一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法与流程

本发明涉及激光切管机气动卡盘领域，具体涉及一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法。

背景技术：

气动卡盘是机械加工过程中常见的辅助加工工具，例如在激光切管机中，在管材切割过程中，气动卡盘用来夹持管材。

现有技术中，参考图1，气动卡盘一般包括卡盘主体（图中未示出）、卡爪1、气缸101以及旋转驱动电机（图中未示出），卡爪沿卡盘本体径向设置，气缸用于驱动卡爪沿卡盘本体的径向移动相互靠近或相互远离，旋转驱动电机用于驱动卡盘本体旋转。

卡爪在气缸的驱动下移动的，每一个气缸均对应设置一个为卡爪提供夹紧力的进气道，卡爪的夹紧力的提供也与气缸的气压有关，而气体是可压缩的，因此在夹持重管时，参考图1，位于竖直方向上的卡爪对管材2的上下两侧进行夹持，位于水平方向的卡爪对管材的左右两端进行夹持，而因管材的重力存在，从而使位于管材下方的卡爪的气缸受到管材的挤压，导致位于管材下方的卡爪的气缸在充气过程中受到较大阻力，从而无法向竖直设置的气缸提供足够的气压，从而导致管材夹持后，管材的中心将与气动卡盘的中心出现偏移e（图中点画线为满足加工要求的夹持状态下的管材），若以这种情况夹持的状态进行激光切割，切割的精度将受到影响，会导致切割所得的产品不合格，因此，需要针对管材的夹持进行调整。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，其能对充气量不足的气缸进行补气。该激光切管机气动卡盘的管材夹持方法具有夹持稳定、可靠，有利于提高加工精度。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，该管材夹持方法运用配气装置，所述配气装置包括供气管组件、配气盘，气动卡盘上设置有展开进气道以及夹紧进气道，供气管组件包括展开进气管道、夹紧进气管道以及分别对应展开进气管道、夹紧进气管道设置的展开进气电磁阀、夹紧进气电磁阀以及控制展开进气电磁阀、夹紧进气电磁阀动作的进气控制装置，所述展开进气道通过所述配气盘与所述展开进气管道连通，所述夹紧进气道通过所述配气盘与夹紧进气管道连通，气动卡盘上设置有两对沿垂直方向布置的卡爪，每一卡爪均对应设置一气缸，每一气缸均与展开进气道、夹紧进气道连通，每一所述气缸与所述夹紧进气道连接的一端设置有气控单向阀，气动卡盘还包括控制气动卡盘旋转的驱动控制器，该管材夹持方法包括：

s1：气动卡盘复位，使其中一对卡爪为水平，另一对卡爪为竖直；

s2：管材上料，将管材输送至上下、左右两对卡爪之间；

s3：向夹紧进气道中通入夹紧气体，夹紧气体的气压为p0，使成对的气缸联动动作；

该管材夹紧方法还包括：

s4：将气动卡盘旋转90°；

s5：向夹紧进气道中通入补气气体，并打开气控单向阀，补压气体的气压为p1，并使p1≥p0；

s6：完成管材夹持。

通过这样设置，执行s3时，进气控制装置控制夹紧进气电磁阀打开，向夹紧进气管道内通入夹紧气体，夹紧进气管道通过配气盘与夹紧进气道连通，从而向气动卡盘上的气缸进气，在夹紧进气电磁阀关闭后，进入各个气缸内的气体通过气控单向阀进行保压；因处于水平状态的一对卡爪在夹持过程中几乎不受阻力，从而对应该对卡爪设置的气缸容易进气并可达到夹紧气压p0，从而，水平方向一对卡爪可将管材夹持到位，使管材的中心与气动卡盘中心位于同一条竖直线上，而处于竖直状态的一对卡爪的气缸中处于管材下方的卡爪的气缸承受管材的重量，因此管材的重力对下方卡爪的气缸的进气形成进气阻力，使进入该气缸进气受阻，从而使进入气缸内的气体无法达到夹紧气压p0，从而无法将管材夹持到位，即无法使管材的中心与气动卡盘的中心重合；在这种情况下，首先执行s4，使气动卡盘旋转90°，使原本处于水平状态的卡爪旋转至竖直，而处于竖直状态下的卡爪旋转至水平，因原本处于水平状态的卡爪的气缸在经过s3后已经能够达到夹紧气压，因此，原本处于水平状态的卡爪旋转至竖直状态后，此时处于竖直状态下的卡爪的气缸能够克服管材的重量，将管材支撑起来，使管材的中心与气动卡盘的中心处于同一水平线上，而原本处于竖直状态下卡爪的气缸因其内气压不足，当原处于竖直状态下卡爪旋转至水平时，因气缸提供的夹紧力不足，无法使管材的中心与气动卡盘的中心处于同一条竖直线上；通过s5，向夹紧进气道中通入补压气体并使补压气体的气压p1≥p0，从而使旋转后处于水平状态的气缸进行补气，使气缸中的气体气压≥p0，从而使水平状态的一对夹爪将管材夹正，即使管材的中心与气动卡盘的中心重合，从而达到加工的要求，为激光切割做准备，使得管材的夹持稳定、可靠，并有利于提供加工精度。

作为优选，所述供气管组件还包括补气进气管道以及对应补气进气管道设置的补气进气电磁阀，所述补气进气管道与所述夹紧进气管道连通，所述补气进气电磁阀受控于所述进气控制装置。

通过这样设置，通过额外设置的补气进气管道以及补气进气电磁阀，便于进气控制装置按照时序动作，便于控制。

作为优选，该管材夹持方法还包括s3-1、s3-2，执行所述s3后，依次执行s3-1、s3-2；

s3-1：对位于竖直方向的卡爪的气缸的气压进行检测；

s3-2：对气缸的气压的检测气压p检测进行比较判断，若p检测=p0±δp检测，δp检测为测量误差，则执行s6；否则，执行s4。

通过这样设置，通过增加s3-1对处于竖直方向上的卡爪的气缸气压进行测量，并通过s3-2对检测所得的气压p检测进行检测判断，当p检测≠p0±δp检测，即处于竖直方向上的卡爪的气缸气压不足p0时，再进行s4及其后续的步骤，否则执行s6，完成夹持，使得该管材夹持方法既能满足重管的夹持需要，还能满足重量较轻的管材的夹持的需要，适用性提高。

作为优选，所述s3-1中的气缸气压的检测通过气压传感器测量，所述气压传感器设置于气缸输入夹紧气压的进气端并位于所述气缸与气控单向阀之间。

通过这样设置，通过气压传感器对气缸的气压进行测量，结构简单，测量方便。

作为优选，该管材夹持方法还包括s5-1，执行所述s5后，执行s5-1；

s5-1：返检程序，跳回执行s3-1。

通过这样设置，通过设置返检程序，可对补气后气缸进行再次检测，避免出现补气后仍存在气缸气量不足的情况。

作为优选，该夹持方法还包括s7，s7：夹持步骤终止，发出报警信号；

所述s3-1中包含计数参数n，m为预设值，m为整数且m≥3，n的初始值为0，每执行一次s3-1，n计数加1，当p检测≠p0±δp检测且n=m时，执行s7，并对n清零；当p检测≠p0±δp检测且n<m时，执行s4；p检测=p0±δp检测时，对n清零，执行s6。

通过这样设置，通过设置技术参数n，当循环返检的次数达到预设的值m，即经过m次补气后，竖直方向的夹爪气缸仍不能至少达到夹紧气缸p0，停止夹持步骤的执行，并报警，为现场的工作人员提供机器异常的信号，从而便于对机器进行检修，避免出现因机器出现漏气故障后而使夹持执行工序出现死循环的情况。

作为优选，所述报警信号的发出通过报警装置发出，报警装置包括指示灯。

通过这样设置，通过指示灯进行报警，便于现场工作人员察觉。

作为优选，所述报警装置包括报警蜂鸣器。

通过这样设置，通过增加报警蜂鸣器，进一步便于现场工作人员发现机器故障而进行维护检修。

相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：

1、通过将原本处于竖直的卡爪旋转至水平，再向气缸进行补气，从而使得进气不足的气缸进行补气，使其内的气体达到夹持的气压，从而使得管材的中心与气动卡盘的中心重合，对管材夹持稳定、可靠。

2、通过独立设置的补气进气管道以及补气进气电磁阀，便于进气控制装置的控制。

3、通过增加对竖直方向的卡爪的气缸气压进行检测和判断的工序，使得该管材夹持方法适用于重管或轻管的夹持过程。

4、通过设置返检程序，对处于竖直方向的气缸进行再次检验，提高补气的可靠性。

5、通过在s3-1中设置技术参数，并增加对技术参数的判断，避免出现死循环。

6、设置s7，当机器出现漏气故障时，停止夹持工序的进行，并报警，对机器进行检修。

附图说明

图1是现有技术中管材夹持的示意图；

图2是本发明实施例1中配气装置的示意图；

图3是本发明实施例1中对气动卡盘旋转90°后进行补气的示意图；

图4是本发明实施例1中激光切管机气动卡盘的管材夹持方法的程序框图；

图5是本发明实施例2中激光切管机气动卡盘的管材夹持方法的程序框图；

图6是本发明实施例3中激光切管机气动卡盘的管材夹持方法的程序框图；

图7是本发明实施例4中激光切管机气动卡盘的管材夹持方法的程序框图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：

1、卡爪；101、气缸；2、管材；3、供气管组件；301、展开进气管道；3011、展开进气电磁阀；302、夹紧进气管道；3021、夹紧进气电磁阀；303、补气进气管道；3031、补气进气电磁阀；4、配气盘；5、展开进气道；6、夹紧进气道；7、卡爪a；8、卡爪b；9、卡爪c；10、卡爪d；11、气控单向阀；12、气压传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1

参考图2，本实施例公开了一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，该管材2夹持方法运用配气装置（图中未标注），配气装置包括供气管组件3、配气盘4，气动卡盘上设置有展开进气道5以及夹紧进气道6，供气管组件3包括展开进气管道301、夹紧进气管道302以及分别对应展开进气管道301、夹紧进气管道302设置的展开进气电磁阀3011、夹紧进气电磁阀3021以及控制展开进气电磁阀3011、夹紧进气电磁阀3021动作的进气控制装置（图中未示出），进气控制装置可以是plc控制器或单片机。

配气盘4与气动卡盘上对应设置有环形的配气通道（图中未示出），展开进气道5通过配气盘4与展开进气管道301连通，夹紧进气道6通过配气盘4与夹紧进气管道302连通。

气动卡盘上设置有两对沿垂直方向布置的卡爪，如图中的卡爪a7、卡爪b8、卡爪c9以及卡爪d10，卡爪a7与卡爪b8相对设置，卡爪c9与卡爪d10相对设置，每一个卡爪均对应设置一个气缸101，每一气缸101的两端各设置一个进气口（图中未标注），两个进气口分别展开进气道5、夹紧进气道6连通，每一个气缸101与夹紧进气道6连接的一端设置有气控单向阀11，通过气控单向阀实现保压，需要对气缸101补气时，需向气控单向阀提供气体触发信号。

卡爪a7与卡爪b8联动，卡爪c9与卡爪d10联动，因此，卡爪a7与卡爪b8的气缸101内的气体进气量相等、气压相等，卡爪c9与卡爪d10的气缸101内的气体进气量相等、气压相等。

气动卡盘还包括控制气动卡盘旋转的驱动控制器（图中未示出）。

参考图2，供气管组件3还可包括补气进气管道303以及对应补气进气管道303设置的补气进气电磁阀，补气进气管道303与夹紧进气管道302连通，补气进气电磁阀3031受控于进气控制装置，图中g为进气方向。

参考图2以及图4，该管材2夹持方法包括：

s1：气动卡盘复位，使其中一对卡爪1为水平，另一对卡爪1为竖直；

s2：管材2上料，将管材2输送至上下、左右两对卡爪1之间；

s3：向夹紧进气道6中通入夹紧气体，夹紧气体的气压为p0，使成对的气缸101联动动作，夹紧气压p0能克服管材的重力，本实施中，通过进气控制装置控制夹紧进气电磁阀3021打开，向夹紧进气管道302内通入夹紧气体，夹紧进气管道302通过配气盘4与夹紧进气道6连通，从而向气动卡盘上的气缸101进气，在夹紧进气电磁阀3021关闭后，进入各个气缸101内的气体通过气控单向阀11进行保压，气缸101联动动作即使卡爪a7与卡爪b8在水平方向上同时相向运动，对管材2夹紧，使卡爪c9与卡爪d10在竖直方向上同时相向运动，对管材2夹持；

s4：将气动卡盘旋转90°，驱动控制器控制气动卡盘旋转，使气动卡盘绕其中心旋转90°，使原处于水平方向的卡爪a7与卡爪b8变成竖直状态，而原处于竖直方向的卡爪c9与卡爪d10变成水平状态，参考图3，图中q为补气时进气的方向；

s5：向夹紧进气道6中通入补气气体，并打开气控单向阀，补压气体的气压为p1，并使p1≥p0，补气时，所有气缸101的气控单向阀均打开，从而对进气量不足、气压不足的卡爪c9的气缸101以及卡爪d10的气缸101进行补气，使两气缸101内的气压至少达到夹紧气压p0，从而此时处于水平状态的卡爪c9和卡爪d10将管材2夹正，即使管材2的中心与气动卡盘的中心重合，从而达到加工的要求；

s6：完成管材2夹持。

实施例2

参考图5，本实施例公开了另一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，基于实施例1，本实施例与实施例1不同的地方在于：

本实施例的激光切管机气动卡盘的管材2夹持方法还包括s3-1、s3-2，执行s3后，依次执行s3-1、s3-2；

s3-1：对位于竖直方向的卡爪1的气缸101的气压进行检测；

s3-2：对气缸101检测所得气压p检测进行比较判断，若p检测=p0±δp检测，δp检测为测量误差，则执行s6；否则，执行s4。

参考图2，s3-1中的气缸101气压的检测通过气压传感器12测量，气压传感器12设置于气缸101输入夹紧气压的进气端并位于气缸101与气控单向阀之间。

实施例3

参考图6，本实施例公开了另一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，基于实施例2，本实施例与实施例2不同的地方在于：

本实施例的激光切管机气动卡盘的管材2夹持方法还包括s5-1，执行s5后，执行s5-1；

s5-1：返检程序，跳回执行s3-1。

从而可对旋转后处于竖直方向上的卡爪1的气缸101进行再次检测，保证处于竖直方向的气缸101满足要求，提高夹紧的可靠性以及稳定性。

实施例4

参考图7，本实施例公开了另一种激光切管机气动卡盘的管材夹持方法，基于实施例3，本实施例的激光切管机气动卡盘的管材2夹持方法还包括s7，s7：夹持步骤终止，发出报警信号；

s3-1中包含计数参数n，m为预设值，m为整数且m≥3，可以是3，4，5，……；n的初始值为0，每执行一次s3-1，n计数加1，当p检测≠p0±δp检测且n=m时，执行s7，并对n清零，即n=0；当p检测≠p0±δp检测且n<m时，执行s4；p检测=p0±δp检测时，对n清零，执行s6。

例如，设置m为3，第一次s3-1，n=1，当执行s3-1后，执行s3-2的判断步骤过程中，满足p检测≠p0±δp检测且n=3时，执行s7，当满足p检测≠p0±δp检测且n=3时，则表示对气动卡盘旋进行了两次90°的角度变化，对卡爪a7、卡爪b8、卡爪c9、卡爪d10各进行了一次补气操作后，处于竖直方向的卡爪1的气缸101仍不能满足要求，因此可能是机器内部发生漏气或者管路漏气，需要检修，从而避免出现夹持程序执行过程出现死循环的可能。

s7中报警信号的发出通过报警装置（图中未示出）发出，报警装置包括指示灯。

在其他实施例中，报警装置还可包括报警蜂鸣器，便于现场人员察觉机器出现异常的情况，有利于对机器进行及时检修维护，有利于维持加工生产过程的可靠性。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。