CN103949727A - 一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置及方法，现有金属带锯锯切效率较低和噪声较大技术不足，本发明包括第一电涡流传感器、第二电涡流传感器、第一安装支架、第二安装支架、前置放大器、转换板、数据采集卡、第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀、横向张紧液压缸、纵向振动液压缸、工控机和电磁溢流阀；本发明装置硬件结构简单，与锯床装配方便，适合于现场环境要求，可靠性高,便于维护和升级，检测装置响应频率高，信息存储量大，精度高，自适应能力强。

Description

一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置及方法

技术领域

本发明涉及一种金属带锯锯切方法及装置，特别涉及一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置及方法。

背景技术

金属带锯条是带锯床的核心部件，当带锯条对工件进行锯切时，会因各种原因而引起受迫振动，从而降低了工件表面质量和加工效率，并且会有很大的噪音。电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。它有许多优点，其中最突出的就是响应速度快、输出功率大、控制精确性高。因此，研制基于双脉冲特性的金属带锯锯切方法及装置对研究金属带锯床的高精度化、高效率化和低噪声化有非常重要的意义。

目前，在关于增加加工精度方面，如专利号为CN200320109335.4 (授权公告号CN2649201，授权公告日2004年10月20日) 公开了一种抑制带钢振动的装置，其包含线圈，一个位移传感器；该位移传感器依次电路连接一个调理器、一个整流控制器；且该整流控制器的输出端电路连接该线圈；该线圈、该位移传感器安置于接近带钢附近并保持非接触。其通过产生电磁力来抑制带钢振动，避免了采用直接接触方式抑振对带钢表面的损伤，但是该装置不适用于带锯条厚度薄的情形之下，而且系统需要专用电源和电磁线圈的偶合自动控制系统，并且寿命较低。因此，并不适用于金属带锯床增加加工效率和加工精度的要求。又如专利号为CN 201310072157.0 (授权公告号CN103121037A，授权公告日2013年5月29日) 公开了一种轧机振动抑振装置，其特征是由轧机振动信号源、抑振信号发生器、抑振执行单元和轧机组成；轧机振动信号源由轧机扭振信号、轧制速度信号、轧机垂振信号和轧制压力信号构成；抑振信号发生器由信号输入模块、滤波处理模块、相位识别模块、抑振信号模块和信号输出模块构成；抑振执行单元由主传动速度给定和液压辊缝给定构成。依据轧机振动信号源，通过抑振信号发生器产生抑振阻尼信号送到抑振执行单元的主传动速度给定和液压辊缝给定中参与轧机控制来降低轧机振动的能量，以抑制轧机出现的强烈振动，消除轧辊和带材表面的振纹，提高产品表面质量和轧辊在线使用寿命。但是该装置结构复杂，且其抑振执行单元并不适合用在金属带锯床上。因此并不适用于金属带锯床增加加工效率和加工精度的要求。

发明内容

本发明针对现有金属带锯锯切效率较低和噪声较大技术不足，提供了一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置及方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置，包括第一电涡流传感器、第二电涡流传感器、第一安装支架、第二安装支架、前置放大器、转换板、数据采集卡、第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀、横向张紧液压缸、纵向振动液压缸、工控机和电磁溢流阀；

所述的第一电涡流传感器通过第一安装支架固定在金属带锯床的一个导向装置上，第二电涡流传感器通过第二安装支架固定在金属带锯床另一个导向装置上；

所述的横向张紧液压缸的缸体固定在金属带锯床上，横向张紧液压缸的活塞杆连接在从动锯轮上，活塞杆与从动锯轮轮轴垂直；纵向振动液压缸通过挡板固定在金属带锯床的导向柱上；

所述的第一高频响应比例阀的A口、B口、P口、T口分别与横向张紧液压缸的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连，第二高频响应比例阀的A口、B口、P口、T口分别与纵向振动液压缸的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连；

第一电涡流传感器和第二电涡流传感器的信号输出端口与前置放大器的模拟量输入端口连接，前置放大器以单端连接的信号转换模式连接到转换板的模拟量输入端口，转换板通过外接电缆传输至数据采集卡，数据采集卡通过PCI接口传输至工控机，工控机输出量控制端口与第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀、电磁溢流阀信号输入端口连接。

一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一： 带锯锯切时，横向张紧液压缸和纵向振动液压缸以基频                                                运动，使锯条以一定的幅值和频率振动，带锯条与工件相互作用产生振动信号，第一电涡流传感器采集锯条上下振动的振动信号，第二电涡流传感器采集锯条前后振动的振动信号，振动信号经两个电涡流传感器转换为电信号，两个电涡流传感器输出的电信号传送至前置放大器的模拟量输入端口，经前置放大器放大后的电信号转换板的模拟量输入端口；输入转换板的模拟信号通过外接电缆传输至采集卡，采集卡先进行通道扫描及增益运算处理，来优化模拟信号转换效率及精度，然后对模拟信号进行高速A/D转换；

步骤二：经过信号采集模块采集、转换及运算放大后，数字信号通过PCI接口，传输至工控机内等待基于数字信号滤波、采样、小波分析处理；经过多次数字处理后的特征信号，在基于势能函数分类模型分析识别后，由人机界面显示带锯锯条振动频率和幅值变化；定义是输出的振动频率，是比例系数，为振动幅值，为一固定幅值；PC根据采集的振动信号，当振动的幅值满足

则控制输出频率变化到,经过采集卡对数字信号进行D/A转化，通过输出的信号调整第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀的阀口大小和电磁溢流阀的阀口大小，调整液压缸的振动频率。

本发明的优点是： 

1、装置硬件结构简单，与锯床装配方便，适合于现场环境要求。

2、装置可靠性高,便于维护和升级。

3、检测装置响应频率高，信息存储量大，精度高，自适应能力强。

附图说明

图1为带锯锯切双脉冲装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种基于双脉冲特性的金属带锯条装置，包括第一电涡流传感器1、第二电涡流传感器12、第一安装支架2、第二安装支架13、前置放大器9、转换板8、数据采集卡7、第一高频响应比例阀5、第二高频响应比例阀11、横向张紧液压缸4、纵向振动液压缸3、工控机10、和电磁溢流阀6。

所述的第一电涡流传感器1通过第一安装支架2固定在金属带锯床的一个导向装置上，第二电涡流传感器12通过第二安装支架13固定在金属带锯床另一个导向装置上；

所述的横向张紧液压缸4的缸体固定在金属带锯床上，横向张紧液压缸4的活塞杆连接在从动锯轮上，活塞杆与从动锯轮轮轴垂直；纵向振动液压缸3通过挡板14固定在金属带锯床的导向柱上。

所述的第一高频响应比例阀5的A口、B口、P口、T口分别与横向张紧液压缸4的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连，第二高频响应比例阀11的A口、B口、P口、T口分别与纵向振动液压缸3的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连；

所述的横向张紧液压缸4和纵向振动液压缸3通过PLC输出的电信号，控制高频响应比例阀5和11的阀口大小，从而控制液压缸，使其以一定的频率和振幅运动，带动锯条振动，实现双脉冲。

第一电涡流传感器1和第二电涡流传感器12的信号输出端口与前置放大器9的模拟量输入端口连接，前置放大器9以单端连接的信号转换模式连接到转换板8的模拟量输入端口，转换板8通过外接电缆传输至数据采集卡7，数据采集卡7通过PCI接口传输至工控机10，工控机输出量控制高频响应比例阀5、高频响应比例阀11、电磁溢流阀6，调节阀口大小，进而调整锯条的振动和位移。

基于双脉冲特性的金属带锯锯切方法：

步骤一： 带锯锯切时，横向张紧液压缸4和纵向振动液压缸3以基频运动，使锯条以一定的幅值和频率振动，带锯条与工件相互作用产生振动信号，第一电涡流传感器1采集锯条上下振动的振动信号，第二电涡流传感器12采集锯条前后振动的振动信号，振动信号经两个电涡流传感器转换为电信号。两个电涡流传感器输出的电信号传送至前置放大器9的模拟量输入端口，经前置放大器9放大后的电信号转换板8的模拟量输入端口。输入转换板8的模拟信号通过外接电缆传输至采集卡7，采集卡7先进行通道扫描及增益运算处理，来优化模拟信号转换效率及精度，然后对模拟信号进行高速A/D转换。

步骤二：经过信号采集模块采集、转换及运算放大后，数字信号通过PCI接口，传输至工控机10内等待基于数字信号滤波，采样，小波分析等数字信号处理。经过多次数字处理后的特征信号，在基于势能函数分类模型分析识别后，由人机界面(HMI)显示带锯锯条振动频率和幅值变化。定义是输出的振动频率，是比例系数，为振动幅值，为一固定幅值。PC根据采集的振动信号，若振动的幅值满足

则控制输出频率变化到,经过采集卡对数字信号进行D/A转化，通过输出的信号调整第一高频响应比例阀5和第二高频响应比例阀11的阀口大小和电磁溢流阀6的阀口大小，调整液压缸的振动频率。

Claims (2)

1.一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切装置，包括第一电涡流传感器、第二电涡流传感器、第一安装支架、第二安装支架、前置放大器、转换板、数据采集卡、第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀、横向张紧液压缸、纵向振动液压缸、工控机和电磁溢流阀；

所述的第一电涡流传感器通过第一安装支架固定在金属带锯床的一个导向装置上，第二电涡流传感器通过第二安装支架固定在金属带锯床另一个导向装置上；

所述的横向张紧液压缸的缸体固定在金属带锯床上，横向张紧液压缸的活塞杆连接在从动锯轮上，活塞杆与从动锯轮轮轴垂直；纵向振动液压缸通过挡板固定在金属带锯床的导向柱上；

所述的第一高频响应比例阀的A口、B口、P口、T口分别与横向张紧液压缸的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连，第二高频响应比例阀的A口、B口、P口、T口分别与纵向振动液压缸的无杠腔、有杠腔、进油口、回油箱相连；

第一电涡流传感器和第二电涡流传感器的信号输出端口与前置放大器的模拟量输入端口连接，前置放大器以单端连接的信号转换模式连接到转换板的模拟量输入端口，转换板通过外接电缆传输至数据采集卡，数据采集卡通过PCI接口传输至工控机，工控机输出量控制端口与第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀、电磁溢流阀信号输入端口连接。

2.一种基于双脉冲特性的金属带锯锯切方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一： 带锯锯切时，横向张紧液压缸和纵向振动液压缸以基频                                                运动，使锯条以一定的幅值和频率振动，带锯条与工件相互作用产生振动信号，第一电涡流传感器采集锯条上下振动的振动信号，第二电涡流传感器采集锯条前后振动的振动信号，振动信号经两个电涡流传感器转换为电信号，两个电涡流传感器输出的电信号传送至前置放大器的模拟量输入端口，经前置放大器放大后的电信号转换板的模拟量输入端口；输入转换板的模拟信号通过外接电缆传输至采集卡，采集卡先进行通道扫描及增益运算处理，来优化模拟信号转换效率及精度，然后对模拟信号进行高速A/D转换；

步骤二：经过信号采集模块采集、转换及运算放大后，数字信号通过PCI接口，传输至工控机内等待基于数字信号滤波、采样、小波分析处理；经过多次数字处理后的特征信号，在基于势能函数分类模型分析识别后，由人机界面显示带锯锯条振动频率和幅值变化；定义是输出的振动频率，是比例系数，为振动幅值，为一固定幅值；PC根据采集的振动信号，当振动的幅值满足

     

则控制输出频率变化到,经过采集卡对数字信号进行D/A转化，通过输出的信号调整第一高频响应比例阀、第二高频响应比例阀的阀口大小和电磁溢流阀的阀口大小，调整液压缸的振动频率。