[发明专利]变坐标控制飞锯无效

专利信息
申请号: 88106315.0 申请日: 1988-09-03
公开(公告)号: CN1040941A 公开(公告)日: 1990-04-04
发明(设计)人: 蔡一坤 申请(专利权)人: 蔡一坤
主分类号: B23D45/20 分类号: B23D45/20
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 北京市北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 坐标 控制
【说明书】:

飞锯是冶金工业、特别是钢铁行业连续冷成型(焊管、冷弯型钢、连轧型钢)生产中必不可少的机组,其功能是将连续运动的型材切成确定的长度。由于这些型材在使用中的标准化、规范化要求,成品长度差应控制在一定范围内。冶金部规定的焊管创优质量标准中,规定定尺公差为6毫米;全面达到优质标准的焊管,可以加价15%,并且可以出口外销。国际通用标准为BS-1387标准(+ 1/4 ″即+6.35mm)。现在许多制造厂和用户把定尺长公差要求表为±3mm。

国内现有焊管机组约600条(未计及大部分乡镇企业)。许多焊管厂家产品的其它质量指标都能达到或接近国优或部优标准、仅有定尺精度达不到。这些厂家都在寻求提高定尺精度的途径;与科研院所或高校合作,从多种渠道开发,但都未见成功范例的报导。1985黑色冶金设计院按美国Blaw-Knok公司的资料设计制造了双曲拐迴转式飞锯。(冶金部获奖的研制项目)超过定长偏差(±3mm)的产品超过五分之一,(参看该产品说明书及试制报告)。首都钢铁公司线材厂(北京沙河)等单位从日本引进的飞锯(用DDS数字控制系统)其切断焊管的实际误差也在10mm以上。

不论国内或国外制造精确定尺的飞锯必须解决下面的问题:

ⅰ.精确测量不停运动的型材的速度和长度。

ⅱ.精确测量不停运动的锯车的速度和行程长度。

ⅲ.在一定的时间里,在一定的行程范围内把锯车加速到和型材运动速度一样。

Ⅳ.型材相对锯车运动距离为L±3(mm)

(其中L为焊管定长名义尺寸)

ⅴ.必须准确地在同一时刻达到(ⅲ)和(Ⅳ)的要求。

发明(变坐标控制飞锯)不是在地球参考系内观察、测量飞锯和型材系统的运动,而是把观测控制的参考坐标系固定在型材上,假设型材以速度ⅴ运动即参考坐标系以ⅴ运动。那么,型材变成了静止的。原来尚未起动的锯车以-ⅴ在运动,如图1所示。追上型材并以同样速度运动的锯车变成静止的了。并在此种状态下进行切断,如图2所示。

因此上述复杂的飞锯运动和控制过程,在新坐标系里变成了一个十分简单的问题:一个以-ⅴ运动的锯车在某一定点停下来,停止地点的位置偏差小于±3mm。这样就达到了全部技术要求。上述关于飞锯测控的5个复杂问题,就变换成了这样一个简单的问题。

以上是本发明(变坐标控制飞锯)的主要设计思想。

要实行上述设计思想,首先要在型材上建立一个参考坐标系。这是一个一维坐标系,所以只需建立两个参考点;一个参考点(参考座标原点)O选在型材前进方向的端面〔3〕上。另一个参考点X设在附加标志〔4〕上。附加标志〔4〕的建立有以下五种方式:

(a)用机械方法在型材上固定一个标志块,或粘上一块电磁铁。

(b)用喷墨的方式在型材上喷上条形码。

(c)用打印的方式在型材上印上条形码。

(d)用化学反应方式在型材上刻上条形码。

(e)用激光在型材上刻上条形码。

准确可靠地识别运动的参考坐标系的两个参考点,是由读标器〔5〕来完成的。读出第一个参考点(型材前进方端面〔3〕)的读标器是一个光电门。在光电门读出端面〔3〕的同时发出锯车〔7〕的启动指令。

读标器〔5〕对附加标志〔4〕的识别分以下两种情况:

(ⅰ)用方式(a)建立的附加标志〔4〕,读标器〔5〕是一个光电门,在光电门读出附加标志〔4〕的同时向夹紧器〔6〕发出指令将型材(1)夹紧,延时后对锯片〔2〕发出指令,将型材切断。

(ⅱ)用方式(b),(c),(d),(e)建立的附加标志〔4〕,读标器〔5〕是激光枪或光笔,在读出附加标志〔4〕的同时向夹紧器〔6〕发出指令,将型材〔1〕夹紧。延时后对锯片〔2〕发出指令,将型材切断。

根据本发明的设计思想在实验室比较简陋的设备上的实验结果,其定长偏差为0.9mm。在生产线上可达同样的定尺精度。从而达到和超过了国内和国际通用标准的要求。

不论日本进口的飞锯或国内目前比较新的微机控制飞锯都是用滚轮测速作为速度和长度控制的依据。因此滚轮磨损、滑行或锯车运动和传动部分的间隙或其他误差都会影响型材切断长度的误差。因此尽管在机器的制造精度、测滚的测速精度,以及自动控制方法作了很高的要求,最终切断长度误差却达不到予期的精度。

本发明的测长是在型材上的坐标系内直接测量并发出切断指令,因此测滚的误差、机器运动和传动的误差都不会影响最终结果。因此本发明不但提高了精度,而且使机器制造和自动控制的成本都显著地降低。

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