CN111975109A - 一种高速数控锯床控制系统及方法 - Google Patents

一种高速数控锯床控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速数控锯床控制系统及方法，属于机加工控制系统技术领域，包括装料机构、输送机构、夹持感应机构、夹持机构、定位感应机构以及锯切机构，装料机构安装在输送机构的一旁，并且夹持机构、定位感应机构以及锯切机构固定在输送机构上，夹持感应机构安装在夹持机构上，均受控于PLC，指令送料驱动部件驱动装料机构在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，定位感应机构每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构下降夹持工件，夹持机构下降至工件夹持区域，夹持后，锯切机构驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。

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，特别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
本发明的目的在于提供一种高速数控锯床控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速数控锯床控制系统，包括装料机构、输送机构、夹持感应机构、夹持机构、定位感应机构以及锯切机构，装料机构安装在输送机构的一旁，并且夹持机构、定位感应机构以及锯切机构固定在输送机构上，夹持感应机构安装在夹持机构上，均受控于PLC，其中：
所述的装料机构驱动钳的开松自动定位工件，并将上料后的工件夹紧放置到输送机构上运输，定位感应机构设置在输送机构的侧壁上，在经过的工件遮挡定位感应机构的线，反馈至夹持机构，并控制其下降，输送机构上用于工件夹持区域上的压力传感器感应表面的压力变化，压力变小，则输送机构停止工作，夹持感应机构控制发射的感应线反馈感应材料装载成功与否，装载成功后夹持感应机构发出信号至锯切机构转动，并控制夹持机构水平移动，完成锯切，装载不成功，并输出信号至声光报警，完成报警。
进一步地，装料机构包括装料壳、装料左钳、装料右钳、主杆以及与电机连接的转轴，主杆的一端装料左钳与连接，主杆安装在装料壳上，装料左钳的轴承上贯穿旋转的转轴，并在转轴的外壁上固定装料右钳，装料右钳跟随转轴旋转，夹持需锯切的工件。
进一步地，输送机构包括第一运输带、支撑架、马达和第二运输带，两组支撑架分别与第一运输带和第二运输带连接，用于支撑，马达通过皮带驱动第一运输带运作。
进一步地，夹持机构包括第一气缸、第二气缸、第三气缸、横板、气缸座和横梁，横梁横跨第一运输带的顶部两端，第一气缸安装在横梁下，并且第一气缸的水平伸缩端与第二气缸连接，第二气缸的竖直伸缩端连接横板，横板的下表面一端连接挡板，气缸座固定在挡板的侧壁上，第三气缸安装在气缸座内，第三气缸水平伸缩端上连接的杆体穿过挡板连接夹板，第三气缸用于控制夹板水平移动与挡板配合完成夹持工件。
进一步地，夹持感应机构包括第一收发一体管和LED，第一收发一体管安装在挡板和夹板之间，LED固定在横板上，第一收发一体管发射的线感应挡板和夹板之间是否有工件，并发送信号至LED。
进一步地，定位感应机构包括第二收发一体管和扬声器，第二收发一体管和扬声器安装在工件夹持区域一旁的第一运输带上，第二收发一体管每隔s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构下降夹持工件，未检测到工件，并发送信号至扬声器。
进一步地，锯切机构包括直线电机和锯带件，直线电机安装在第一运输带上，直线电机的输出端连接锯带件，并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。
本发明提出的另一种技术方案：一种高速数控锯床控制的方法，包括以下步骤：
S1：装料：指令送料驱动部件驱动装料机构在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，工件装载好后将驱动钳夹紧工件，并将工件放置到输送机构上运输；
S2：定位感应：定位感应机构每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构下降夹持工件，未检测到工件，并发出语音提醒；
S3：第一段加工尺寸定位：夹持机构下降至工件夹持区域，并控制钳子张开，完成其工件的一段固定；
S4：主夹钳夹紧：通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件，并带动上升；
S5：锯带定位：夹持感应机构内发射的线感应是否夹持工件，夹持后，并移动至准备锯切的位置/指令设置于之间的丝杠滑台模组的锯切机构完成退刀；
S6：锯带旋转：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；
S7：锯带锯切进给：锯切机构驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。
进一步地，步骤S2中，感应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。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种高速数控锯床控制系统及方法，指令送料驱动部件驱动装料机构在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，定位感应机构每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构下降夹持工件，未检测到工件，并发出语音提醒，夹持机构下降至工件夹持区域，并控制钳子张开，并带动上升，夹持后，并移动至准备锯切的位置/指令设置于之间的丝杠滑台模组的锯切机构完成退刀，锯带旋转：通过锯带驱动装置令锯带主轴旋转从而带动锯带旋转，锯带锯切进给，锯切机构驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的装料机构结构图；
图3为本发明的内部结构图；
图4为本发明的夹持机构结构图；
图5为本发明的提出的另一种夹持机构结构图；
图6为本发明的提出的流程图。
图中：1、装料机构；11、装料壳；12、装料左钳；13、装料右钳；14、主杆；15、转轴；2、输送机构；21、第一运输带；22、支撑架；23、马达；24、第二运输带；3、夹持感应机构；31、第一收发一体管；32、LED；4、夹持机构；41、第一气缸；42、第二气缸；43、第三气缸；44、横板；441、挡板；45、气缸座；46、横梁；47、夹板；5、定位感应机构；51、第二收发一体管；52、扬声器；6、锯切机构；61、直线电机；62、锯带件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，一种高速数控锯床控制系统，包括装料机构1、输送机构2、夹持感应机构3、夹持机构4、定位感应机构5以及锯切机构6，装料机构1安装在输送机构2的一旁，并且夹持机构4、定位感应机构5以及锯切机构6固定在输送机构2上，夹持感应机构3安装在夹持机构4上，均受控于PLC，其中：
装料机构1驱动钳的开松自动定位工件，并将上料后的工件夹紧放置到输送机构2上运输，定位感应机构5设置在输送机构2的侧壁上，在经过的工件遮挡定位感应机构5的线，反馈至夹持机构4，并控制其下降，输送机构2上用于工件夹持区域上的压力传感器感应表面的压力变化，压力变小，则输送机构2停止工作，夹持感应机构3控制发射的感应线反馈感应材料装载成功与否，装载成功后夹持感应机构3发出信号至锯切机构6转动，并控制夹持机构4水平移动，完成锯切，装载不成功，并输出信号至声光报警，完成报警，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，锯带件62平衡切削。
请参阅图2，装料机构1包括装料壳11、装料左钳12、装料右钳13、主杆14以及与电机连接的转轴15，主杆14的一端装料左钳12与连接，主杆14安装在装料壳11上，装料左钳12的轴承上贯穿旋转的转轴15，并在转轴15的外壁上固定装料右钳13，装料右钳13跟随转轴15旋转，夹持需锯切的工件，利用电机旋转控制转轴15同步旋转，让装料右钳13以转轴15为核心转，完成与装料左钳12夹持。
请参阅图3，输送机构2包括第一运输带21、支撑架22、马达23和第二运输带24，两组支撑架22分别与第一运输带21和第二运输带24连接，用于支撑，马达23通过皮带驱动第一运输带21运作，第一运输带21旋转带动工件移动，移动至指定的位置。
定位感应机构5包括第二收发一体管51和扬声器52，第二收发一体管51和扬声器52安装在工件夹持区域一旁的第一运输带21上，第二收发一体管51每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构4下降夹持工件，未检测到工件，并发送信号至扬声器52，而夹持锯切的时间在25s内，锯切结束后落在运输带上，运输带继续移动，并且时间在29s，等待下一批工件移动至感应工件夹持区域，30s时，检测感应工件。
锯切机构6包括直线电机61和锯带件62，直线电机61安装在第一运输带21上，直线电机61的输出端连接锯带件62，并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。
请参阅图4，夹持感应机构3包括第一收发一体管31和LED32，第一收发一体管31安装在挡板441和夹板47之间，LED32固定在横板44上，第一收发一体管31发射的线感应挡板441和夹板47之间是否有工件，并发送信号至LED32。
夹持机构4包括第一气缸41、第二气缸42、第三气缸43、横板44、气缸座45和横梁46，横梁46横跨第一运输带21的顶部两端，第一气缸41安装在横梁46下，并且第一气缸41的水平伸缩端与第二气缸42连接，第二气缸42的竖直伸缩端连接横板44，横板44的下表面一端连接挡板441，气缸座45固定在挡板441的侧壁上，第三气缸43安装在气缸座45内，第三气缸43水平伸缩端上连接的杆体穿过挡板441连接夹板47，第三气缸43用于控制夹板47水平移动与挡板441配合完成夹持工件。
请参阅图6，为了更好的展现数控锯床控制系统的控制流程，本实施例现提出一种高速数控锯床控制的方法，包括以下步骤：
步骤一：装料：指令送料驱动部件驱动装料机构1在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，工件装载好后将驱动钳夹紧工件，并将工件放置到输送机构2上运输；
步骤二：定位感应：定位感应机构5每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构4下降夹持工件，未检测到工件，并发出语音提醒，感应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；
步骤三：第一段加工尺寸定位：夹持机构4下降至工件夹持区域，并控制钳子张开，完成其工件的一段固定；
步骤四：主夹钳夹紧：通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件，并带动上升；
步骤五：锯带定位：夹持感应机构3内发射的线感应是否夹持工件，夹持后，并移动至准备锯切的位置/指令设置于之间的丝杠滑台模组的锯切机构6完成退刀；
步骤六：锯带旋转：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；
步骤七：锯带锯切进给：锯切机构6驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。
实施例二：
请参阅图5，利用插销与两端的钳夹活动连接，并且利用动力带动中间的杆往复移动时，带动两端的钳夹相对旋转，从而完成夹持的工作，本夹持只需要一个动力，而避免采用多个气缸的方式，减少整体器械的成本，夹持的力度降低10％，足够对工件夹持。
综上所述：本高速数控锯床控制系统及方法，指令送料驱动部件驱动装料机构1在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，定位感应机构5每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构4下降夹持工件，未检测到工件，并发出语音提醒，夹持机构4下降至工件夹持区域，并控制钳子张开，并带动上升，夹持后，并移动至准备锯切的位置/指令设置于之间的丝杠滑台模组的锯切机构6完成退刀，锯带旋转：通过锯带驱动装置令锯带主轴旋转从而带动锯带旋转，锯带锯切进给，锯切机构6驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。
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披露的技术范围内，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 (9)

1.一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，包括装料机构(1)、输送机构(2)、夹持感应机构(3)、夹持机构(4)、定位感应机构(5)以及锯切机构(6)，装料机构(1)安装在输送机构(2)的一旁，并且夹持机构(4)、定位感应机构(5)以及锯切机构(6)固定在输送机构(2)上，夹持感应机构(3)安装在夹持机构(4)上，均受控于PLC，其中：
所述的装料机构(1)驱动钳的开松自动定位工件，并将上料后的工件夹紧放置到输送机构(2)上运输，定位感应机构(5)设置在输送机构(2)的侧壁上，在经过的工件遮挡定位感应机构(5)的线，反馈至夹持机构(4)，并控制其下降，输送机构(2)上用于工件夹持区域上的压力传感器感应表面的压力变化，压力变小，则输送机构(2)停止工作，夹持感应机构(3)控制发射的感应线反馈感应材料装载成功与否，装载成功后夹持感应机构(3)发出信号至锯切机构(6)转动，并控制夹持机构(4)水平移动，完成锯切，装载不成功，并输出信号至声光报警，完成报警。
2.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，装料机构(1)包括装料壳(11)、装料左钳(12)、装料右钳(13)、主杆(14)以及与电机连接的转轴(15)，主杆(14)的一端装料左钳(12)与连接，主杆(14)安装在装料壳(11)上，装料左钳(12)的轴承上贯穿旋转的转轴(15)，并在转轴(15)的外壁上固定装料右钳(13)，装料右钳(13)跟随转轴(15)旋转，夹持需锯切的工件。
3.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，输送机构(2)包括第一运输带(21)、支撑架(22)、马达(23)和第二运输带(24)，两组支撑架(22)分别与第一运输带(21)和第二运输带(24)连接，用于支撑，马达(23)通过皮带驱动第一运输带(21)运作。
4.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，夹持机构(4)包括第一气缸(41)、第二气缸(42)、第三气缸(43)、横板(44)、气缸座(45)和横梁(46)，横梁(46)横跨第一运输带(21)的顶部两端，第一气缸(41)安装在横梁(46)下，并且第一气缸(41)的水平伸缩端与第二气缸(42)连接，第二气缸(42)的竖直伸缩端连接横板(44)，横板(44)的下表面一端连接挡板(441)，气缸座(45)固定在挡板(441)的侧壁上，第三气缸(43)安装在气缸座(45)内，第三气缸(43)水平伸缩端上连接的杆体穿过挡板(441)连接夹板(47)，第三气缸(43)用于控制夹板(47)水平移动与挡板(441)配合完成夹持工件。
5.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，夹持感应机构(3)包括第一收发一体管(31)和LED(32)，第一收发一体管(31)安装在挡板(441)和夹板(47)之间，LED(32)固定在横板(44)上，第一收发一体管(31)发射的线感应挡板(441)和夹板(47)之间是否有工件，并发送信号至LED(32)。
6.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，定位感应机构(5)包括第二收发一体管(51)和扬声器(52)，第二收发一体管(51)和扬声器(52)安装在工件夹持区域一旁的第一运输带(21)上，第二收发一体管(51)每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构(4)下降夹持工件，未检测到工件，并发送信号至扬声器(52)。
7.如权利要求1所述的一种高速数控锯床控制系统，其特征在于，锯切机构(6)包括直线电机(61)和锯带件(62)，直线电机(61)安装在第一运输带(21)上，直线电机(61)的输出端连接锯带件(62)，并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。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的高速数控锯床控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：装料：指令送料驱动部件驱动装料机构(1)在送料架基准点处进行装载的需锯切的工件，工件装载好后将驱动钳夹紧工件，并将工件放置到输送机构(2)上运输；
S2：定位感应：定位感应机构(5)每隔30s感应工件夹持区域上是否有工件，并发送信号至PLC，检测到工件则驱动夹持机构(4)下降夹持工件，未检测到工件，并发出语音提醒；
S3：第一段加工尺寸定位：夹持机构(4)下降至工件夹持区域，并控制钳子张开，完成其工件的一段固定；
S4：主夹钳夹紧：通过驱动部件驱动夹钳夹紧放置在工作台上的工件，并带动上升；
S5：锯带定位：夹持感应机构(3)内发射的线感应是否夹持工件，夹持后，并移动至准备锯切的位置/指令设置于之间的丝杠滑台模组的锯切机构(6)完成退刀；
S6：锯带旋转：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；
S7：锯带锯切进给：锯切机构(6)驱动电机旋转，从准备锯切的位置开始进行锯切进给至指令终止/指令，并控制锯带工作。
9.根据权利要求8所述的一种高速数控锯床控制的方法，其特征在于，步骤S2中，感应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。
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