專利名稱：擺動(dòng)式飛剪機(jī)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬材料加工設(shè)備，特別涉及一種用于鋼板剪切的擺動(dòng)式飛
剪機(jī)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
擺動(dòng)式飛剪是上世紀(jì)90年代，國外發(fā)達(dá)國家推出的一項(xiàng)用于鋼板剪切的新技術(shù)， 主要設(shè)備由開巻機(jī)、導(dǎo)向輥、切頭剪、矯正機(jī)、送料輥、測(cè)量輥、飛剪、輸送皮帶機(jī)、垛板臺(tái)組 成一條生產(chǎn)線，該技術(shù)中飛剪是關(guān)鍵，由于它的機(jī)械加工精度要求，特別是控制技術(shù)的要求 比較高，目前國內(nèi)生產(chǎn)這類設(shè)備穩(wěn)定性差，在剪切鋼板時(shí)時(shí)而出現(xiàn)停切現(xiàn)象，造成剪切的鋼 材表面存在壓痕、劃痕、油漬等品質(zhì)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，對(duì)測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行了從新設(shè)計(jì)，提供了一種擺動(dòng)式 飛剪機(jī)測(cè)量裝置，從而加工質(zhì)量和速度完全達(dá)到了預(yù)期效果。 本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種擺動(dòng)式飛剪機(jī)測(cè)量裝置， 包括測(cè)量裝置、計(jì)長檢測(cè)編碼器、PLC程序控制器、輔助輥及飛剪機(jī)機(jī)座，其特征在于還包 括與壓緊氣缸連接的連桿、壓緊軸及電磁閥，所述測(cè)量裝置包括測(cè)量輥、軸承、連軸器、支架 及調(diào)整架，所述的測(cè)量輥通過軸承與支架連接，所述支架與調(diào)整架固定，所述計(jì)長檢測(cè)控制 編碼器通過連軸器與測(cè)量輥連接，所述壓緊軸一端與調(diào)整架連接，另一端與連桿連接，測(cè)量 裝置與飛剪機(jī)機(jī)座連接，所述的測(cè)量輥與輔助輥過盈配合；電路連接為所述的PLC程序控 制器分別與電磁閥、計(jì)長檢測(cè)控制編碼器連接；氣路連接為電磁閥分別通過連接管與氣 源及壓緊氣缸連接。 本實(shí)用新型的有益效果是加工質(zhì)量和速度完全達(dá)到了預(yù)期效果?？朔艘酝?停剪造成的鋼板平整度，以及表面壓痕、劃痕、油漬等品質(zhì)缺陷，鋼板表觀質(zhì)量大為提高；其 制作成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界同類產(chǎn)品，是國外進(jìn)口設(shè)備價(jià)格的四分之一。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖并作為摘要附圖。 圖2為本實(shí)用新型的俯視圖。 圖3為飛剪控制系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備構(gòu)成示意圖。 圖4為剪切位置示意圖。 圖5為上剪刃運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。 圖6為本實(shí)用新型的程序框圖。 圖7為擺動(dòng)飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3、7所示，擺動(dòng)式飛剪機(jī)測(cè)量裝置，包括計(jì)長檢測(cè)編碼器7、PLC程序控制 器、輔助輥8及與飛剪機(jī)機(jī)座9相固定的連接板IO，所述的輔助輥8通過軸承座11與連接 板10相固定，還包括測(cè)量裝置1、連接有連桿3的壓緊氣缸2、壓緊軸4及電磁閥6，所述的 測(cè)量裝置1包括測(cè)量輥1-1 、軸承l(wèi)-2、連軸器1-3、支架1-4及調(diào)整架1-5，測(cè)量輥1-1通過 軸承1-2與支架1-4連接，支架1-4通過螺栓與調(diào)整架1-5固定，調(diào)整架1-5固定在機(jī)座9 上，計(jì)長檢測(cè)控制編碼器7通過連軸器1-3與測(cè)量輥1-1連接，壓緊氣缸2固定在機(jī)座9上， 與壓緊氣缸2連接氣缸頭2-1通過連桿3與壓緊軸4的一端連接，壓緊軸4通過兩個(gè)軸支 架5固定在與機(jī)座9相連接的機(jī)架12上，壓緊軸4另一端通過頂絲與調(diào)整支架1-5鎖緊連 接，測(cè)量輥1-1與輔助輥8過盈配合；電路連接為PLC程序控制器安裝在控制柜內(nèi)，電磁閥 6安裝在機(jī)座9上，PLC程序控制器分別與電磁閥6、計(jì)長檢測(cè)控制編碼器7連接；氣路連接 為電磁閥6 —端的兩個(gè)口接氣源，其另一端的兩個(gè)口通過連接管與壓緊氣缸2連接。 該技術(shù)中飛剪是關(guān)鍵，它在保證剪刃和機(jī)列其它設(shè)備及帶材的速度同步配合的情 況下，將平動(dòng)中的帶材按要求的定尺進(jìn)行高精度的剪切。為保證系統(tǒng)工作的快速性，所有直 流驅(qū)動(dòng)單元都選用可四象限工作的全數(shù)字直流控制裝置。旋轉(zhuǎn)式飛剪每旋轉(zhuǎn)一圈完成一次 剪切，測(cè)量輥計(jì)長檢測(cè)編碼器提供送料輥送過的帶材長度信息，剪刃位置編碼器自動(dòng)定位， 采用"雙位置逼近 一一 速度同步"控制方式控制飛剪剪刃加速段的速度，使得剪刃進(jìn)入咬 合的同時(shí)，通過的帶材長度正好是需要的板材定尺，同時(shí)剪刃的水平速度分量正好和帶材 的速度相等，同步剪切完成后，按照"期望零點(diǎn)減速法"控制飛剪減速，并準(zhǔn)確地停在上止點(diǎn) (高速剪切短定尺板材時(shí)，飛剪會(huì)在合適的切換點(diǎn)從減速切換到加速，繼續(xù)下一次剪切)， 從而精確地完成一次定尺剪切。 配合技術(shù)方案具體措施為第一、如圖4所示，確定合理的剪切位置是擺動(dòng)式飛剪 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。通過國外資料介紹，以及對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的分析?？紤]到剪切的速度，同 時(shí)也要保證剪切時(shí)擺式飛剪的平穩(wěn)及剪切后的速度，和完成一次剪切后停止的位置等問題 作了大量的計(jì)算，確定擺動(dòng)曲軸13與水平成60°角位置為最佳位置。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)最小速度時(shí)，架體剪切處的線速度
V- 625X2X3.14X35X7.5Xsin60 = 0.48m/s
60X31 當(dāng)電動(dòng)機(jī)最大速度時(shí)，架體剪切處的線速度
Vi=l頻2X3.14X35X7.5Xsin30 = L 07m/s
60X31 以上的速度范圍0. 48-1. 07m/s滿足生產(chǎn)工藝要求，同時(shí)根據(jù)擺動(dòng)曲軸13旋轉(zhuǎn)方 向完成剪切后，架體剪切處速度不斷增加，不會(huì)造成對(duì)擺式飛剪的沖擊。 第二、飛剪的剪切過程主要是將鋼帶沿機(jī)列方向的直線運(yùn)動(dòng)和剪刃的圓周運(yùn)動(dòng)， 按工藝要求協(xié)調(diào)配合好，由于采用控制精度高的全數(shù)字直流裝置控制機(jī)列的速度，所以在 剪切過程中，主要是控制剪刃的運(yùn)動(dòng)。圖5是剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。X是上止點(diǎn)，Y點(diǎn)是 咬合點(diǎn)，XY弧段是剪刃的加速段，在Y點(diǎn)讀入測(cè)量輥的計(jì)長脈沖數(shù)，同時(shí)將剪刃脈沖和計(jì)長 脈沖計(jì)數(shù)器清零及重新開始計(jì)數(shù)，為剪切下一張做準(zhǔn)備；YZ弧段是同步段，這時(shí)剪刃在水 平方向的速度分量和機(jī)列速度(也就是帶材速度)保持一致，保證剪切斷面的質(zhì)量，并不劃 傷帶材的表面；ZX弧段是減速段。對(duì)中長定尺的剪切，剪刃會(huì)在上止點(diǎn)X點(diǎn)停車等待，對(duì)短定尺的剪切，需要從減速狀態(tài)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)入加速狀態(tài)。 第三、程序結(jié)構(gòu)如圖6所示，橫切機(jī)組電氣控制系統(tǒng)中S7-200CN的控制程序，主要 分為五部分初始化、邏輯控制、飛剪控制、中斷控制和設(shè)定顯示。設(shè)定顯示部分由主操作臺(tái) 內(nèi)的TP270完成，并通過S7-300PLC與S7-200CN進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 第四、中斷程序主要是響應(yīng)剪刃到達(dá)上下刀刃咬合點(diǎn)時(shí)，高速計(jì)數(shù)器按照預(yù)設(shè)的 定位中斷值，觸發(fā)主CPU中斷。中斷程序讀入測(cè)量輥計(jì)長檢測(cè)編碼器的實(shí)時(shí)值，將剪刃位置 脈沖計(jì)數(shù)器和計(jì)長檢測(cè)編碼器復(fù)位，同時(shí)加速段標(biāo)志復(fù)位、同步段標(biāo)志置位。從Y點(diǎn)開始， 剪刃速度保持和機(jī)列速度相等，對(duì)帶材進(jìn)行剪切，當(dāng)剪刃到達(dá)Z點(diǎn)時(shí)，飛剪進(jìn)入減速段，其 減速段的速度模型是剪刃速度=213 (Co-Bj)式中，13是剪刃減加速度，Co是減速段弧段 的脈沖數(shù)，Bj是相對(duì)Z點(diǎn)為零點(diǎn)的剪刃位置反饋脈沖數(shù)，而當(dāng)剪刃向期望的零速度點(diǎn)X點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，(Co-Bj)逐漸趨于零，則剪刃速度也逐漸趨于零，到達(dá)X點(diǎn)時(shí)，剪刃速度正好等于零。 這就是"期望零點(diǎn)減速法"。 輸送輥系按操作人員給定的線速度連續(xù)送板。測(cè)量輥則反饋數(shù)據(jù)給S7-200CN。上
下刀座按剪刃速度^/^e (Co-Bj)的要求在PLC控制下循環(huán)運(yùn)動(dòng)不間斷剪切鋼板。由
此實(shí)現(xiàn)連續(xù)橫剪鋼板的需要。 這種工藝的特點(diǎn)是第一、鋼板直線平行連續(xù)向前輸送的同時(shí)，剪刃與其垂直上下 按定尺要求不間斷剪切鋼板。效率較以往停剪大為提高，單位時(shí)間剪切量是停剪的五倍。第 二、由于不停剪，克服以往停剪造成的平整度，以及表面壓痕、劃痕、油漬等品質(zhì)缺陷，鋼板 表觀質(zhì)量大為提高。第三、在PLC數(shù)字化控制下，受剪切鋼板的長度、對(duì)角線等尺寸精度為 ±0. 15，比停剪±1. 0高出很多。計(jì)長檢測(cè)編碼器型號(hào)為20000PPR 工作原理首先在觸摸屏內(nèi)設(shè)定長度數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)將反饋到控制器中，測(cè)量輥和送 料輥裝置是由系統(tǒng)控制器與飛剪協(xié)調(diào)動(dòng)作，帶料穿過測(cè)量輥與夾送輥，在測(cè)量輥上裝有測(cè) 速編碼器，將送料長度反饋到控制器，以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證準(zhǔn)確的定尺長度，飛剪主電機(jī) 按系統(tǒng)控制器指令啟動(dòng)主電機(jī)通過飛剪減速箱輸入刀軸驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄上的編碼器隨 時(shí)檢測(cè)剪刃的位置，控制曲柄轉(zhuǎn)速，保證剪切的定尺長度，同時(shí)保證在上、下剪刃重合區(qū)的 水平運(yùn)動(dòng)速度與帶料速度同步。 如圖7所示，帶材經(jīng)過測(cè)速及夾送裝置按計(jì)算機(jī)控制指令將材，料送入飛剪，飛剪 主電機(jī)按計(jì)算機(jī)指令啟動(dòng)主電機(jī)通過飛剪減速箱輸入軸驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在曲柄上的 上、下剪刀沿導(dǎo)柱上、下運(yùn)動(dòng)、上、下剪刃重合時(shí)進(jìn)行剪切。當(dāng)上、下剪刃接觸到帶材時(shí)，裝在 曲柄轉(zhuǎn)軸上的接近開關(guān)發(fā)出一次剪切信號(hào)，表示上一次剪切完成，此次剪切開始。裝在曲柄 軸上的光電編碼器隨時(shí)檢測(cè)剪刃的位置，控制曲柄轉(zhuǎn)速保證剪切的定尺長度，同時(shí)保證在 上下剪刃重合區(qū)的水平運(yùn)動(dòng)速度與帶材速度同步。
權(quán)利要求一種擺動(dòng)式飛剪機(jī)測(cè)量裝置，包括測(cè)量裝置(1)、計(jì)長檢測(cè)編碼器(7)、PLC程序控制器、輔助輥(8)及飛剪機(jī)機(jī)座(9)，其特征在于還包括與壓緊氣缸(2)連接的連桿(3)、壓緊軸(4)及電磁閥(6)，所述測(cè)量裝置(1)包括測(cè)量輥(1-1)、軸承(1-2)、連軸器(1-3)、支架(1-4)及調(diào)整架(1-5)，所述的測(cè)量輥(1-1)通過軸承(1-2)與支架(1-4)連接，所述支架(1-4)與調(diào)整架(1-5)固定，所述計(jì)長檢測(cè)控制編碼器(7)通過連軸器(1-3)與測(cè)量輥(1-1)連接，所述壓緊軸(4)一端與調(diào)整架(1-5)連接，另一端與連桿(3)連接，測(cè)量裝置(1)與飛剪機(jī)機(jī)座(9)連接，所述的測(cè)量輥(1-1)與輔助輥(8)過盈配合；電路連接為所述的PLC程序控制器分別與電磁閥(6)、計(jì)長檢測(cè)控制編碼器(7)連接；氣路連接為電磁閥(6)分別通過連接管與氣源及壓緊氣缸(2)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一用于鋼板剪切的擺動(dòng)式飛剪機(jī)測(cè)量裝置。它包括測(cè)量裝置、計(jì)長檢測(cè)編碼器、PLC程序控制器、輔助輥及飛剪機(jī)機(jī)座，還包括與壓緊氣缸連接的連桿、壓緊軸及電磁閥，測(cè)量裝置包括測(cè)量輥、軸承、聯(lián)軸器、支架及調(diào)整架，測(cè)量輥通過軸承座與支架連接，支架與調(diào)整架固定，計(jì)長檢測(cè)控制編碼器通過連軸器與測(cè)量輥連接，壓緊軸一端與調(diào)整架連接，另一端與連桿連接，測(cè)量裝置與飛剪機(jī)機(jī)座連接，測(cè)量輥與輔助輥過盈配合。本實(shí)用新型有益效果是克服了以往因停剪造成的鋼板平整度，以及表面壓痕、劃痕、油漬等品質(zhì)缺陷，鋼板表觀質(zhì)量大為提高；制作成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界同類產(chǎn)品，是國外進(jìn)口設(shè)備價(jià)格的四分之一。
文檔編號(hào)G01B21/02GK201455401SQ20092009648
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者田峰 申請(qǐng)人:天津松洋金屬制品有限公司