方法进行切边。
本发明还提供一种切割设备，根据上述任一实施例所述的钢板的切边方法对所述钢板进行切边。例如，切割设备包括基座、激光发生器、激光切割头、振镜组件以及光路引导器。所述激光发生器设于所述基座上，所述激光发生器用于产生激光束；激光切割头的数目为两个，两个激光切割头均设于基座上；所述振镜机构包括壳体、第一反射组件和第二反射组件，所述壳体上开设有入射孔、光路腔和出射孔，所述入射孔和所述出射孔均与所述光路腔连通，所述入射孔与所述激光发生器相对设置；所述第一反射组件包括第一电机和第一反射镜，所述第一电机穿设于所述壳体上，所述第一反射镜设于所述第一电机的输出端上且位于所述光路腔内，所述第一电机驱动所述第一反射镜转动；所述第二反射组件包括第二电机和第二反射镜，所述第二电机穿设于所述壳体上，所述第二反射镜设于所述第二电机的输出端上且位于所述光路腔内，所述第二电机驱动所述第二反射镜转动；所述第一反射镜用于与所述第二反射镜共同将所述激光束偏振于所述出射孔；所述光路引导器与所述壳体转动连接，所述光路引导器与所述出射孔相对设置，且所述光路引导器分别与两个激光切割头相对设置，所述光路引导器用于将从所述出射孔射出的激光束引导于两个激光切割头之一。
由于光路引导器与出射孔相对设置，且光路引导器分别与两个激光切割头相对设置，当第一电机和第二电机动作时，第一反射镜和第二反射镜转动，使激光发生器产生的激光束通过第一反射镜和第二反射镜反射至光路引导器上，又由于光路引导器将从出射孔射出的激光束引导于两个激光切割头之一，即将从出射孔射出的激光束引导于其中一个激光切割头内；由于光路引导器与壳体转动连接，转动光路引导器，使激光束引导至其中一个激光切割头内，使激光束通过其中一个激光切割头作用于产品上，这样可以通过光路引导器进行切换，使两个激光切割头轮流工作，避免每个激光切割头长时间工作，导致每个激光切割头因过热而烧坏，如此切割设备可以对多个产品进行连续切割，大大提高了切割设备的切割效率。
例如，切割设备还包括调节组件，调节组件的动力输出端与光路引导器连接，调节组件用于驱动光路引导器相对于壳体转动，使从壳体的出射孔射出的激光束由光路引导器引导于其中一个激光切割头内。又如，调节组件包括调节电机、主动齿轮和齿圈，调节电机设于壳体上，主动齿轮固定于调节电机的输出端上，齿圈套接于光路引导器上，主动齿轮与齿圈啮合传动，调节电机驱动主动齿轮运动，主动齿轮带动齿圈运动，由于齿圈套接于光路引导器上，使齿圈带动光路引导器相对于壳体转动，使激光束通过光路引导器引导至其中一个激光切割头内。又如，调节组件还包括角度传感器，角度传感器设于齿圈上并与调节电机的控制端通信连接，角度传感器用于感应齿圈的转角；当角度感应器感应到齿圈带动光路引导器转动至预定角度时，角度感应器发出感应信号；调节电机根据角度传感器的感应信号进行关停，使调节电机自动停止动作，使光路引导器相对于壳体准确转动至预定角度。
例如，激光切割头包括激光切割头本体和散热套，散热套用于对激光切割头本体进行散热，所述散热套包括套筒、导热层、储液箱、入水管、出水管、泵体、温度传感器、控制器以及多个散热鳍片，所述套筒内形成有液体腔，所述液体腔用于容纳冷却水，所述套筒用于套接于所述激光切割头本体上；导热层设置于所述套筒的内壁上；所述储液箱用于储存所述冷却水；多个所述散热鳍片均设于所述套筒的外壁上，每个所述散热鳍片所在的平面与所述套筒的轴线存在预定夹角；所述入水管的两端分别与所述储液箱和所述液体腔连通；所述出水管的两端分别与所述储液箱和所述液体腔连通；泵体设于所述入水管上，所述泵体用于将冷却水泵入所述液体腔内，温度传感器设于所述液压腔内，所述温度感应器用于感应所述冷却水的温度；所述温度感应器用于在所述冷却水的温度高于预定值时发出感应信号；控制器分别与所述温度传感器和所述泵体通信连接，所述控制器用于控制所述泵体动作。
套筒套接于激光切割头本体上，由于套筒内形成有容纳冷却水的液体腔，且导热层设置于套筒的内壁上，又由于套筒的外壁与激光切割头本体抵接，使激光切割头本体上的热量依次通过套筒外壁、套筒内壁和导热层传递至冷却水中，实现激光切割头本体的散热；冷却水储存于储液箱内，且储液箱通过入水管与液体腔连通，储液箱通过出水管与液体腔连通，本体设于入水管上并用于将冷却水泵入液体腔内，使冷却水于储液箱和套筒之间循环流动，从而使激光切割头本体的散热效果更好；温度传感器设于液压腔内并感应冷却水的温度，当冷却水的温度高于预定值时，温度感应器发出感应信号，由于控制器分别与温度传感器和泵体通信连接，使控制器根据感应信号控制泵体动作，即控制泵体将储液箱内的冷却水泵入液体腔内，避免液体腔内的冷却水的温度过高，解决了激光切割头容易过热甚至损坏的问题；此外，套筒的外壁上设有多个散热鳍片，且每个散热鳍片所在的平面与套筒的轴线存在预定夹角，使套筒上的部分热量还通过散热鳍片传导至空气中，大大加快了套筒的热量的散发，从而使散热套的散热效率较高。
在其中一个实施例中，多个所述散热鳍片沿所述套筒的周向间隔分布，使套筒的每个位置处的热量均能较快散发。及/或，在其中一个实施例中，每个所述散热鳍片上开设有通风槽，使散热鳍片与空气接触的面积较大。及/或，在其中一个实施例中，所述预定夹角为25°～75°，使散热鳍片与空气接触的面积较大。在本实施例中，所述预定夹角为45°，使散热鳍片与空气接触的面积较佳。
在其中一个实施例中，所述套筒上还开设有出水孔和入水孔，所述液体腔分别与所述出水孔和所述入水孔连通，所述入水管部分位于所述入水孔内并与所述套筒连接，所述出水管部分位于所述出水孔内并与所述套筒连接，使得入水管和出水管均与液体腔连通。及/或，在其中一个实施例中，所述出水管和所述入水管均焊接于所述套筒上，使出水管和入水管均与套筒牢固连接。及/或，在其中一个实施例中，所述导热层的厚度为1mm～3mm，使导热层具有较好的导热效果。在本实施例中，所述导热层的厚度为2mm。及/或，在其中一个实施例中，散热套还包括泄水塞，所述散热套上开设有与所述液体腔连通的泄水孔，所述泄水塞封堵于所述泄水孔内；当需***液体腔内的冷却水时，拔掉泄水塞，方便清洗套筒。
上述的钢板及其切边方法、切割设备，首先将钢板定位于基台上；然后通过相机***对钢板进行旋转拍摄，得到钢板的多个局部点云数据；然后分别对多个局部点云数据进行拼接，得到钢板的实际模型数据；然后将实际模型数据进行拟合，得到钢板的模型轮廓线；然后将模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到钢板的切边轮廓线；最后沿切边轮廓线对钢板进行切割，由于钢板的模型轮廓线根据实际模型数据进行拟合而成，且将模型轮廓线与理想轮廓线进行比对得到钢板的切边轮廓线，这样使切边轮廓线较为精确，根据切边轮廓线可以对钢板进行精确切边，使钢板的切边精度较高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种钢板的切边方法，其特征在于，包括：
将所述钢板定位于基台上；
通过相机***对所述钢板进行旋转拍摄，得到所述钢板的多个局部点云数据；
分别对多个所述局部点云数据进行拼接，得到所述钢板的实际模型数据；
将所述实际模型数据进行拟合，得到所述钢板的模型轮廓线；
将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对，得到所述钢板的切边轮廓线；
沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割。
2.根据权利要求1所述的钢板的切边方法，其特征在于，将所述钢板定位于基台上的步骤具体为：
将所述钢板夹紧于所述基台上。
3.根据权利要求1所述的钢板的切边方法，其特征在于，分别对多个所述局部点云数据进行拼接的步骤包括：
分别对多个所述局部点云数据进行去噪；
对去噪后的每个所述局部点云数据进行拼接。
4.根据权利要求1所述的钢板的切边方法，其特征在于，将所述实际模型数据进行拟合的步骤具体为：
对所述实际模型数据进行拼接；
对拼接后的所述实际模型数据进行平滑处理，得到所述钢板的模型轮廓线。
5.根据权利要求1所述的钢板的切边方法，其特征在于，将所述模型轮廓线与理想轮廓线进行比对的步骤包括：
选定所述模型轮廓线围成的其中一个面作为所述模型轮廓线的定位面；
选定与所述定位面垂直的一条所述模型轮廓线作为定位线；
将所述定位面与所述理想轮廓线的基准面进行定位重合，同时将所述定位线与所述理想轮廓线的基准线进行定位重合；
根据所述理想轮廓线得到所述钢板的切边轮廓线。
6.根据权利要求5所述的钢板的切边方法，其特征在于，所述定位面与所述基准面相互平行。
7.根据权利要求1所述的钢板的切边方法，其特征在于，沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割的步骤具体为：
控制激光头沿所述切边轮廓线对所述钢板进行切割，同时对所述钢板吹氩气。
8.一种钢板，其特征在于，应用权利要求1至7中任一项所述的钢板的切边方法进行切边。
9.一种切割设备，其特征在于，根据权利要求1至7中任一项所述的钢板的切边方法对所述钢板进行切边。
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