CN1108982A - 程控变频定尺飞锯 - Google Patents

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Abstract

一种程控变频定尺飞锯，包括飞锯小车及机械传 动装置，其特征在于飞锯的动力控制装置是由微机控 制系统，变频器及交流电机所组成，所说微机控制系 统的输出端接交频器的输入端，交频器的输出端接交 流电机的输入端，交流电机的输出轴接转动变平动的 机械传动装置的输入端，机械传动装置的输出端接飞 锯小车的输入端，装于机械传动装置上的检测装置与 微机系统连通。本发明的优越性在于：1、结构简单； 2、成本低；3、精度高；4、便于维护。

Description

本发明属于一种定尺切割金属管材的设备，特别是一种程控变频定尺飞锯。
目前焊管行业连续生产线中用于定尺切割的飞锯，主要有三种形式：气动机械式、电液驱动式和直流电机驱动式。气动机械式飞锯结构简单，但工作中会有易造成误差的缺点，且定尺调整较困难;电液驱动式飞锯其定尺长度可调，但定尺精度会受油压、温度等因素影响，同时整体设备装置的体积大、噪音高、耗能多、成本高且设备维护工作量大;直流电机驱动式飞锯利用直流调速控制飞锯小车的运行，这种锯定尺精度高，但控制系统结构复杂，工作条件要求较高、难于维护。
本发明的目的在于设计了一种程控变频定尺飞锯，它是使用计算机控制交流电机来驱动飞锯小车运行，整体采用闭环控制方式，具有精度高，结构简单，成本低且维护方便的特点。
本发明的技术方案：一种程控变频定尺飞锯，包括飞锯小车及机械传动装置，其特征在于飞锯的动力控制装置是由微机控制系统，变频器及交流电机所组成，所说微机控制系统的输出端接交频器的输入端，交频器的输出端接交流电机的输入端，交流电机的输出轴接转动变平动的机械传动装置的输入端，机械传动装置的输出端接飞锯小车的输入端，装于机械传动装置上的检测装置与微机系统连通。
上述飞锯中的微机系统，是由通用计算机及外围接口电路组成，其中外围电路包括检测装置电路、计表分频器电路、反馈装置电路、键盘输入装置、存贮器、显示器、D/A转换器及通过I/O接口连接的锯切电路装置;所说的检测装置电路是由测速辊、光电编码器及接近开关所构成，光电编码器的输出信号进入计数分频器、计数分频器的输出接计算机信号输入端，接近开关的位置输出信号直接接计算机输入端，反馈装置采用另一光电编码器构成，其反馈信号直接接计算机输入端，键盘输入装置接计算机的数据输入端，存贮器的数据线及控制线与计算机的数据线及控制线相连;计算机的状态输出端接显示器，计算机数字输出端通过D/A转换器接变频器输入端，计算机的输出控制信号通过I/O接口分别接变频器及锯切装置内的电磁阀。
上述飞锯中与微机系统输出端相连接的交频器的硬件连线为：其电源输入端经断路器及电抗器接外接交流电源，其输出端接交流电机的输入端，交流电机内部装有电磁制动装置，该装置的1.4输入端接断路器的输出端，当断路器闭合后，电磁制动释放，断路器断开时，电磁制动抱闸。
上述飞锯中与交流电机的输出轴相连接的转动变平动的机械传动装置是由减速机及齿轮齿条所组成，电机输出端与减速机输入相连接，减速机输出连接齿轮，齿轮啮合齿条、齿条连接飞锯小车。
本发明的工作原理及工作过程为：首先用计算机控制变频器、对交流电机进行调速，使其准确跟随生产线的速度进行动态速度跟踪，同时采用两套光电编码器作检测装置，分别监测钢管的速度和长度及飞锯小车追踪的速度和追踪行程，采用速度、长度双闭环的控制方式、对速度和长度进行即时微调，从而控制飞锯小车与管速度的严格同步、保证锯切的定尺精度。其工作过程为：压在钢管上的测速辊带动光电编码器旋转，监测钢管的运行速度和记录钢管的长度，计算机对测速脉冲进行计数、分频，输出相应的速度控制信号、经D/A转换器送往变频器，由变频器驱动交流电机，且依机械传动装置控制小车的追踪、同步与返回。锯切信号作为每一周期的开始，先放钢管走出一定预伸量后，计算机发出夹紧、下锯命令，经I/O接口控制锯切装置动作。计算机从反馈装置得到反馈信号与给定速度比较、调节，从而控制变频器、电机及飞锯小车的运行速度，从而控制定尺的精度，计算机采用接近开关，达到无累计误差，准确定位。微机控制系统的输出接变频器的控制输入端，其中来自D/A转换器的电压信号（0-5V）控制电机转速、来自I/O接口的正、反转及停止信号控制电机的正、反转运行及停车。
本发明的优越性在于：1、结构简单，可采用各种通用部件组合;2、构思巧妙，利用计算机通过变频器控制交流电机运行，既提高了工作性能，又降低了制作成本;3、保证了精度要求，可以迅速、准确实行锯切，定尺精度可达±2.5mm;4、易于维护。
以下结合附图及实施例进一步说明本技术。
附图1为本发明所涉程控变频定尺飞锯的整体结构示意图。
附图2为本发明所涉程控变频定尺飞锯的工作原理框图。
附图3为本发明所涉程控变频定尺飞锯的微机控制系统框图。
附图4为本发明所涉程控变频定尺飞锯的控制系统的硬件连接图。
其中1为微机操作台，2为变频驱动柜，3为光电编码器，4为交流电机，5为减速机，6为齿轮，7为齿条，8为小车，9为锯切电机，10为锯片，11为夹紧装置，12为钢管，13为测速辊，14为光电编码器，15为轨道，A、B、C、N为外接交流电源，ZK为断路器，GQ1、GQ2、GQ3为电抗器，L1、L2、L3为变频器电源输入端，BZ为交流电机内的电磁制动装置。
实施例：一种程控变频定尺飞锯（见图1-2），包括飞锯小车（即小车8、锯切电机9、锯片10、夹紧装置11）及机械传动传置（即减速机5、齿轮6、齿条7），其特征在于飞锯的动力控制装置是由微机控制系统（即微机操作台1）、交频器（即变频驱动柜2）及交流电机4所组成，所说微机操作台的输出端与变频驱动柜输入端连接，交频驱动柜输出端接交流电机的输入端，交流电机的输出轴接行星摆线式减速机输入，减速机的输出接齿轮，齿轮啮合齿条，齿条连接轨道15上的小车8，反馈光电编码器3与齿轮6同轴连接，小车上装有夹紧装置11与锯切电机9，锯切电机带动锯片10转动，按照计算机的控制信号工作，在线的钢管12带动测速辊13旋转使与测速辊同轴连接的光电编码器14发出测速脉冲信号送给计算机，计算机根据测速脉冲发出相应的控制信号使整体设备运行。
计算机采用通用计算机，变频器可采用FVRG7S型，交流电机可采用YEJ型制动电机。

Claims (4)

1、一种程控变频定尺飞锯，包括飞锯小车及机械传动装置，其特征在于飞锯的动力控制装置是由微机控制系统，变频器及交流电机所组成，所说微机控制系统的输出端接交频器的输入端，交频器的输出端接交流电机的输入端，交流电机的输出轴接转动变平动的机械传动装置的输入端，机械传动装置的输出端接飞锯小车的输入端，装于机械传动装置上的检测装置与微机系统连通。
2、由权利要求1所述的程控变频定尺飞锯，其特征在于所说的微机控制系统是由通用计算机及外围接口电路组成，其中外围电路包括检测装置电路，计表分频器电路、反馈装置电路、键盘输入装置、存贮器、显示器、D/A转换器及通过I/O接口连接的锯切电路装置;所说的检测装置电路是由测速辊、光电编码器及接近开关所构成，光电编码器的输出信号进入计数分频器、计数分频器的输出接计算机信号输入端，接近开关的位置输出信号直接接计算机输入端，反馈装置采用另一光电编码器构成，其反馈信号直接接计算机输入端，键盘输入装置接计算机的数据输入端，存贮器的数据线及控制线与计算机的数据线及控制线相连;计算机的状态输出端接显示器，计算机数字输出端通过D/A转换器接变频器输入端，计算机的输出控制信号通过I/O接口分别接变频器及锯切装置内的电磁阀。
3、由权利要求1所说的程控变频定尺飞锯，其特征在于所说飞锯中与微机系统输出端相连接的交频器的硬件连线为：其电源输入端经断路器及电抗器接外接交流电源，其输出端接交流电机的输入端，交流电机内部装有电磁制动装置，该装置的1.4输入端接断路器的输出端，当断路器闭合后，电磁制动释放，断路器断开时，电磁制动抱闸。
4、由权利要求1所说的程控变频定尺飞锯，其特征在于所说的飞锯中与交流电机的输出轴相连接的转动变平动的机械传动装置是由减速机及齿轮齿条所组成，电机输出端与减速机输入相连接，减速机输出连接齿轮，齿轮啮合齿条、齿条连接飞锯小车，其中减速机采用行星摆线式减速机。
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