技术特征：
1.一种激光切割异形圆管件的方法，采用机器人切割系统对异形圆管件进行空间维度的切割，其特征在于：所述机器人切割系统包括立架、工业机器人、激光切割头和双轴变位机，所述工业机器人倒挂安装在立架上，工业机器人的输出端连接激光切割头，所述激光切割头上设有三维激光视觉装置，所述双轴变位机位于工业机器人可操作范围的地面，用以带动其上夹持异形圆管件的卡盘配合激光切割头的位置进行水平面及竖直面的转动；该方法包括以下步骤：s1、采用人工或机械手将异形圆管件放到卡盘上，异形圆管件的下端被卡盘卡紧；s2、工业机器人带动激光切割头，通过三维激光视觉装置对异形圆管件进行数据采集，获取异形圆管件表面每个采样点的空间坐标后，得到一个点云模型；s3、将步骤s2中的点云模型导入数据处理系统处理生成异形圆管件的三维结构模型；s4、选取步骤s3中三维结构模型上的点生成异形圆管件的切割轨迹点及其位姿，利用sprutcam软件对异形圆管件进行切割动作的编程调试，生成切割轨迹曲线；将切割轨迹曲线传输给工业机器人，以使工业机器人形成切割运动参考数据；s5、双轴变位机带动异形圆管件转动至设定位，工业机器人带动激光切割头运动，直至激光切割头的喷嘴相切于异形圆管件的切割起始点位置；s6、激光切割头的喷嘴保持与异形圆管件相切的状态进行切割，切割过程中，工业机器人依据切割运动参考数据进行动作的同时，三维激光视觉装置采集实时数据，同步更新异形圆管件的数据，根据更新后数据上对应切割轨迹点修正工业机器人的动作，直至切割至切割终点位置；s7、卡盘松脱，采用人工或机械手将切割后的异形圆管件取走，截去由卡盘卡紧的部分，完成异形圆管件空间维度的切割。2.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述步骤s6具体为：三维激光视觉装置跟随工业机器人运动，采集异形圆管件的数据生成坐标点，该坐标点经过处理形成与原切割轨迹曲线最接近的切割轨迹曲线，这里的最接近的切割轨迹曲线指的是其上所有的坐标点与原切割轨迹曲线相对应的坐标点差值在一定范围内；数据处理系统里设有权重，若对应坐标点的差值30%以上是超过设定范围的，则权重的加持会使控制器控制双轴变位机，驱动卡盘做水平面及竖直面的转动，再次生成切割轨迹曲线，如此重复迭代数据，使工业机器人的切割运动参考数据改变最少。3.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述双轴变位机包括安装架、旋转电机和翻转电机，所述安装架呈u形且上部开口，在开口部设置有翻转板，所述翻转板的两端均设有一连接轴，所述翻转电机安装在安装架的一侧壁上，翻转电机的输出轴穿过安装架与一连接轴连接，翻转板的背面安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴上安装有承载台，所述承载台上固定有卡盘。4.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述卡盘包括卡盘体和至少两个活动卡爪，所述卡盘体的中间设有通孔，卡盘体上表面均匀开设有与活动卡爪数量相同的槽孔，所述槽孔两侧壁上对称设置有一凸条，所述活动卡爪的两侧壁上开设有与凸条相配合的凹槽部。5.根据权利要求4所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述活动卡爪的一
端伸入通孔内一定距离，且该端部呈梯台结构，活动卡爪上表面自该端向另一端设有高度依次降低的若干台阶。6.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述异形圆管件的下端限位于圆柱件内，所述圆柱件的直径小于通孔的直径。7.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述激光切割头包括依次设置的连接头、聚焦保护镜座、准值保护镜座、聚焦镜筒和喷嘴，所述喷嘴通过陶瓷环安装于聚焦镜筒的一端，聚焦镜筒的另一端与准值保护镜座连接，所述准值保护镜座上开设有缺口，所述缺口内安装有抽屉保护镜，准值保护镜座上还设有聚焦盘和焦点锁，所述聚焦保护镜座上设有挡尘保护镜，所述连接头的一端设有冷水接口，连接头的另一端设有qbh接口。8.根据权利要求1所述的激光切割异形圆管件的方法，其特征在于：所述立架包括立柱和横向设置在立柱上端的支撑梁，所述立柱上安装有内设激光发生器的控制柜，所述激光发生器通过光纤与激光切割头的qbh接口连接，所述支撑梁的悬端通过倒挂机构连接工业机器人。
技术总结
本发明涉及激光加工技术领域，尤其是一种激光切割异形圆管件的方法。本发明采用倒挂设置的工业机器人带动激光切割头与双轴变位机联动配合，实现对异形圆管件进行空间维度的切割，占地空间少，灵活性高；本发明基于激光切割头上的三维激光视觉装置对异形圆管件进行扫描成像，生成异形圆管件的切割轨迹点及其位姿，利用sprutcam软件生成切割轨迹曲线传输给工业机器人作为切割运动的参考，在进行切割时，工业机器人根据实际影像生成的模型上的切割点进行比对并更新，不停修正切割轨迹，同时利用双轴变位机的动作配合，减少工业机器人动作的改变，使得切割的精度大大增加，值得推广应用于更多结构复杂工件的切割。应用于更多结构复杂工件的切割。应用于更多结构复杂工件的切割。
技术研发人员：陈波
受保护的技术使用者：常州市鹏瑞自动化设备有限公司
技术研发日：2023.09.08
技术公布日：2023/10/15