切割装置的制作方法

1.本发明涉及船舶制造工程，特别涉及一种金属零件切割工艺。


背景技术：

2.船舶建造过程中需要大量的金属零件，工作人员需要将大块的金属零件切割成所需大小、形状的金属零件，传统的零件切割加工以人工经验为主，到目前为止这仍是大多是板材切割加工厂商采用的方式，依靠人工经验不仅成本高、浪费板材，还存在余料无法建档，无法指导后续切割加工的情况，且不同切割加工人员的经验存在主观上的差异，增加了切割加工的不确定性。金属零件切割后需要测量零件切割尺寸，国内现有的方式是采用手工测量切割后的零件轮廓的方式，这导致测量效率低下，而且容易产生较大的误差；同时，由于切割后的金属零件还带有一定的温度，如果采用人工测量，则工作环境比较恶劣，如果等待钢板完全冷却再进行人工测量，则大大影响生产效率，因此传统切割金属方式存在测量工作量比较大，占用大量时间，影响生产连贯性运转，测量存在较大误差等缺点。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术人工切割零件和人工测量零件切割尺寸时，人工成本高，切割精度低，测量误差大，生产效率低等缺陷，提供一种切割装置。
4.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种切割装置，所述切割装置包括：
6.基座；
7.移动体，所述移动体相对于所述基座活动设置；
8.切割头，所述切割头设置于所述移动体上；
9.图像采集设备，所述图像采集设备用于检查待处理零件。
10.在本方案中，所述基座放置在所述切割装置的底部，可以为一种金属材料，有一定的质量，用以向所述切割装置提供较稳定支撑力，所述基座的上、下表面与地面平行，以避免产生晃动；
11.所述移动体相对于所述基座活动设置，优选地，所述移动体为长方体，也可以根据本领域技术人员的需求选择其他形状的移动体，只要其能实现相同的功能，所述移动体内部为移动电机和相应的控制电路线材提供了放置空间，所述移动体提供x和y两个方向上的自由度，移动范围覆盖待处理零件(例如钢板)的整个面积；
12.所述切割头设置于所述移动体上，优选地，所述切割头为激光切割头、高速水枪切割头、金属刀片切割头等切割头中的任意一种，本领域技术人员还可以根据需要选择其他形式的切割头，只要其能实现相同的功能；进一步优选地，所述切割头可以缩短和延长，可以根据不同厚度的零件，和不同的切割深度自由伸缩切割头，精确控制切割头与零件之间的距离；
13.所述图像采集设备用于检查待处理零件的数据，切割零件时，所述图像采集设备
精确定位到需要切割的轮廓线，将切割轮廓线的图像信息传递给所述切割头，所述切割头根据切割轮廓线的图像信息对零件进行切割，切割后，图像采集设备还可以根据图像信息测量切割头的零件切割轮廓尺寸，以计算切割误差。
14.较佳地，所述图像采集设备设置于所述移动体上。
15.在本方案中，所述图像采集设备设置于所述移动体上，与所述切割头固定于同一载体上，能与切割头保持更近的距离，随移动体一起移动到要切割和测量的位置，能够与测量物保持更合适的拍摄距离和拍摄角度，可以为切割头提供更为精确的切割轮廓线图像信息，在测量切割后的零件切割轮廓尺寸时，提高检测精度。
16.较佳地，所述图像采集设备相对于所述基座固定。
17.在本方案中，所述图像采集设备设置于所述基座上，优选地，所述图像采集设备使用吊具相对于所述基座固定上，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式将所述图像采集设备设置所述吊具位置，只要其能实现相同的功能，将所述图像采集设备固定于基座上，不随移动体移动而改变位移，可以节省较为复杂的图像采集设备的调试过程，不需要频繁的调整图像采集设备的焦距，减少了复杂的计算过程，节省了中间过程时间，提高了切割效率，且拍摄的零件图像信息为同一位置的信息，为工作人员在后期比对零件切割信息时的观看提供统一的观察角度，方便分析。
18.较佳地，所述切割装置包括吊具，所述图像采集设备通过所述吊具设置在所述基座上方。
19.在本方案中，所述切割装置包括吊具，优选地，所述吊具为金属丝、塑料丝中的一种，本领域技术人员还可以根据需要选择其他形式的吊具，只要其能实现相同的功能，所述图像采集设备通过所述吊具设置在所述基座上方，正对着零件切割的工作台，所述吊具可以根据需求将所述图像采集设备固定在吊具不同位置，并且可以调整不同角度，以达到最佳的采集零件切割信息的角度。
20.较佳地，所述切割装置包括轨道、切割门架，所述轨道为2个，2个所述轨道平行设置，所述切割门架与所述轨道垂直设置，所述移动体滑动设置在所述切割门架上，所述切割门架滑动设置在所述轨道上。
21.在本方案中，所述轨道为表面平行的长条状，优选地，所述轨道为钢、合金等材料中的任意一种，本领域技术人员也可以根据需要选择其他形式的轨道，只要其能实现相同的功能，所述轨道上铺设有履带，提供轨迹，2个所述轨道长短相同，相互平行，间隔一段距离设置；优选地，所述切割门架为钢、合金中的任意一种材质，本领域技术人员也可以根据需要选择其他形式的切割门架，只要其能实现相同的功能；所述切割门架为长条状，两端设置有啮齿，垂直摆放在2个所述轨道上，且所述啮齿与2个所述轨道上的履带相啮合，所述切割门架的长度为2个所述轨道的间距，所述切割门架可在所述轨道上移动，提供x方向上的自由度；所述切割头设置在所述切割门架上，可沿着切割门架纵向移动，提供y方向上的自由度。
22.较佳地，所述切割装置包括安装座，用于放置待处理零件，所述切割门架设置于所述安装座上方。
23.在本方案中，所述安装座为放置待处理零件(优选为钢板)，进行切割操作的平面工作台，所述安装座的宽度略大于待处理零件的宽度，方便零件的装置，且需要一定的硬
度，可以承载零件的质量，当零件被切割时向其提供稳定的支撑力，所述安装座为钢、合金中任意一种材料，本领域技术人员也可以根据需要选择其他材质的安装座，只要其能实现相同的功能。安装有切割头的切割门架设置在所述安装座的上方，将安装座设置在下方离地面较近的位置有利于零件的放置，不需要对零件提供额外的向上的拉力，切割零件时，设置在安装座上方的切割头从上向下切割零件，有充分的上下空间可以调节，以适应切割不同厚度的零件。
24.较佳地，所述轨道位于所述安装座两侧。
25.在本方案中，所述安装座设置在2个所述轨道中间，给设置在2个轨道中间的切割头配置共享相同工作空间的待切割零件放置平台，以配合所述切割头对待切割零件进行切割操作，也为设置在所述切割装置上的图像采集设备提供了较佳的拍摄空间，使所述图像采集设备可以较为方便地采集图像信息。
26.较佳地，所述图像采集设备包括：相机、镜头、光源及控制器，所述相机为工业相机，所述镜头配置于所述相机上。
27.在本方案中，所使用的图像采集设备为一种可进行后期处理数据的工业相机，所述工业相机配备有不同焦距的镜头，工作人员可以根据不同使用场景更换工业相机的镜头，在切割不同大小，不同厚度的零件时，所需要的镜头焦距有所区别，根据使用场景使用相对应的镜头有利于切割零件时的精度和检测零件切割尺寸时的精度；所述图像采集设备设置有光源，所述光源给待切割零件提供一定的亮度，以避免所述工业相机在拍摄时因为光线不足不能精确确定零件的切割路径，从而导致切割错误，浪费材料，也便于工作人员搜集现场零件切割相关信息照片时能够清晰的展示出所需要的细节；所述控制器为一种计算机，可以将所述工业相机拍摄的图像信息经过复杂的数学算法计算，转换成所述切割头的切割路径信息，同时也可以通过对切割后的零件切割轮廓线的信息采集，经过复杂的数学算法计算，进行误差分析。
28.较佳地，所述相机、镜头位于所述光源的同侧，且所述相机，所述镜头和所述光源正对于所述安装座；所述光源设置于所述安装座上方。
29.在本方案中，所述光源为所述相机拍摄提供照明，与相机镜头同一侧正对放置有待切割零件的安装座设置，光源对安装座上的待切割零件进行照明且不会对着相机镜头，防止相机的逆光拍摄，避免对采集到的零件图像信息产生干扰作用，导致发送的切割信息不准确，导致切割头切割零件有误，浪费材料。
30.较佳地，所述移动体设置有驱动所述移动体的驱动电机，所述驱动电机设置于所述移动体内部。
31.在本方案中，所述移动体通过所述驱动电机实现了位移的变化，带动装置有切割头的移动体进行y方向上的运动，所述驱动电机联动所述切割装置的控制装置，以根据命令带动移动体自由运动，优选地，所述驱动电机设置在所述移动体内部，以保护驱动电机的外壳，以免其磨损或被外物磕碰遭到破坏，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的驱动电机摆放位置，只要其能实现相同的功能。
32.本发明的积极进步效果在于：本发明的切割装置将图像采集装置引入到零件切割装置中，代替人工切割和测量，克服现有技术中人工成本高，切割精度低，测量误差大，生产效率低等缺陷，提供了一种高效精确的零件切割装置。
附图说明
33.图1为本发明一实施例的切割装置的侧视示意图。
34.图2为本发明一实施例的切割装置的俯视示意图。
35.附图标记说明：
36.基座 1
37.轨道 2
38.切割门架3
39.移动体 4
40.切割头 5
41.图像采集设备 6
42.光源 7
43.零件 8
44.安装座 9
45.控制器 10
具体实施方式
46.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
47.如图1和图2所示，本实施例提供一种切割装置，该切割装置包括：基座1、移动体4、切割头5，其中，移动体4相对于基座1活动设置，切割头5设置于移动体4上；
48.图像采集设备6，图像采集设备6用于检查待处理零件8。
49.在本实施例中，基座1放置在切割装置的底部，为一种金属材料，有一定的质量，用以向切割装置提供较为稳定的支撑力，基座1的上、下表面与地面平行，以避免切割装置产生晃动；
50.移动体4相对于基座1活动设置，优选地，移动体4为长方体，也可以根据本领域技术人员的需求选择其他形状的移动体，只要其能实现相同的功能，移动体4内部为移动电机和相应的控制电路线材提供了放置空间，移动体4拥有x和y两个方向上的自由度，移动范围覆盖待处理零件(例如钢板)的整个面积的整个面积；
51.切割头5设置于移动体4上，优选地，切割头5为激光切割头、高速水枪切割头、金属刀片切割头中的任意一种，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的切割头，只要其能实现相同的功能，切割头5可以缩短和延长，可以根据不同厚度的零件和不同的切割深度自由伸缩切割头5，精确控制切割头5与零件8之间的距离；
52.图像采集设备6用于检查待处理零件8的数据，切割零件8时，图像采集设备6精确定位到需要切割的轮廓线，将切割轮廓线的图像信息传递给切割头5，切割头5根据切割轮廓线的图像信息对零件8进行切割，切割后，图像采集设备6还可以根据图像信息测量切割头5的零件切割轮廓，以计算切割误差。
53.在本实施例中，图像采集设备6设置于移动体4上，与切割头5固定于同一载体上，能与切割头5保持更近的距离，随移动体4一起移动到要切割和测量的位置，能够与测量物保持更合适的拍摄距离和拍摄角度，可以为切割头5提供更为精确的切割轮廓线图像信息，在测量切割后的零件切割轮廓时，提高检测精度。
54.在其他的某些实施例中，图像采集设备6相对于基座1固定。优选地，图像采集设备6使用吊具相对于基座1固定，例如，通过吊具将图像采集设备6固定于天花板，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式将图像采集设备6设置在基座1上，只要其能实现相同的功能，将图像采集设备6固定于基座1上，不随移动体4移动而改变位移，可以节省较为复杂的图像采集设备6的调试过程，不需要频繁的调整图像采集设备6的焦距，减少了复杂的计算过程，提高了切割效率，且拍摄的零件切割图像信息为同一位置的信息，为工作人员在后期比对零件切割信息时的观看提供统一的观看角度，方便分析。
55.具体地，切割装置可以包括吊具，图像采集设备6通过吊具设置在基座1上方。
56.优选地，吊具为金属丝、塑料丝，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的吊具，只要其能实现相同的功能，图像采集设备6通过吊具设置在基座1上方，正对着零件切割的工作台，吊具可以根据需求将图像采集设备6固定在吊具不同位置，并且可以调整角度，以达到最佳的采集零件切割信息的角度。
57.作为较佳的实施方式，切割装置包括轨道2、切割门架3，轨道为2个，2个轨道平行设置，切割门架3与轨道垂直设置，移动体4滑动设置在切割门架3上，切割门架3滑动设置在轨道2上。
58.在本实施例中，轨道2为表面平行的长条状，优选地，轨道2为钢、合金材料中的任意一种，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的轨道，只要其能实现相同的功能，轨道2上铺设有履带，提供轨迹，2个轨道2长短相同，相互平行，间隔一段距离设置；优选地，切割门架3为钢、合金中的任意一种材质，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的切割门架，只要其能实现相同的功能，切割门架3为长条状，两端设置有啮齿，垂直摆放在2个轨道2上，且啮齿与2个轨道上的履带相啮合，切割门架3的长度不小于2个轨道的间距，切割门架3可在轨道上移动，提供x方向上的自由度；切割头5设置在切割门架3上，可沿着切割门架3纵向移动，提供y方向上的自由度。
59.切割装置包括安装座9，用于放置待处理零件8，切割门架3设置于安装座9上方。安装座9为放置待处理零件8，进行切割操作的平面工作台，安装座9的宽度略大于待处理零件8的宽度，方便零件8装置，且需要一定的硬度，可以承载零件8的质量，当零件8被切割时提供稳定的支撑力，安装座9为钢、合金中的任意一种材料，本领域技术人员还可以根据需要选择其他材质的安装座，只要其能实现相同的功能为待处理的零件，安装有切割头5的切割门架3设置在安装座9的上方，将安装座9放在下方离地面较近的位置有利于零件8的放置，不需要对零件8提供额外的向上的拉力，切割零件8时，设置在安装座9上方的切割头5从上向下切割零件8，有充分的上下空间可以调节，以适应切割不同厚度的零件8。
60.轨道2位于安装座9两侧。
61.在本实施例中，安装座9设置在2个轨道2中间，给设置在2个轨道2中间的切割头5配置共享相同工作空间的待切割零件放置平台，以配合切割头5对待切割零件8进行切割操作，也为设置在切割装置上的图像采集设备6提供了较佳的拍摄空间，使图像采集设备6可以较为方便地采集图像信息。
62.图像采集设备6包括：相机、镜头、光源7及控制器10，相机为工业相机，所述镜头配置于所述相机上。所使用的图像采集设备6可以为一种可进行后期处理数据的工业相机，工业相机配备有不同焦距的镜头，工作人员可以根据不同使用场景更换工业相机的镜头，在
切割不同大小，不同厚度的零件时，所需要的镜头焦距有所区别，根据使用场景使用相对应的镜头有利于切割零件时的精度和检测零件切割尺寸时的精度；图像采集设备6配备有光源7，光源7给待切割零件8提供一定的亮度，以避免工业相机在拍摄时因为光线不足不能精确确定零件8的切割路径，从而导致切割错误，浪费材料，也便于工作人员搜集现场零件8的切割相关信息照片时能够清晰地展现出所需要的细节；控制器10为一种计算机，可以将工业相机拍摄的图像信息经过复杂的数学算法计算，转换成切割头5的切割路径信息，同时也可以通过对切割后的零件8切割轮廓线的信息采集，经过复杂的数学算法计算，进行误差分析。
63.如图1所示，相机、镜头位于光源7的同侧，且相机，镜头和光源7正对于安装座9；光源7设置于安装座9上方。
64.在本实施例中，光源7为相机拍摄提供照明，与相机镜头同一侧正对放置有待切割零件8的安装座9设置，光源7对安装座9上的待切割零件8进行照明且不会对着相机镜头，避免了相机的逆光拍摄，避免对采集到的零件图像信息产生干扰作用，导致发送的切割信息不准确，切割头5切割零件8有误，浪费零件材料。
65.移动体4设置有驱动移动体4的驱动电机，驱动电机设置于移动体4内部。移动体4通过驱动电机实现了位移的移动，带动装置有切割头5的移动体4进行y方向上的运动，驱动电机联动切割设备的控制装置，以根据命令带动移动体4自由移动，优选地，驱动电机设置在移动体4内部，以保护电机外壳，以避免其磨损或被外物磕碰遭到破坏，本领域技术人员可以根据需要选择其他形式的驱动电机摆放位置，只要其能实现相同的功能。
66.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。