寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910733089.5 (22)申请日 2019.08.09 (71)申请人 上海柏楚电子科技股份有限公司 地址 200240 上海市闵行区剑川路953弄 322号 (72)发明人 谢淼吕彪 (74)专利代理机构 北京连城创新知识产权代理 有限公司 11254 代理人 刘伍堂 (51)Int.Cl. B23K 26/38(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种寻找截面有两条不平行直线边的管材 中心的方法 (57)摘要 本发明涉及管材。

2、激光切割技术领域， 具体地 说是一种寻找截面有两条不平行直线边的管材 中心的方法。 一种寻找截面有两条不平行直线边 的管材中心的方法， 包括电容式调高器。 同现有 技术相比， 该方法依靠激光切割系统中的切割头 上的电容式调高器， 即可完成简单的数据采集， 并通过激光切割系统中的计算即可找出管材中 心的坐标， 是一种自动化控制的寻中方法， 具有 重复精度高， 成本低， 使用方便， 数据精度可靠等 优点。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 110605485 A 2019.12.24 CN 110605485 A 1.一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 包括电容式调高器， 。

3、其特征 在于： 具体方法如下： （1） 将管材夹紧， 观察电容式调高器的感应头是否在管材的上方， 若不在管材的上方， 调整切割头的位置； （2） 激光切割系统控制切割头在管材表面1的上方， 切割头先向X轴正向移动 X， 通过控 制电容式调高器测量管材表面1的Z轴坐标zp1； 再控制切割头向负方向平移2 X， 然后再次 通过控制电容式调高器测量管材表面1的Z坐标zp2； （3） 得出管材的表面1的倾斜角为arctan(zp1-zp2)/( 2 X)， 根据倾斜角度控制控制 旋转轴转动- arctan(zp1-zp2)/( 2 X)； （4） 将管材表面1旋转至水平后， 控制电容式调高器移动到管材。

4、表面1上方， 并向X轴负 向移动， 获取管材表面1X轴负向边界点的坐标A （Xa， Za） ； （5） 控制电容式调高器移动到管材表面1上方， 并向X轴正向移动， 获取管材表面1X轴正 向边界点的坐标B （Xb， Zb） ； （6） 控制管材， 并逆时针旋转角度 ， 执行步骤 （2） 和步骤 （3） ， 将旋转角度 后的管材表 面2旋转至水平； （7） 将管材表面2旋转至水平后， 控制电容式调高器移动到管材表面2上方， 执行步骤 （4） 和步骤 （5） 获取管材表面2的X轴负向边界坐标点C （Xc， Zc） 及X轴正向边界坐标点D （Xd， Zd） ； （8） 根据A、 B、 C、 D四个坐标。

5、点， 可以计算出当管材的表面1水平时， 管材的中心坐标； （9） 根据计算得来的管材的中心坐标与激光切割系统的机械中心之间的误差， 并调整 其误差， 进行后续切割工序。 2.根据权利要求1所述的一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 其特 征在于： 所述的管材为角钢、 槽钢、 梯形钢中的一种。 3.根据权利要求1所述的一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 其特 征在于： 所述的管材为截面含有2条不平行直线边组成。 4.根据权利要求1所述的一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 其特 征在于： 所述的角度 为已知条件。 5.根据权利要求1所述的一种寻找截面有两条不。

6、平行直线边的管材中心的方法， 其特 征在于： 所述的管材的中心坐标= Xa + 0.5Lw , (Za+Zb) 0.5 - 0.5Lh， 其中Lw为 管材外包围矩形的长度， Lh为管材外包围矩形的宽度。 6.根据权利要求5所述的一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 其特 征在于： 所述的Lw =maxLab ， Lab + Lcd*cos ， Lh = Lcd*sin ， 其中， Lab为管材表面1的长 度， Lcd为管材表面2的长度， 为已知条件。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110605485 A 2 一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法 技术领域 0001 本。

7、发明涉及管材激光切割技术领域， 具体地说是一种寻找截面有两条不平行直线 边的管材中心的方法。 背景技术 0002 管材在切割前被卡盘等夹持工具夹紧后， 由于管材形状和卡盘的等夹持工具的性 能问题， 无法保证管材中心正好处于切割系统旋转轴中心， 所以必须引入参数管材中心与 旋转中心的偏差。 管材中心与旋转中心的偏差是三维数控系统刀路计算过程中需要设置的 重要参数， 是加工精度的重要保证。 对于常用的管型： 角钢、 槽钢、 梯型钢和其他一些异型管 来说， 很难通过人工方式找到管材中心， 手动对刀的精度导致加工效果较差， 甚至有损坏机 器的风险。 发明内容 0003 本发明为克服现有技术的不足， 提。

8、供一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中 心的方法， 该方法依靠激光切割系统中的切割头上的电容式调高器， 即可完成简单的数据 采集， 并通过激光切割系统中的计算即可找出管材中心的坐标， 是一种自动化控制的寻中 方法， 具有重复精度高， 成本低， 使用方便， 数据精度可靠等优点。 0004 为实现上述目的， 设计一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方法， 包 括电容式调高器， 其特征在于： 具体方法如下： （1） 将管材夹紧， 观察电容式调高器的感应头是否在管材的上方， 若不在管材的上方， 调整切割头的位置； （2） 激光切割系统控制切割头在管材表面1的上方， 切割头先向X轴正向移动 X，。

9、 通过控 制电容式调高器测量管材表面1的Z轴坐标zp1； 再控制切割头向负方向平移2 X， 然后再次 通过控制电容式调高器测量管材表面1的Z坐标zp2； （3） 得出管材的表面1的倾斜角为arctan(zp1-zp2)/( 2 X)， 根据倾斜角度控制控制 旋转轴转动- arctan(zp1-zp2)/( 2 X)； （4） 将管材表面1旋转至水平后， 控制电容式调高器移动到管材表面1上方， 并向X轴负 向移动， 获取管材表面1X轴负向边界点的坐标A （Xa， Za） ； （5） 控制电容式调高器移动到管材表面1上方， 并向X轴正向移动， 获取管材表面1X轴正 向边界点的坐标B （Xb， Zb。

10、） ； （6） 控制管材， 并逆时针旋转角度 ， 执行步骤 （2） 和步骤 （3） ， 将旋转角度 后的管材表 面2旋转至水平； （7） 将管材表面2旋转至水平后， 控制电容式调高器移动到管材表面2上方， 执行步骤 （4） 和步骤 （5） 获取管材表面2的X轴负向边界坐标点C （Xc， Zc） 及X轴正向边界坐标点D （Xd， Zd） ； （8） 根据A、 B、 C、 D四个坐标点， 可以计算出当管材的表面1水平时， 管材的中心坐标； 说明书 1/3 页 3 CN 110605485 A 3 （9） 根据计算得来的管材的中心坐标与激光切割系统的机械中心之间的误差， 并调整 其误差， 进行后续切。

11、割工序。 0005 所述的管材为角钢、 槽钢、 梯形钢中的一种。 0006 所述的管材为截面含有2条不平行直线边组成。 0007所述的角度 为已知条件。 0008 所述的管材的中心坐标= Xa + 0.5Lw , (Za+Zb) 0.5 - 0.5Lh， 其中Lw为 管材外包围矩形的长度， Lh为管材外包围矩形的宽度。 0009 所述的Lw =maxLab ， Lab + Lcd*cos ， Lh = Lcd*sin ， 其中， Lab为管材表面1的长 度， Lcd为管材表面2的长度， 为已知条件。 0010 本发明同现有技术相比， 提供一种寻找截面有两条不平行直线边的管材中心的方 法， 该方。

12、法依靠激光切割系统中的切割头上的电容式调高器， 即可完成简单的数据采集， 并 通过激光切割系统中的计算即可找出管材中心的坐标， 是一种自动化控制的寻中方法， 具 有重复精度高， 成本低， 使用方便， 数据精度可靠等优点。 附图说明 0011 图1为管材在数控系统坐标系的位置示意图。 0012图2为管材逆时针旋转角度 后在数控系统坐标系的位置示意图。 0013 图3为夹角不同的管材示意图。 0014 参见图1， 1为管材表面1， 2为管材表面2， 3为管材中心， 4为机械中心。 具体实施方式 0015 下面根据附图对本发明做进一步的说明。 0016 如图1， 图2所示， 一种寻找截面有两条不平行。

13、直线边的管材中心的方法， 具体方法 如下： （1） 将管材夹紧， 观察电容式调高器的感应头是否在管材的上方， 若不在管材的上方， 调整切割头的位置； （2） 激光切割系统控制切割头在管材表面1的上方， 切割头先向X轴正向移动 X， 通过控 制电容式调高器测量管材表面1的Z轴坐标zp1； 再控制切割头向负方向平移2 X， 然后再次 通过控制电容式调高器测量管材表面1的Z坐标zp2； （3） 得出管材的表面1的倾斜角为arctan(zp1-zp2)/( 2 X)， 根据倾斜角度控制控制 旋转轴转动- arctan(zp1-zp2)/( 2 X)； （4） 将管材表面1旋转至水平后， 控制电容式调高。

14、器移动到管材表面1上方， 并向X轴负 向移动， 获取管材表面1X轴负向边界点的坐标A （Xa， Za） ； （5） 控制电容式调高器移动到管材表面1上方， 并向X轴正向移动， 获取管材表面1X轴正 向边界点的坐标B （Xb， Zb） ； （6） 控制管材， 并逆时针旋转角度 ， 执行步骤 （2） 和步骤 （3） ， 将旋转角度 后的管材表 面2旋转至水平； （7） 将管材表面2旋转至水平后， 控制电容式调高器移动到管材表面2上方， 执行步骤 （4） 和步骤 （5） 获取管材表面2的X轴负向边界坐标点C （Xc， Zc） 及X轴正向边界坐标点D （Xd， 说明书 2/3 页 4 CN 11060。

15、5485 A 4 Zd） ； （8） 根据A、 B、 C、 D四个坐标点， 可以计算出当管材的表面1水平时， 管材的中心坐标； （9） 根据计算得来的管材的中心坐标与激光切割系统的机械中心之间的误差， 并调整 其误差， 进行后续切割工序。 0017 管材为角钢、 槽钢、 梯形钢中的一种。 0018 管材为截面含有2条不平行直线边组成。 0019角度 为已知条件。 0020 管材的中心坐标= Xa + 0.5Lw , (Za+Zb) 0.5 - 0.5Lh， 其中Lw为管材外 包围矩形的长度， Lh为管材外包围矩形的宽度。 0021 Lw =maxLab ， Lab + Lcd*cos ， Lh。

16、 = Lcd*sin ， 其中， Lab = |Xb-Xa|， Lcd = |Xd-Xc |， Lab为管材表面1的长度， Lcd为管材表面2的长度， 为已知条件。 0022 如图3所示， 一般对于管材的截面只要是有2条不平行直线边组成的， 并且在管材 加工之前， 管材相邻两边的夹角 为已知的， 可以根据上述方法步骤即可找出管材中心与数 控系统机械中心之间的误差， 从而调整其误差即可。 0023 而对于截面不是由面1和面2决定外包围矩形的管材， 例如正六边形、 平行四边形 等异型钢， 不能通过上述公式计算。 0024 但是由于图纸里保存了以截面外包围矩形框的中心为原点的各个点的坐标， 所以 可以利用ABCD四个点、 机械旋转中心坐标、 旋转角度 ， 算出包围框矩形中心 （也就是管材的 中心） 的坐标。 说明书 3/3 页 5 CN 110605485 A 5 图1 图2 说明书附图 1/2 页 6 CN 110605485 A 6 图3 说明书附图 2/2 页 7 CN 110605485 A 7 。