CN104526519B - 一种砂轮切割机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种砂轮切割机及其控制方法，包括载物台、砂轮切割机及外框架，砂轮切割机位于载物台上方，载物台与砂轮切割机均位于外框架内，所述砂轮切割机还包括送料机构、夹具机构、垂直升降进给机构及控制系统，所述送料机构、夹具机构及垂直升降进给机构分别与控制系统连接。自动送料机构，送料距离可设定，通过自动控制系统控制送料，可实现连续不间断测试，避免了测试过程中人工送料反复定位造成人为误差，且更加安全。

Description

一种砂轮切割机及其控制方法
技术领域
本发明涉及到一种用于测量砂轮切割效率及切削比的砂轮切割机及其控制方法。
背景技术
传统的砂轮切割实验是通过人工手持切割机，切割实验工件，通过切割时间和砂轮消耗来计算砂轮切割效率和切割比，因为人工切割存在很多不确定因数，如人力大小、切割方式，速度控制等，人为操作习惯对测试数据的影响较大，存在有较大误差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种：自动进料，夹持可靠，精确切割，数据自动收集计算的砂轮切割机。
本发明的技术解决方案是：一种砂轮切割机，由载物台、砂轮切割机及外框架组成，砂轮切割机位于载物台上方，载物台与砂轮切割机均位于外框架内，其特征在于：所述砂轮切割机还包括送料机构、夹具机构、垂直升降进给机构及控制系统，所述送料机构、夹具机构及垂直升降进给机构分别与控制系统连接。
所述送料机构包括送料气缸和送料直线滑块，送料直线滑块连接于送料气缸在送料气缸的轴向呈滑动状态。
所述的垂直升降进给机构包括伺服电机、蜗轮丝杠机构、升降导向轴、升降直线滑块及移载平台，蜗轮丝杠机构的输入端与伺服电机连接，蜗轮丝杠机构顶端连接移载平台，移载平台通过升降直线滑块串接于升降导向轴上呈上下滑动状态。
所述夹具机构包括V型流道、平行夹爪，夹爪气缸，压块，及压块气缸，平行夹爪与夹爪气缸连接，与工件在平行于进料平面方向呈松开或夹紧状态;压块连接于压块气缸与工件在垂直进料平面方向呈松开或夹紧状态。
所述的控制系统包括动作控制系统、数据收集系统及数据处理系统，所述的动作控制系统的对象为送料机构、垂直升降进给机构及夹具机构的动作；数据收集系统的对象为砂轮转数、切割时间及砂轮位移；所述的数据处理系统的输出是砂轮的切削比及切削效率。
一种砂轮切割机的控制方法，控制步骤为：（1）进料：将工件从V型流道加入；（2）切割参数设定：设定切割砂轮片规格，切割次数及切割工件直径；（3）送料：由动作控制系统控制，夹料气缸带动水平夹爪夹紧工件，送料气缸推动送料滑块，送料滑块带动水平夹爪送料，压块气缸带动压块压紧工件；（4）切割：动作控制系统控制蜗轮丝杠机构带动砂轮切割机进给，数据收集系统收集砂轮切割机砂轮片在单次切割工件启始和结束时间段内伺服电机的电流变化曲线，砂轮切割机进给位置数据；（5）单次切割完成后回砂轮切割机初始位置，根据设定进行重复测试或停止；（6）实验结束，由数据处理系统将数据收集系统收集的多次切割后的伺服电机的电流变化曲线，砂轮切割机进给位置数据综合计算砂轮消耗及切割比，打印结果。
采用以上技术方案后，本发明达到的有益效果是：
1、自动送料机构，送料距离可设定，通过自动控制系统控制送料，可实现连续不间断测试，避免了测试过程中人工送料反复定位造成人为误差，且更加安全；
2、垂直升降进给结构，该机构进给速度平稳，给进压力恒定，砂轮电机采用变频调速，高精度传感器在试验过程中实时检测磨耗比砂轮直径，自动调整砂轮主轴转速从而保证磨耗比砂轮线速度恒定。整个测试过程完全实现自动操作，从而保证了每次测试时磨削条件完全一致，消除人为操作习惯对测试数据的影响；
3、夹具结构，在工件的径向垂直于进料平面和平行于进料平面两个方向对工件夹持，更加稳定；
4、控制系统，精确控制送料、夹料、进给切割等步骤；按照设定的电压，恒压输出给砂轮切割机，监控切割过程中电流变化；砂轮刚接触工件以及完成切割后，电流突变；控制系统根据电流变化、切割行程、砂轮切割圈数精确计算出砂轮的磨削比及切削效率。
附图说明
图1为本发明实施的主视图。
图2为本发明的左视图。
图中：升降滑块1，升降导向轴2，移载平台3，蜗轮丝杠机构4，砂轮切割机5，压块6，压块导向轴7，压块气缸8，V型流道9，送料气缸10，水平夹爪11，水平夹爪气缸12，送料滑块13 。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步详述。
图1、图2所示，一种砂轮测试实验机包括升降滑块1，升降导向轴2，移载平台3，蜗轮丝杠机构4，砂轮切割机5，压块6，压块导向轴7，压块气缸8，V型流道9，送料气缸10，水平夹爪11，水平夹爪气缸12，送料滑块13 。
移栽平台3通过4个升降滑块1串接于两根升降导向轴2上，移载平台3的底部与蜗轮丝杠机构4连接，蜗轮丝杠机构4在伺服电机的驱动下带动移载平台上下运动。切割机5固定在移载平台3上，随移栽平台3一起升降。
在工件进料方向上依次有V型流道9，水平夹爪11及压块6。工件进V型流道3导向进入水平夹爪11。水平夹爪11与夹爪气缸12连接，夹爪气缸底部连接有送料滑块13，夹爪气缸12驱动水平夹爪11夹紧工件后，送料气缸10推动送料滑块13，带动水平夹爪向前送料。
压块6固定于两个压块导向轴7上，压块导向轴7连接于气缸8，气缸8通过压块导向轴7带动压块6上下运动。
本发明的控制方法是：
在控制系统的控制台中输入砂轮及工件的尺寸、设定电压参数及切割次数后安装工件及砂轮片。
工件经V型流道9加入，在控制台点击送料按钮，夹爪气缸12带动水平夹爪11在平行于进料平面的方向夹紧工件；工件夹紧后，送料气缸10推动送料直线滑块13带动水平夹爪11向前送料；送料完成后，压块气缸8带动压块导向轴7下压，固定于压块导向轴9上的压块8压住工件。
在控制台点击前移按钮，蜗轮丝杠机构4在伺服电机的驱动下带动砂轮切割机5切割机回零点，在控制台设定砂轮切割机5伺服电机电压，切割圈数。
点击启动按钮，蜗轮丝杠机构4带动砂轮切割机5开始向下直线进给切削，切削过程中，砂轮切割机5的伺服电机电压保持不便，在与工件接触前，伺服电机空转，电流平稳。砂轮切割机5的砂轮刚开始切削工件时，伺服电机的电流发生一次突变，砂轮切割机5以平稳的速度及恒定的压力继续切削，完成切削后，砂轮继续空转，砂轮切割机5电流再次发生突变。控制系统自动记录电流曲线及电流突变点。
切割完成后，测量砂轮片直径得切割损耗，计算机根据电流变化曲线、砂轮转动圈数、切割时间和切割损耗计算出砂轮切削及切削效率，并打印出结果，完成测试实验。

Claims (1)

1.一种砂轮切割机的控制方法，其特征在于：砂轮切割机包括载物台、砂轮切割机及外框架，砂轮切割机位于载物台上方，载物台与砂轮切割机均位于外框架内，所述砂轮切割机还包括送料机构、夹具机构、垂直升降进给机构及控制系统，所述送料机构、夹具机构及垂直升降进给机构分别与控制系统连接，所述送料机构包括送料气缸和送料直线滑块，送料直线滑块连接送料气缸在送料气缸的轴向呈滑动状态，所述的垂直升降进给机构包括伺服电机、蜗轮丝杠机构、升降导向轴、升降直线滑块及移载平台，蜗轮丝杠机构的输入端与伺服电机连接，蜗轮丝杠机构顶端连接移载平台，移载平台经升降直线滑块串接于升降导向轴上呈上下滑动状态，所述夹具机构包括V型流道、平行夹爪、夹爪气缸、压块及压块气缸，平行夹爪与夹爪气缸连接呈在平行于进料平面方向松开或夹紧工件状态;压块连接于压块气缸呈在V型流道上垂直进料平面方向松开或夹紧工件状态，所述的控制系统包括动作控制系统、数据收集系统及数据处理系统，所述的动作控制系统连接送料机构、垂直升降进给机构及夹具机构；数据收集系统连接垂直升降进给机构和砂轮切割机；数据处理系统连接数据收集系统及外接输出、显示装置；控制步骤为：
（1）进料：将工件从V型流道加入；
（2）切割参数设定：设定切割砂轮片规格，切割次数及切割工件直径；
（3）送料：由动作控制系统控制，夹料气缸带动水平夹爪夹紧工件，送料气缸推动送料滑块，送料滑块带动水平夹爪送料，压块气缸带动压块压紧工件；
（4）切割：动作控制系统控制蜗轮丝杠机构带动砂轮切割机进给，数据收集系统收集砂轮切割机砂轮片在单次切割工件启始和结束时间段内伺服电机的电流变化曲线，砂轮切割机进给位置数据；
（5）单次切割完成后回砂轮切割机初始位置，根据设定进行重复测试或停止；
（6）实验结束，由数据处理系统将数据收集系统收集的多次切割后的伺服电机的电流变化曲线，砂轮切割机进给位置数据综合计算砂轮消耗及切割比，打印结果；
在控制系统的控制台中输入砂轮及工件的尺寸、设定电压参数及切割次数后安装工件及砂轮片；工件经V型流道加入，在控制台点击送料按钮，夹爪气缸带动水平夹爪在平行于进料平面的方向夹紧工件；工件夹紧后，送料气缸推动送料直线滑块带动水平夹爪向前送料；送料完成后，压块气缸带动压块导向轴下压，固定于压块导向轴上的压块压住工件；在控制台点击前移按钮，蜗轮丝杠机构在伺服电机的驱动下带动砂轮切割机回零点，在控制台设定砂轮切割机伺服电机电压，切割圈数；点击启动按钮，蜗轮丝杠机构带动砂轮切割机开始向下直线进给切削，切削过程中，砂轮切割机的伺服电机电压保持不变 ，在与工件接触前，伺服电机空转，电流平稳，砂轮切割机的砂轮刚开始切削工件时，伺服电机的电流发生一次突变，砂轮切割机以平稳的速度及恒定的压力继续切削，完成切削后，砂轮继续空转，砂轮切割机电流再次发生突变，控制系统自动记录电流曲线及电流突变点；切割完成后，测量砂轮片直径得切割损耗，计算机根据电流变化曲线、砂轮转动圈数、切割时间和切割损耗计算出砂轮切削及切削效率，并打印出结果，完成测试实验。
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