帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及帶鋸床技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)代制造工業(yè)正在朝著高效、高精度和經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展，鋸切作為金屬切削加 工的起點(diǎn)，已經(jīng)成為零件加工過程中重要的組成環(huán)節(jié)。國產(chǎn)帶鋸床產(chǎn)品與國外先進(jìn)的帶鋸 床產(chǎn)品差距非常大，尤其存在智能程度和鋸切效率低下的問題。作為零件加工的第一道工 序，鋸切的效果和效率往往會影響整條生產(chǎn)線的效率，提高帶鋸床的鋸切效率，可以避免鋸 切成為整條生產(chǎn)線的瓶頸。
[0005] 目前，金屬切削帶鋸床恒功率鋸切的控制方法及其智能帶鋸床是帶鋸床設(shè)計(jì)重點(diǎn) 和難點(diǎn)，而鋸條的鋸切力是帶鋸床恒功率鋸切的關(guān)鍵因素，對鋸條的鋸切力的控制直接影 響到帶鋸床恒功率鋸切的成敗。但是，鋸條的鋸切力如何選取，目前現(xiàn)有技術(shù)的觀點(diǎn)不完全 相同。國內(nèi)針對于帶鋸床的鋸切力和恒功率控制的相關(guān)專利主要有： 中國發(fā)明專利(專利公告號為CN102672271B)公開了一種"恒鋸切力變進(jìn)給速度的鋸 架進(jìn)給系統(tǒng)及其方法"，提出觸摸屏選擇和設(shè)置橫截面形狀，通過對工件硬度檢測，確定鋸 條鋸切速度；再由測距傳感器測定鋸切的實(shí)時(shí)位置，根據(jù)設(shè)置的橫截面形狀和實(shí)時(shí)鋸切位 置，選取內(nèi)置在系統(tǒng)中的進(jìn)給量，計(jì)算得到進(jìn)給速度，實(shí)時(shí)變進(jìn)給速度的鋸架前饋控制；系 統(tǒng)實(shí)時(shí)根據(jù)壓力傳感器獲得的鋸切壓力值，與給定的鋸切力比較，實(shí)施恒鋸切力閉環(huán)控制。 該專利在實(shí)施鋸條的恒鋸切力控制時(shí)未考慮鋸條的疲勞強(qiáng)度，也無法充分利用驅(qū)動主電機(jī) 的功率。另一方面，該專利也沒有認(rèn)識到不同材料、不同鋸切工況下，鋸條進(jìn)給抗力（與硬度 和鋸切壓力值相對應(yīng)）和鋸切抗力的比值并非常數(shù)，通過硬度檢測反饋的前饋控制和通過 鋸切壓力值反饋的后饋控制，并不能有效實(shí)現(xiàn)給定鋸切力的閉環(huán)控制。
[0006] 中國發(fā)明專利(專利公告號為CN102063086B)公開了一種"帶鋸床恒功率鋸切控 制裝置"，通過設(shè)置在帶鋸床進(jìn)給油缸內(nèi)進(jìn)給位移傳感器的位移檢測，實(shí)現(xiàn)鋸切過程鋸條鋸 切負(fù)載的實(shí)時(shí)反饋，基于PID控制算法，根據(jù)實(shí)際鋸切負(fù)載和設(shè)定鋸切負(fù)載相比較，調(diào)節(jié)鋸 切進(jìn)給速度，從而實(shí)施鋸切過程的鋸切負(fù)載(恒功率）恒定控制。該專利也未考慮鋸條的疲 勞強(qiáng)度限制，而且該專利也未意識到鋸條張緊力和鋸切抗力并非成正比，基于此反饋控制， 并不能有效實(shí)現(xiàn)給定鋸切力的控制。
[0007] 中國發(fā)明專利(專利公告號為CN102151899B)公開了一種"智能鋸切帶鋸床"，通 過鋸盤變頻驅(qū)動為基礎(chǔ)，增設(shè)驅(qū)動扭矩傳感裝置、鋸條張緊力檢測裝置和電液伺服進(jìn)給裝 置，通過扭矩變化對變頻器進(jìn)行動態(tài)參數(shù)調(diào)整，基于鋸條張緊力檢測，通過電液伺服進(jìn)給裝 置實(shí)現(xiàn)鋸切負(fù)載的智能控制需求。該專利也未考慮鋸條的疲勞強(qiáng)度，也無法充分利用驅(qū)動 主電機(jī)的功率。另一方面，該專利也未意識到鋸條張緊力和鋸切抗力并非成正比，基于此反 饋控制，并不能有效實(shí)現(xiàn)給定鋸切力的控制。
[0008] 因此，正確選取鋸條的鋸切力并進(jìn)行有效控制是帶鋸床恒功率智能控制過程中亟 需解決的問題。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方 法，既考慮鋸條的疲勞壽命、電機(jī)功率利用最大化，又能兼顧鋸切效率高，真正地實(shí)現(xiàn)帶鋸 床的恒功率智能鋸切。
[0011] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法，包括如下步 驟： (1) 根據(jù)帶鋸床驅(qū)動主電機(jī)的額定功率按照式（A)計(jì)算出鋸條的額定鋸切力
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 根據(jù)帶鋸床驅(qū)動主電機(jī)的額定功率按照式（A)計(jì)算出鋸條的額定鋸切力
(A) 式中，為帶鋸床驅(qū)動主電機(jī)的額定功率；f為機(jī)械效率，^為鋸條的設(shè)定鋸切速度； 設(shè)定鋸切速度^依照工件材料的不同而變化，是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)； (2) 根據(jù)帶鋸床張緊油缸的張緊力巧按照式（B)計(jì)算出理論鋸切力/^1:
(B) 式中，4為帶鋸床的主、從動輪的中心距；幼主、從動輪半徑；尸，其中溈鋸條 和主、從動輪的靜摩擦系數(shù)，&為張緊裕量因子； (3) 對步驟（2)中的鋸條的初始鋸切力/^進(jìn)行疲勞參量驗(yàn)算，使&滿足式（C):
(C) 式中，％ (3 1)為疲勞安全因子，通常取iV=Ll;
其中，h為鋸切工件材料的抗拉強(qiáng)度，J為鋸條基體的橫截面積，及為鋸切工件材料的 彈性模量，6為鋸條基體材料的剪切彈性模量，6為鋸條的寬度，#為鋸條的扭轉(zhuǎn)角度，7為 鋸條扭轉(zhuǎn)區(qū)間的長度； (4) 根據(jù)帶鋸床的進(jìn)給力上限/^ax按照式（D)計(jì)算出鋸條的限度鋸切力/ F沿二kF車 (D) 式中，左為鋸切材料的鋸切力和進(jìn)給力的比值，是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)； (5) 對上述的初始理論鋸切力匕、初始鋸切力以及最大理論鋸切力&的數(shù)值大小 進(jìn)行比較，其中的最小值即為鋸條的基準(zhǔn)鋸切力即/^=min{/i，&，&}。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法，其特征在于，如果步驟（3) 中初始鋸切力&不滿足式（C)，則逐步降低初始鋸切力/^的數(shù)值使得式（C)剛好滿足后， 調(diào)低張緊油缸的張緊力巧使其與降低的初始鋸切力相匹配，使式（B)也滿足，此時(shí)鋸條
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶鋸床鋸條基準(zhǔn)鋸切力的優(yōu)選方法，包括步驟：按照式（A）計(jì)算出鋸條的額定鋸切力Fx0；按照式（B）計(jì)算出理論鋸切力Fx1；對鋸條的初始鋸切力Fx1進(jìn)行疲勞參量驗(yàn)算，使Fx1滿足式（C）；按照式（D）計(jì)算出鋸條的限度鋸切力Fx2；基準(zhǔn)鋸切力Fxc為以上三種鋸切力的最小值。本發(fā)明充分利用驅(qū)動主電機(jī)的功率，考慮鋸切工況對鋸條壽命的影響和不同材料進(jìn)給力的極限情況，優(yōu)選出基準(zhǔn)鋸切力并以它作為鋸切力的控制基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了帶鋸床智能鋸切，有效地延長了鋸條的疲勞壽命。
【IPC分類】B23D53-00
【公開號】CN104690358
【申請?zhí)枴緾N201510106902
【發(fā)明人】丁俠勝, 丁澤林, 江平, 梁利華, 潘柏松, 項(xiàng)涌涌
【申請人】浙江晨龍鋸床股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月12日