恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統技術方案

本實用新型專利技術公開一種恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統，系統由鋸架、液壓系統、控制系統組成；鋸架通過雙立柱安裝在鋸床上、油缸驅動鋸架沿立柱上下移動。控制系統為分層多機協同的硬件體系架構，實時/非實時任務按類分配至各處理單元，硬邏輯門電路則提升了系統的可靠性。系統依據操作員選定的工件橫截面類型和參數、結合測出的鋸架位移和工件材料硬度，實施基于工件鋸切寬度變量的變進給速度前饋控制；本實用新型專利技術根據壓力傳感器采集的油缸油壓值，進行恒鋸切力的閉環反饋進給控制；提高了鋸切工件品質和鋸床工效、降低了鋸條消耗量。量身定制的切入、切出工進和鋸架快速上升復位的控制策略，使鋸架進給控制系統的解決方案更完善。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及臥式金屬帶鋸床的鋸架進給系統，尤其涉及一種恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統。
技術介紹
相對車、銑、鏜、磨、插、拉、鍛等金屬加工機床的全方位持續改良設計，長期以來鋸床卻未得到應有的重視，相反被認定只是一種簡單的切斷下料金屬加工設備。目前，環境與資源的雙重約束是發展經濟時必需優先考慮解決的兩大難題；精密鑄造和精密鍛造之所以能迅速崛起，相當程度上得益于在“兩大難題”上的優異表現一資源節約與環境友好減少了金屬原材料的消耗，廢料的減量化又降低了對環境的壓力。同期，鋸床行業的最大變化是帶鋸床逐步取代了傳統的弓鋸床、圓盤鋸床，取得了鋸床市場的支配地位，如美國的帶鋸 床已達鋸床總量的80、0%。鋸切加工過程中，帶鋸床分別較弓型鋸床、圓盤鋸床節約材料56%,87. 5% ;因帶鋸床加工工件的鋸切截面質量好于弓型鋸床和圓盤鋸床，從而減少了后續的加工量、提高了生產效率。隨著現代制造工業朝著高效、高精度和低耗的方向發展，人們重新審視了鋸床在切削加工中的定位、作用與地位鋸切定義為金屬切削加工的起點，是零件加工過程中重要的組成環節；我國的鋸床行業具有明顯的地域特征，浙江縉云縣占有全國70%以上的帶鋸床生產總量，2010年該縣帶鋸床和特色機械裝備實現工業產值143億J Li ο國產鋸床已取得長足進步，但與發達國家的同類產品相比，無論是技術指標、還是附加值均存在較大差距。三方面的原因造成我國鋸床業大而不強的現狀首先，整體的科技實力尚不如人；其次，視帶鋸床為“簡單切斷設備”的陳舊理念阻礙了鋸床的技術進步；最后，“寧為雞頭，不做牛尾”的傳統觀念作祟一基于專業化分工配套體系的高效鋸床產業集群長期難產一各鋸床廠家熱衷主機、相互間“克隆”低價競爭。國產鋸床的薄弱環節正如《機床工具行業“十二五”發展規劃》指出的在“數控系統和功能部件”。國產帶鋸床的主流數控系統是典型的電液控制系統，換言之，是由電氣控制、液壓驅動執行的系統。中低檔帶鋸床的電氣控制采用的是廉價的開關、繼電器組合，液壓系統限于開關量器件；國產高中檔帶鋸床的電氣控制一般采用PLC控制器，液壓系統不乏模擬量器件(如比例閥)。乍一看，高中檔國產帶鋸床的自動化水準尚可一鋸切過程全自動化；但國產帶鋸床的鋸切生產效率不及國外同行，鋸條的消耗量又遠高于國外同行，確是不爭的事實。從做大到做強，必須改進粗放型的國產“數控系統和功能部件”;立足金屬鋸切的機理，開發新一代“數控系統和功能部件”，逐一補上國產帶鋸床的短板；幸運的是，在學術界和企業界的共同努力下，帶鋸床的相關理論問題取得突破并形成共識，下一步的努力可聚焦在理論研究成果的技術實現和工程應用上。·鋸條運動是水平鋸切運動和垂直進給運動合成的復合運動；根據加工工件材料的硬度可確定最佳鋸切速度值。·進給運動的速度取值不僅與工件材料的硬度有關，而且應隨工件的鋸切寬度變化作出動態調整；恒鋸切力有助于延長鋸條的使用壽命、減少崩齒、斷帶事故率，以及鋸床生產效率的最大化；現有技術條件下，尚無直接采集鋸切力的可靠、實用、且價格合適的手段和方法。·工件鋸切進給(簡稱工進)由切入工進、鋸切工進和切出工進組成，鋸條切入和切出時的工況有別于鋸切工進。雖然切入和切出在工進總耗時中微不足道，卻是點接觸過渡到充分接觸(切齒數大于3 4)的動態過程或反之；鋸條尤其是齒尖所受的沖擊力往往過大、且呈現不可預測的隨機性，是打齒、齒尖磨損的高危期；眾所周知，航空業事故的80%以上發生在起飛降落階段，這與帶鋸床的“打齒、齒尖磨損”事故何其相似？！因此，設計專門的應對措施是必要的；鑒于過渡過程的瞬時特性，“應對措施”的關注點是實時性和有效性(避免打齒和減緩齒尖磨損)，其對鋸床生產效率的影響完全不必考慮，畢竟切入工進、切出工進的耗時太小太少。·為提高鋸床的生產效率，工件鋸切完成時，要求鋸架在油缸的驅動下快速上升復位，準備進入下一個工作循環；鋸床用戶的大量報告和鋸床生產廠商的測試結果表明現有鋸床的設計存在疏忽一鋸架快速上升復往時，鋸切料橫截面會與鋸條斜向分齒產生瞬間的劇烈摩擦；因此，這一疏忽亟待糾正。迄今為止，帶鋸床較有代表性的知識產權成果綜述如下 專利技術專利“智能鋸切帶鋸床”(申請號201010562127. 4)，提出由鋸條張緊液壓缸壓力傳感器和模數AD轉換單元構成鋸條張緊力檢測裝置，由鋸架進給液壓缸位移傳感器等構成電液伺服進給裝置；使帶鋸條在整個鋸切過程中承受的鋸切功率恒定。 專利技術專利“帶鋸床恒功率鋸切控制裝置”(申請號201010530562. 9)，提出根據鋸切負載的變化而調整鋸切進給速度，進給位移傳感器設置在帶鋸床的進給液壓缸內，張緊位移傳感器設置在帶鋸床的張緊液壓缸內；實現了對帶鋸條受到鋸切負載的非接觸檢測。上述有益探索，提出了當工件的截面尺寸和形狀發生變化時，調整進給速度進行恒功率鋸切的思路，有一定的參考價值，但探索成果仍存在局限鋸架進給控制系統未考慮切入工進和切出工進的特殊工況；工件完成鋸切后鋸架需快速上升復位，鋸切料橫截表面與鋸齒面會產生瞬間的劇烈摩擦、應對措施缺位；鑒于目前尚無直接采集鋸切力的可靠且價格合適的方法，上述研究者轉向檢測鋸條張緊力，但鋸條張緊力與鋸切力之間并無一一對應關系，即檢測鋸條張緊力的方法本身雖可行、但推導得出的鋸切力存在固有缺陷；因此，有必要在現有研究成果基礎上作深入的研究與創新。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統。恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統包括鋸架、液壓系統、控制系統；鋸架包括主從動輪、測距傳感器、鋸條、工件檢測桿、里氏硬度計、導向滑軌、行程開關、鋸架固定架、主動輪驅動變頻電機、從動輪張緊油缸和用于送料長度檢測的光柵尺；在鋸架固定架上設有主從動輪、測距傳感器、里氏硬度計、導向滑軌、主動輪驅動變頻電機和從動輪張緊油缸，鋸條與主從動輪相連，主動輪與主動輪驅動變頻電機相連、從動輪與從動輪張緊油缸相連；工件檢測桿與導向滑軌配合安裝；行程開關安裝在導向滑軌的表面；里氏硬度計固定安裝在工件檢測桿的下端處，里氏硬度計下端面與工件檢測桿下端面平行且上移間距為1mm，光柵尺安裝在送料支架上；液壓系統包括油缸、壓力傳感器、順序閥、電磁換向閥、比例流量閥、單向閥、油泵、過濾器和油箱；油缸的有桿腔口與電磁換向閥的A 口相連，油缸的無桿腔口分別與順序閥輸入口、壓力傳感器相連，順序閥的輸出口與電磁換向閥的B 口相連，單向閥的輸入口與油泵的輸出口相連、單向閥的輸出口與電磁換向閥的P 口相連，比例流量閥的輸入口與電磁換向閥的T 口相連、輸入口與油箱相連，油箱通過過濾器連接到油泵的輸入口 ；控制系統采用上下位機的分層硬件結構，兩者通過RS232接口進行信息交互下位機控制系統包括相連接的MCU和CPLD，MCU分別與上位機觸摸液晶屏、里氏硬度計、測距傳感器、壓力傳感器、主動輪驅動變頻電機的變頻器相連，CPLD通過光電耦合器分別與順序閥、電磁換向閥、單向閥、油泵、光柵尺和行程開關相連，CPLD通過數模轉換器和比例閥放大器與比例流量閥相連。本技術與
技術介紹
相比，具有的有益效果是鋸架進給控制的硬件平臺采用上下位機分層結構，下位機基于MCU+CPLD的多機 協同架構；分層協同體系使實時/非實時任務能在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統，其特征在于系統包括鋸架、液壓系統、控制系統；鋸架包括主從動輪（1）、測距傳感器（2）、鋸條（3）、工件檢測桿（4）、里氏硬度計（5）、導向滑軌（6）、行程開關（7）、鋸架固定架（25）、主動輪驅動變頻電機（21）、從動輪張緊油缸（22）和用于送料長度檢測的光柵尺（23）；在鋸架固定架（25）上設有主從動輪（1）、測距傳感器（2）、里氏硬度計（5）、導向滑軌（6）、主動輪驅動變頻電機（21）和從動輪張緊油缸（22），鋸條（3）與主從動輪（1）相連，主動輪與主動輪驅動變頻電機（21）相連、從動輪與從動輪張緊油缸（22）相連；工件檢測桿（4）與導向滑軌（6）配合安裝；行程開關（7）安裝在導向滑軌（6）的表面；里氏硬度計（5）固定安裝在工件檢測桿（4）的下端處，里氏硬度計（5）下端面與工件檢測桿（4）下端面平行且上移間距為1mm，光柵尺（23）安裝在送料支架上；液壓系統包括油缸（12）、壓力傳感器（13）、順序閥（14）、電磁換向閥（15）、比例流量閥（16）、單向閥（17）、油泵（18）、過濾器（19）和油箱（20）；油缸（12）的有桿腔口與電磁換向閥（15）的A口相連，油缸（12）的無桿腔口分別與順序閥（14）輸入口、壓力傳感器（13）相連，順序閥（14）的輸出口與電磁換向閥（15）的B口相連，單向閥（17）的輸入口與油泵（18）的輸出口相連、單向閥（17）的輸出口與電磁換向閥（15）的P口相連，比例流量閥（16）的輸入口與電磁換向閥（15）的T口相連、輸入口與油箱（20）相連，油箱（20）通過過濾器（19）連接到油泵（18）的輸入口；控制系統采用上下位機的分層硬件結構，兩者通過RS232接口進行信息交互：下位機控制系統包括相連接的MCU和CPLD，MCU分別與上位機觸摸液晶屏、里氏硬度計（5）、測距傳感器（2）、壓力傳感器（13）、主動輪驅動變頻電機（21）的變頻器相連，CPLD通過光電耦合器分別與順序閥（14）、電磁換向閥（15）、單向閥（17）、油泵（18）、光柵尺（23）和行程開關（7）相連，CPLD通過數模轉換器和比例閥放大器與比例流量閥（16）相連。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳則煌，李斌勝，朱秋國，吳學遠，吳明光，
申請(專利權)人：杭州飄哲電子科技有限公司，浙江鋸力煌鋸床股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：