一种同步通板动态跟随激光切割的方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带钢加工领域，特别涉及用于汽车制造技术领域的一种同步通板动态跟随激光切割的方法及其系统。
【背景技术】
[0002]基于激光技术用于材料切割加工领域已经是一种成熟的商用技术，对于金属矩形板材来料的激光数控加工系统已被广泛应用。随着激光技术的蓬勃发展，也为板材加工带来了更快的速度、更灵活的应用方式，同时也产生了对自动化的上下料，高节奏连续生产的需求。同时，成卷卷料的开卷激光切割加工也已在研究与逐步应用中，例如中国专利CN102281986A中公开了一种成卷卷材进行激光切割加工的输送器系统，通过两个系列的输送器以及包含的平行的多个支撑输送器对带状型材起到支撑作用，同时随着沿横轴构件的纵向轴往复运动的激光头对卷材进行加工而获得成品料片，支撑输送器可以让出切割道路用于激光头切割穿过原材料而获得切割轮廓。这种方式极大弥补并解决了以往数控离线加工中无法成卷供料切割以及针状切割台面对切割路径的避让与带来的废料落料问题，成为一种对替代成卷卷材模具落料方式加工料片的革新方式，避免了对高强度材料冲压吨位的要求以及高额的模具设计费用与维护保有成本，另外，基于卷材激光切割的方法也对材料利用率的提尚有非常大贡献。
[0003]公开专利中，通过基本平行且间隔开的支撑输送器并且实现不同模式下支撑输送器调节以适应不同轮廓形状的加工要求，实现支撑并让出切割道路而达到轮廓加工。其中加工模式中在“静态单个与多个进给模式”下，支撑输送器在进给形成部件前运动到静止位置；在“动态单个进给进给模式”下，支撑输送器预先运动到设定位置，“动态多个进给模式下”支撑输送器还可以在激光程序期间进行换位，至少一个支撑输送器可以伸长或缩回；在“静态连续进给模式”支撑输送器保持静止位置而原材料进行连续进给；在“动态连续进给模式下”支撑输送器在激光切割程序期间，至少一个支撑输送器可伸长或缩回等各种模式。
[0004]然而，这些模式的共同特点都是在切割程序间，支撑输送器根据轮廓形状需求可以静止也可以伸长或缩回，在切割过程中，支撑输送带处于固定静止位置，这种作业方式的劣势在于难于确保切割工艺的稳定断刀，不易实现异形废料自动剔除，降低了生产效率。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种同步通板动态跟随激光切割的方法及其系统，可实现在切割过程中磁力皮带组动态跟随，废料稳定支撑和自动剔除，从而加快加工节奏，通过同步通板多激光头的动态跟随进一步提高产量。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0007]同步通板动态跟随激光切割的系统，其包括:一个以上加工位；同步通板单元，采用磁力皮带组，分别设置于所述加工位的进料侧和出料侧，磁力皮带组中各根磁力皮带可伸长或缩回，且各磁力皮带间的间隙可调；激光切割单元，设置于所述加工位，其包括至少一激光切割机及其上激光切割头；搬运堆垛单元，包括堆垛台及堆垛机器人，堆垛台设置于所述加工位出料侧的同步通板单元磁力皮带组外侧；废料传送带装置，设置于所述加工位与进料方向垂直的一侧；烟尘处理装置、带钢切割的实时测量装置，设于每个加工位；片料堆垛前的片料位置检测装置，设于加工位外侧的出料侧磁力皮带组位置的搬运位；切割控制系统，所述同步通板单元、激光切割单元、搬运堆垛单元、废料传送带装置、烟尘处理装置、实时测量装置和片料位置检测装置分别连接切割控制系统，使以上各单元与装置之间互相通信形成关联的作业控制，且同步通板单元的磁力皮带伸长或缩回与激光切割头随动。
[0008]进一步，所述同步通板单元的磁力皮带组，其包括，分别控制进料侧与出料侧磁力皮带组传送电机及其控制模块；若干磁力皮带，每个磁力皮带包括，至少一个可单独控制的电磁模块；控制各磁力皮带伸缩的伸缩电机及其控制模块；控制各磁力皮带间隙调节的宽度电机及其控制模块。
[0009]又，所述带钢切割的实时测量装置，包括，用于工件坐标测量的两个相机；用于切割后分离视觉检测识别、废料掉落视觉检测识别的两个相机。
[0010]另外，所述的片料堆垛前的片料位置检测装置包括一个相机，安装于搬运位上方，用于检测片料在搬运位的位置。
[0011]本发明同步通板动态跟随激光切割的系统的激光切割方法，其包括，
[0012]a)进料侧各根磁力皮带间隙根据带钢宽度和切割轮廓预先调整至固定间隙及固定的伸缩位置，形成进料侧磁力皮带组的进料初始位；同时，出料侧各根磁力皮带根据带钢宽度与切割轮廓预先调整至固定间隙及固定的伸缩位置，形成出料侧磁力皮带组的出料初始位；磁力皮带将带钢送至激光切割加工位；
[0013]b)进入加工位激光切割区域的带钢由实时测量装置对带钢轮廓进行定位测量，以在切割作业前修正激光切割控制系统工件坐标系的原点位置坐标及角度；完成测量后，激光切割单元对带钢按需要加工的轮廓形状以规划的路径顺序进行切割；
[0014]切割过程中，进料侧与出料侧各根磁力皮带根据切割路径同步动态调节，根据切割形状决定伸缩调节量，同步动态的调节采用切割控制系统中给出信号的方式传送给磁力皮带伸缩控制模块实现，调节过程中磁力皮带需要让出在切割过程中的割缝，避免激光透过带钢接触到任意一根磁力皮带；已完成的切割轮廓对应位置的进料侧与出料侧磁力皮带可以伸长或缩回，对加工片料起到稳定支撑作用，同时保证出料侧接料出料的需要；
[0015]切割过程中，对于已形成的废料，在切割控制系统中给出信号传送给实时测量装置废料掉落视觉检测识别，实时对废料掉落情况进行检测识别；切割完成后，切割控制系统给出信号，带钢切割的实时测量装置对已完成的全部切割轮廓进行检测，判定加工片料与带钢的分离情况；
[0016]c)片料加工完成后，进料侧磁力皮带组位于进料终止位，出料侧磁力皮带组位于出料终止位；加工片料在出料侧磁力皮带组上的出料终止位进入出料输出状态并输出至搬运位，与此同时，进料与出料侧的磁力皮带组再次伸长或缩回至初始位，带钢步进，进行下一循环的加工；
[0017]d)在片料搬运前，片料位置检测装置的相机对片料位置进行检测，将片料位置反馈给搬运堆垛机器人以纠正其位姿，随后搬运堆垛机器人末端的端拾器对加工片料吸附拾取并堆垛至垛料位。
[0018]进一步，在切割过程中，进料侧与出料侧各根磁力皮带可根据切割路径同步动态调节，对于切割轮廓形状所形成的切割路径，编制切割特征信息对应所要调节的磁力皮带伸缩作业的相应信号，在切割系统控制下实现磁力皮带的伸缩调节；磁力皮带组中的每根磁力皮带都可实现伸长与缩回的动态调整，且磁力皮带调节过程中切割头同步在执行切割路径的切割。
[0019]优选的，设置两个以上激光加工位及相应的同步通板单元设两组