材料尺寸的确定的制作方法

本发明涉及一种在锯切过程期间确定长型材的材料尺寸的方法，其中，在锯切处理中，向前推进锯片，与此同时通过锯片沿着锯切槽切割长型材，确定锯片沿着前推路径的前推位置数据，并且在锯切期间，确定锯切力的组或与锯切力对应的另一参数的组之中的另外的测量数据。

背景技术：

管切割机在现有技术中是众所周知的。由于对被截短的管部段的尺寸精度的要求越来越高的原因，需要对管部段进行后续检验。例如通过de102005025606的管切割机对被截短的管部段在长度方面进行后续检验，或者通过de102006019354的装置对被截短的管部段在管边缘的轮廓形状方面进行后续检验。

de102013202754a1公开了一种用于沿着分割线分离工件的装置。在此，利用传感器装置基于测量的参数来计算当前的加工结果，并将当前的加工结果显示在显示装置上，由此简化操作者的加工过程。

上面提到的管切割机的缺点在于，对放置到管切割机中的管的尺寸监控、尤其是对其直径和其壁厚的监控是非常复杂的。尤其地，不同类型的待被截短的管的直径和壁厚可能非常接近，即，不同管直径的差异可能为数个1/10毫米，并且不同类型的管的壁厚度可能仅彼此偏差数个1/10毫米，由此利用裸眼不能对其彼此进行区分。由此，尤其在错误地标识的管的情况下会出现问题。有些时候，完全不能识别出管类型的选择错误或混合或者具有不同材料的相同管尺寸。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种即使在锯切过程期间也能够对材料尺寸进行检验的方法。

该目的通过开头所述类型的具有权利要求1的特征的方法实现。将长型材理解为实心型材，但是也可以是管，尤其是金属型材。

根据本发明，根据在受控的管切割机中提供的前推位置数据(即，锯片的锯片轴的位置坐标)和另外的测量数据来确定实际曲线。

优选地，另外的测量数据是锯切力或者与锯切力相关的另一参数，尤其是转矩。实际曲线例如表现了作为前推路径的函数的锯切力的走向。

优选地，在考虑到允许的预定公差的情况下，通过实际曲线与额定曲线的比较发现材料尺寸的错误，或者通过对实际曲线的评估直接确定材料尺寸，优选地不取决于由磨损造成的锯片的高度或者直径的削减。

长型材部段尤其是管段，尤其是金属管的管段，并且材料尺寸是管段的直径和壁厚。

优选地，锯片是进行旋转的圆形锯片，并且测量锯片轴沿着锯片的前推路径的前推位置数据。在这种情况下，优选地，确定锯片轴在不同的简短连续的测量时间点处的位置坐标。这在通常使用的受控管切割机的情况下以容易确定的方式实现。尤其是，确定锯片轴的相对于长型材部段的容纳部的位置坐标，尤其是相对于容纳部的下支撑面的位置坐标。

优选地，根据实际曲线确定极值，并且根据极值的前推位置数据确定材料尺寸。

在此指出，通过锯切过程的实际曲线，例如管的实际曲线首先能够以简单的方式确定切割过程开始时的前推位置数据以及切割过程结束时的前推位置数据。切割过程的开始与另外的测量值的从零开始的上升相关，尤其是与锯切力相关，而切割过程的结束与另外的测量值的至零值的下降相关。能够根据这两个前推位置数据之间的差值确定长型材的直径。锯切过程的在锯齿第一次侵入到长型材与长型材的断开之间的一部分被描述为切割过程。

在本发明的特别优选的实施例中，根据两个相邻的最大值的前推位置数据之间的差值确定长型材的材料尺寸。

优选地，根据切割开始时的前推位置数据和第一最大值的前推位置数据之间的差值确定和/或根据切割结束时的前推位置数据和第二最大值的前推位置数据之间的差值确定长型材(尤其是管)的壁厚。

根据本发明的方法尤其适合用于具有圆形的内直径和圆形的外直径的管形长型材部段。优选地，被应用有这种方法的长型材旋转对称地围绕纵向轴线布置。

在本发明的另外的优选实施例中，确定切割开始时的前推位置数据，并且根据该数据确定锯片直径。

在本发明的另外的实施例中，根据另外的测量数据，尤其是根据锯切力或者转矩确定材料的抗拉强度，或者确定转矩/使用时间曲线，并将其与存储的额定转矩/使用时间曲线进行比较，并且根据大于预定公差的偏差推定出长型材的错误的材料。

附图说明

通过三个附图中的两个实例来描述本发明，在这些附图中：

图1示出被旋转的锯片切割的管段以及在切割过程中产生的前推/锯切力的示意图。

图2示出在具有不同抗拉强度的三种材料的情况下在相同的预定侵入长度下锯片的取决于其使用时间的转矩的曲线表示。

图3示出对应于图1的具有三个堆叠的管段的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了插入在管切割机中的管2的容纳部1，通过旋转的锯片3从管2上分离出管段5。在此，管是金属管，且仅由金属制成。锯片3在图1中逆时针旋转。旋转方向由弯曲的箭头示出。锯片3未被完全地示出，而是仅被示出了围绕锯片轴4的一个扇段。在锯切过程期间，沿着相对于管2的纵向方向l垂直地布置的锯切面切割管3。锯片3沿着朝向管的前推路径s移动。在此，锯片轴4的前推路径s朝向管2的纵向轴线定向。在图1中，从上向下推进锯片3。

在锯切过程期间，确定在锯片轴4上作用的转矩ms或者在切割面上作用的锯切力fs。通过管切割机的cnc控制器执行锯切过程，从而能够连续地确定锯片轴4相对于管容纳部1的位置并且确定沿着前推路径s的前推位置数据。在图1中，确定和存储锯片轴4的前推位置数据以及锯切力fs。在图1中将二者图形化地示出为前推/锯切力曲线的形式。

在图1中，将前推/锯切力曲线标示在管2的横截面的右侧。能够测量针对特定的前推位置数据确定的锯切力测量数据，以用于紧密相邻的前推位置数据。能够通过常用的插值法将确定的前推锯切力测量数据连接成根据图1的连续曲线。

在图1中示出了通过这种方式确定的实际曲线。对该实际曲线进行评估。

图1的实际曲线示出了在该方法的切割过程的开始时锯切力fs从零值开始上升。锯切力fs一直上升，直到锯片3以沿着管2的横截面的上部虚线示出的最大侵入长度进入到管2中。在此，将侵入长度理解为锯片3在由切割过程产生的切割槽中的切割线的长度。

从侵入长度的第一最大值开始，锯切力fs最初由于侵入长度减小的原因随着前推路径s的增加而下降，并接着再次上升至第二最大值，其中，第二最大值甚至大于第一最大值。在图1中，通过布置在第一虚线下方的第二虚线示出第二最大侵入长度。因为沿着第二虚线的第二最大侵入长度比第一侵入长度更长，所以第二最大值大于第一最大值。

在进一步前推锯片3时，锯切力fs再次下降，从而在完全锯穿之后在管3的切割过程结束时下降到零值。

可以通过由在切割过程开始时的前推位置数据s1和第一最大值的前推位置数据s2形成的差值t＝s2-s1推导出管2的壁厚t。此外，同样能够通过由第二最大值的前推位置数据s3和在切割过程结束时的前推位置数据s4形成的差值t＝s4-s3推导出管2的壁厚t。

通过由在切割过程结束时的前推位置数据s4和在切割过程开始时的前推位置数据s1形成的差值d＝s4-s1推导出管的直径d。因此，在图1中确定的前推/锯切力曲线实现了对图1中的管2的直径d和壁厚t的确定。

图1未示出的管切割机可以具有数据库，该数据库存储有各种类型的额定曲线，这些曲线与不同直径和不同壁厚的管相关联。在锯切过程开始之前，输入待加工的管2的直径和壁厚，并且在数据库中确定相关的额定曲线。在管的切割过程之后或者期间将额定曲线与图1中的确定的实际曲线进行比较，并且在出现大于预定公差的偏差时输出报警信号，使得操作人员获知在管切割机中放入的已被切下一个管段的管是具有错误的直径d和/或错误的壁厚t的管。

特征曲线的轮廓是关键的，其充当管的指纹。将实际特征曲线的轮廓与额定特征曲线的轮廓进行比较。在大于公差的偏差的情况下，输出一个信号。

对公差进行选择，使得测不出同一类型的管2的制造误差，但确定出多个类型的管之间的尺寸差。管类型被理解为具有相对于制造误差相同的直径d和相同的壁厚t和相同的材料的大量管。

不同类型的管2的管直径d以及壁厚t彼此接近，使得利用裸眼不能进行识别。可以使用监控方法后续地确定是否放入了错误的管类型。

在另一个方面，除了图1中确定的曲线之外或者作为图1中确定的曲线的代替，能够确定根据图2的转矩/使用时间曲线。在此，将使用时间st描述为由锯片3执行的锯切过程的数量。通常，在利用具有锋利的齿的新锯片3的第一次锯切过程中，转矩ms基本上是恒定的。在当前的情况下，转矩ms为约230nm。随之使用时间st的增加，锯片3逐渐变钝，并且从特定的使用时间st开始退化。

在锯切过程中应用的转矩ms一方面取决于齿的锋利程度，但是另一方面也取决于管2的材料特性。尤其是，不同的钢类型在它们不同的合金的情况下具有不同的抗拉强度σ，从而在锯切过程中要求不同的转矩ms。在此，抗拉强度和可切割性被同义地使用。在抗拉强度σ大于预定的额定抗拉强度σsoll的情况下，根据图2所使用的转矩ms在相同的侵入长度时明显较大，而在较小的抗拉强度的材料的情况下，切割过程中必须使用的转矩ms较小。这种方法也允许将构成管2的材料的类型输入到管切割机的控制装置中。通过图2中的实际曲线与额定曲线的大于相应的制造公差的偏差可以推定出选择了具有错误的材料的管。在图2中，特征曲线示出了抗拉强度σ从σ＜σsoll变化到σ＞σsoll时的突变。在数据库中针对特定的材料并且与根据图2的管直径和壁厚使用时间曲线相关地提供了比较。在数据库中同样存储不同的额定曲线。

当确定的实际曲线与额定曲线偏差超过预定的公差时，同样输出一个报警信号，以向操作人员指示在管切割机中放置了具有错误的材料的管2。

图3示出了图1中的具有三个堆叠的管30、31、32的布置，这些管分别被锯切掉一个管段5。在图3的右下方示出相应的前推/锯切力曲线。如在图1中一样，通过该曲线能够以相应的方式推导出管30、31、32的直径d和壁厚t。

参考标号列表

1容纳部2管

3锯片4锯片轴

5管段30堆叠的管

31堆叠的管32堆叠的管

lfs锯切力

ms转矩st使用时间

d直径s前推路径

s1锯切过程开始时的前推位置数据

s2第一最大值的前推位置数据

s3第二最大值的前推位置数据

s4锯切过程结束时的前推位置数据

t壁厚σ抗拉强度

σsoll额定抗拉强度