[发明专利]数控带锯设备锯切工艺与控制系统

摘要

本发明公开了数控带锯设备锯切工艺与控制系统。需要一种自动变换锯切效率高、精度高和综合效果好三种模式的锯切工艺。本发明的锯切工艺工艺运行和控制参数初始化，设定工艺参数的阈值整机总功率的允许值、锯切效率差的允许值、总功率差的允许值、锯带振动的允许值和优化标志；选择效率模式、精度模式或综合模式，并在各自的模式下进行参数优化使其处于工艺参数的阈值内。本发明的数控带锯设备控制系统包括三种模式参数优化控制器、主运动控制回路、进给运动控制回路、锯带振动消除回路、锯切误差补偿回路和光电断齿检测装置。本发明能实现锯切效率最高、锯切精度最高、综合效果最好三种模式的锯切加工，以及进行三种模式的自动切换控制。

主权项

数控带锯设备锯切工艺，其特征在于：该工艺具体如下：开机后，进行工艺运行和控制参数的初始化，设定工艺参数的阈值：设备整机的总功率N总的允许值N总许、锯切效率差的允许值△q许、总功率差的允许值△N许、锯带振动的允许值B许和优化标志；其中，优化标志为0，表示所有运行和控制参数未经优化处理；优化标志为1时，即参数已优化；N总＝N主+N进，N主为主运动功率，N进为进给运动功率；B为锯带的振动值；锯切效率为q，运行参数修改前后两次的锯切效率差△q＝q本‑q前；△N＝N总本‑N总前，即为运行参数修改前后两次的总功率差；然后，选择锯切工作模式，包括效率模式、精度模式和综合模式；效率模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务；当优化标志为1时，按优化的参数运行；参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度初始值V主0、进给运动速度初始值V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进；调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进；延时5s后，通过截面图像检测装置测量切割截面积，通过压力传感器测量主运动力F主、进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进；计算切割效率q、运行参数修改前后两次的锯切效率差△q＝q本‑q前；计算运行参数修改前后两次的总功率差△N＝N总本‑N总前，如果N总＞N总许或△N＞△N许且△q<△q许，这时确定前次工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成了工艺参数优化任务；接下来按优化的工艺参数运行；当接收到停机信号，则停机；否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查；否则，继续按优化的工艺参数运行；其中，C为同时锯切的齿数；α为与锯切工件的材料和形状有关的系数，根据实验确定；精度模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务；当优化标志为1时，按优化的参数运行；参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度V主0、进给运动速度V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进；调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进；延时5s后，通过锯带的电涡流位移传感器测量锯带位移变化值，通过工作台与压力传感器座之间的压力传感器测量主运动力F主和进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算锯带振动值B；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进；如果N总＞N总许，则确定N总＞N总许且锯带振动值B最小时的工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成参数优化任务；接下来按优化的参数运行；当接收到停机信号，则停机；否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查；否则，继续按优化的参数运行；综合模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务；当优化标志＝1时，按优化的参数运行；参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度V主0、进给运动速度V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进；调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进；延时5s后，通过截面图像检测装置测量切割截面积，通过锯带的电涡流位移传感器测量锯带位移变化值，通过工作台与压力传感器座之间的压力传感器测量主运动力F主和进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算切割效率q、锯带振动值B；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进；如果N总＞N总许，则说明已达到总功率的允许值，这时确定锯带振动值B≤B许且切割效率q最大时的工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成了参数优化任务；接下来按优化的参数运行；当接收到停机信号，则停机；否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查；否则，继续按优化的参数运行。