自动切割技术范文8篇(全文)
自动切割技术范文（精选8篇）
自动切割技术 第1篇
自动控制技术是建立在计算机技术与网络通信技术上的新兴技术,其主要是通过微型控制器对控制对象或者生产过程进行程序化控制,即按照一定的逻辑规律完成某些机械性动作,实现自动化生产。随着技术成熟应用的范围也越来越广,控制技术的内容也随之丰富起来,有高精度的定位控制、速度控制、自适应控制、判断校正、补偿技术等等。自动控制可以实现对多台机械、电器进行协调的效果,是重要的机电控制技术。
自动控制的基本理论是自动控制原理,其可以分为经典控制理论和现代控制理论。经典理论所支持的是对象单一变量的线性不变系统,其本质是数学工具为基础的拉普拉斯变换,用数学中函数传递的方法在频率域中进行系统的分析。其控制的基本原理是负反馈闭环系统,利用自动调节其的反馈来控制整个系统的核心环节,因此经典控制利用也是一种自动调节模式。而现代控制则是为了适应多变量和非线性、实时化系统而形成的,控制对象更加复杂。利用的数学工具有线性代数、矩阵理论、集合理论等。现代自控主体是状态空间法在时间域内的系统分析,状态方程被用来描述系统的运行过程。利用对状态的分析来确定下一步系统将如何动作。现代自控理论的研究重点是最优化控制、随机性控制、自适应控制、鲁棒控制等。而此两种控制模式都被称之为传统的自控理论。其共同的特征就是控制对象为精确性较高的数学模型,即控制对象和干扰因素都可以利用精确而严格的数学方程和函数所表示,控制的目标和任务通常都明确而直接。而今天复杂的机械和高精度的技术要求让传统的控制方式和机理已经不能满足生产需求。因此,上个世纪末期至今,智能化控制成为了自动控制的发展方向,并成为了一种新兴的学科。其突出的功能是系统具备一定的学习功能、自适应功能、自我组织协调能力。系统主要采用的数学工具已经变为符号推理、数值计算、神经元网络、模糊理论等。虽然其没形成一个固定的理论模式,但是其发展的方向已经得到了诸多领域的认可。
2 自控系统与机电一体化
2.1 自控系统设计思路
在自动控制系统设计中离不开的是另一种思想的引入,即机电一体化。在机电控制技术中,自动控制主要应解决的是提高产品的加工精度和作用的连续性,即质量与效率双赢,并以此提高设备或者系统的整体最优化工艺流程,这样才能发挥机械生产的效果。其中,主要的技术关键就是现代控制理论在机电设备上的工程化实现,并进而形成更加实用的模块化系统。从而将机械设备的加工过程优化起来并加以智能化控制,并建立边界条件加以约束,进而形成一个完整而高精度的机械加工体系,帮助生产进入自动化甚至是智能化。在此需求下计算机技术尤其是单片机技术成为了动态活化控制的助推器,人们利用计算机仿真技术模拟机械生产的过程,并利用程序指令为单片机编写程序使之具备一定的“智能”,从而完成对设备的控制与运行优化。辅之以通信和信息处理系统就可以实现对生产的自动控制与智能化升级。此时一个重要的方向是引入生产领域,即机电一体化,从其含义看,机电一体化是机械与电子技术相结合。其各个组成部分的配备相当紧密,是一个不可分割的完整系统。机电一体化产品研究的是对象作为一个系统时的各种运行规律,并利用电子与机械设备的配合来达到某种生产目的。其设计的思路就是利用反复评估给系统一个最佳的控制模式,即自动化控制首先应对系统进行分析,如对切条、切坯机械的基本结构、运行目的、控制要点等进行了解与分析,然后利用合理的电器与机械设备的配合完成对其自动化控制。
2.2 自控系统设计方法
今天,自动控制已经与机电一体化相结合,在不同类型的生产过程中实现其自身的功能与价值。针对不同的生产领域,其方法也是大不相同,但是其主体仍然是机械系统,只是控制系统实现了电子化和智能化改进而已。如SQT500×300型双泥条垂直切条机为全自动切割设备,其主体是机械加工与成型设备,而其控制部分则实现了电子化和智能化,设计的主体转化为电子技术与机械设备的结合与优化,即利用智能化的测控装置对其进行“自动”控制完成生产目标。因此,从本质看是一种机电一体化的实现,目前所应用的自动控制系统的设计方法如下。
2.2.1 取代设计
此种系统实现方式是利用电子线路取代机械式控制机构来实现自动控制,是一种机械电子化的设计思路。如利用可编程的控制器或者微型计算机来代替机械式的调速机构等控制机构,替代启动液压、插板码盘、进步开关、时间继电器等接触式控制器。此种设计不仅仅可以简化机械的结构也可提高生产中的控制精度,从而提高了产品的质量与性能。此种自动化控制方式的优点是不需要对整个系统进行大的改进,使得新的自控系统接近于原有的设备系统,容易实现。但是其往往不能跳出原有系统的框架而缺乏创新与优化。
2.2.2 整体自动化改进
从表面看整体化设计就是针对某个机械系统进行全面的改进,相当于重新对其控制方式进行调整,将机械部分与电气控制部分更加紧密的融合起来形成一个新的系统,从整体上完成宏观的改造。如在设计中围绕电气控制部分对整体机械进行调整改造,使之适应自动控制的需求,完成某些特定的工作,就可以看做是整体化改进。
2.2.3 组合设计
此种设计方式就是将多种功能化模块进行组合从而形成一个新的自控系统。如将某台设备进行数控改造,可以将设备的数控装置、伺服驱动装置、移位测量装置、主轴电机变频装置等分别采购,并将其组合起来就形成了一个具有自动化控制功能的机床,这样的思路就是组合型设计。自动化控制系统的构建可以利用这些现成的自控模块的组合来完成。采用此种设计方式可以缩短设备改造和研发的周期,同时因为各个模块所采用的技术都较为成熟,因此,可以保证其整体的性能和质量。
3 切条切坯机的自控系统设计与应用
3.1 烧结砖的生产流程
从前面的分析可以发现,要将自控系统应用在切条切坯机上,就需要对其生产过程进行了解,只有这样才能建立起适应其机械特性的自控系统。具体看烧结砖的生产过程为:
烧结砖一般是指以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为原料,经成型和高温焙烧制的Al2O3含量在15%~25%,Si O2含量在55%~70%的硅酸铝材料制品,是用于建筑承重或非承重墙体的主要墙体材料之一。生产和加工的流程是将原料粉碎至合适的粒度,经过加水搅拌、挤出成型、干燥,然后在1 000℃~1 100℃的高温窑炉中进行烧制。其涉及的设备有给料机、粉碎机、搅拌机、挤砖机、切条机、切坯机、码坯机等,然后进行干燥、焙烧即形成成品。
本文讨论的是原料挤出形成泥条后对其进行成形的切条机和切坯机的自动化控制系统设计。其主要的工艺标准是切条至规定长度,泥条再经切坯机切割成规定尺寸的坯块,此过程需要保证坯块的尺寸均匀。
3.2 切条机的技术特征分析
SQT500×300型双泥条垂直切条机为全自动切割设备,主要用途是对真空挤出机挤出的泥条自动测速、自动测量切割长度并进行垂直切割,实现等段切割,本机既可与单机口又可与双机口配套使用。
本机为意大利COSMEC公司在中国按欧洲标准生产,主要零部件从意大利进口,是当今世界先进的全自动切码运设备。该设备全程由PLC控制,利用编码器测量泥条速度,能精确控制切割长度,大大提高了泥条的利用率。切割钢丝由汽缸涨紧力自动控制,即达到了钢丝锋利、断面整齐的效果,又能提高钢丝的使用寿命。
3.3 主要技术参数
主要技术参数,见表1。
3.4 结构与工作原理
3.4.1 结构示意图
结构示意图,见图1。
1-切条前运坯带;2-切割装置;3-切条后运坯带Ⅰ;4-切条后运坯带Ⅱ;5-汽缸;6-电机减速机;7-机架
3.4.2 结构组成
双泥条垂直切条机由四部分组成:切条前运坯带、切割装置、切条后运坯带Ⅰ、切条后运坯带Ⅱ。切条前运坯带将真空挤出机挤出的泥条送入切割装置,同时通过传感器将泥条的速度送入控制中心,控制中心对信号进行处理,然后将输出信号送到切割装置驱动电机,驱动电机带动切割架与泥条同步运动,将泥条整齐切割成一定长度,切条后运坯带Ⅰ和切条后运坯带Ⅱ在泥条切割过程中运行速度与泥条同步,泥条切割完成后,两条皮带同时加速,将泥条向前输送,当泥条通过切条后运坯带Ⅰ后,切条后运坯带Ⅰ立刻将速度调整为与挤出泥条同速,而切割后的泥条由切条后运坯带Ⅱ继续快速运至切条机后的动力运坯带。
3.5 系统硬件的组织和设计
3.5.1 自控电路
本系统采用的是某公司生产的PLC作为控制的核心,此类PLC的特点是具有一个时钟装置即时钟与机械周期相配合的增强核心,速度是普通的单机片的数倍。内部挤出有8位高速的A/D转换器,可以直接输入模拟化变量,从而简化了复杂电路的设计过程。同时具有抗静电的能力等特征,适合在较为恶劣的制砖现场进行工作。
输入端接口包括:切条信号输入口、系统急停信号输入口、手动切条信号输入口、手动送坯信号输入口、手动切坯信号输入口、手动/自动切换信号输入口。输出端口功能包括:切条信号输出口、送坯信号输出口、切坯信号输出口、托辊停止信号输出口等。同时辅助以传感器系统对现场设备的位置信号进行采集,并以此完成控制。同时设计有相应的抗干扰电路保证其稳定准确。
3.5.2 软件编写
在控制软件方面,利用与PLC相配套的编译器为工具,利用C语言编程开发,其主程序和通信程序是构成软件的两个重要内容。具体的主程序流程见图2。
4 结束语
切条机和切坯机的自动化控制系统设计的基本原理来自于自动控制与机电一体化的基础理论。设计与应用的核心就是为切条切坯机设计一套具有控制、通信、防护、可编译的自控系统和程序,其设计围绕的是工艺的需求,即按照制砖工艺要求设计相应的自控系统来满足切条切坯机的生产需求。突出的特点是选择正确的单片机为控制核心,辅助以传感、通信和处理系统,以此完成自控。
参考文献
[1] 张亚君. 基于 PLC 自动控制系统设计分析 [J].硅 谷,2011(15).
[2] 常禄盛. 基于自控系统的电力机车车控制系统设 计[J].黑龙江科技信息,2011(15).
[3] 芦艳芳,朱贵宪.基于 PLC 的制砖设备控制系统 设计[J].煤炭技术,2011(08).
[4] 李爱英,张鹏.基于西门子 S7-300 PLC 的电机组 控制系统设计[J].自动化技术与应用,2011(07).
[5] 曹智斌.PLC 应用于流水线控制系统[J].电子世界, 2011(09).
[6] 尹达仑.基于 PLC 的切条机械的控制系统设计[J]. 矿业研究与开发,2011(03).
[7] 岳宜平.粘土制砖成型机改进和控制系统设计[J]. 液压与气动,20181(06).
线切割技术[范文] 第2篇
一．废砂浆回收流程及关键工艺
从硅片切割液废砂浆中回收合格切割液并非象人们想像的那样简单，我们知道硅片是采用多线切割机切割的，不同类型的切割机对切割液有不同的要求，一但不符合要求，切割出的硅片将出现这样那样的问题,因此在回收切割液时要对每一环节都要严格控制,只有这样才能使回收的切割液达到高质量。
第一要做好切割液的前处理,就是要尽可能的使切割液与碳化硅还有硅粉分开,保证无肉眼观察到的颗粒存在。
第二要做好脱水工作,做到脱水完全。脱水之前要检查体系的酸度,酸度超标要先使酸度降下来然后再脱水。
第三做好脱色，脱色不只是为了外观好看,这一要特别注意,脱色的目的是将产生颜色的高分子色素除去,并采用吸附剂吸附将这一危害硅片切割的物质从体系中完全除去。
第四要做好切割液中金属离子的脱除工作,硅片切割过程中产生了大量的金属离子再加上酸度处理时加入的离子,不把它们除去将影响切割液的电导率和重金属含量,也将影响硅片切割质量。
本公司在废砂浆回收这一领域有着相当丰富的经验，在线切机上也有工作多年的工程师。本公司改良回收液和分级，水分的回收砂已达到很多线切机的要求，受到了很多同行的认可。本公司愿意提供相关技术支持，与有志同道合的人和企业合作与创新。
大型切片厂如有意向投资回收自己厂里的废砂浆，我公司愿意提供一整套回收的相关技术支持。另外我公司也可为大型切片厂作相关的配套，为切片厂提供相关的回收服务，产品再返回给切片厂，真正做到循环利用，大大降低贵公司的生产运营成本。二．线切上问题和相关解决方案
太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。
在整个切割过程中，对硅片的质量以及成品率起主要作用的是切割液的粘度、碳化硅微粉的粒型及粒度、砂浆的粘度、砂浆的流量、钢线的速度、钢线的张力以及工件的进给速度等。
一、切割液（PEG）的粘度
由于在整个切割过程中，碳化硅微粉是悬浮在切割液上而通过钢线进行切割的，所以切割液主要起悬浮和冷却的作用。
1、切割液的粘度是碳化硅微粉悬浮的重要保证。由于不同的机器开发设计的系统思维不同，因而对砂浆的粘度也不同，即要求切割液的粘度也有不同。例如瑞士线切割机要求切割液的粘度不低于55，而NTC要求22-25，安永则低至18。只有符合机器要求的切割标准的粘度，才能在切割的过程中保证碳化硅微粉的均匀悬浮分布以及砂浆稳定地通过砂浆管道随钢线进入切割区。
2、由于带着砂浆的钢线在切割硅料的过程中，会因为摩擦发生高温，所以切割液的粘度又对冷却起着重要作用。如果粘度不达标，就会导致液的流动性差，不能将温度降下来而造成灼伤片或者出现断线，因此切割液的粘度又确保了整个过程的温度控制。
二、碳化硅微粉的粒型及粒度
太阳能硅片的切割其实是钢线带着碳化硅微粉在切，所以微粉的粒型及粒度是硅片表片的光洁程度和切割能力的关键。粒型规则，切出来的硅片表明就会光洁度很好；粒度分布均匀，就会提高硅片的切割能力。
三、砂浆的粘度
线切割机对硅片切割能力的强弱，与砂浆的粘度有着不可分割的关系。而砂浆的粘度又取决于硅片切割液的粘度、硅片切割液与碳化硅微粉的适配性、硅片切割液与碳化硅微粉的配比比例、砂浆密度等。只有达到机器要求标准的砂浆粘度（如NTC机器要求250左右）才能在切割过程中，提高切割效率，提高成品率。
四、砂浆的流量
钢线在高速运动中，要完成对硅料的切割，必须由砂浆泵将砂浆从储料箱中打到喷砂咀，再由喷砂咀喷到钢线上。砂浆的流量是否均匀、流量能否达到切割的要求，都对切割能力和切割效率起着很关键的作用。如果流量跟不上，就会出现切割能力严重下降，导致线痕片、断线、甚至是机器报警。
五、钢线的速度
由于线切割机可以根据用户的要求进行单向走线和双向走线，因而两种情况下对线速的要求也不同。单向走线时，钢线始终保持一个速度运行（MB和HCT可以根据切割情况在不同时间作出手动调整），这样相对来说比较容易控制。目前单向走线的操作越来越少，仅限于MB和HCT机器。
双向走线时，钢线速度开始由零点沿一个方向用2-3秒的时间加速到规定速度，运行一段时间后，再沿原方向慢慢降低到零点，在零点停顿0.2秒后再慢慢地反向加速到规定的速度，再沿反方向慢慢降低到零点的周期切割过程。在双向切割的过程中，线切割机的切割能力在一定范围内随着钢线的速度提高而提高，但不能低于或超过砂浆的切割能力。如果低于砂浆的切割能力，就会出现线痕片甚至断线；反之，如果超出砂浆的切割能力，就可能导致砂浆流量跟不上，从而出现厚薄片甚至线痕片等。
目前MB的平均线速可以达到13米/秒，NTC达10.5-11米/秒。
六、钢线的张力
钢线的张力是硅片切割工艺中相当核心的要素之一。张力控制不好是产生线痕片、崩边、甚至断线的重要原因。
1、钢线的张力过小，将会导致钢线弯曲度增大，带砂能力下降，切割能力降低。从而出现线痕片等。
2、钢线张力过大，悬浮在钢线上的碳化硅微粉就会难以进入锯缝，切割效率降低，出现线痕片等，并且断线的几率很大。
3、如果当切到玻璃胶条的时候，有时候会因为张力使用时间过长引起偏离零点的变化，出现崩边等情况。
MB、NTC等线切割机一般的张力控制在送线和收线相差不到1，只有安永的相差7.5。
七、工件的进给速度
工件的进给速度与钢线速度、砂浆的切割能力以及工件形状在进给的不同位置等有关。工件进给速度在整个切割过程中，是由以上的相关因素决定的，也是最没有定量的一个要素。但控制不好，也可能会出现线痕片等不良效果，影响切割质量和成品率。
自动切割技术 第3篇
弗雷自动化公司的创新切割工具可对多线切割机之外的产品进行切割。一条与电脑相连接的激光可追踪每一步过程中切割线的准确位置, 斜边辊和托盘也可以相同的方式进行定位, 而最后的检查可确保首次切割与需要的规格相匹配。
Tonwerke Keller公司的哈特穆特·莱曼这样评价这台新设备:“我们与弗雷自动化公司一起工作了几十年, 对弗雷公司机械产品的质量和可靠性都感到非常满意。这次, 我们毫不犹豫地购买了这种新的调节器。因为现在有越来越多的建筑师要求在短时间内提供特殊规格的砖瓦产品, 而我们使用的几十种原料有着不同的收缩特性, 难以满足他们的要求。不过现在我们可以很快地对产品规格进行调整并且可以不间断的直接进行下一批次的生产。这项新的投资可以帮助我们对客户的要求做出快速而灵活的反应。”
方坯自动定尺切割系统 第4篇
随着钢材市场竞争日趋激烈,对连铸坯外形尺寸的要求也越来越严格。尤其是150×150规格的方坯,对棒、线材生产影响较大,以往铸坯的切割长度不能满足要求。决定对定尺控制系统进行改造,使得改造后铸坯的长度误差控制在±15mm的范围内。
二、改造前的控制方式
(一)碰球控制方式的原理
其原理如图1所示:当铸坯与碰球接触的瞬间,220V电源经继电器的线圈、导线、碰球、铸坯、辊道和大地相通,形成电气回路,使继电器吸合,其常开触电闭合,输出切割信号。
(二)碰球控制存在的问题
1. 导线、绝缘装置在高温、水蒸汽的环境下,容易误发信号。
2. 碰球生锈后,与铸坯接触时,可能不发切割信号。
3. 因现场环境恶劣,当导线、绝缘装置出现老化故障时,不能及时处理。
4. 铸坯的定尺是固定的,浇铸过程中不能更换。
三、红外摄像定尺控制系统
碰球控制误差大、精度低,工作不可靠,难以满足工艺要求,决定采用红外摄像自动定尺控制系统进行改造。该系统采用非接触的摄像法,通过检测显示器上铸坯头的亮度值,由软件处理后发出切割信号,具有很高的可靠性。其工作原理图如图2所示。
(一)红外摄像自动定尺系统的工作过程
摄像头捕捉到的图像信号,通过图像采集及加速卡传到计算机,在显示器上显现出来,调节摄像头的光圈与焦距,使屏幕在没有铸坯时呈黑屏,当铸坯到来时,呈现铸坯的图像,再通过调节亮度、对比度等参数,使铸坯达到理想的图像画面。画面调好后,显示器上每一像数线对应实际的几个毫米铸坯长度(在参数中设定),在画面的适当位置设置一条线作为切割线,当铸坯到达该线时,该区域的亮度值发生突变,给出一个信号,经输出卡输出,达到控制切割的目的。
红外摄像自动定尺系统实时修正铸坯的长度,当切割的铸坯长度与实际长度有误差时,操作人员很方便地用鼠标点击修改栏对应的流数,输入误差值,点击确定,即可完成修正。切割的精度在±15mm内,铸坯的收得率明显提高。系统不能自动时,操作人员只需看着显示屏,当坯头到达切割线时,用手动按钮完成切割任务。三流集中控制,便于调整参数、直观观察钢坯在屏幕中的亮暗。该系统采用数字处理技术,采样及运算速度快,控制精度高,解决了切割6m、12m铸坯时存在的各种问题。一套控制装置可独立控制1~6流钢坯的定尺切割,适用于各种复杂的环境。使用该系统后,铸坯切割精度达到了±15mm,完全能满足工艺要求。
(二)各种定尺装置的使用情况对比表(表1)
(三)改造后的状况
该系统支持2个镜头相互切换,方坯连铸机主要生产6m、12m铸坯,操作人员在生产过程当中可随时切换。由于采用计算机控制,系统运行稳定、维护量小,很好地满足了生产的需要。
四、结语
经近3年的使用,该系统运行可靠、控制精度高、操作简洁方便、维护简单,铸坯切割精度在±15mm以内,很好地满足了轧钢工艺的要求。
摘要：文章论述红外摄像自动定尺控制系统的工作原理及其在方坯连铸机上的应用。
新型管材自动切割机的设计 第5篇
管材在各行业被大量使用，而下料工序是管材后续加工工序的基础，下料工序精度、效率的高低直接影响到产品质量的好坏及成本的高低。管子定长切割加工，主要是将管子切割成要求的长度。目前的管件切割方式如果还处在手工送料、手工取件的方式，将远远满足不了当今高速发展的机械、造船、军工、石油化工、能源、车辆制造、航空航天等工业需要。因此，实现切割送料自动化显的十分重要。通过机械传动或电气控制，按一定的规律自行完成人们所要求一系列动作，既可改善劳动条件、减轻工人劳动强度，确保生产安全，提高生产效率和产品质量，而且还能降低原材料消耗，节省设备投资，降低生产成本。实现管件切割的自动化，是提升管件切割效率、提高切割精度和保证切割安全的根本途径和措施。
1 设计要求
1.1 总体布置设计要求
工作过程连续和流程；切割效率高；切割精读高，稳定性强；适用于多种不同尺寸、外形的管件切割；结构紧凑，层次分明；操作、维修、调整方便；寿命长，外形美观。
1.2 总体主要参数的确定
被切割管件的原长不大于12m；圆管直径范围15～50mm；矩形管高≤200mm，宽≤35mm；管件最大切割长度为2m；工作台主轴离地面高度为0.8m。
2 总体设计及各部分工作原理
2.1 总体设计
1.滚轴;2.滚轴固定座;3.步进电机;4.联轴器;5.轴承透盖;6.轴承座;7.导轨;8.丝杆;9.移动气动夹具;10.夹具活塞;11.夹具滚轴;12.砂轮防护罩;13.砂轮;14.砂轮导轨;15.定位板;16.两个固定气动夹具
总体结构简图如图1所示。该机器总体结构主要由机架、步进电机、滚珠丝杠传动副、一个移动气动夹具、两个固定气动夹具、切割砂轮装置和控制系统等组成。
2.2 自动送料装置工作原理
切割管件前，先依靠固定起动夹具上的定位板，将多根待切管件一起放进夹具内并对齐。确认放好管件后，通过控制按钮起动装置进行自动切割工作。切管操作时，移动气动夹具先将管件夹紧，然后步进电机通过联轴器带动丝杠转动，从而使移动气动夹具在机架轨道上进行一定的轴向运动，带动待切管件的移动。然后，两个固定气动夹具夹紧管件，进行切割工作，与此同时，移动气动夹具松开并回到原有位置，以待下一次进给。由控制系统控制步进电机的转动，实现了管件各种长度的精确切割，精读误差为±0.1mm。
2.3 夹紧装置工作原理
通过预先的编程，由控制系统进行自动控制，在进给阶段的移动气动夹具与在切割阶段的固定气动夹具，以压缩空气将管件定位并夹紧。
2.4 切割装置工作原理
采用高速旋转的砂轮切割管材。砂轮片是用纤维、树脂或橡胶将磨料粘合制成的。在熟练的操作中，砂轮可进行快速、准确地切割，而且切割得整齐、无毛刺。
2.5 控制系统工作原理
通过预先编程，从而完成预订的控制要求，以实现机器全程自动化。这是整机的核心所在，通过PLC控制系统，完成了步进电机的供给与回程，完成了移动气动夹具与固定气动夹具的夹紧和放松，完成了砂轮片的切割，并且在完成上述动作的同时，也达到了每项工序所需要达到的指标与要求。
将管件放置到夹具后，先用定位板进行零点校准，然后利用PLC控制系统对步进电机的转角和夹具的夹紧、放松进行控制，以及定长切割。自动送料装置工作过程中的每个环节，都需要相应信号的输入、输出，从而顺利的完成整个工作过程。
3 主要组成部分的设计计算
3.1 驱动的设计和计算
驱动方式多种多样，可以选择直线电动机驱动、使用电动机的机械式驱动、往复磁铁驱动、液压驱动、气动等。自动送料装置的驱动有两个部分：一是，管件送料轴向运动的驱动；二是，夹具夹紧和放松运动驱动。由于管件轴向运动需要停靠多个位置并且要求精度较高，所以选用直线步进电机驱动，而夹具的夹紧、放松驱动采用气动方式。
3.2 轴向运动的传动机构设计
本次课题主要针对家具使用管材，管材的原长为10m，最大切断长度为2m，精度要求为±0.1mm，所以自动送料装置中轴向传动方式采用滚珠丝杆传动。它可以保证高精度、微进给、效率高、发热小、高速进给。从而极大的提高了管材切割的品质与效率。
3.3 夹具的设计
所涉及的夹紧保持机构是针对多种外形、尺寸的管形材料，如何夹持取决于要求的力、被夹好取对象的几何形状和表面特性，选择机械式夹紧原理的夹具较为合理。夹具包括一个移动气动夹具和两个固定气动夹具。其中，移动气动夹具往复的轴向运动进行进给，当移动气动夹具夹紧时，固定气动夹具松开，处于进给过程；当移动气动夹具松开时，固定气动夹具夹紧，处于切割过程。
这种夹具结构简单、夹紧原理明确、制造加工方便、制造成本低廉、应用尺度广泛、装夹数量多，适用于中、小夹紧力的工作过程。同时该夹具的底部采用滚轴来支撑管件，这样当夹具松开时，就可以实现管件与夹具轴向的相对移动了。
3.4 控制系统的选择
自动送料装置的控制分为两部分：一是，步进电机的控制；二是，气缸的控制。在工作过程中需设置多点停靠和反复启动、停止，选择PLC控制系统可以满足工作要求。控制系统中还包括继电器、行程开关等电器元件。
3.5 机架的设计
机架的设计有两种:一是, 工作台支撑架的设计;二是, 移动管件支撑架的设计。工作台支撑架的作用是支撑自动切管装置工作台, 需根据工作台和管件的重量, 同时考虑工作人员的操作简便性。移动管件支撑架的作用是支撑管件伸出工作台的部分, 防止管件弯曲变形, 影响切割精度。通过工作台尺寸和额定负载要求, 并根据常用钢铁材料手册GB/T3094-2000, 选择常用的钢管型号。确定工作台支撑架材料为矩形钢管, 移动管件支撑架采用角钢。
3.6其他装置的设计
自动送料装置除了轴向驱动的设计和夹紧装置的设计外, 还需要根据管材的尺寸、外形等因素对定位装置、导轨、滑块和管件辅助支撑装置等进行合理选择和设计, 同时还需要对气动元器件, 如气源、系统压力、各种气阀和气缸等进行合理选择。
4小结
新型管材自动切割机通过机械传动和自动控制, 按一定的规律自行完成人们所要求一系列动作, 包括自动送料、可调夹紧、砂轮切割及自动控制系统等。该设备既可改善劳动条件、减轻工人劳动强度, 确保生产安全, 提高生产效率和产品质量, 而且还能降低原材料消耗, 节省设备投资, 降低生产成本。实现管件切割的自动化, 是提升管件切割效率、提高切割精度和保证切割安全的根本途径和措施。
摘要：管材在各行业被大量的使用, 其切割的人工操作普遍存在效率低、精度差, 影响着相关产业的发展与生产能力。新型管材切割机主要针对送料装置、夹紧装置、切割装置、控制系统, 以及整机结构进行了设计。送料、夹紧、切割等动作均通过编程自动控制, 改善了中小型企业一直以来手动送料切割的难题。对提升管件切割效率、提高切割精度、保证切割安全和实现管材切割的自动化有重要的促进作用。
关键词：管材,切割,自动
参考文献
[1]王润孝.先进制造技术导论[M].北京:科学出版社, 2004.
[2]尚子超, 蒙帅甫, 吴海云, 等.切管自动送料装置的设计[J].科技信息, 2012 (31) :74, 83.
[3]全国焊接标准化技术委员会.中国机械工业标准汇编:焊接与切割卷[M].北京:中国标准出版社, 1999.
[4]李亚江, 主编.切割技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2004.
水切割机床用自动开合型磨料罐 第6篇
关键词：磨料罐,自动开合型,水切割机床
1 磨料罐在水切割机床中的作用
数控水刀系统装置由脉冲喷嘴、切割台、数控柜、步进电机和高压磨罐、三缸柱塞泵、溢流阀等主要部件以及压力表、混合室、阀件以及高压软管和管接头等附属配件组成[1]。
高压磨料罐置于高压泵与喷嘴之间的高压回路中, 其罐壁能够承受高压, 其作用是提供一个高压水和磨料的混合场所, 以保证从高压泵泵出的水在高压磨料罐内与磨料进行充分混合, 使磨料处于“拟流体”的流化状态, 然后在高压输送管的混合腔内流化磨料与水掺混, 再通过后继管道以悬浮态输送到喷嘴, 经喷嘴加速喷射出去形成磨料水射流。因此, 高压磨料罐需要具有自动开合, 连续均匀向输料管中连续供砂, 且磨料损耗少, 易于维修容易、操作安全的特点, 以便于安全生产, 节约成本, 提高经济效益。
2 自动开合型磨料罐结构设计
本文采用了螺旋供砂装置能够实现水切割机床的磨料罐能够自动开合, 具有水平螺旋供砂装置和立式螺旋供砂装置两种结构设计, 均能实现磨料罐的自动开合, 具有均匀、准确地控制出砂量的性能, 以保证高压磨料水射流中的磨料已进入水射流的核心部分并充分混合, 使冷态的单点获得较高的动能能源, 对材料具有极强的冲蚀作用, 因而提高了磨料的切割性能[2]。
2.1 水平螺旋供砂装置
本文所设计的水平螺旋供砂装置磨料罐由螺旋体, 磨料罐壳体, 进砂口, 末端轴承, 出砂口, 首端轴承, 驱动装置等附属配件组成。水平螺旋供砂装置磨料罐的螺旋轴两端由轴承支撑, 若输送距离较长, 则必须在中间加装中间轴承。电机带动螺旋轴转动, 由螺旋轴旋转而产生的轴向推力就直接作用到磨料上而成为磨料运动的推动力, 使磨料沿轴向滑动。磨料沿轴向的滑动, 就像螺杆上的螺母, 当螺母沿周向被持住而不能旋转时, 螺旋的旋转就使螺母沿螺旋轴向作平移。磨料就是在螺旋的旋转过程中朝着一个方向推进到卸砂口处卸出, 进入高压输送管的混合腔内, 使流化磨料与水充分掺混。螺旋有左旋和右旋之分, 磨料被推送方向由螺旋叶片的方向和螺旋的转向所决定[2]。
2.2 立式螺旋供砂装置
本文所设计的立式螺旋供砂装置磨料罐由上端支撑轴承, 磨料罐壳体, 螺旋叶片, 螺旋轴, 螺旋管, 下端支撑轴承, 驱动电机等附属配件组成。立式螺旋供砂装置磨料罐通过磨料罐壳体和头端、尾端上的支撑固定在水射流设备上, 由于立式螺旋输送设备很难安装中间轴承, 所以只有两端由轴承支撑。螺旋轴的上端通过轴承支撑和固定, 螺旋轴的下端通过铜套和支架固定。工作时, 动力通过电机带动螺旋轴旋转, 磨料通过磨料罐进入到螺旋管中, 最后在螺旋片与重力的作用下, 磨料从螺旋管下端的出砂口进入高压输送管的混合腔内, 使流化磨料与水充分掺混[2]。
3 磨料罐的功能
3.1 螺旋式供砂磨料罐的工作原理
水平螺旋供砂装置和立式螺旋供砂装置两种磨料罐均能实现自动开合, 其工作原理大同小异, 只是在由进砂口向出砂口移动方式上存在差异, 上述两种磨料罐具体工作原理如下。
3.1.1 水平螺旋供砂装置磨料罐工作原理
水平螺旋供砂装置磨料罐供砂工作原理是在一密闭的机壳内, 由带有螺旋叶片的转动轴旋转, 当物料进入固定的机壳内时, 磨砂料只在旋转的螺旋叶片推动下移动, 最后进入磨料软管, 输送到高压输送管的混合腔内与水混合, 可用于连续短距离的磨料输送。水平螺旋供砂装置磨料罐的螺旋旋转方式为右旋螺旋, 当螺旋按n方向旋转时, 磨料沿图示箭头的方向推送到卸砂口处;当螺旋按反方向旋转时, 磨料沿与箭头相反的方向被推送。若采用左旋螺旋, 磨料被推送的方向也相反。水平螺旋供砂装置磨料罐使用得当, 能够保证供砂均匀, 连续而且当电机停转后, 螺旋轴停止转动, 即可停止供砂, 可以防止磨料在输送管中堆积[2]。
在使用水平螺旋供砂装置磨料罐的过程中, 一定要严格控制装砂量, 以便使磨料能顺利输送, 才能保证供砂均匀, 使水切割机能够正常运行。这是因为当输送磨料过多时, 便很容易磨料罐堵塞或产生故障而使螺旋轴停转。为了使螺旋供砂装置能可靠地工作, 要对装入壳体内的磨料量加以限制, 采用固定的装砂量计算公式, 利用充填系数, 在供砂装置尺寸参数一定的情况下, 可以精确控制供砂量, 这样就可以保证均匀、连续供砂。在供砂装置尺寸参数一定的情况下, 磨料罐装砂量与磨料的特性有关, 不同的磨料, 特性不同, 充填系数也是不同的, 充填系数越高, 装砂量也就越大, 反之, 则越小。一般情况下, 充填系数随磨料流动性的提高而增大, 随磨料磨琢性的加大而减小。
3.1.2 立式螺旋供砂装置磨料罐工作原理
立式螺旋供砂装置磨料罐供砂的工作原理是在一密闭的机壳内, 由带有螺旋叶片的转动轴旋转, 当磨料进入固定的机壳内时, 由于磨料的重力及对机壳的摩擦力作用而不随螺旋体一起转动, 磨料只在旋转的螺旋叶片推动下向前移动, 最后进入磨料软管, 输送到混合腔与水混合, 可用于连续短距离的输送磨料。
3.2 磨料罐螺旋式供砂的特点
水平螺旋供砂装置和立式螺旋供砂装置两种磨料罐均能实现自动开合, 且能连续均匀地向输料管供砂, 具有良好的性能, 但是其也有耗能大、生产率低等缺点, 其具体的特点如下。
3.2.1 螺旋式供砂方式磨料罐的缺点
螺旋式供砂方式磨料罐主要具有以下几点缺点
(1) 输送单位质量磨料功率耗量大、生产率低; (2) 磨料对磨料罐的料槽和叶片的磨损严重; (3) 水平螺旋供砂装置磨料罐的装砂量有严格的限制, 若装量过多, 则会造成堵塞或产生故障而使螺旋轴停转。
3.2.2 螺旋式供砂方式磨料罐的优点
螺旋式供砂方式磨料罐主要具有以下4点缺点。
(1) 螺旋式供砂方式磨料罐的结构简单、造价便宜, 应用范围广泛; (2) 螺旋式供砂方式磨料罐维修容易、便于操作, 安全性能高; (3) 螺旋式供砂方式磨料罐的外形尺寸矮小, 布置紧凑, 便于运输。 (4) 螺旋式供砂方式磨料罐高度尺寸小, 且能向输料管中连续供砂。
4 结论
综上所述, 本文所介绍的水平螺旋供砂装置和立式螺旋供砂装置两种磨料罐均能够实现自动开合, 且结构简单、造价便宜, 方便维修, 便于操作, 且安全性能高, 能够均匀连续地向输料管供给磨料, 具有良好的性能和广泛的适用性, 对提高水切割机床的切割精度与稳定性具有重要价值和现实意义。
参考文献
[1]廖勇, 卢义玉, 向文英, 等.数控水刀在石材切割中的应用研究[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (10) :1800-1803.[1]廖勇, 卢义玉, 向文英, 等.数控水刀在石材切割中的应用研究[J].岩石力学与工程学报, 2005, 24 (10) :1800-1803.
[2]宋清俊.磨料水射流精确供砂装置的研究[D].成都:西华大学.[2]宋清俊.磨料水射流精确供砂装置的研究[D].成都:西华大学.
钢绞线自动穿束切割机 第7篇
在一些大型桥梁、箱梁或后张法大型管桩的预应力工作中,需要在预留的混凝土孔道中穿入数量不等的钢绞线, 虽现有的穿束机能解决此问题,但主要靠人为控制长度。 当穿束长度较长且孔道穿束入口离穿束机尚有一段距离时, 为不浪费钢绞线,减少孔道两端预留出的张拉尺寸,则要求钢绞线在到达孔道出口端前进行切割(即所谓的盲割)。 为防止盲割出的钢绞线长度小于孔道长度而报废,可事先将钢绞线按长度要求在空地上一根根切割好后再穿,或在穿束时先将钢绞线在孔道出口穿出再回抽多出的长度后切割。 但无论采用哪种方法都增加了工作量、降低了生产效率。 为此,研制出了一款长度自动检测、 定长盲割的钢绞线自动穿束切割机,填补了市场空白。
1 技术要求
根据客户要求,制作的钢绞线自动穿束切割机有以下技术要求: 采用PLC程序自动控制系统,具有长度自动检测、自动穿束、自动切割功能;带有动力放线盘以便在穿束过程中因钢绞线卡住无法前进而需后退时能同步收线;同时为防止机械设备对操作人员的意外伤害, 在传动切割部分加装保护罩,在电气控制部分加装隔离变压器。 具体技术要求如下:
1.1 长度自动检测系统
(1)切割长度0~70m,可任意设定切割长度。 在70m长度内要求相对误差<±50mm。
(2) 能通过控制面板输入各项参数, 且面板上能实时显示长度的设定值和实际值。
(3)穿束过程中,正、反向运动时长度能够自动增减。
(4) 穿束过程中, 若由于某种原因需要全部退出重新穿束时,能通过操作按钮进行人工清零且重新确定起始长度。
1.2 自动穿束系统
(1)穿束速度要求达到0~80m/min。
(2)采用PLC与变频器的联合控制, 实现智能化的变速功能。
(3) 具有控制台和操作手柄二种控制方式, 控制台设12 只按钮或旋钮:电源启动、前进、点动后退、停止、急停、点动前进、手工松夹、调试开关、长度清零、人工切割、放线盘点动后退、放线盘点制动。 操作手柄有三只按钮和一只开关:锁定、前进、点动后退、停止。
1.3 自动切割系统
(1)切割采用砂轮片,需配有安全护罩、集尘箱。
(2)气缸控制砂轮电机的进退,且可调快慢。
(3) 切割与穿束必须电气互锁, 可防止崩断砂轮片。
(4)自动切割与人工切割可转换。 当穿束长度达到设定值时,PLC控制切割机自动切割,在任意位置停止后也可以通过操作按钮人工切割。
1.4 带动力放线盘
(1)载重能力达到6.5t,保证能承载成卷钢绞线的重量。
(2)料仓内尺寸:覫1700mm×1000mm,保证成卷钢绞线能顺利放入,且料仓上部要有防护罩。
(3)动力装置。 以便放线盘反转收线时,电机通过离合器带动放线盘反转收线,正常放料时离合器脱开。
(4)制动装置。 因为放线盘正常穿束时处于自由状态,在穿束末端减速时制动装置能自动短时制动控制,也可以通过操作按钮点动制动。
2解决方案
2.1流程图
根据技术要求和设计思路, 制定出系统流程图,见图1。
图1 系统流程图
2.2 具体措施
选用性价比较高的西门子S7 -200 中的CPU224 和TD400C作为控制系统的核心,整个系统中的各种按钮指令、检测信号和各种动作执行元件均按技术要求和系统流程进行编程存入PLC, 一些可变的控制参数通过TD400C随时进行修改, 所有控制功能均由装入设计好程序的PLC进行智能化控制。
(1) 自动穿束系统中,由一台具有快速制动功能的变频电机通过减速机带动输送箱体中的二组输送轮,二组输送轮水平前后放置,每组输送轮由上、下二只滚轮组成,二只下滚轮由变频减速电机带动旋转,二只上滚轮由一组气缸带动可同时上下运动。 钢绞线通过输送箱体进、出口二端的导向套穿入二组输送轮中间的凹槽中,在进口导向套之前增加一对垂直方向且可转动的导向柱,以减少钢绞线因径向力在二组输送轮之间的直线度变化。 当执行输送钢绞线命令时,变频减速电机运行带动二只下滚轮转动,同时二只上滚轮被气缸带动向下运动压住钢绞线,迫使钢绞线按设定的速度快速向前输送。 当输送长度到达前1m左右时,PLC给变频电机自动发出减速运行指令, 变频减速电机减速运行,钢绞线变成慢速向前输送(目的是减少由于惯性在长度到达执行停止命令时产生的输送长度误差),到达输送长度后,PLC发出一系列指令:电机停止运行且及时制动、二只上滚轮被气缸带动向上运动消除钢绞线输送动力、配套的钢绞线夹具(安装在与钢绞线同一水平输送方向) 在气缸带动下上下合拢, 即时抱紧钢绞线以消除钢绞线的惯性前行,同时放线盘的制动器在气缸带动下及时制动放线盘,防止放线盘惯性放线。 上述几个动作的同时执行,为减少每次停止时的长度误差提供了充分保证。
(2) 自动检测系统中,在二组输送轮的水平输送方向上安装有一组被动轮,被动轮也由上下二只滚轮组成,下滚轮被压在钢绞线的下面,由于摩擦力的原因,当钢绞线前后输送时,会带动下滚轮一起正反旋转,而上滚轮由一机械提、压架控制可在一定的范围内上下移动,通过对机械提、压架上下位置的调整,可提供上滚轮对钢绞线的不同压力,从而调整钢绞线与下滚轮之间的摩擦力。 在被动下滚轮的中心轴上安装有一只高精度的旋转编码器(每转动360°提供2500 个脉冲信号),当钢绞线前后移动通过摩擦力带动下滚轮一起正反旋转时,其中心轴也带动编码器一起旋转,其拾取的旋转角度信号被送到PLC进行运算处理,就得出相对应的钢绞线前后移动距离。 在测试穿束机使用效果的过程中,主要出现的问题是切割长度的精度控制,由于穿束过程中的各种不确定因素,特别是在不太大的孔道中要穿入好几根钢绞线,其在高速穿束的情况下, 任何一种阻碍都会产生很大的冲击力, 从而在钢绞线与检测被动轮之间产生相对位移,导致整根的累积误差有时会超出技术要求。 为此,重点在被动轮材质的选择、编码器的安装位置以及被动上滚轮所施加在钢绞线上的压力三方面做了大量的输送测试,并对实测数据进行比对。 表1~表5 为几种不同情况下的实测数据。
经过多次测试比较,得出检测被动轮放在钢绞线下方、用硬质橡胶材料制成的被动轮与钢绞线之间的滑动摩擦系数最大,长度误差最小,效果最好。
mm
注:测试条件:检测轮Q235,位于下方,上压轮Q235 压力小,定长30000。 每次开始清零。
mm
注:测试条件:检测轮Q235,位于下方,上压轮Q235 压力大,定长30000。 每次开始清零。
mm
注:测试条件:检测轮耐磨塑料轮,位于下方,上压轮耐磨塑料轮压力小,定长30000。 每次开始清零。
mm
注:测试条件:检测轮45# 经热处理,位于下方,上压轮45# 经热处理压力小,定长30000。 每次开始清零。
mm
注:测试条件:检测轮Q235,位于上方,下轮Q235,上轮压力小,定长30000。 每次开始清零。
(3)自动切割系统由安装在一直线型导轨上的切割砂轮电机、可调速气缸和限位开关组成。在整机待命或钢绞线处于穿束状态时,切割系统等待工作,当在执行手工切割命令或长度到达后自动切割命令时,砂轮电机启动带动砂轮片飞速运转,延时后可调速气缸执行推送切割电机的命令,切割电机沿直线导轨按预设的速度向前推进,在前进的过程中砂轮片切割钢绞线,在触碰到行程限位开关后,砂轮电机在气缸带动下快速返回原位,切割过程结束。为防止砂轮片对人体的伤害以及切割粉尘产生的污染,加装了安全保护罩和粉尘收集箱。
使用时,接通电源和气源、设定好各项功能参数、调好气压、穿好钢绞线、压上压轮、启动输送电机,PLC根据装在被动轮轴上的编码器传来的旋转信息计算出相应的长度后与设定的长度进行比较,达到设定长度后,PLC送出一系列控制信号分别控制不同的执行电磁阀来完成放料盘制动、主动压轮抬起、钢绞线锁夹,再顺序完成顶推切割、退回、长度清零等动作,等待下一根钢绞线的穿束。
3 使用性能说明
(1)操作手柄上的前进按钮和面板上的输筋启动按钮均有短按点动、长按3s联动的特性。
(2)操作手柄上的后退按钮和面板上的输筋正点、输筋反点只能点动。
(3) 在穿束联动的情况下, 点按操作手柄上的后退按钮可以起到停止穿束的作用。
(4)面板上的盘点后退按钮是控制钢绞线回收用的,只能点动。
(5)面板上的盘点制动按钮只有在正常穿束时防止料盘转动太快而临时用的点动抱闸。
(6)操作手柄上的红色停止按钮是不带自动复位的,一旦按下,要继续工需旋转复位。
(7) 每次切割( 不管是自动还是人工), 长度均被自动清零。
(8) 在钢绞线穿束过程中, 到达顶进长度后会自动停车一次而不夹紧,而到达设定长度后会自动停车且夹紧钢绞线。
(9) 显示屏为节省电源和寿命, 无操作10min后会熄灭,若要观察参数可按一下绿色按钮。
4 结语
一种玻璃管自动切割机的设计与开发 第8篇
在照明行业,玻璃管的切割现在都是利用人工一个一个地进行横向切断。在切割的过程中,必须连续冲水进行冷却,工人的双手长时间浸泡在水中,严重影响人身健康;切割刀具一般都是用0.4mm厚的树脂砂轮片非常容易破,所以常常出现安全事故;目前,有公司开发出自动切割设备,但是很少有加工厂家愿意接受这种设备,原因在于其切割效率太低,这种设备也是一个一个进行切割,人工切割60～80KG/10小时,而这种设备切割10～15KG/10小时。
笔者根据市场需要经过多年研究完成的一种实用的快速自动切割机。该系统的功能是将直径在1 0～15mm,长度为1100mm,厚度为1～1.5mm的石英玻璃管切割成长度大约在20mm～50mm。其特点有:被加工的玻璃管直径可变,能够加工直径在10～15mm的玻璃管;被加工的成品长度可变,理论上可切割成任意长度(成品长度越长,切割效率就降低);切割效率高,达到200～350KG/10小时;操作方便简单,一次装料,可使用30分钟,完全自动化加工;节能环保,冷却水采用循环方式多次使用,整机功率1000W左右,比人工和单个加工设备低60%。
2 整机结构设计
整机机械结构主要包括自动进料机构、管件旋转驱动机构、切割机构等部分构成。
2.1 玻璃管自动进料装置
管件自动进料装置:待切割的管料一次性平铺在一个倾斜一定角度的送料斗上,斜面的出口为一个略大管件的直径口,在出口的正下方,有一个圆盘,圆盘上开有一个宽度为管件直径的方槽,如图1所示,当一根管件加工完成时,即进料轮开始旋转一周,从而将落在圆盘方槽内的管件送到待加工的工位上。
2.2 玻璃管旋转驱动机构
一根管件在被切割时必须进行自转,管件的自转是由旋转驱动装置完成的,如图2所示。为了使管件能够可靠地绕轴线自转,利用三点定圆心的原理,在管件的圆周上分布三个轮轴,其中有两个轮子同向同速旋转,称为主动轮,另外一个轮子能够被动地转动,这个轮子称为压紧轮,压紧轮是通过弹簧装置压紧在玻璃管上,使玻璃管能够紧靠在两个主动轮上,这样主动轮的旋转就能够可靠地带动玻璃管绕其轴线旋转,其旋转转速也可通过主动轮的转速来进行调节[1]。一对玻璃管旋转驱动轮是安装在一个可作间歇运动的圆盘上,该圆盘在四个方向安装四对这样的驱动轮,当待加工的玻璃管落入水平方向的一对驱动轮上时,间歇圆盘开始旋转90°,到达图2所示的方位,步进电机驱动进刀机构开始切割。
2.3 玻璃管切割机构
为了提高切割效率,切割机构采用多刀具结构,即在一根适当长度的高速旋转轴上同时安装多个刀具,各刀具之间用轴套隔开,轴套的长度就是要切割的成品管的长度,因此,要改变成品的长度,只要用相应的长度的轴套即可[2]。高速轴通过轴承座安装在两根平行的导轨上,平行于导轨方向安装一根滚珠丝杠,滚珠丝杠通过步进电机驱动旋转,玻璃管切割进刀控制就是通过控制步进电机的运动来完成(图3)。
3 自动进刀控制系统硬件设计
3.1 自动进刀控制要求
管件自动切割机控制系统主要由单片机控制,完成设备的进退刀,以及故障检测报警。设备进、退刀信号由传感器给出,控制系统对信号进行采集处理,然后输出步进电机控制信号,步进电机推动进刀机构工作,完成玻璃管切割过程。故障检测及报警信号也由传感器给出,主要检测下料机构有无玻璃管、冲水管有无水、下水缸有无水、砂轮片是否更换等。在有报故障报警信号的时候,不允许设备进刀,以保证设备安全,当故障排除后,设备自动恢复正常工作。
设备切割过程中,砂轮片每切割一次玻璃管就有一定量的磨损,当多次切割以后砂轮片就不能切断玻璃管,因此系统需要在每次或多次切割以后做相应的磨损补偿。控制系统的补偿主要是软件方面的脉冲补偿。当补偿到一定的限度的时候,给出换砂轮片报警信号。
3.2 控制系统硬件设计方案
控制系统的硬件分为5个模块,单片机、存储器、键盘显示模块、传感器信号处理模块、继电器模块(图4)。
单片机扫描来自传感器模块的信号,通过信号的分析,对步进电机输出模块输出不同信号,从而控制步进电机不同的工作状态[3]。同时,还对不同传感器来的信号做出不同的继电器操作,使继电器控制声光报警,紧急停机等保证系统正常工作。
键盘显示模块实时显示有关设备运转信息,如切割补偿量,切割数量等。存储器主要存储补偿变化量,使系统每次启动时能找到正确合适的补偿基数,以保证设备正常工作。
4 控制系统的软件设计
系统软件的设计主要包括键盘显示,数据存储、传感器信号的判断和做相应的动作。键盘采用的是独立式连接的非编码键盘,因此键盘扫描函数相对简单,只需要对键盘连接的对应口位进行判断,然后执行相应的函数。
传感器信号的判断是软件设计的重点,它关系到整个控制过程中设备动作的正确性。传感器的信号主要有两类,一类是进刀触发信号,一类是故障报警信号。我们希望在有报警信号的情况下,设备是不可进刀的,但故障排除以后,才对进刀信号予以响应,因此软件设计设置了2个中断优选级,报警信号为高优选级,进刀信号为低优选级。只有在没有任何报警信号产生的情况下,单片机才发出进刀信号,进刀机构才能顺利进刀。当进刀的过程中出现报警信号,单片机将停止进刀信号的发送,进刀过程将中断。等待报警故障的排除,故障排除进刀机构才能继续工作。如果故障在5分钟内没有排除,单片机将做出停机命令,整个设备断开电源。这时需要排除故障以后,重新启动设备[1]。程序主函数(图5)和报警中断函数的流程图(图6)如下:
5 结束语
本课题的研究成果在照明行业得到了很好的应用,不仅解决了人工加工管件的质量缺陷,而且大大提高了工作效率。其生产效率提高了20倍,并且节能60%以上。以下是人工加工玻璃管的实物现场照片及本切割机的样机实物照片。
参考文献
[1]张建民.机电一体化系统设计[M].北京:北京理工大学出版社,2004.
[2]马福昌.金属切削原理及应用[M].济南:山东科技出版社,1983.
[3]赵宇等.基于工控机的常导中低速磁悬浮列车机械制动系统[J].电气传动,2006,36(4):47-49.
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