[發明專利]恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統及其方法

有效

• 申請號: 201210157692.1
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102672271A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 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
• 主分類號: B23D55/08
• 分類號: B23D55/08;B23Q15/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一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。

2.一種使用如權利要求1所述系統的恒鋸切力變進給速度的鋸架進給方法，其特征在于：在控制系統的上位機觸摸液晶屏上預設有多種工件橫截面類型和參數，根據鋸切工件的橫截面形狀在觸摸液晶屏上進行選擇和參數設定，或建立自定義的工件橫截面類型和參數；鋸切開始，控制系統控制鋸架快速下降，工件檢測桿（4）檢測到工件后，控制系統驅動里氏硬度計（5）對工件的硬度進行檢測，里氏硬度計（5）測試值上傳給控制系統下位機的MCU中；?MCU根據讀取到的材料硬度值，并結合帶鋸床行業推薦的金屬材料鋸切速度和進給量表，確定鋸條鋸切速度；控制系統實施鋸切的工進工序時，鋸切工進過程中控制系統實時讀取測距傳感器（2）的位置測量值，根據用戶選定的橫截面類型和參數計算出測距傳感器（2）檢測的鋸架位置與工件橫截面、即鋸切工件寬度的關系表，并參照帶鋸床行業推薦的金屬材料鋸切速度和進給量表建立鋸架位置、鋸架進給量函數，得到鋸架進給速度值，實施變進給速度鋸架進給的前饋控制；控制系統實時讀取壓力傳感器上傳的鋸切壓力值，與給定的鋸切力比較，實施恒鋸切力的閉環反饋進給控制，達到前饋、反饋的鋸架進給復合控制目的；在鋸架工進工序中，針對切入工進、切出工進的子過程，鋸條的鋸齒容易發生打齒、磨損的特殊工況，在切入工進和切出工進時，控制系統屏蔽恒鋸切力反饋進給控制的輸出，使鋸條的鋸切速度減半、進行低進給速度的開環控制；在工件鋸切完成時，根據鋸架快速上升復位的工藝要求，并避免鋸條與鋸斷面之間的摩擦造成磨損，執行鋸架快速上升復位前，鋸切料后退一小距離后，鋸架快速上升復位。

3.根據權利要求2所述的一種恒鋸切力變進給速度的鋸架進給系統，其特征在于所述的前饋、反饋的復合控制方法為：壓力傳感器（13）上傳油缸（12）油壓值至下位機MCU，與給定的鋸切力比較后、調節比例流量閥（16）的閥口開度、實現對油缸（12）油壓值的調節，即實施恒鋸切力的閉環反饋進給控制；鋸架的給定進給速度由兩部分組成，前饋控制的輸出量是鋸架變進給速度給定值的第一部分，進給速度給定值的第二部分為恒鋸切力反饋進給控制器的輸出；因此，恒鋸切力變進給速度的鋸架進給在前饋、反饋復合控制下進行。