本發明涉及鋸切機領域，尤其涉及了一種方管鋸切機的鋸切方法。

背景技術：

現有方管的鋸切一般主要有兩種形式，一種將原料方管直角鋸切成多根兩端均為直角端部方管，另一種是將原料方管斜切成多根兩端為銳角端部的方管，第一種方管的鋸切非常簡單，而第二中方管由于是銳角端部，因此在在一些特殊的場合和行業中需要大量使用，例如機架生產領域中或者是汽車的客車車身框架制作中需要使用不同長度、不同端部角度的第二種方管，然目前實現斜切的方法只能切割同一種規格的方管，也就是說只能鋸切同一長度、同樣端部角度的方管，這種切割方法應用的范圍局限，規格較為單一，無法鋸切多種規格的方管，同時，每根原料方管因鋸切長度的限制會造成較長的尾料剩余，方管的利用率較低，無形中生產成本增加，利潤降低，因此，需要發明一種可以同時適用于多種不同規格方管的切割方法，以提高方管的利用率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種方管鋸切機的鋸切方法，該鋸切方法同時適用于多種不同規格方管的切割，提高了每根原料方管的利用率，縮短了尾料長度，進而降低了成本。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種方管鋸切機的鋸切方法，包括以下步驟：

1)向鋸切機的控制系統中輸入表格形式的任務單，所述任務單中包括生產件任務單，生產件任務單中包含每根生產件的兩端的端部角度、長度和方管的長寬尺寸信息；

2)控制系統讀取、分析并模擬切割上述生產件任務單中的生產件各參數，其中分析的原則是：根據切上一根生產件留存下的留存角度先分析生產件任務單中的所有生產件的兩端的端部角度的規格，選取端部角度與該留存角度相同的生產件切割；若無角度相同的生產件或端部角度與留存角度相同但留存方管的長度不滿足生產件長度時，則分析生產件任務單中的所有長度的規格，選取生產件任務單中長度規格與留存方管長度規格相同或相近，并且角度規格與留存角度最為相近的生產件進行切割；

3)分析模擬完成后得出多種模擬切割順序，選擇一種方管利用率最高的一次最優模擬切割順序，并得出所需原料方管的根數，通過三角函數關系計算出模擬切割順序中切割每一刀時留存方管的輸送長度和鋸片的旋轉角度；

4)方管鋸切機按照一次最優模擬切割順序鋸切原料方管。

其中優選的，所述分析原則中，設定已切掉的生產件后，留存方管的留存角度為α，查找端部角度中包含一個與α最接近的角度β的一類生產件，選擇該類生產件作為下一次切割的對象生產件，當β>α時，以留存方管的管端鈍角頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝|β-α|；當β小于α時，以留存方管的管端的留存角度α的頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝|β-α|，而后通過三角函數關系計算得出要切割第一端部時留存方管所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管輸送指定長度后切割對象生產件中的第一個端部角度，然后鋸片旋轉到與該對象生產件另一個端部角度相同的角度后，再通過三角函數關系計算得出該切割另一端部時所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管輸送指定長度后切割對象生產件中的另一個端部角度。

其中優選的，若方管為矩形管時，該鋸切方法中還包括在方管上料時對方管的擺放狀態進行調整，使方管的按照設定的擺放狀態切割。

其中優選的，所述任務單還包括替補料任務單，該替補料任務單中包含的各替補料的長度規格，替補料的端部角度均為90°；控制系統的分析過程中，若留存方管的長度與任務單中的生產件長度均不符合時，控制系統計算選擇合適長度的替補料切割。

進一步優選的，若鋸切機出現故障時，控制系統綜合剩余的原料方管數量和故障時剩余的留存方管長度，然后按照上述的同樣的方式重新分析模擬得出一種方管利用率最高的二次最優模擬切割順序，并計算出二次最優模擬切割順序時所需原料方管的根數，將二次最優模擬切割順序所需原料方管的根數和剩余原料方管數量和留存方管長度比較，得出是否需要額外補充方管以及需要補充的方管數量，鋸切機按照二次最優模擬切割順序再次啟動鋸切。

進一步優選的，所述鋸切方法還包含對鋸切后的生產件進行分揀的過程，將不同規格的方管分送至不同的儲料框內。

采用了上述技術方案后，本發明的效果是：該鋸切方法利用控制系統可以分析生產件任務單中的所有方管規格，優先考慮方管的端部角度再考慮方管的長度，從而模擬出多種切割順序，選擇一種最優模擬切割順序進行切割，該鋸切方法能夠同時適用于多種不同規格方管的切割，提高方管的利用率較高，生產成本降低，方管的鋸切效率提高。

又由于其中優選的，所述分析原則中，設定已切掉的生產件后，留存方管的留存角度為α，查找端部角度中包含一個與α最接近的角度β的一類生產件，選擇該類生產件作為下一次切割的對象生產件，當β>α時，以留存方管的管端鈍角頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝|β-α|；當β小于α時，以留存方管的管端的留存角度α的頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝|β-α|，而后通過三角函數關系計算得出要切割第一端部時留存方管所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管輸送指定長度后切割對象生產件中的第一個端部角度，然后鋸片旋轉到與該對象生產件另一個端部角度相同的角度后，再通過三角函數關系計算得出該切割另一端部時所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管輸送指定長度后切割對象生產件中的另一個端部角度，利用上述的分析原則，可以減少每一個生產件的端部角度鋸切時產生的廢料，進一步提高方管的利用率。

又由于所述任務單還包括替補料任務單，該替補料任務單中包含的各替補料的長度規格，替補料的端部角度均為90°；控制系統的分析過程中，若留存方管的長度與任務單中的生產件長度均不符合時，控制系統計算選擇合適長度的替補料切割，該替補料可以有效分散在各根方管的鋸切過程中，當鋸切時無法鋸切生產件時，可以鋸切替補料，進一步確保方管的利用率處于較高水平。

又由于鋸切機出現故障時，控制系統綜合剩余的原料方管數量和故障時剩余的留存方管長度，然后按照上述的同樣的方式重新分析模擬得出一種方管利用率最高的二次最優模擬切割順序，并計算出二次最優模擬切割順序時所需原料方管的根數，將二次最優模擬切割順序所需原料方管的根數和剩余原料方管數量和留存方管長度比較，得出是否需要額外補充方管以及需要補充的方管數量，鋸切機按照二次最優模擬切割順序再次啟動鋸切，該處理方式可以更多的利用故障時的剩余留存方管，并且通過再次分析模擬，提示是否要補充原料方管。

又由于所述鋸切方法還包含對鋸切后的生產件進行分揀的過程，將不同規格的方管分送至不同的儲料框內，避免了生產件出料后人工分選不同規格的方管，省時省力，大大提高了方管切割的工作效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例一β>α時鋸切生產件第一端部時的鋸切原理圖；

圖2是本發明實施例二β＜α時鋸切生產件第一端部時的鋸切原理圖；

圖3是本發明實施例一中鋸切生產件第二端部時的鋸切原理圖；

圖4是本發明實施例三中鋸切生產件第二端部時的鋸切原理圖；

圖5是本發明實施例四中留存方管無法鋸切生產件時的鋸切原理圖；

圖6是本發明實施例涉及的方管鋸切機結構示意圖；

圖7是圖6中i處的結構放大示意圖；

圖8是方管鋸切機的鋸切主機結構示意圖；

圖9是鋸切主機的剖視示意圖；

圖10是圖9的俯視示意圖；

附圖中：1.留存方管；101.基準面；102.平行面；2.定夾鉗；3.機架；4.進料輸送平臺；5.定位機構；501.定位板；502.定位氣缸；6.進料夾鉗；7.進料伺服電機；8.絲杠螺母機構；9.鋸切主機；10.出料夾鉗；11.出料伺服電機；12.接料板；13.儲料框；14.動夾鉗；15.上壓夾鉗；16.旋轉座；17.鋸片；18.原料方管；19.鋸片電機；20.升降電機；21.升降基座；22.旋轉伺服電機；23.機箱。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。

一種方管鋸切機的鋸切方法，包括以下步驟：

1)向鋸切機的控制系統中輸入表格形式的任務單，所述任務單中包括生產件任務單，生產件任務單中包含每根生產件的兩端的端部角度、長度和方管的長寬尺寸信息；該生產件任務單以微軟的excel表格實現。而鋸切機的控制系統以目前領域中常用的工業電腦作為整個鋸切機的智能控制硬件。兩端具有端部角度的生產件的長度在行業中均是以生產件的最長面的長度為準。

2)控制系統讀取、分析并模擬切割上述生產件任務單中的生產件各參數，其中分析的原則是：根據切上一根生產件留存下的留存角度先分析生產件任務單中的所有生產件的兩端的端部角度的規格，選取端部角度與該留存角度相同的生產件切割，在切割原料方管18的第一刀時，由于原料方管的端部為直角，因此此時該存留角度為90°；若無角度相同的生產件或端部角度與留存角度相同但留存方管1的長度不滿足生產件長度時，則分析生產件任務單中的所有長度的規格，選取生產件任務單中長度規格與留存方管1長度規格相同或相近，并且角度規格與留存角度最為相近的生產件進行切割；

3)分析模擬完成后得出多種模擬切割順序，選擇一種方管利用率最高的一次最優模擬切割順序，并得出所需原料方管18的根數，通過三角函數關系計算出模擬切割順序中切割每一刀時留存方管1的輸送長度和鋸片17的旋轉角度δ；

4)方管鋸切機按照一次最優模擬切割順序鋸切原料方管18。

實施例一

如圖1所示，該實施例一按照上述的整個切割方法進行切割，首先，該方管的截面可以為正方形或者長方形，若為正方形，方管的任一側面朝上鋸切狀態均相同，方管可在切割之前無需翻料，當然一般行業中也有需要在專門的面上切割，也需要翻料操作。若方管的截面為長方形，需要對長方形的方管翻料，使方管的特定面朝上使其處于指定的擺放狀態切割。而這個翻料過程在方管的上料時實現，在專利號為:zl201510134362.4名稱為一種矩形管自動上料裝置的專利中公開了矩形管的上料和翻料，在此就不贅述。

該實施例中所要鋸切的生產件是β>α時情況，設定已切掉的生產件后，留存方管1的留存角度為α，查找端部角度中包含一個與α最接近的角度β的一類生產件，選擇該類生產件作為下一次切割的對象生產件，當β>α時，以留存方管1的管端鈍角頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝β-α；而后通過三角函數關系計算得出要切割第一端部時留存方管1所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管1輸送指定長度后切割對象生產件中的第一個端部角度(第一端部)，然后鋸片17旋轉到與該對象生產件另一個端部角度相同的角度后，再通過三角函數關系計算得出該切割另一端部時所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管1輸送指定長度后切割對象生產件中的另一個端部角度(第二端部)。

其中，如圖1所示，留存方管1的留存角度為α，鋸片17鋸切了該α角度后鋸片17也處于α角度位置，圖1中ab線即為鋸片17所處直線上；生產件任務單中若有端部角度為α的對象生產件，則無需鋸切，留存該角度，直接鋸切對象生產件的第二端部，然后通過上述的分析原則將該對象生產件鋸切，此時該根生產件鋸切無廢料。而若該類對象生產件鋸切完成后沒有與端部角度α相同的生產件，則考慮端部角度與α相近的角度為β的生產件。

本實施例中，如圖9和圖10，該圖是示意性的示意了鋸切主機9的結構，其中，鋸片17繞其水平x軸轉動安裝在升降基座21上，升降基座21則由下而上豎直滑動安裝在旋轉座16上，其中，旋轉座16和升降基座21之間可通過豎直導軌實現豎直滑動，升降基座21上安裝于驅動鋸片17轉動的鋸片電機19，該鋸片電機19與鋸片17之間可以直接通過齒輪機構連接，旋轉座16上安裝有驅動升降基座21升降實現進刀或退刀的升降電機20，當然，旋轉座16的上端則具有方便鋸片漏出的條孔，該升降電機20與升降基座21之間通過絲杠螺母機構實現傳動，旋轉座16是繞豎直y軸轉動安裝于鋸切主機9的機箱23上并由旋轉伺服電機22，旋轉伺服電機22與旋轉座16之間是齒輪傳動，旋轉座16通過軸承實現繞y軸的轉動安裝。y軸與x軸相交于鋸片17的圓心，也就是說，旋轉座16旋轉就會帶動鋸片17繞過自身圓心的y軸旋轉，從而實現角度調節，而旋轉伺服電機22為目前的常規動力，可以精確的控制旋轉角度。在圖6、圖8、圖9和圖10中也有表示，本領域技術人員根據上述的描述是可以實現的。

再如圖1所示，方管的一側設置了定夾鉗2，如圖6和圖8中所示，一般管材的鋸切均需要夾持，才能確保管材鋸切的進度，其夾鉗的機構也是目前的常規結構，如cn201220645096-圓鋸切斷機專用夾鉗就公開了一種常用定夾鉗2，而本實施中，定夾鉗2作為基準面101，方便計算。由于y軸的位置是確定，而定夾鉗2是固定不動，因此，y軸到定夾鉗2的基準面101之間的垂直距離也是已知距離。

如圖1所示，該圖表示的鋸切對象生產件第一端部的端部角度，ab線為鋸片17鋸切了留存角度后所處位置，鋸片17先退刀后再繞其旋轉中心o點旋轉調整至a1b1線位置，a1b1為需要鋸切β角度鋸片17轉動后的角度線，生產件的寬度h1為已知量，那么過o點垂直于留存方管1的基準面101形成線段od，垂直于留存方管1的與基準面101平行的平行面102形成線段oc，該od長度即為y軸到到定夾鉗2的基準面101之間的垂直距離也是已知距離，因此，通過三角函數關系可以計算得知：oc＝h1-od，tanα＝oc/ac，tanβ＝oc/a1c，aa1＝ac-a1c＝oc/tanα-oc/tanβ，而aa1的長度即為鋸切該留存方管1第一端部時需要輸送的長度，方管被鋸切機的進料夾鉗6輸送aa1長度后，鋸片17鋸切，此時三角形a1b1b2對應的方管為鋸掉的廢料，該廢料尺寸最小。

鋸切完該生產件的第一端部后，需要鋸切該生產件的第二端部角度β1，此時如圖3所示，首先，假設鋸片17處于ab線上鋸切了該生產件的第一端部的端部角度β，鋸片初始狀態是處于ab線上，然后鋸片17旋轉到a1b1所在直線上，該線段a1b1與第二端部的端部角度β1相同，如圖3中，同上可知，由于旋轉中心o點到基準面101之間的垂直距離od長度已知，該生產件的長邊長度l已知，b1d＝od/tanβ1；bd＝od/tanβ；那么l2＝b1b＝od/tanβ1+od/tanβ，那么管材移動的距離l3＝l-l2，從而可以計算出且該生產件第二端部時留存方管1所要移動的距離。

實施例二

該實施例與實施例一的鋸切方法基本類似，只是，在從生產件任務單中選取的對象生產件的第一端部的端部角度β小于α時，以留存方管1的管端的留存角度α的頂點作為基準點需要切割掉δ角度，δ＝|β-α|，而后通過三角函數關系計算得出要切割第一端部時留存方管1所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管1輸送指定長度后切割對象生產件中的第一個端部角度，然后鋸片17旋轉到與該對象生產件另一個端部角度相同的角度后，再通過三角函數關系計算得出該切割另一端部時所要輸送的長度，鋸切機按照計算結果夾送留存方管1輸送指定長度后切割對象生產件中的另一個端部角度。

如圖2所示，圖中留存角度β小于α，那么假設鋸片17最開始處于ab線上，然后鋸片17線退刀處于退刀位后再旋轉到a1b1所在直線上，此時鋸片17需要切割對應的角度為β，留存方管1需要移動bb1距離，根據三角函數關系計算可知：bd＝od/tanα，b1d＝od/tanβ；bb1＝b1d-bd＝od/tanβ-od/tanα，由于od長度已知，那么鋸切該端部角度時留存方管1移動距離bb1為已知量，鋸切機的進料夾鉗6可執行該移動距離。留存方管1移動到位后，留存方管的ab邊移動到了a2b1，此時鋸切的廢料為三角形a1a2b1對應的方管。

同理，鋸切生產件的第二端部時也按照上述的計算方法計算。

實施例三

如圖4所示，該實施例與實施例一以及實施例二的鋸切方法基本類似，生產件的第一端部可以按照實施例一和實施例二中的鋸切方法鋸切，但是該生產件的第二端部的角度線與實施例一中的角度線不同，也就是說實施例一中角度線a2b2與基準面101的下游指向面的夾角圖3中所示的β1為銳角，實施例三中角度線a2b2與基準面101的下游指向面的夾角為鈍角如圖4所示的180°-β1，該實施例中鋸片17初始狀態是處于ab線上，然后鋸片17旋轉到a1b1所在直線上，該線段a1b1與第二端部的端部角度β1相同，如圖4中，同上可知，由于旋轉中心o點到基準面101之間的垂直距離od長度已知，由于該生產件的長度l已知，oc＝h1-od，a1c＝oc/tanβ1；ca＝oc/tanα；那么l2＝a1a＝＝oc/tanβ1+oc/tanβ，那么管材移動的距離l3＝l-l2，從而可以計算出且該生產件第二端部時留存方管1所要移動的距離。

實施例四

如圖5所示，該實施例中與前述的實施例的鋸切方法相似，只是，該留存方管1的長度無法再切割生產件任務單中生產件的長度，此時，可以在生產件任務單中增加替補料任務單，該替補料任務單中包含的各替補料的長度規格，替補料的端部角度均為90°；控制系統的分析過程中，若留存方管1的長度與任務單中的生產件長度均不符合時，控制系統計算選擇合適長度的替補料切割。如圖5所示，鋸片初始位置處于ab線上，而鋸切替補料時鋸片需要旋轉至a1d的位置，該圖中只需要將留存方管1移動bd距離，該bd＝od/tanα，通過該三角函數關系計算得知留存方管1所要移動的距離，而此時的留存方管1可以切割多個替補料，最終使留存方管1盡可能的全部利用，減少廢料的產生。

在實施例一至實施例四的鋸切方法中，若鋸切機出現故障時,此時鋸切機需要停機檢修，此時鋸切機上會還有剩余未切割的方管，方管上料架上也還存有多根原料方管18，控制系統綜合剩余的原料方管18數量和故障時剩余的留存方管1長度，然后按照上述實施例一至實施例四中同樣的方式重新分析模擬得出一種方管利用率最高的二次最優模擬切割順序，并計算出二次最優模擬切割順序時所需原料方管18的根數，將二次最優模擬切割順序所需原料方管18的根數和剩余原料方管18數量和留存方管1長度比較，得出是否需要額外補充方管以及需要補充的方管數量，鋸切機按照二次最優模擬切割順序再次啟動鋸切。只要鋸切機停機，那么控制系統均重新分析模擬得出最優模擬切割順序，直至將生產家任務單中的所有生產件切割。

上述的鋸切方法對每一刀的鋸切狀況均清楚明了，可以精確的控制方管的鋸切，使其利用率提高。

所述鋸切方法還包含對鋸切后的生產件進行分揀的過程，將不同規格的方管分送至不同的儲料框13內，其出料夾鉗10夾持該生產件可送至對應的儲料框13內。

如圖6至圖8所示，該圖中表示了實現上述的鋸切方法的方管鋸切機，該方管鋸切機包括進料輸送平臺4，該進料輸送平臺4上設置了輸送輥，進料輸送平臺4的底部設置了定位機構5，該定位機構5包括一個鉸接在定位基座上的定位板501，定位板501與定位氣缸502的活塞桿鉸接，定位氣缸502的缸體鉸接在定位基座上，定位板501的作用是用來對原料方管18的端部進行定位，那么從而確定原料方管18的端頭位置，從而方便控制系統得知原料方管18的端部位置，確定輸送距離。

而在管材鋸切機的現有技術中，都需要對原料方管18進行定位，一般采用的定位方式是直線驅動方式，即通過氣缸驅動定位板501直線運動阻擋原料方管18的前進，實現端部定位。

在如圖6所示，該管材鋸切機在進料輸送平臺4的側面滑動安裝了進料夾鉗6，該進料夾鉗6是由進料伺服電機7驅動，進料伺服電機7與進料夾鉗6之間通過絲杠螺母機構8傳動連接；進料伺服電機7驅動進料夾鉗6移動，進料夾鉗6夾持原料方管18精確移動。

如圖8所示，該管材鋸切機的鋸切主機9的上游和下游均安裝有定夾鉗2和動夾鉗14，從側面夾持方管，定夾鉗2可定位方管的基準面101，鋸切主機9的上方設置有上壓夾鉗15，用于從上方壓緊方管，而鋸切主機9的鋸片17繞其水平x軸轉動安裝在旋轉座16上，旋轉座16是繞豎直y軸轉動安裝于機箱23上，機箱23與機架3銜接，升降基座21則由下而上豎直滑動安裝在旋轉座16上并由升降電機20驅動完成進刀或退刀，升降基座21上安裝有驅動鋸片17繞x軸旋轉的鋸片電機19，機箱23上安裝有驅動旋轉座16旋轉的旋轉伺服電機22，旋轉伺服電機22與旋轉座16之間通過齒輪傳動。y軸與x軸相交于鋸片17的圓心，也就是說，旋轉座16旋轉就會帶動鋸片17繞過自身圓心的y軸旋轉，從而實現角度調節，而旋轉伺服電機為目前的常規動力，可以精確的控制旋轉角度。而鋸片17在調整角度時是在退刀位調節，即升降基座21下降到退刀位時鋸片17位于方管的下方，方便方管的輸送。

再如圖6所示，鋸切后的生產件由出料夾鉗10夾持出料，出料夾鉗10的安裝方式與進料夾鉗6的安裝方式相同，出料夾鉗10夾持生產件利用出料伺服電機11驅動到對應的儲料框13周圍，然后松開生產件，生產件掉落在接料板12上，然后接料板12是傾斜狀或者可以翻轉，使生產件掉落到儲料框13內，不同規格的生產件通過出料伺服電機11驅動出料夾鉗10移動到不同的位置，掉落到不同的出料框內，實現分揀。

以上所述實施例僅是對本發明的優選實施方式的描述，不作為對本發明范圍的限定，在不脫離本發明設計精神的基礎上，對本發明技術方案作出的各種變形和改造，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。