Page 25 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

齐 彪, 等: 全自动激光切割法加工板材试样

2.1.3 自动分拣 不统一等特性, 且冷轧板较薄, 切割时需设计托盘,
为确保试样的加工效率, 需预先对相同尺寸和 防止板材发生内凹。研究并设计了一项冷轧板自动
相同类型的样坯进行归整, 按批次集中进行粗加工 切割技术, 该技术可以兼顾0° , 45° , 90° 等多角度, 以
和精加工。但是, 冷轧、 酸洗、 热轧样坯的类型多达 及 GB / T228.1 — 2021 《 金属材料 拉伸试验 第1部

16种, 部分类型的样坯需要留存。因此, 需要快速、 分: 室温试验方法》 中 P5 、 P6 、 P17等多类型( 试样平

准确地自动分拣预留样坯和待加工样坯, 以及自动 行宽度分别为 12.5 , 20 , 25 mm , 平行长度分别为

将不同尺寸的试样进行组批加工。 75 , 120 , 100mm ) 的板材切割, 且具有可同时切取
2.1.4 自动精加工 4~5根样坯的切割模型。切割模型上共设计了 25
样坯经组批分拣后, 需进行精加工。精加工 个切割位置, 配置39个吸嘴, 激光切割样坯时, 根据
时, 需根据试样的加工尺寸、 每批次厚度以及对应 系统指令要求, 自动匹配对应的取样方向、 数量、 切
工位编辑加工程序, 夹持厚度可以引用分拣平台 割尺寸。切割后, 利用吸嘴将样坯吸附在模型的预
数据, 但是试样加工尺寸和工位种类较多, 如何根 留位置上, 模型平台自动上升将余料抬起, 便于清理
据加工信息自动设定工位以及加工程序的问题仍 切后余料以及抓取样坯( 见图 4 ), 该技术满足了冷
有待解决。 轧板的自动切割需求。
2.2 解决措施
2.2.1 自动上料技术
采用真空吸盘吸附、 抓取板材, 经多次测试使用
发现, 酸洗板、 冷轧板可以被稳固地吸附、 抓取, 但厚
规格、 翘曲的热轧板表面粗糙度较差、 质量较大, 其
吸附效果较差, 搬运过程中存在板材掉落的风险。
采用磁铁吸附、 抓取冷轧薄板, 会发生一次性吸附多
张板材的现象。因此, 研究并设计出了一项自动上 图4 冷轧板自动切割装置的外观
料技术, 该技术可同时兼顾冷轧板、 酸洗板、 热轧板 2.2.3 热轧板自动切割技术
热轧板较厚, 在切割时不存在内凹等现象, 因
的吸附特性, 在上料吸附装置上科学排列安装了22
组真空吸盘、 6组多点接触式弧形电磁铁吸盘( 见图 此, 采取两根可移动定位的支辊对热轧板进行支撑。

3 ), 电磁盘的吸附能力为50k g 组。当板材为冷轧 板材放置时, 采取拱形放置方式, 凸面朝上( 见图
/
板或酸洗板时, 采用真空吸盘吸附、 抓取; 当板材为 5 ), 但样坯切割后会直接掉落在下方, 样坯的朝向、
热轧板时, 以电磁铁吸附、 抓取为主, 另辅以4组真 位置无规律, 导致下料时无法准确抓取样坯。
空吸盘对热轧板进行横向和纵向加固, 避免搬运过
程中板材发生滑移。实现了冷轧板、 酸洗板、 热轧板
的自动上样。

图5 热轧板自动切割装置外观
设计了一套热轧样坯下料装置, 当试样切割掉
落后, 通过板链输送至刮板斜面, 并滑落至下料装置
基座上, 然后通过气缸、 推板将试样推到钢化玻璃的
图3 自动上料装置的外观 中间位置, 通过背光灯的映照将试样轮廓清晰投映
2.2.2 冷轧板自动切割技术 在钢化玻璃上。同时, 在气缸及推板的作用下, 试样
冷轧板存在取样方向多、 数量变化大、 试样尺寸 朝向固定为横向或纵向, 便于视觉的准确识别和机
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