CN111451575A - 一种高速数控锯床控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工控制系统技术领域，尤其涉及一种高速数控锯床控制方法以及相应的控制系统，控制系统包括主夹钳模块、数控送料自动定位模块、送料夹钳模块、锯带调整模块、感应材料模块、锯带进给模块以及锯带主轴箱传动模块，数控送料模块和送料夹料模块负责确定工件的加工尺寸精准定位，主钳夹料负责压紧的工件，锯带调整模块和主轴箱传动模块负责控制锯床的锯带旋转，锯带进给模块负责驱动滑动座运动，进而对加工台上的工件通过锯切，完成工件的锯切。本发明提供的高速数控锯床控制方法以及相应的控制系统，有效扩展了锯床的功能和适用性，提高了锯床的作业效率和加工精度，降低了机加工产业的劳动强度，添补了市场空白。

Description

一种高速数控锯床控制系统及方法

技术领域

本发明涉及机加工控制系统技术领域，尤其涉及一种高速数控锯床控制系统及方法。

背景技术

现有锯床控制系统由于控制功能过于单一而无法适应日益复杂的锯切加工需求，当工件上存在多个锯切尺寸或者存在多个锯切数量时，往往需要操作工多次安放工件并通过多次测量才能完成批量零件的锯切。

因此，我们提出了一种高速数控锯床控制系统以完善锯床功能，提高锯切加工的精度和作业效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高速数控锯床控制系统及方法，扩展锯床的功能和适用性，提高锯床的工作效率和加工精度，降低机加工产业的劳动强度，填补市场空白。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高速数控锯床控制系统，包括主夹钳模块，通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件或者松开放置在工作台上的工件，数控送料定位模块指令定位驱动部件驱动定位块将工件的需加工传送至该高速数控锯床的加工基准面，实现尺寸的定位，送料夹钳将工件夹紧后，再指令定位驱动电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至加工区域进行工件尺寸的定位，送料夹钳模块通过驱动部件驱动定位块将工件的需加工工件夹紧，感应材料模块通过红外线或感应器对材料进行感应，判断有无材料，锯带调整模块由锯片对称的锯带夹具对锯带偏摆进行调整，达到锯带平衡切削，锯带进给模块指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯头定位至待锯切尺寸位置/指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令锯头退刀，锯带主轴箱传动模块数控系统发出指令主轴驱动电机旋转，带动齿轮减速箱降速以增大输出轴扭矩，通过变频器或主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求。

优选的，还包括一个在横梁驱动电机连接丝杠滑台模组上的锯带主轴箱传动模块，该锯带主轴箱传动模块用于通过对主轴电机的控制将工件的加工面锯切。

优选的，还包括送料自动定位工件尺寸定位模块，该送料自动定位工件尺寸定位模块采集并解析来自红外测距装置、激光测距装置或气动测量装置的检测数据，基于检测数据进行分析数控系统发出指令驱动送料伺服电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至加工区域进行工件尺寸的定位。

与前述高速数控锯床控制系统一一相对应，本发明还提供了相应的高速数控锯床控制方法，具体为：一种高速数控锯床控制方法，该高速数控锯床控制方法包括：

Step1装料步骤：指令送料驱动部件驱动送料夹钳松开自动定位在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，工件装载好后将送料夹钳夹紧；

Step2感应材料步骤：感应装置进行感应材料装载成功与否，否则反馈系统报警提示；

Step3第一段加工尺寸定位步骤：送料夹钳将工件夹紧后，再指令定位驱动电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至该高速数控锯床的主夹钳机构，实现第一段尺寸的定位；

Step4主夹钳夹紧步骤：通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件；

Step5锯带定位步骤：指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯带定位至准备锯切的位置；或者，指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令锯带退刀；

Step6锯带旋转步骤：通过锯带驱动装置令锯带主轴旋转从而带动锯带旋转，通过变频器或主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求；

Step7锯带锯切进给步骤：指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯带开始由准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止；或者，指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令主轴滑动座带动锯带复位。

优选的，所述Step1中，送料驱动部件为步进电机或伺服电机，送料夹钳驱动部件为液压缸或者气缸。

优选的，所述Step2中，感应装置通过采集和解析红外测距模块、激光测距模块或气动测量装置的检测器进行感应材料装载情况。

优选的，所述Step3中，送料驱动部件为步进电机或伺服电机。

优选的，所述Step4中，夹钳驱动部件为液压缸或者气缸，所述Step5中，驱动电机为步进电机或伺服电机。

优选的，所述Step6中，锯带驱动装置是三相异步电机/伺服主轴电机连接到锯床数字控制系统通过变频器/主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求。

优选的，所述Step7中，驱动电机是伺服电机连接到锯床数字控制系统通过伺服驱动器以实现可进行无级变速以满足进给锯切不同转速的要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的高速数控锯床控制方法以及相应的控制系统，不但可以单件自动加工，还可以自动化的实现工件的上料，连续自动送料，对不同尺寸不同数量的加工要求进行自动定位，自动压紧、自动判断有无工件以及进刀量的程序化控制，作业效率高，劳动强度低，产品一致性好，精度有保证。

2、通过送料夹钳模块、数控送料定位模块、感应材料模块、锯带调整模块、锯带进给模块、锯带主轴箱传动模块之间的协作，还可以进行工件的自动化倒角，扩充了现有锯床的功能和适用性，提高了锯床的性价比。

附图说明

图1为本发明高速数控锯床控制方法的控制流程示意图；

图2为本发明高速数控锯床控制系统的模块组成。

具体实施方式

除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

本发明的实施例中涉及的高速数控锯床控制方法用于控制的锯床包括锯床固定座、主夹钳机构、送料滑动座、送料机构、感应材料装置、送料机构、锯带主轴箱和送料自动定位机构，锯床滑动座通过丝杠滑台模组可滑动连接在锯床固定座上，锯带主轴箱滑动座通过丝杠滑台模组可滑动安装在横梁的滑动座上，主夹钳机构包括压料驱动部件和压料杆；送料自动定位机构包括定位驱动部件、送料机构、送料滑动座和送料夹钳，横梁上分别设置有锯带进给驱动装置及锯带进给机构包括主轴固定座、主轴滑动座及设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组。

其中，高速数控锯床控制系统包括主夹钳模块，通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件或者松开放置在工作台上的工件，数控送料定位模块指令定位驱动部件驱动定位块将工件的需加工传送至该高速数控锯床的加工基准面，实现尺寸的定位，送料夹钳将工件夹紧后，再指令定位驱动电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至加工区域进行工件尺寸的定位，送料夹钳模块通过驱动部件驱动定位块将工件的需加工工件夹紧，感应材料模块通过红外线或感应器对材料进行感应，判断有无材料，锯带调整模块由锯片对称的锯带夹具对锯带偏摆进行调整，达到锯带平衡切削，锯带进给模块指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯头定位至待锯切尺寸位置/指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令锯头退刀，锯带主轴箱传动模块数控系统发出指令主轴驱动电机旋转，带动齿轮减速箱降速以增大输出轴扭矩，通过变频器或主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求。

进一步地，该高速数控锯床控制系统还包括一个在横梁驱动电机连接丝杠滑台模组上的锯带主轴箱传动模块，该锯带主轴箱传动模块用于通过对主轴电机的控制将工件的加工面锯切。

进一步地，该高速数控锯床控制系统还包括送料自动定位工件尺寸定位模块，该送料自动定位工件尺寸定位模块采集并解析来自红外测距装置、激光测距装置或气动测量装置的检测数据，基于检测数据进行分析数控系统发出指令驱动送料伺服电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至加工区域进行工件尺寸的定位。

本发明还公开了一种高速数控锯床控制方法，参照附图可知，该高速数控锯床控制方法包括装料步骤Step1、感应材料步骤Step2、第一段加工尺寸定位步骤Step3、主夹钳夹紧步骤Step4、锯带定位Step5、锯带旋转步骤Step6、锯带锯切进给步骤Step7及锯带锯切完成步骤Step8。

Step1：装料步骤，指令送料驱动部件驱动送料夹钳松开自动定位在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，工件装载好后将送料夹钳夹紧；送料驱动部件可以是步进电机或伺服电机连接到锯床数字控制系统；送料夹钳驱动部件可以是液压缸或者气缸，液压缸或气缸的控制阀门电性连接到锯床数字控制系统，控制导通或关闭压料驱动部件的不同控制阀门，即可令紧固在液压缸或气缸伸缩杆上的压料杆伸出或缩回液压缸或气缸的缸体，从而将夹钳压紧或松开工件。

Step2：感应材料步骤，感应装置进行感应材料装载成功与否，否则反馈系统报警提示；感应装置可以通过采集和解析红外测距模块、激光测距模块或气动测量装置的检测器进行感应材料装载成功与否。

Step3：第一段加工尺寸定位步骤，送料夹钳将工件夹紧后，再指令送料驱动部件带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至该高速数控锯床的主夹钳机构，实现第一段尺寸的定位，送料驱动部件可以是步进电机或伺服电机连接到锯床数字控制系统以实现高精度定位。

Step4：主夹钳夹紧步骤，通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件，夹钳驱动部件可以是液压缸或者气缸，液压缸或气缸的控制阀门电性连接到锯床数字控制系统，控制导通或关闭压料驱动部件的不同控制阀门，即可令紧固在液压缸或气缸伸缩杆上的压料杆伸出或缩回液压缸或气缸的缸体，从而将夹钳压紧或松开工件。

Step5：锯带定位步骤，指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯带定位至准备锯切的位置；驱动电机可以是步进电机或伺服电机连接到锯床数字控制系统以实现高精度定位。

Step6：锯带旋转步骤，通过锯带驱动装置令锯带主轴旋转从而带动锯带旋转，锯带驱动装置可以是三相异步电机或伺服主轴电机连接到锯床数字控制系统通过变频器或主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求。

Step7：锯带锯切进给步骤，指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯带开始由准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止，驱动电机是伺服电机连接到锯床数字控制系统通过伺服驱动器以实现可进行无级变速以满足进给锯切不同转速的要求。

Step8：锯带锯切完成步骤，指令设置于主轴固定座和主轴滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令主轴滑动座带动锯带复位。

综上，本发明提供的高速数控锯床控制方法以及相应的控制系统，有效扩展了锯床的功能和适用性，提高了锯床的作业效率和加工精度，降低了机加工产业的劳动强度，添补了市场空白。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高速数控锯床控制系统，用于控制高速数控锯床的运行，该高速数控锯床包括：

锯床固定座、主夹钳机构、送料滑动座、送料机构、感应材料机构、送料夹钳、锯带主轴箱和送料自动定位机构；

锯床滑动座，其通过驱动电机带动滚珠丝杠滑台模组可滑动连接在锯床固定座上；

液压部件和锯片冷却部件，锯片排削部件；

送料自动定位机构包括定位驱动部件和定位块；

锯床固定座分别设置有锯头、锯头驱动装置及锯头调节机构，锯头调节机构包括锯头固定座、锯头滑动座及设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组，其特征在于，该高速数控锯床控制系统包括：

主夹钳模块，通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件/松开放置在工作台上的工件；

数控送料定位模块，指令定位驱动部件驱动定位块将工件的需加工传送至该高速数控锯床的加工基准面，实现尺寸的定位，送料夹钳将工件夹紧后，再指令定位驱动电机带动滚珠丝杠滑台模组带动送料夹钳将工件送至加工区域进行工件尺寸的定位；

送料夹钳模块，通过驱动部件驱动定位块将工件的需加工工件夹紧；

感应材料模块，通过红外线或感应器对材料进行感应，判断有无材料；

锯带调整模块，由锯片对称的锯带夹具对锯带偏摆进行调整，达到锯带平衡切削；

锯带进给模块，指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机旋转，将锯头定位至待锯切尺寸位置/指令设置于锯头固定座和锯头滑动座之间的丝杠滑台模组的驱动电机反转，令锯头退刀；及

锯带主轴箱传动模块，数控系统发出指令主轴驱动电机旋转，带动齿轮减速箱降速以增大输出轴扭矩，通过变频器或主轴驱动器以实现可进行无级变速以满足锯切不同转速的要求。

2.一种使用上述高速数控锯床的控制方法。

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