CN101456110B - 用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，包括支撑座体和固定脚板，支撑座体的支撑板上至少设置有两套第一定位结构和一套第二定位结构；每套第一定位结构均包括设置在支撑板上的基准定位块，基准定位块的上端面设置有定位孔，基准定位块的一侧为第一基准部位，第一基准部位的对面设置有第一顶紧装置；第二定位结构包括设置在支撑板上的可调定位块，可调定位块的一侧为第二基准部位，第二基准部位的对面设置有第二顶紧装置。本发明同时还公开了相应的定位方法，采用通过调整数控切割嘴与胎具基准定位孔中心重合程度来进行精确定位，并将找正后的坐标值编入数控加工程序中，在批量生产中可以大大节省了加工成本。

Description

用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具及定位方法

技术领域

本发明涉及一种在钢结构制造行业中，对被切割钢板件在二次数控切割工序中进行精确定位的装置及其定位方法。

背景技术

目前，钢板件的切割加工，大多采用数控火焰切割机、数控激光切割机或数控等离子切割机等。有些钢板件，如果按图将需要切割的部位全部切完再转其他工序加工，有时会造成很大的质量问题，甚至造成废品。如加工如图1、图2和图3所示的轮廓及结构的被切割钢板件，当被切割工件上的孔及外形加工完成后，在进行折弯时，靠近折弯部位的孔会出现较大程度的变形，如图4和图5所示，由于该部位孔的严重变形将使工件无法使用。基于以上原因或其他工艺上的需要。有些钢板件则需要首先用数控切割机切割外形，然后进行其他工序加工，最后再用数控切割机上进行二次切割。进行二次切割时，为了保证工件的精度，必须做到精确的定位，但若只是利用数控切割机上的切割嘴并按被切割钢板件的外形轮廓进行二次切割的定位，定位误差很大，并不易操作，很费工时。

发明内容

为了克服现有技术中对需要二次数控切割的被切割钢板件进行精确定位中定位误差大、不易操作、浪费工时的缺点，本发明提供一种用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，利用该定位胎具，可以方便、快速地实现对二次加工前工件的准确定位。

为了解决上述技术问题，本发明用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具予以实现的技术方案是：包括支撑座体和固定脚板，所述支撑座体的支撑板上至少设置有两套第一定位结构和一套第二定位结构；所述每套第一定位结构均包括设置在所述支撑板上的基准定位块，所述基准定位块的上端面设置有定位孔，所述基准定位块的一侧为第一基准部位，所述第一基准部位的对面设置有第一顶紧装置；所述第二定位结构包括设置在所述支撑板上的可调定位块，所述可调定位块的一侧为第二基准部位，所述第二基准部位的对面设置有第二顶紧装置。

本发明用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，其中，所述第一顶紧装置上的顶紧接触部位与所述第一基准部位相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第一组相对点之间的距离；所述第二顶紧装置上的顶紧接触部位与所述第二基准部位相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第二组相对点之间的距离。所述定位孔的形状和大小与数控切割机切割嘴相吻合。

利用上述精确定位胎具对二次切割工件进行精确定位的方法，包括以下步骤：

步骤一、在被切割工件的外形轮廓上设定第一基准边和第二基准边，所述第一基准边和第二基准边呈相交关系，根据被切割工件上需二次切割加工的几何形状的定位坐标确定基准线；

步骤二、将胎具放置到切割机工作台的合适位置后，将被切割工件放置到由胎具上第一基准部位、第二基准部位、第一顶紧装置的顶紧接触部位和第二顶紧装置的顶紧接触部位所限定的支撑板上的区域内，并保证被切割工件的第一基准边同时与胎具上两个第一基准部位贴紧，被切割工件的第二基准边与胎具上的第二基准部位贴紧，从而使被切割工件的第一基准边的坐标与上述两套第一定位结构的基准定位块上的定位孔的坐标成为同一坐标系中的坐标关系；

步骤三、用数控切割机的切割嘴反复交替地对准胎具上的两个第一基准定位块上端面的定位孔，以进行吻合性调整，调整到，使两个定位孔的中心连线与数控切割机切割嘴的一个运行轨迹重合为止；与此同时，调整胎具上可调定位块的位置，使被切割工件上的基准线的坐标与所述两套第一定位结构的基准定位块上的定位孔的坐标成为同一坐标系中的坐标关系；然后，将所述两个定位孔的中心坐标值编入二次切割加工程序中，并使所述两个定位孔的中心坐标与被切割工件上需要加工的几何形状的定位坐标在同一个坐标系中；

步骤四、分别用第一顶紧装置和第二顶紧装置将被切割工件顶紧，利用精确定位胎具的固定脚板将该精确定位胎具与数控切割机工作台固定，至此，完成了二次切割工件的精确定位工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具结构简单，易于实现，采用通过调整数控切割嘴与胎具基准定位孔中心重合程度来进行精确定位，无需制作工艺孔，省工、省时、工效高。将找正后的坐标值编入数控加工程序中，是一种特别适用于批量生产的解决方案，在批量生产中可以大大节省了加工成本。

附图说明

图1是被切割钢板件的轮廓和结构示意图；

图2是图1中所示A-A位置剖面图；

图3是图1中所示B-B位置剖面图；

图4和图5分别是采用现有加工工序后结构孔产生变形的示意图；

图6是本发明用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具和被切割工件精确定位后的俯视图；

图7是图6中所示C-C位置剖视图；

图8是图7中所示I部局部结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

说明书附图中主要零部件和细节附图标记的说明：1.支撑座体，2.固定脚板，3.支撑板，40、40’第一组相对点41.基准定位块，42.第一顶紧装置，43.定位孔，44.第一基准部位，44’、54’顶紧接触部位，50、50’第二组相对点，51.可调定位块，52.第二顶紧装置，53.第二基准部位，6.被切割工件，7.切割嘴，9、10中心连线，20.第一基准边，30第二基准边

如图6和图7所示，本发明用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具包括支撑座体1和位于支撑座体1下方四角处的固定脚板2，所述支撑座体1的支撑板3上至少设置有两套第一定位结构和一套第二定位结构；所述每套第一定位结构均包括设置在所述支撑板3上的基准定位块41，所述基准定位块41的上端面设置有定位孔43，所述定位孔43的形状和大小与数控切割机切割嘴相吻合，如图8所示，该定位孔43是一与切割嘴7下端外形相吻合的锥形孔。所述基准定位块41的一侧为第一基准部位44，所述第一基准部位44的对面设置有第一顶紧装置42；所述第一顶紧装置42上的顶紧接触部位44’与所述第一基准部位44相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第一组相对点40、40’之间的距离。所述第二定位结构包括设置在所述支撑板3上的可调定位块51，所述可调定位块51的一侧为第二基准部位53，所述第二基准部位53的对面设置有第二顶紧装置52，所述第二顶紧装置52上的顶紧接触部位54’与所述第二基准部位53相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第二组相对点50、50’之间的距离。如图6所示，由胎具上第一基准部位44、第二基准部位53、第一顶紧装置42上的顶紧接触部位44’和第二顶紧装置52上的顶紧接触部位53所限定的支撑板3上的区域(面积)应略大于被切割工件6的整体轮廓的大小，以保证将需要进行二次切割的被切割工件6放入该区域后，通过调整第一顶紧装置42和第二顶紧装置52来固定被切割工件6。

至于在胎具的支撑板3上是否需要设置一些槽、孔、凸台等结构，这取决于被切割工件的结构及形状特点，由于本实施例是以带有折弯部位的钢板件为例，因此，在胎具的支撑板3上要设置有用于穿过被切割工件折弯部位的通槽。如图6和图7所示，所述支撑座体1的支撑面3上设置有用来容纳被切割工件6上弯折部位的空间，以便放置弯折后的被切割工件，与此同时，用来进行基准定位的基准定位块41也设计成弯板状，加大基准定位接触面，以保证可靠的定位。

本发明中第一顶紧装置42、第二顶紧装置52的作用是用来配合基准定位块42和可调定位块51以顶紧并固定住被切割工件6，从而保证被切割工件6在被加工过程中不会出因热变形而发生移动。上述第一、第二顶紧装置的结构不受限制，这是本领域内技术人员所熟知的常识。

为了保证工件的切割加工精度，最好采用的加工工序是：首先用数控切割机切割外形，然后进行其他工序加工，最后再在数控切割机上进行二次切割。本实施例是以需要折弯处理的钢板件进行二次切割加工孔和槽为例，为了避免出现钢板上结构孔或槽出现由于折弯而产生变形的现象，应采用：切割外形轮廓——弯折——二次切割钢板上的孔或槽。本发明的精确定位胎具就可以实现方便、快速地对二次加工的上述工件进行精确定位。

下面以如图1、图2和图3所示的钢板件为例，进一步描述利用本发明精确定位胎具进行数控切割机二次切割工件精确定位的方法。

如图6所示，首先，在被切割工件的外形轮廓上设定第一基准边20和第二基准边30，所述第一基准边20和第二基准边30呈相交关系；确定两个第一基准定位块41上的定位孔43的中心连线9为第一基准线，并根据被切割工件6上需二次切割加工的孔或槽的定位坐标确定第二基准线，本实施例中以被切割钢板上的两个孔的中心连线10为第二基准线；

然后，将胎具放置到切割机工作台的合适位置后，将被切割工件6放置到由胎具上第一基准部位44、第二基准部位53、第一顶紧装置42的顶紧接触部位44’和第二顶紧装置52的顶紧接触部位54’所限定的支撑板3上的区域内，并保证被切割工件6的第一基准边20同时与胎具上两个第一基准部位44贴紧，被切割工件6的第二基准边30与胎具上的第二基准部位53贴紧，从而使被切割工件6的第一基准边20的坐标与上述两套第一定位结构的基准定位块42上的定位孔43的坐标成为同一坐标系中的坐标关系；

用数控切割机的切割嘴7反复交替地对准胎具上的两个第一基准定位块42上端面的定位孔43的中心，以进行吻合性调整，一直调整到，使两个定位孔43的中心连线9与数控切割机切割嘴7的一个运行轨迹重合为止；与此同时，调整胎具上可调定位块51的位置，使被切割工件6上的第二基准线10与其同侧的一基准定位孔43的中心相交；然后，将所述两个定位孔43的中心坐标值编入二次切割加工程序中，并使所述两个定位孔43的中心坐标与被切割工件上需要加工的孔和槽的定位坐标处于同一个直角坐标系中；

最后，分别用第一顶紧装置42和第二顶紧装置52将被切割工件6顶紧固定，利用精确定位胎具的固定脚板2将该精确定位胎具与数控切割机工作台固定，至此，完成了二次切割工件的精确定位工作。

以在钢板件上需要进行二次切割孔为例，在数控编程时，将用来进行精确定位的锥形定位孔43的中心坐标与被切割工件6上要切割加工的孔的中心坐标值(或用来确定其他几何形状结构的定位坐标)编在同一个直角坐标系内，切割加工时，每次切割前只需将数控切割嘴7与已编入程序的其中一个用来精确定位的锥形孔内，吻合后启动程序并开始切割，只要保证上述步骤二的定位调整做的精确，切割孔的定位精度会很高。

尽管结合附图对本发明进行了上述描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之列。

Claims (4)

1.一种用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，包括支撑座体和固定脚板，其特征在于：

所述支撑座体的支撑板上至少设置有两套第一定位结构和一套第二定位结构；

所述每套第一定位结构均包括设置在所述支撑板上的基准定位块，所述基准定位块的上端面设置有定位孔，所述基准定位块的一侧为第一基准部位，所述第一基准部位的对面设置有第一顶紧装置；

所述第二定位结构包括设置在所述支撑板上的可调定位块，所述可调定位块的一侧为第二基准部位，所述第二基准部位的对面设置有第二顶紧装置。

2.根据权利要求1所述的用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，其特征在于：所述第一顶紧装置上的顶紧接触部位与所述第一基准部位相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第一组相对点之间的距离；所述第二顶紧装置上的顶紧接触部位与所述第二基准部位相对正，其两者之间的距离略大于被切割工件外形上第二组相对点之间的距离。

3.根据权利要求1所述的用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具，其特征在于：所述定位孔的形状和大小与数控切割机切割嘴相吻合。

4.一种利用如权利要求1所述用于数控切割机二次切割工件的精确定位胎具进行精确定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在被切割工件的外形轮廓上设定第一基准边和第二基准边，所述第一基准边和第二基准边呈相交关系，根据被切割工件上需二次切割加工的几何形状的定位坐标确定基准线；

步骤二、将胎具放置到切割机工作台的合适位置后，将被切割工件放置到由胎具上第一基准部位、第二基准部位、第一顶紧装置的顶紧接触部位和第二顶紧装置的顶紧接触部位所限定的支撑板上的区域内，并保证被切割工件的第一基准边同时与胎具上两个第一基准部位贴紧，被切割工件的第二基准边与胎具上的第二基准部位贴紧，从而使被切割工件的第一基准边的坐标与上述两套第一定位结构的基准定位块上的定位孔的坐标成为同一坐标系中的坐标关系；

步骤三、用数控切割机的切割嘴反复交替地对准胎具上的两个第一基准定位块上端面的定位孔，以进行吻合性调整，调整到，使两个定位孔的中心连线与数控切割机切割嘴的一个运行轨迹重合为止；与此同时，调整胎具上可调定位块的位置，使被切割工件上的基准线的坐标与所述两套第一定位结构的基准定位块上的定位孔的坐标成为同一坐标系中的坐标关系；然后，将所述两个定位孔的中心坐标值编入二次切割加工程序中，并使所述两个定位孔的中心坐标与被切割工件上需要加工的几何形状的定位坐标在同一个坐标系中；

步骤四、分别用第一顶紧装置和第二顶紧装置将被切割工件顶紧，利用精确定位胎具的固定脚板将该精确定位胎具与数控切割机工作台固定，至此，完成了二次切割工件的精确定位工作。

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