本發(fā)明涉及金屬板材加工，尤其涉及一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝及方法。

背景技術(shù)：

1、在金屬板材加工行業(yè)，隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，對金屬板材切割精度和效率的要求日益提高。傳統(tǒng)的金屬板材切割工裝在面對不同厚度、材質(zhì)和形狀的金屬板材時，往往存在諸多局限性。例如，一些切割工裝的定位和夾緊裝置缺乏靈活性，難以適應(yīng)多樣化的板材，導(dǎo)致切割過程中板材易發(fā)生位移，嚴(yán)重影響切割精度；而且傳統(tǒng)工裝的切割參數(shù)難以根據(jù)板材的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，無法保證在不同工況下都能實(shí)現(xiàn)高精度切割。此外，傳統(tǒng)切割方法效率較低，難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求，因此，有必要設(shè)計(jì)一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝及方法，以解決有技術(shù)中金屬板材切割工裝適應(yīng)性差、切割精度低和效率低的問題，實(shí)現(xiàn)了能夠自動識別金屬板材的特性，自動調(diào)整切割參數(shù)和工裝結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對不同金屬板材的高精度、高效率切割。

2、本發(fā)明提供一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，包括外框架、底座和切割平臺；

3、所述外框架底部設(shè)置底座；

4、所述底座底部安裝可調(diào)支撐腳；

5、所述底座上端面開設(shè)凹槽，所述凹槽內(nèi)安裝切割平臺，且所述切割平臺下端面與凹槽底壁之間安裝支撐組件；

6、所述切割平臺兩側(cè)還分別安裝夾緊組件，所述切割平臺上放置金屬板材；

7、所述外框架內(nèi)頂壁安裝高精度激光掃描儀和圖像識別傳感器，所述切割平臺上方還安裝切割頭。

8、優(yōu)選的，所述夾緊組件由液壓泵、液壓缸和夾爪組成，所述液壓泵安裝于外框架外壁，所述液壓缸尾端固定于外框架內(nèi)側(cè)，所述液壓缸伸縮端與夾爪連接，所述液壓泵與液壓缸連接。

9、優(yōu)選的，所述支撐組件包括支撐塊和彈性橡膠柱，所述彈性橡膠柱底端固定于凹槽底壁，所述彈性橡膠柱頂端與支撐塊連接，所述支撐塊固定于切割平臺下端面。

10、優(yōu)選的，所述高精度激光掃描儀和圖像識別傳感器分別設(shè)置于外框架內(nèi)頂壁兩側(cè)，所述高精度激光掃描儀用于快速獲取金屬板材的外形輪廓、厚度物理參數(shù)，所述圖像識別傳感器則對板材表面的紋理、材質(zhì)特征進(jìn)行分析識別。

11、優(yōu)選的，所述切割頭采用高功率激光切割頭或高精度等離子切割頭，所述切割頭具有高精度的運(yùn)動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的定位精度，確保切割線條的精準(zhǔn)度。

12、優(yōu)選的，所述外框架外壁還安裝控制面板，所述控制面板表面安裝觸控顯示屏，所述控制面板內(nèi)部安裝plc控制器，所述plc控制器分別連接液壓泵、高精度激光掃描儀、圖像識別傳感器和切割頭。

13、優(yōu)選的，一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝的使用方法，包括以下步驟：

14、a、將金屬板材放置在切割平臺上，激光掃描儀和圖像識別傳感器對板材進(jìn)行全方位掃描和分析，獲取板材的外形輪廓、厚度、材質(zhì)信息，并將數(shù)據(jù)傳輸至plc控制器；

15、b、plc控制器根據(jù)板材特性識別步驟獲取的數(shù)據(jù)，控制液壓泵工作，進(jìn)而控制液壓缸伸縮距離，調(diào)整夾緊力，確保板材牢固穩(wěn)定；

16、c、之后plc控制器控制切割頭工作，切割頭按照設(shè)定的切割路徑和參數(shù)進(jìn)行切割，在切割過程中，切割頭上自帶的傳感器實(shí)時監(jiān)測切割狀態(tài)，如切割溫度、切割速度、板材振動參數(shù)，并將數(shù)據(jù)反饋給plc控制器，一旦監(jiān)測到參數(shù)異常，系統(tǒng)立即調(diào)整切割參數(shù)，保證切割過程的順利進(jìn)行。

17、優(yōu)選的，所述plc控制器處理圖像流程如下：

18、a、圖像傳感器從多個角度對放置在切割平臺上的金屬板材表面進(jìn)行拍攝；

19、b、之后對圖像進(jìn)行預(yù)處理，首先進(jìn)行灰度化處理，將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像，簡化后續(xù)的計(jì)算過程；接著采用高斯濾波算法對灰度圖像進(jìn)行去噪處理，去除圖像中的隨機(jī)噪聲，使圖像更加平滑；然后，通過直方圖均衡化方法對圖像的對比度進(jìn)行增強(qiáng)，使圖像中的細(xì)節(jié)更加清晰，提高圖像的辨識度；

20、c、之后采用尺度不變特征變換算法，提取圖像中的關(guān)鍵點(diǎn)和描述子，尺度不變特征具有尺度不變性、旋轉(zhuǎn)不變性和光照不變性優(yōu)點(diǎn)，能夠在不同的拍攝條件下準(zhǔn)確地描述圖像的特征；

21、d、將提取到的特征輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的支持向量機(jī)分類器中進(jìn)行分類識別，在識別階段，將待識別板材的圖像特征輸入到訓(xùn)練好的svm分類器中，分類器根據(jù)學(xué)習(xí)到的特征模式，判斷出板材的材質(zhì)類型。

22、有益效果：

23、(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，能夠自動識別和適應(yīng)不同厚度、材質(zhì)和形狀的金屬板材，大大提高了工裝的通用性和適用范圍。

24、(2)本發(fā)明整個切割過程自動化程度高，減少了人工干預(yù)和調(diào)整時間，切割效率比傳統(tǒng)工裝提高了30％以上，有效降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。(3)本發(fā)明采用的夾緊組件通過控制液壓泵的功率，調(diào)節(jié)液壓缸的伸縮距離，

25、進(jìn)而能夠?qū)Σ煌叽绲陌宀倪M(jìn)行自適應(yīng)夾緊固定，提高了板材加工效率。

26、上述說明僅是本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明實(shí)施例的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，包括外框架(1)、底座(2)和切割平臺(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，所述夾緊組件由液壓泵(10)、液壓缸(11)和夾爪(12)組成，所述液壓泵(10)安裝于外框架(1)外壁，所述液壓缸(11)尾端固定于外框架(1)內(nèi)側(cè)，所述液壓缸(11)伸縮端與夾爪(12)連接，所述液壓泵(10)與液壓缸(11)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，所述支撐組件包括支撐塊(13)和彈性橡膠柱(14)，所述彈性橡膠柱(14)底端固定于凹槽(4)底壁，所述彈性橡膠柱(14)頂端與支撐塊(13)連接，所述支撐塊(13)固定于切割平臺(3)下端面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，所述高精度激光掃描儀(7)和圖像識別傳感器(8)分別設(shè)置于外框架(1)內(nèi)頂壁兩側(cè)，所述高精度激光掃描儀用于快速獲取金屬板材的外形輪廓、厚度物理參數(shù)，所述圖像識別傳感器則對板材表面的紋理、材質(zhì)特征進(jìn)行分析識別。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，所述切割頭采用高功率激光切割頭或高精度等離子切割頭，所述切割頭具有高精度的運(yùn)動控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)微米級的定位精度，確保切割線條的精準(zhǔn)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝，其特征在于，所述外框架(1)外壁還安裝控制面板(15)，所述控制面板(15)表面安裝觸控顯示屏(16)，所述控制面板(15)內(nèi)部安裝plc控制器(17)，所述plc控制器(17)分別連接液壓泵(10)、高精度激光掃描儀(7)、圖像識別傳感器(8)和切割頭(9)。

7.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝的使用方法，其特征在于，其使用方法包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝的使用方法，其特征在于，所述plc控制器處理圖像流程如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種自適應(yīng)型金屬板材高精度切割工裝及方法，包括外框架、底座和切割平臺，外框架底部設(shè)置底座，底座底部安裝可調(diào)支撐腳，底座上端面開設(shè)凹槽，凹槽內(nèi)安裝切割平臺，且切割平臺下端面與凹槽底壁之間安裝支撐組件，切割平臺兩側(cè)還分別安裝夾緊組件，切割平臺上放置金屬板材，外框架內(nèi)頂壁安裝高精度激光掃描儀和圖像識別傳感器，切割平臺上方還安裝切割頭，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，能夠自動識別和適應(yīng)不同厚度、材質(zhì)和形狀的金屬板材，大大提高了工裝的通用性和適用范圍；整個切割過程自動化程度高，減少了人工干預(yù)和調(diào)整時間，切割效率比傳統(tǒng)工裝提高了30％以上，有效降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：黃信周,周輝,施曉亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海門市蘇洋機(jī)械制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8