管材切割系统及管材切割方法

2026-07-19 10:57:53

　　本发明属于激光切割技术领域,特别是涉及一种管材切割系统及管材切割方法。该管材切割方法包括控制第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动,同时控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,控制支撑组件和对中机构上升至第一预设高度,控制拨叉机构松开管材,以令管材放置在支撑组件和对中机构上,控制支撑组件下降至第二预设高度,并同时控制对中机构对中管材,控制第二卡盘带动管材沿第一导轨朝向第一卡盘间歇移动,同时控制拨叉机构朝向预设上料位置移动,令第一卡盘夹紧管材,同时控制切割头从预设安全高度位置移动至预设切割位置并切割管材。该管材切割方法提高了管材的切割效率和切割质量。

　　接收切割指令,控制第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动,同时控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,

　　在所述第二卡盘移动至预设接料位置时,控制支撑组件和对中机构上升至第一预设高度,

　　在所述拨叉机构移动至预设放料位置时,控制所述拨叉机构松开所述管材,以令所述管材放置在所述支撑组件和所述对中机构上,

　　控制所述第二卡盘夹紧所述管材的一端之后,控制支撑组件下降至第二预设高度,并同时控制所述对中机构对中所述管材,其中,第二预设高度小于第一预设高度,

　　控制所述第二卡盘带动管材沿所述第一导轨朝向所述第一卡盘间歇移动,同时控制所述拨叉机构朝向预设上料位置移动,

　　在所述第二卡盘朝向所述第一卡盘移动预设切割长度之后,令所述第一卡盘夹紧管材,同时控制切割头从预设安全高度位置移动至预设切割位置并切割管材。

　　2.根据权利要求1所述的管材切割方法,其特征在于,所述接收切割指令之前,还包括,

　　在所述第一卡盘与所述第二卡盘之间的所述管材的长度小于预设切割长度时,控制所述第二卡盘沿所述第一导轨朝向所述第一卡盘移动,同时控制所述第一卡盘和所述第二卡盘均朝向同一方向旋转第一预设角度,并同时控制所述切割头上升至预设安全高度位置,

　　在所述第二卡盘移动至与所述第一卡盘贴合时,控制第一卡盘和第二卡盘打开,以使所述第一卡盘和所述第二卡盘中小于所述预设切割长度的所述管材掉落至废料储存空间中。

　　3.根据权利要求2所述的管材切割方法,其特征在于,所述控制第一卡盘和第二卡盘打开,包括,

　　控制所述第二卡盘打开至与所述管材脱离之后,并同时控制所述第二卡盘沿所述第一导轨移动至与所述第一卡盘之间的距离为预设掉料距离之后,控制所述第一卡盘打开,所述预设掉料距离大于或等于预设切割长度。

　　4.根据权利要求2所述的管材切割方法,其特征在于,所述接收切割指令之后,包括,

　　若实时检测到第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动,则同时控制所述第一卡盘和所述第二卡盘均朝向同一方向转动第二预设角度。

　　5.根据权利要求1所述的管材切割方法,其特征在于,所述控制所述拨叉机构朝向预设上料位置移动,包括,

　　获取所述管材的长度,并根据所述管材的长度确定所述拨叉机构对应的预设上料位置,控制所述拨叉机构朝向预设上料位置移动,

　　6.根据权利要求1所述的管材切割方法,其特征在于,所述接收切割指令之后,还包括,

　　在所述第二卡盘沿第一导轨移动的过程中,启动安全防护程序,所述安全防护程序为,控制所述支撑组件和所述对中机构下降至与所述拨叉机构以及所述第二卡盘均不发生干涉的预设安全高度。

　　7.根据权利要求1所述的管材切割方法,其特征在于,所述接收切割指令之后,还包括,

　　在第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动的过程中,实时检测拨叉机构是

　　在实时检测到拨叉机构移动至预设安全位置时,检测所述第二卡盘是否移动至预设接料位置,

　　若所述第二卡盘已移动至预设接料位置,继续控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,

　　若所述第二卡盘并未移动至预设接料位置,控制所述所述拨叉机构在所述预设安全位置停止运动,直至检测到所述第二卡盘已移动至预设接料位置时,继续控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动。

　　8.一种管材切割系统,其特征在于,如权利要求1至7任一项所述的管材切割方法应用于所述管材切割系统,

　　所述管材切割系统包括第一卡盘、第二卡盘、固定框、用于支撑所述管材的支撑组件、用于对中所述管材的对中机构、用于输送管材的拨叉机构,以及用于切割管材的切割头,所述固定框上设有第一导轨,所述第一卡盘和所述切割头均安装在所述固定框的一端,所述第二卡盘滑动安装在所述第一导轨上,以带动所述管材穿过所述第一卡盘被所述切割头切割,所述支撑组件和所述对中机构均安装在所述固定框上,

　　在所述第二卡盘带动所述管材沿所述第一导轨间歇移动的过程中,所述切割头切割所述管材,同时所述拨叉机构移动至预设夹料位置,

　　在所述第二卡盘沿所述第一导轨移动至预设接料位置移动的过程中,所述拨叉机构同时移动至预设上料位置。

　　9.根据权利要求8所述的管材切割系统,其特征在于,所述支撑组件包括移动支撑机构和摇摆支撑机构,所述移动支撑机构包括第一驱动组件和用于支撑所述管材的支撑板,所述第一驱动组件带动所述支撑板上下移动,所述摇摆支撑机构包括第二驱动组件和用于支撑所述管材的支撑头,所述第二驱动组件带动所述支撑头上下移动,

　　所述对中机构包括第三驱动组件和用于对中所述管材的旋转对中件,所述第三驱动组件带动所述旋转对中件上下移动。

　　10.根据权利要求9所述的管材切割系统,其特征在于,所述旋转对中件包括对中座、第一对中柱、第二对中柱、设有第一啮合齿的第一移动块,以及设有第二啮合齿的第二移动块,所述第一对中柱安装在所述第一移动块上,所述第二对中柱安装在所述第二移动块上,且所述第一对中柱和所述第二对中柱之间形成有用于对中所述管材的对中空间,

　　所述对中座上设有第三导轨和第四导轨,所述第一移动块移动安装在所述第三导轨上,所述第二移动块移动安装在所述第四导轨上,且所述第一移动块与所述第二移动块的移动方向相反,所述第三驱动组件的输出端连接所述对中座。

　　[0001] 本发明属于激光切割技术领域,特别是涉及一种管材切割系统及管材切割方法。

　　[0002] 管材作为一种基础的基建材料,其引用也越来越广泛,且投入到使用中的管材需要充较长的原管材中切割而成。并且,随着激光切割技术的不断进步,激光切割管材的应用也越来越广泛。相关技术中,管材切割系统通常由切割头、卡盘以及上料机构组成,卡盘用于夹紧并输送管材,上料机构用于向卡盘中输送管材,切割头用于切割管材,但是,该管材切割系统对于长度较长的管材的切割,且稳定性差,切割精度低。并且,管材切割系统的各机构是单独地,一步一步地进行工作的,由于各机构的单独动作,从而导致管材切割系统切的时间较长,切割效率低。

　　[0003] 本发明实施例解决了管材切割系统存在的切割效率低等技术问题,提供了一种管材切割系统及管材切割方法。

　　[0005] 接收切割指令,控制第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动,同时控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,

　　[0006] 在所述第二卡盘移动至预设接料位置时,控制支撑组件和对中机构上升至第一预设高度,

　　[0007] 在所述拨叉机构移动至预设放料位置时,控制所述拨叉机构松开所述管材,以令所述管材放置在所述支撑组件和所述对中机构上,

　　[0008] 控制所述第二卡盘夹紧所述管材的一端之后,控制支撑组件下降至第二预设高度,并同时控制所述对中机构对中所述管材,其中,第二预设高度小于第一预设高度,

　　[0009] 控制所述第二卡盘带动管材沿所述第一导轨朝向所述第一卡盘间歇移动,同时控制所述拨叉机构朝向预设上料位置移动,

　　[0010] 在所述第二卡盘朝向所述第一卡盘移动预设切割长度之后,令所述第一卡盘夹紧管材,同时控制切割头从预设安全高度位置移动至预设切割位置并切割管材。

　　[0012] 在所述第一卡盘与所述第二卡盘之间的所述管材的长度小于预设切割长度时,控制所述第二卡盘沿所述第一导轨朝向所述第一卡盘移动,同时控制所述第一卡盘和所述第二卡盘均朝向同一方向旋转第一预设角度,并同时控制所述切割头上升至预设安全高度位置,

　　[0013] 在所述第二卡盘移动至与所述第一卡盘贴合时,控制第一卡盘和第二卡盘打开,以使所述第一卡盘和所述第二卡盘中小于所述预设切割长度的所述管材掉落至废料储存空间中。

　　[0015] 控制所述第二卡盘打开至与所述管材脱离之后,并同时控制所述第二卡盘沿所述第一导轨移动至与所述第一卡盘之间的距离为预设掉料距离之后,控制所述第一卡盘打开,所述预设掉料距离大于或等于预设切割长度。

　　[0017] 若实时检测到第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动,则同时控制所述第一卡盘和所述第二卡盘均朝向同一方向转动第二预设角度。

　　[0019] 获取所述管材的长度,并根据所述管材的长度确定所述拨叉机构对应的预设上料位置,控制所述拨叉机构朝向预设上料位置移动,

　　[0020] 在所述拨叉机构移动至预设上料位置时,控制所述拨叉机构夹取所述管材。

　　[0022] 在所述第二卡盘沿第一导轨移动的过程中,启动安全防护程序,所述安全防护程序为,控制所述支撑组件和所述对中机构下降至与所述拨叉机构以及所述第二卡盘均不发生干涉的预设安全高度。

　　[0024] 在第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动的过程中,实时检测拨叉机构是否移动至预设安全位置,

　　[0025] 在实时检测到拨叉机构移动至预设安全位置时,检测所述第二卡盘是否移动至预设接料位置,

　　[0026] 若所述第二卡盘已移动至预设接料位置,继续控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,

　　[0027] 若所述第二卡盘并未移动至预设接料位置,控制所述所述拨叉机构在所述预设安全位置停止运动,直至检测到所述第二卡盘已移动至预设接料位置时,继续控制夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动。

　　[0028] 本发明另一实施例还提供了一种管材切割系统,如上述的管材切割方法应用于所述管材切割系统,

　　[0029] 所述管材切割系统包括第一卡盘、第二卡盘、固定框、用于支撑所述管材的支撑组件、用于对中所述管材的对中机构、用于输送管材的拨叉机构,以及用于切割管材的切割头,所述固定框上设有第一导轨,所述第一卡盘和所述切割头均安装在所述固定框的一端,所述第二卡盘滑动安装在所述第一导轨上,以带动所述管材穿过所述第一卡盘被所述切割头切割,所述支撑组件和所述对中机构均安装在所述固定框上,

　　[0030] 在所述第二卡盘带动所述管材沿所述第一导轨间歇移动的过程中,所述切割头切割所述管材,同时所述拨叉机构移动至预设夹料位置,

　　[0031] 在所述第二卡盘沿所述第一导轨移动至预设接料位置移动的过程中,所述拨叉机构同时移动至预设上料位置。

　　[0032] 可选地,所述支撑组件包括移动支撑机构和摇摆支撑机构,所述移动支撑机构包括第一驱动组件和用于支撑所述管材的支撑板,所述第一驱动组件带动所述支撑板上下移动,所述摇摆支撑机构包括第二驱动组件和用于支撑所述管材的支撑头,所述第二驱动组

　　[0033] 所述对中机构包括第三驱动组件和用于对中所述管材的旋转对中件,所述第三驱动组件带动所述旋转对中件上下移动。

　　[0034] 可选地,所述旋转对中件包括对中座、第一对中柱、第二对中柱、设有第一啮合齿的第一移动块,以及设有第二啮合齿的第二移动块,所述第一对中柱安装在所述第一移动块上,所述第二对中柱安装在所述第二移动块上,且所述第一对中柱和所述第二对中柱之间形成有用于对中所述管材的对中空间,

　　[0035] 所述对中座上设有第三导轨和第四导轨,所述第一移动块移动安装在所述第三导轨上,所述第二移动块移动安装在所述第四导轨上,且所述第一移动块与所述第二移动块的移动方向相反,所述第三驱动组件的输出端连接所述对中座。

　　[0036] 本申请中,在所述第二卡盘带动所述管材沿所述第一导轨间歇移动的过程中,所述切割头切割所述管材,同时所述拨叉机构移动至预设上料位置,且在第二卡盘沿第一导轨朝向管材的预设接料位置移动过程中,夹持有管材的拨叉机构朝向预设放料位置移动,从而第二卡盘沿所述第一导轨移动,和所述拨叉机构夹取并输送管材的两个过程是同时进行的,无需等待,从而节约了切割时间,提升了切割效率。另外,所述支撑组件和所述对中机构可以起到支撑管材,以及所述对中机构还可以起到对中管材的技术效果。避免激光切割管材的过程中,管材发生在折弯的事故,从而提高了管材切割的精度和质量,且该管材切割方法可适用于激光切割机、锯管机等,其适用范围广。

　　[0043] 图6为图5所示管材切割系统的移动支撑机构的部分结构示意图,

　　[0047] 1、第一卡盘,2、第二卡盘,3、支撑组件,31、移动支撑机构,311、第一驱动组件,

　　3111、第一驱动件,3112、连接杆,3113、圆柱,3114、第二导轨,3115、滑块,31151、斜面,312、支撑板,32、摇摆支撑机构,321、第二驱动组件,3211、第二驱动件,3212、转轴,3213、摆臂杆,3214、固定座,322、支撑头,3221、转接头,3222、第一滚柱,3223、夹杆,4、对中机构,41、第三驱动组件,42、旋转对中件,421、对中座,4211、第三导轨,4212、第四导轨,422、第一对中柱,423、第二对中柱,424、第一移动块,5、固定框,51、第一导轨,6、拨叉机构,7、切割头,

　　[0048] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

　　[0049] 需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为本发明的限制。

　　[0051] S100、接收切割指令,控制第二卡盘2沿第一导轨51朝向管材8的预设接料位置移动,同时控制夹持有管材8的拨叉机构6朝向预设放料位置移动,可以理解地,在所述第二卡盘2沿所述第一导轨51后退至预设接料位置的过程中,所述拨叉机构6将未切割的所述管材8输送至所述预设放料位置,从而节约了该管材切割方法的切割时间,提升了切割效率。进一步地,预设接料位置为,所述第二卡盘2可以夹持放置在支撑组件3上的管材8的位置,所述预设放料位置为,所述拨叉机构6可以将夹持的管材8放置在支撑组件3和对中机构4上的位置。

　　[0053] 若实时检测到第二卡盘2沿第一导轨51朝向管材8的预设接料位置移动,则同时控制所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均朝向同一方向转动第二预设角度。可以理解地,所述第二预设角度可以根据实际需求来设计,比如设置为360度、720度等。进一步地,所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均旋转720度,可以甩掉所述第一卡盘1和所述第二卡盘2中残留的废屑等,从而保证了所述第一卡盘1和所述第二卡盘2的清洁度,避免了所述第一卡盘1和所述第二卡盘2中的废屑损害管材8,从而进一步提高了管材8的切割质量。

　　[0054] S200、在所述第二卡盘2移动至预设接料位置时,控制支撑组件3和对中机构4上升至第一预设高度,可以理解地,所述第一预设高度为,所述支撑组件3和所述对中机构4可以支撑所述管材8的高度。

　　[0055] S300、在所述拨叉机构6移动至预设放料位置时,控制所述拨叉机构6松开所述管材8,以令所述管材8放置在所述支撑组件3和所述对中机构4上,可以理解地,在支撑组件3和对中机构4上升至第一预设高度,且在所述拨叉机构6移动至预设放料位置时,所述拨叉机构6松开所述管材8,所述管材8将自动掉落在所述支撑组件3和所述对中机构4上,并被所述所述支撑组件3和所述对中机构4支撑。

　　[0056] S400、控制所述第二卡盘2夹紧所述管材8的一端之后,控制支撑组件3下降至第二预设高度,并同时控制所述对中机构4对中所述管材8,其中,第二预设高度小于第一预设高度,可以理解地,在所述第二卡盘2夹住所述管材8的一端之后,驱动所述支撑组件3下降,从而避免所述第二卡盘2在所述第一导轨51上移动的过程中,与所述支撑组件3发生干涉,且所述对中机构4和所述第二卡盘2起到支撑管材8的作用,且所述对中机构4可以保证在所述第二卡盘2输送所述管材8的过程中,所述管材8处于对中的状态(也即,避免了所述管材8发生折弯的现象) ,所述第二预设高度为所述第二卡盘2沿所述第一导轨51移动的过程中,所述第二卡盘2不与所述支撑组件3发生干涉的位置高度。

　　[0057] S500、控制所述第二卡盘2带动管材8沿所述第一导轨51朝向所述第一卡盘1间歇移动,同时控制所述拨叉机构6朝向预设上料位置移动,可以理解地,在所述第二卡盘2带动所述管材8被所述切割头7切割的过程中,所述拨叉机构6退回至预设上料位置,拨叉机构6在预设上料位置,可以重新夹取未切割的管材8,从而节约了该管材切割方法的切割时间,提升了切割效率。进一步地,所述预设上料位置为所述拨叉机构6可以夹持新的所述管材8的位置,也即所述拨叉机构6在所述预设上料位置和所述预设放料位置之间进行移动。

　　[0058] 在一实施例中,所述控制所述拨叉机构6朝向预设上料位置移动,包括,

　　[0059] 获取所述管材8的长度,并根据所述管材8的长度确定所述拨叉机构6对应的预设上料位置,控制所述拨叉机构6朝向预设上料位置移动,可以理解地,可以根据测长机构等获取管材8的长度,通过管材8的长度可以准确地将所述拨叉机构6移动至预设上料位置,在预设上料位置,所述拨叉机构6可以平稳的夹持管材8。进一步地,所述预设上料位置包括所述拨叉机构6后退的距离,以及相邻两个拨叉之间的距离。

　　[0060] 在所述拨叉机构6移动至预设上料位置时,控制所述拨叉机构6夹取所述管材8。可以理解地,在预设上料位置,所述拨叉机构6可以平稳的夹持管材8。

　　[0061] S600、在所述第二卡盘2朝向所述第一卡盘1移动预设切割长度之后,令所述第一卡盘1夹紧管材8,同时控制切割头7从预设安全高度位置移动至预设切割位置并切割管材

　　8。可以理解地,在所述第二卡盘2沿所述第一导轨51间歇移动的过程中,所述第二卡盘2每朝向所述第一卡盘1移动预设切割长度之后,所述第一卡盘1就夹紧所述管材8远离所述第二卡盘2的一端,所述切割头7切割所述管材8。可以理解地,所述切割头7将所述管材8切割成预测切割长度的小段管材8,且所述预设切割长度为切割的管材8的长度,其可以根据实际需求来设定。

　　[0062] 可以理解地,切割头7在所述预设切割华体会位置的高度低于在所述预设高度安全位置的高度,所述预设切割位置为所述切割头7切割所述管材8的位置。

　　[0063] 本申请中,在所述第二卡盘2带动所述管材8沿所述第一导轨51间歇移动的过程中,所述切割头7切割所述管材8,同时所述拨叉机构6移动至预设上料位置,且在第二卡盘2沿第一导轨51朝向管材8的预设接料位置移动过程中,夹持有管材8的拨叉机构6朝向预设放料位置移动,从而该第二卡盘2沿所述第一导轨51移动,和所述拨叉机构6夹取并输送管材8的两个过程是同时进行的,无需等待,从而节约了切割时间,提升了切割效率。另外,所述支撑组件3和所述对中机构4可以起到支撑管材8,以及所述对中机构4还可以起到对中管材8的技术效果。避免激光切割管材8的过程中,管材8发生在折弯的事故,从而提高了管材8切割的精度和质量,且该管材切割方法可适用于激光切割机、锯管机等,其适用范围广。

　　[0064] 在一实施例中,如图2所示,所述接收切割指令之前(也即,步骤S100之前) ,还包括,

　　[0065] S110、在所述第一卡盘1与所述第二卡盘2之间的所述管材8的长度小于预设切割长度时,控制所述第二卡盘2沿所述第一导轨51朝向所述第一卡盘1移动,同时控制所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均朝向同一方向旋转第一预设角度,并同时控制所述切割头7上升至预设安全高度位置,可以理解地,所述第一预设角度可以根据实际需求而设定,例如90度、180度等,具体地,当所述第二卡盘2带动所述管材8切割完成,且所述第二卡盘2和所述第一卡盘1之间的管材8不满足切割需求的长度之后,所述第二卡盘2中还存在未切割的废

　　料,此时,所述第二卡盘2继续向所述第一卡盘1移动,所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均旋转第一预设角度,从而第一卡盘1和所述第二卡盘2均达到落料的角度,同时所述切割头7上升至预设安全高度,以保证所述第一卡盘1和所述第二卡盘2转动的过程中不会与所述切割头7发生干涉。进一步地,所述预设高度安全位置为所述切割头7不与转动的所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均不发生干涉的位置。

　　[0066] 并且,在S100步骤中,所述第二卡盘2沿所述第一导轨51朝向所述第一卡盘1移动,所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均朝向同一方向旋转第一预设角度,以及所述切割头7上升至预设安全高度位置,三则是同步进行的,从而进一步提高了管材8的切割效率。

　　[0067] S120、在所述第二卡盘2移动至与所述第一卡盘1贴合时,控制第一卡盘1和第二卡盘2打开,以使所述第一卡盘1和所述第二卡盘2中小于所述预设切割长度的所述管材8掉落至废料储存空间中。在所述第一卡盘1和所述第二卡盘2均打开后,所述第一卡盘1和所述第二卡盘2上夹持的长度小于预设切割长度的管材8将会掉落至废料存储空间中,从而保证所述第一卡盘1和所述第二卡盘2可以重新夹持未切割的新管材8。

　　[0068] 在一实施例中,所述控制第一卡盘1和第二卡盘2打开(也即,步骤S120) ,包括,