CN105170763A - 一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺，包括以下步骤：（1）加工设备的备置：准备依次排列的送料系统、激光切割设备、定位系统、冲压设备和收料装置；（2）送料：由人工将所需加工的卷料放上送料系统上；（3）激光切割：所述激光切割设备进行高精度平面切割；（4）精确定位：定位系统上的传动机构来调节平板的位置；（5）冲压：通过安装不同的模具对材料进行冲压；（6）取料：安排人工或机械手取走成品，残料由收料装置收取。本发明与现有技术相比的优点是：可以实现平面的切割和立体的冲压相结合，颠覆了传统的制造工艺，对制造加工来说既提高了效益，还节约成本，是未来发展所需，将在未来的加工中得以适用。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺。
背景技术
传统制造工艺上，机械切割速度慢、噪音大、切屑量大、效率低，而使用冲裁工艺又需要大量的模具。在一个产品加工完成之中一般需要配备几十套甚至上百套模具。当产品冲裁产生多维面时，需要在不同平面上加工是难之又难，并且模具本身需要一定的设计、制造周期和模具损耗，而产品还要有一定的试制周期，所以经济成本效益往往十分低下。
激光切割机切割：是将激光能量集中到微小的空间，利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的切割方法，是现代加工技术在工业生产中应用最广的一种加工方法。相对于传统的机械切割，激光切割具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率，特别是在精细切割领域，激光切割更具有传统冲压方式所无法相比的优势。钣金作业中采用激光切割落料可省去了大量常规和特型模具的使用，使生产时间和产品成本缩短降低，激光切割机无论在多种类小批量生产还是后期大批量生产中都具有显著的成本效益。但是现在存在的激光切割机大部分只局限于平面切割，对于一些多维面工件需要加工就无法适用了。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足，提供了一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）加工设备的备置：准备依次排列的送料系统、激光切割设备、定位系统、冲压设备和收料装置，所述送料系统依次包括放卷机、整平机和纠偏装置；
（2）送料：由人工将所需加工的卷料放上送料系统上，由送料系统将整平后的材料按预先设定好长度同步送入激光切割设备中实现平面切割；所述送料系统实现将卷料整平并传送，可以节约空间场地并省去人工的放料，是该工艺过程实现自动化的基础。
（3）激光切割：所述激光切割设备通过传感器接收材料送达的信号，再由切割软件对材料实现预设要求图形、后续定位记号点的高精度平面切割，为后续冲压工序作精度保证；所述激光切割设备有效地利用板材并快速切割是该工艺流程提高效率的一大核心。
（4）精确定位：材料在激光切割设备精确并快速的切割后，输出的平板材料被定位系统中的定位装置所检测，定位装置通过信号反馈至各个装置和设备，协调各工位运作；结合程序控制，定位系统上的传动机构来调节平板的位置，达到精确地将材料送上冲压设备并反馈信号给其他工位；所述定位系统由可编程控制器PLC、电器元件、位置检测传感元件、拉力传感器、微动调偏型机械运动机构、可调参数控制面板等组成，是保证产品精度的关键工序，也是协调工艺流程正常运行的核心部位，是该工艺智能化的象征。
（5）冲压：材料通过定位系统的精确定位传送到了冲压设备上面，通过安装不同的模具对材料进行冲压，以得到所需的工艺产品；而冲压出来的产品因前工序已经利用激光切割机处理掉多余材料，所以省去了传统工艺冲压后产品后续的复杂加工。同时，在该工艺中加入冲压设备，可以通过改变模具的样式和组合，加工出所需工件，适合批量的生产要求。
（6）取料：材料通过冲压设备加工后分为残料和成品，在该工序上安排人工或机械手取走成品，而剩余残料则由后续的收料装置进行卷料收取。添加了收料装置既节约空间和省去人工收料，又延长了自动化加工时间，是该工艺流程优化所得。
本发明与现有技术相比的优点是：本发明的工艺可以实现平面的切割和立体的冲压相结合，颠覆了传统的制造工艺，对制造加工来说既提高了效益，还节约成本，是未来发展所需，将在未来的加工中得以适用。
附图说明
图1为本发明中加工设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺，包括以下步骤：
（1）加工设备的备置：准备依次排列的送料系统1、激光切割设备2、定位系统3、冲压设备4和收料装置5，所述送料系统1依次包括放卷机1-1、整平机1-2和纠偏装置1-3；
（2）送料：由人工将所需加工的卷料放上送料系统1上，由送料系统1将整平后的材料按预先设定好长度同步送入激光切割设备2中实现平面切割；
（3）激光切割：所述激光切割设备2通过传感器接收材料送达的信号，再由切割软件对材料实现预设要求图形、后续定位记号点的高精度平面切割，为后续冲压工序作精度保证；
（4）精确定位：材料在激光切割设备2精确并快速的切割后，输出的平板材料被定位系统3中的定位装置所检测，定位装置通过信号反馈至各个装置和设备，协调各工位运作；结合程序控制，定位系统3上的传动机构来调节平板的位置，达到精确地将材料送上冲压设备4并反馈信号给其他工位；
（5）冲压：材料通过定位系统3的精确定位传送到了冲压设备4上面，通过安装不同的模具对材料进行冲压，以得到所需的工艺产品；
（6）取料：材料通过冲压设备4加工后分为残料和成品，在该工序上安排人工或机械手取走成品，而剩余残料则由后续的收料装置5进行卷料收取。
上述工艺流程中所述送料系统1中放卷机1-1、整平机1-2和纠偏装置1-3不限于一体式或分体式构成，运转是可由油压、空压或电气做为动力源。整个送料系统1可以实现料卷架、上料台车、矫正机、送料机的功能，大大地缩小了以往送料装置所占的面积，且同时可配合其他设备工作。装在料卷架上的料卷是由料卷下方的感测器所控制，利用NC送料机可一面整平，一面将预先设定好长度的材料同步送入设备内。
上述工艺流程中使用激光切割设备2可高速度、高精度的对平板材料进行切割，可以实现冲压的前序加工处理，对未冲压成型的平板通过运算和输出实现平面要求图形、后续定位记号点的切割，免去了冲压成型后多维面上的复杂加工。
由于激光加工具有速度快、质量好、热影响区小、无刀具磨损、节省原材料、无污染、低噪音、可实现无人柔性加工等优点，而且相对于传统的机械切割，具有更高的切割精度、更低的粗糙度和更高的生产效率，特别是在精细切割领域，激光切割更具有传统切割无法相比的优势，所以激光加工技术已在我国广泛应用，未来激光设备的成本将越来越低，该工艺流程的发明将会推动加工制造自动化，智能化，效益化。
钣金作业中采用激光切割落料可以有效的利用材料幅面。可省去了大量材料的使用，使生产时间缩短和产品成本降低，激光切割机无论在多种类小批量生产还是后期大批量生产中都具有显著的成本效益。
上述工艺流程中在激光切割设备2和冲压设备4中间加入了定位系统3，可通过定位装置检测板料的位置，然后由程序控制调节机构运行，以达到调节切割后的料板位置，以便实现冲压前的精确定位。
可选择地，定位系统3内部定位装置不限于视觉定位或传感定位。
冲压设备4可通过安装不同的模具对材料进行冲压，以得到所需的工艺产品。冲压出来的产品因前工序已经利用激光切割机处理掉多余材料，所以省去了传统工艺冲压后产品后续的复杂加工。
材料通过冲压设备4加工后分为残料和成品，在该工序上可安排人工或机械手取走成品件，对于剩余残料则由后续的收料装置5进行卷料收取。卷料型收料装置5既节约空间和省去人工收料，又延长了自动化加工时间，是该工艺流程优化所得。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。
Claims (1)
1.一种金属卷材的激光切割和冲压一体化加工工艺，包括以下步骤：
（1）加工设备的备置：准备依次排列的送料系统、激光切割设备、定位系统、冲压设备和收料装置，所述送料系统依次包括放卷机、整平机和纠偏装置；
（2）送料：由人工将所需加工的卷料放上送料系统上，由送料系统将整平后的材料按预先设定好长度同步送入激光切割设备中实现平面切割；
（3）激光切割：所述激光切割设备通过传感器接收材料送达的信号，再由切割软件对材料实现预设要求图形、后续定位记号点的高精度平面切割，为后续冲压工序作精度保证；
（4）精确定位：材料在激光切割设备精确并快速的切割后，输出的平板材料被定位系统中的定位装置所检测，定位装置通过信号反馈至各个装置和设备，协调各工位运作；结合程序控制，定位系统上的传动机构来调节平板的位置，达到精确地将材料送上冲压设备并反馈信号给其他工位；
（5）冲压：材料通过定位系统的精确定位传送到了冲压设备上面，通过安装不同的模具对材料进行冲压，以得到所需的工艺产品；
（6）取料：材料通过冲压设备加工后分为残料和成品，在该工序上安排人工或机械手取走成品，而剩余残料则由后续的收料装置进行卷料收取。
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