CN201136069Y - 数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，它包括一块由铁磁材料构成的感应片、以及一对与感应片配套使用的近接感应开关。所述感应片通过一根连杆固定在数控剪板机的曲轴上，与曲轴呈同轴旋转状态。所述一对近接感应开关通过一个支架固定在与感应片旋转圆周轨迹平行、且轴向偏移量在感应范围内的位置上。该对近接感应开关分别用于采集数控剪板机的切刀在即将剪切闭合和上提离开之后这两种状态下的脉冲感应信号。其结构简单、采样可靠、实用性强，能根据所采集的信号确定数控剪板机中板料进给的开与停，从而与剪切动作协调同步，实现板材剪切与进给的连续自动运行。

Description

数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及数控金属板材剪板机，具体地指一种数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置。

背景技术

剪板机是金属板材加工的常用设备。传统剪板机一般采用手动操作，其工作原理为：电动机通过皮带轮系减速带动大带轮转动，大带轮通过离合器与曲轴相连，离合器则由拉杆通过踏板控制。当离合器松开时，大带轮处于空转状态；当踩下踏板时，离合器合上，大带轮带动曲轴同轴旋转，并通过连杆及滑块使切刀作上下往复运动，完成剪切动作。当松开踏板时，离合器脱开，制动器能立即制动曲轴，并使其停在最高位置。该剪板机的优点是简单实用，但精度差、自动化程度低、工人劳动强度大，且被加工板材的进给量由后挡板定位，容易产生误差，尤其是对于尺寸不一的剪切加工而言，后挡板调节费时费力，效率低下。

为了解决上述问题，科研人员将计算机技术应用到传统剪板机中，设计出了各种数控剪板机。数控剪板机将待剪板材的送料机构与剪切机构组合为一体，由程序控制电机驱动丝杠或齿轮齿条等精密传动装置，完成待剪板材的定量进给和剪切。由于先进的程序控制取代了简陋的踏板开关，剪板机可以在一个程序周期内使离合器稳定地处于常闭状态，从而实现高效率的连续数控剪切。但现有的数控剪板机中，板材的剪切与进给分别由各自独立的动力机构和传动机构完成，其一为纵向运动的板材进给，其二为垂直往复运动的剪切，在送料机构运动时，剪切刀必须处于开启状态，而在剪切刀闭合剪切时，送料系统必须处于静止状态，实际运行过程中两者之间容易出现动作偏差，如何使其能协调同步地工作，就成了科研人员急需解决的难题。

发明内容

本实用新型的宗旨就是要克服上述现有技术所存在的缺陷，提供一种数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，根据所采集的信号来确定数控剪板机中板料进给的开与停，从而与剪切动作协调同步，实现板材剪切与进给的连续自动运行。

为实现上述目的，本实用新型所设计的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，包括一块由铁磁材料构成的感应片、以及一对与感应片配套使用的近接感应开关。所述感应片通过一根连杆固定在数控剪板机的曲轴上，与曲轴呈同轴旋转状态。所述一对近接感应开关通过一个支架固定在与感应片旋转圆周轨迹平行、且轴向偏移量在感应范围内的位置上。该对近接感应开关分别用于采集数控剪板机的切刀在即将剪切闭合和上提离开之后这两种状态下的脉冲感应信号。

进一步地，所述感应片通过连杆固定在曲轴的任一侧端面上，这样安装和操作都比较简单，也容易实现。

进一步地，所述支架上开设有与感应片旋转圆周轨迹半径相同的扇形槽，所述一对近接感应开关固定在所述扇形槽内。这样，所述近接感应开关可以在所述扇形槽内移动调整定位，使其中一个近接感应开关与切刀在即将切下时段内的位置对应，另一个近接感应开关与切刀在上提离开之后的位置对应，便于调整信号采集的位置。

本实用新型通过对与曲轴同步旋转的感应片所处位置和角度的检测，来确定切刀在垂直方向所处的位置，并根据所采集的信号控制送料机构的进给运动，其优点在于：它可以对切刀和板料所处位置着出明确判断，使数控剪板机的送料机构与剪切机构准确、高效地协调动作，实现剪板和进给的连续自动运行。并且，该信号采集装置原理清晰、结构简单、采样可靠、实用性强。

附图说明

图1为一种数控剪板机的整体结构示意图；

图2为该数控剪板机的剪切机构工作原理和本实用新型安装位置的示意图；

图3为本实用新型的放大结构示意图；

图4为图3的侧视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

如图1～2所示，数控剪板机由剪切机构15和送料机构14两大单元组成。送料机构14的进给用伺服电机13驱动进给丝杆12旋转，带动进给夹钳11实现板材纵向运动。剪切机构15的剪切用电机10通过皮带轮系9、离合器16与曲轴6相连，离合器16由控制器22自动实现与曲轴6的连接或脱开，曲轴6通过活动连杆17驱动安装在导轨18中的滑块21上下往复运动，使切刀20完成剪切动作。当离合器16脱开时，制动器18能立即制动曲轴6，使其停留在最高位置。

上述剪切机构15和送料机构14分别由独立的动力源和传动系统构成，若要实现准确的数控剪切，必须使二者的运动协调统一起来，即在送料机构14运动时，剪切机构15的切刀20必须处于开启状态，而在切刀20闭合时，送料机构14必须处于静止状态。

由于切刀20的垂直往复运动是由皮带轮系9通过离合器16带动曲轴6旋转实现的，显然切刀20在垂直方向所处的位置与曲轴6转动的角度有一一对应的关系。曲轴6转动一周(360°)，则切刀20完成一个垂直往复运动。所以只要检测到曲轴6上部分点的角度位置，即可对应地确定切刀20的相应位置。这样对切刀20特定位置的判断，就转变为对曲轴6转动特征角度的检测。本实用新型正是依据曲轴6与切刀20的上述运动规律，将数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置23设置在曲轴6的端面上。

如图3～4所示，本实用新型的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置23，主要由一块感应片8、连杆7、支架2和一对近接感应开关4组成。感应片8采用普通铁片制成，尺寸要求无严格限制，面积为20mm×20mm、厚度为2～3mm即可。感应片8固定在连杆7的一端，采用焊接、铆接、螺纹联结、胶粘均可。连杆7的另一端则固定在曲轴6的端面上，从工艺和操作等的角度考虑，一般固定在与皮带轮系9相对的制动器18一端，各种联接方式均可，但要牢固可靠，使感应片8能随曲轴6作同轴旋转圆周运动，无相对滑动和脱落。

支架2用于安装一对近接感应开关4，为避免产生误信号或噪声，支架2的材料应避免选用金属，采用塑料、环氧树脂、酚醛或尼龙材料均可。支架2上开设有两个扇形槽3，扇形槽3的扇形半径与感应片8旋转圆周轨迹半径相同。支架2通过螺栓连接件5固定在数控剪板机的机体1上，不随曲轴6旋转，其扇形槽3的圆心与曲轴6轴心线重合。一对近接感应开关4固定在扇形槽3内，其安装角度可以依扇形槽3作适度调整，使其中一个近接感应开关4与切刀20在即将切下时段内的位置对应，另一个近接感应开关4与切刀20在上提离开之后的位置对应。同时，应保持一对近接感应开关4与感应片8的轴向偏移量在2～4mm的有效感应距离之内，确保同步信号采集准确可靠。当感应片8通过近接感应开关4时，将产生一个脉冲信号，采集到这个脉冲信号就可以知道切刀20所处的位置。

本实用新型的工作过程主要是对切刀20闭合与开启的状态进行明确判断，具体调试时，可以这样设置感应片8与一对近接感应开关4的位置：

1)感应片8在切刀20处于上始点的停机状态时，位于其旋转圆周轨迹的正下方，角度为0°。

2)显然，与曲轴6同步旋转后，感应片8在切刀20处于下始点的切下状态时，位于其旋转圆周轨迹的正上方，角度为180°。

3)在切刀20即将切下的位置，即感应片8位于其旋转圆周轨迹大于90°、小于180°之处，设置一个近接感应开关4，该处所采集的脉冲信号称为同步信号I。

4)在切刀20离开切下位置一段距离后，即感应片8位于其旋转圆周轨迹大于180°、小于270°之处，设置另一个近接感应开关4，该处所采集的脉冲信号称为同步信号II。

这样，当同步信号I发出脉冲后，切刀20即将闭合，此时送料机构14停止运动，切刀20完成剪切动作。随后切刀20上提，脱离闭合状态，同步信号II发出脉冲后，切刀20处于开启状态，送料机构14开始送料，待到同步信号I触发后再度停止。由此周而复始，使数控剪板机准确高效地完成自动连续剪切工作。

Claims (5)

1.一种数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，包括一块由铁磁材料构成的感应片(8)、以及一对与感应片(8)配套使用的近接感应开关(4)，其特征在于：所述感应片(8)通过一根连杆(7)固定在数控剪板机的曲轴(6)上，与曲轴(6)呈同轴旋转状态；所述一对近接感应开关(4)通过一个支架(2)固定在与感应片(8)旋转圆周轨迹平行、且轴向偏移量在感应范围内的位置上，分别用于采集数控剪板机的切刀(20)在即将剪切闭合和上提离开之后这两种状态下的脉冲感应信号。

2.根据权利要求1所述的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，其特征在于：所述感应片(8)通过连杆(7)固定在曲轴(6)的任一侧端面上。

3.根据权利要求1或2所述的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，其特征在于：所述支架(2)上开设有与感应片(8)旋转圆周轨迹半径相同的扇形槽(3)，所述一对近接感应开关(4)固定在所述扇形槽(3)内，其中一个近接感应开关(4)与所述切刀(20)在即将切下时段内的位置对应，另一个近接感应开关(4)与所述切刀(20)在上提离开之后的位置对应。

4.根据权利要求1或2所述的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，其特征在于：所述感应片(8)与所述一对近接感应开关(4)的轴向偏移量为2～4mm。

5.根据权利要求3所述的数控剪板机的剪切与进给同步信号采集装置，其特征在于：所述感应片(8)与所述一对近接感应开关(4)的轴向偏移量为2～4mm。

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