專利名稱：程控變頻定尺飛鋸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種定尺切割金屬管材的設(shè)備，特別是一種程控變頻定尺飛鋸。
目前焊管行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)線中用于定尺切割的飛鋸，主要有三種形式氣動(dòng)機(jī)械式、電液驅(qū)動(dòng)式和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)式。氣動(dòng)機(jī)械式飛鋸結(jié)構(gòu)簡單，但工作中會(huì)有易造成誤差的缺點(diǎn)，且定尺調(diào)整較困難;電液驅(qū)動(dòng)式飛鋸其定尺長度可調(diào)，但定尺精度會(huì)受油壓、溫度等因素影響，同時(shí)整體設(shè)備裝置的體積大、噪音高、耗能多、成本高且設(shè)備維護(hù)工作量大;直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)式飛鋸利用直流調(diào)速控制飛鋸小車的運(yùn)行，這種鋸定尺精度高，但控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件要求較高、難于維護(hù)。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)了一種程控變頻定尺飛鋸，它是使用計(jì)算機(jī)控制交流電機(jī)來驅(qū)動(dòng)飛鋸小車運(yùn)行，整體采用閉環(huán)控制方式，具有精度高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低且維護(hù)方便的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征在于飛鋸的動(dòng)力控制裝置是由微機(jī)控制系統(tǒng)，變頻器及交流電機(jī)所組成，所說微機(jī)控制系統(tǒng)的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)的輸出軸接轉(zhuǎn)動(dòng)變平動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入端，機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝于機(jī)械傳動(dòng)裝置上的檢測裝置與微機(jī)系統(tǒng)連通。
上述飛鋸中的微機(jī)系統(tǒng)，是由通用計(jì)算機(jī)及外圍接口電路組成，其中外圍電路包括檢測裝置電路、計(jì)表分頻器電路、反饋裝置電路、鍵盤輸入裝置、存貯器、顯示器、D/A轉(zhuǎn)換器及通過I/O接口連接的鋸切電路裝置;所說的檢測裝置電路是由測速輥、光電編碼器及接近開關(guān)所構(gòu)成，光電編碼器的輸出信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)分頻器、計(jì)數(shù)分頻器的輸出接計(jì)算機(jī)信號(hào)輸入端，接近開關(guān)的位置輸出信號(hào)直接接計(jì)算機(jī)輸入端，反饋裝置采用另一光電編碼器構(gòu)成，其反饋信號(hào)直接接計(jì)算機(jī)輸入端，鍵盤輸入裝置接計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，存貯器的數(shù)據(jù)線及控制線與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)線及控制線相連;計(jì)算機(jī)的狀態(tài)輸出端接顯示器，計(jì)算機(jī)數(shù)字輸出端通過D/A轉(zhuǎn)換器接變頻器輸入端，計(jì)算機(jī)的輸出控制信號(hào)通過I/O接口分別接變頻器及鋸切裝置內(nèi)的電磁閥。
上述飛鋸中與微機(jī)系統(tǒng)輸出端相連接的交頻器的硬件連線為其電源輸入端經(jīng)斷路器及電抗器接外接交流電源，其輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)內(nèi)部裝有電磁制動(dòng)裝置，該裝置的1.4輸入端接斷路器的輸出端，當(dāng)斷路器閉合后，電磁制動(dòng)釋放，斷路器斷開時(shí)，電磁制動(dòng)抱閘。
上述飛鋸中與交流電機(jī)的輸出軸相連接的轉(zhuǎn)動(dòng)變平動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置是由減速機(jī)及齒輪齒條所組成，電機(jī)輸出端與減速機(jī)輸入相連接，減速機(jī)輸出連接齒輪，齒輪嚙合齒條、齒條連接飛鋸小車。
本發(fā)明的工作原理及工作過程為首先用計(jì)算機(jī)控制變頻器、對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，使其準(zhǔn)確跟隨生產(chǎn)線的速度進(jìn)行動(dòng)態(tài)速度跟蹤，同時(shí)采用兩套光電編碼器作檢測裝置，分別監(jiān)測鋼管的速度和長度及飛鋸小車追蹤的速度和追蹤行程，采用速度、長度雙閉環(huán)的控制方式、對(duì)速度和長度進(jìn)行即時(shí)微調(diào)，從而控制飛鋸小車與管速度的嚴(yán)格同步、保證鋸切的定尺精度。其工作過程為壓在鋼管上的測速輥帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)，監(jiān)測鋼管的運(yùn)行速度和記錄鋼管的長度，計(jì)算機(jī)對(duì)測速脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、分頻，輸出相應(yīng)的速度控制信號(hào)、經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器送往變頻器，由變頻器驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，且依機(jī)械傳動(dòng)裝置控制小車的追蹤、同步與返回。鋸切信號(hào)作為每一周期的開始，先放鋼管走出一定預(yù)伸量后，計(jì)算機(jī)發(fā)出夾緊、下鋸命令，經(jīng)I/O接口控制鋸切裝置動(dòng)作。計(jì)算機(jī)從反饋裝置得到反饋信號(hào)與給定速度比較、調(diào)節(jié)，從而控制變頻器、電機(jī)及飛鋸小車的運(yùn)行速度，從而控制定尺的精度，計(jì)算機(jī)采用接近開關(guān)，達(dá)到無累計(jì)誤差，準(zhǔn)確定位。微機(jī)控制系統(tǒng)的輸出接變頻器的控制輸入端，其中來自D/A轉(zhuǎn)換器的電壓信號(hào)(0-5V)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、來自I/O接口的正、反轉(zhuǎn)及停止信號(hào)控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行及停車。
本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、結(jié)構(gòu)簡單，可采用各種通用部件組合;2、構(gòu)思巧妙，利用計(jì)算機(jī)通過變頻器控制交流電機(jī)運(yùn)行，既提高了工作性能，又降低了制作成本;3、保證了精度要求，可以迅速、準(zhǔn)確實(shí)行鋸切，定尺精度可達(dá)±2.5mm;4、易于維護(hù)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本技術(shù)。
附

圖1為本發(fā)明所涉程控變頻定尺飛鋸的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明所涉程控變頻定尺飛鋸的工作原理框圖。
附圖3為本發(fā)明所涉程控變頻定尺飛鋸的微機(jī)控制系統(tǒng)框圖。
附圖4為本發(fā)明所涉程控變頻定尺飛鋸的控制系統(tǒng)的硬件連接圖。
其中1為微機(jī)操作臺(tái)，2為變頻驅(qū)動(dòng)柜，3為光電編碼器，4為交流電機(jī)，5為減速機(jī)，6為齒輪，7為齒條，8為小車，9為鋸切電機(jī)，10為鋸片，11為夾緊裝置，12為鋼管，13為測速輥，14為光電編碼器，15為軌道，A、B、C、N為外接交流電源，ZK為斷路器，GQ1、GQ2、GQ3為電抗器，L1、L2、L3為變頻器電源輸入端，BZ為交流電機(jī)內(nèi)的電磁制動(dòng)裝置。
實(shí)施例一種程控變頻定尺飛鋸(見圖1-2)，包括飛鋸小車(即小車8、鋸切電機(jī)9、鋸片10、夾緊裝置11)及機(jī)械傳動(dòng)傳置(即減速機(jī)5、齒輪6、齒條7)，其特征在于飛鋸的動(dòng)力控制裝置是由微機(jī)控制系統(tǒng)(即微機(jī)操作臺(tái)1)、交頻器(即變頻驅(qū)動(dòng)柜2)及交流電機(jī)4所組成，所說微機(jī)操作臺(tái)的輸出端與變頻驅(qū)動(dòng)柜輸入端連接，交頻驅(qū)動(dòng)柜輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)的輸出軸接行星擺線式減速機(jī)輸入，減速機(jī)的輸出接齒輪，齒輪嚙合齒條，齒條連接軌道15上的小車8，反饋光電編碼器3與齒輪6同軸連接，小車上裝有夾緊裝置11與鋸切電機(jī)9，鋸切電機(jī)帶動(dòng)鋸片10轉(zhuǎn)動(dòng)，按照計(jì)算機(jī)的控制信號(hào)工作，在線的鋼管12帶動(dòng)測速輥13旋轉(zhuǎn)使與測速輥同軸連接的光電編碼器14發(fā)出測速脈沖信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)測速脈沖發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)使整體設(shè)備運(yùn)行。
計(jì)算機(jī)采用通用計(jì)算機(jī)，變頻器可采用FVRG7S型，交流電機(jī)可采用YEJ型制動(dòng)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征在于飛鋸的動(dòng)力控制裝置是由微機(jī)控制系統(tǒng)，變頻器及交流電機(jī)所組成，所說微機(jī)控制系統(tǒng)的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)的輸出軸接轉(zhuǎn)動(dòng)變平動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入端，機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝于機(jī)械傳動(dòng)裝置上的檢測裝置與微機(jī)系統(tǒng)連通。
2.由權(quán)利要求1所述的程控變頻定尺飛鋸，其特征在于所說的微機(jī)控制系統(tǒng)是由通用計(jì)算機(jī)及外圍接口電路組成，其中外圍電路包括檢測裝置電路，計(jì)表分頻器電路、反饋裝置電路、鍵盤輸入裝置、存貯器、顯示器、D/A轉(zhuǎn)換器及通過I/O接口連接的鋸切電路裝置;所說的檢測裝置電路是由測速輥、光電編碼器及接近開關(guān)所構(gòu)成，光電編碼器的輸出信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)分頻器、計(jì)數(shù)分頻器的輸出接計(jì)算機(jī)信號(hào)輸入端，接近開關(guān)的位置輸出信號(hào)直接接計(jì)算機(jī)輸入端，反饋裝置采用另一光電編碼器構(gòu)成，其反饋信號(hào)直接接計(jì)算機(jī)輸入端，鍵盤輸入裝置接計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，存貯器的數(shù)據(jù)線及控制線與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)線及控制線相連;計(jì)算機(jī)的狀態(tài)輸出端接顯示器，計(jì)算機(jī)數(shù)字輸出端通過D/A轉(zhuǎn)換器接變頻器輸入端，計(jì)算機(jī)的輸出控制信號(hào)通過I/O接口分別接變頻器及鋸切裝置內(nèi)的電磁閥。
3.由權(quán)利要求1所說的程控變頻定尺飛鋸，其特征在于所說飛鋸中與微機(jī)系統(tǒng)輸出端相連接的交頻器的硬件連線為其電源輸入端經(jīng)斷路器及電抗器接外接交流電源，其輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)內(nèi)部裝有電磁制動(dòng)裝置，該裝置的1.4輸入端接斷路器的輸出端，當(dāng)斷路器閉合后，電磁制動(dòng)釋放，斷路器斷開時(shí)，電磁制動(dòng)抱閘。
4.由權(quán)利要求1所說的程控變頻定尺飛鋸，其特征在于所說的飛鋸中與交流電機(jī)的輸出軸相連接的轉(zhuǎn)動(dòng)變平動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置是由減速機(jī)及齒輪齒條所組成，電機(jī)輸出端與減速機(jī)輸入相連接，減速機(jī)輸出連接齒輪，齒輪嚙合齒條、齒條連接飛鋸小車，其中減速機(jī)采用行星擺線式減速機(jī)。
全文摘要
一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機(jī)械傳動(dòng)裝置，其特征在于飛鋸的動(dòng)力控制裝置是由微機(jī)控制系統(tǒng)，變頻器及交流電機(jī)所組成，所說微機(jī)控制系統(tǒng)的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機(jī)的輸入端，交流電機(jī)的輸出軸接轉(zhuǎn)動(dòng)變平動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸入端，機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝于機(jī)械傳動(dòng)裝置上的檢測裝置與微機(jī)系統(tǒng)連通。本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、結(jié)構(gòu)簡單；2、成本低；3、精度高；4、便于維護(hù)。
文檔編號(hào)B23D45/18GK1108982SQ9411841
公開日1995年9月27日 申請(qǐng)日期1994年12月3日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月3日
發(fā)明者黃明, 李士華, 黃輝, 李士惠 申請(qǐng)人:李士華