程控變頻定尺飛鋸的製作方法
2023-05-28 00:53:01
專利名稱：程控變頻定尺飛鋸的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種定尺切割金屬管材的設備，特別是一種程控變頻定尺飛鋸。
目前焊管行業連續生產線中用於定尺切割的飛鋸，主要有三種形式氣動機械式、電液驅動式和直流電機驅動式。氣動機械式飛鋸結構簡單，但工作中會有易造成誤差的缺點，且定尺調整較困難;電液驅動式飛鋸其定尺長度可調，但定尺精度會受油壓、溫度等因素影響，同時整體設備裝置的體積大、噪音高、耗能多、成本高且設備維護工作量大;直流電機驅動式飛鋸利用直流調速控制飛鋸小車的運行，這種鋸定尺精度高，但控制系統結構複雜，工作條件要求較高、難於維護。
本發明的目的在於設計了一種程控變頻定尺飛鋸，它是使用計算機控制交流電機來驅動飛鋸小車運行，整體採用閉環控制方式，具有精度高，結構簡單，成本低且維護方便的特點。
本發明的技術方案一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機械傳動裝置，其特徵在於飛鋸的動力控制裝置是由微機控制系統，變頻器及交流電機所組成，所說微機控制系統的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機的輸入端，交流電機的輸出軸接轉動變平動的機械傳動裝置的輸入端，機械傳動裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝於機械傳動裝置上的檢測裝置與微機系統連通。
上述飛鋸中的微機系統，是由通用計算機及外圍接口電路組成，其中外圍電路包括檢測裝置電路、計表分頻器電路、反饋裝置電路、鍵盤輸入裝置、存貯器、顯示器、D/A轉換器及通過I/O接口連接的鋸切電路裝置;所說的檢測裝置電路是由測速輥、光電編碼器及接近開關所構成，光電編碼器的輸出信號進入計數分頻器、計數分頻器的輸出接計算機信號輸入端，接近開關的位置輸出信號直接接計算機輸入端，反饋裝置採用另一光電編碼器構成，其反饋信號直接接計算機輸入端，鍵盤輸入裝置接計算機的數據輸入端，存貯器的數據線及控制線與計算機的數據線及控制線相連;計算機的狀態輸出端接顯示器，計算機數字輸出端通過D/A轉換器接變頻器輸入端，計算機的輸出控制信號通過I/O接口分別接變頻器及鋸切裝置內的電磁閥。
上述飛鋸中與微機系統輸出端相連接的交頻器的硬體連線為其電源輸入端經斷路器及電抗器接外接交流電源，其輸出端接交流電機的輸入端，交流電機內部裝有電磁製動裝置，該裝置的1.4輸入端接斷路器的輸出端，當斷路器閉合後，電磁製動釋放，斷路器斷開時，電磁製動抱閘。
上述飛鋸中與交流電機的輸出軸相連接的轉動變平動的機械傳動裝置是由減速機及齒輪齒條所組成，電機輸出端與減速機輸入相連接，減速機輸出連接齒輪，齒輪嚙合齒條、齒條連接飛鋸小車。
本發明的工作原理及工作過程為首先用計算機控制變頻器、對交流電機進行調速，使其準確跟隨生產線的速度進行動態速度跟蹤，同時採用兩套光電編碼器作檢測裝置，分別監測鋼管的速度和長度及飛鋸小車追蹤的速度和追蹤行程，採用速度、長度雙閉環的控制方式、對速度和長度進行即時微調，從而控制飛鋸小車與管速度的嚴格同步、保證鋸切的定尺精度。其工作過程為壓在鋼管上的測速輥帶動光電編碼器旋轉，監測鋼管的運行速度和記錄鋼管的長度，計算機對測速脈衝進行計數、分頻，輸出相應的速度控制信號、經D/A轉換器送往變頻器，由變頻器驅動交流電機，且依機械傳動裝置控制小車的追蹤、同步與返回。鋸切信號作為每一周期的開始，先放鋼管走出一定預伸量後，計算機發出夾緊、下鋸命令，經I/O接口控制鋸切裝置動作。計算機從反饋裝置得到反饋信號與給定速度比較、調節，從而控制變頻器、電機及飛鋸小車的運行速度，從而控制定尺的精度，計算機採用接近開關，達到無累計誤差，準確定位。微機控制系統的輸出接變頻器的控制輸入端，其中來自D/A轉換器的電壓信號(0-5V)控制電機轉速、來自I/O接口的正、反轉及停止信號控制電機的正、反轉運行及停車。
本發明的優越性在於1、結構簡單，可採用各種通用部件組合;2、構思巧妙，利用計算機通過變頻器控制交流電機運行，既提高了工作性能，又降低了製作成本;3、保證了精度要求，可以迅速、準確實行鋸切，定尺精度可達±2.5mm;4、易於維護。
以下結合附圖及實施例進一步說明本技術。
附
圖1為本發明所涉程控變頻定尺飛鋸的整體結構示意圖。
附圖2為本發明所涉程控變頻定尺飛鋸的工作原理框圖。
附圖3為本發明所涉程控變頻定尺飛鋸的微機控制系統框圖。
附圖4為本發明所涉程控變頻定尺飛鋸的控制系統的硬體連接圖。
其中1為微機操作臺，2為變頻驅動櫃，3為光電編碼器，4為交流電機，5為減速機，6為齒輪，7為齒條，8為小車，9為鋸切電機，10為鋸片，11為夾緊裝置，12為鋼管，13為測速輥，14為光電編碼器，15為軌道，A、B、C、N為外接交流電源，ZK為斷路器，GQ1、GQ2、GQ3為電抗器，L1、L2、L3為變頻器電源輸入端，BZ為交流電機內的電磁製動裝置。
實施例一種程控變頻定尺飛鋸(見圖1-2)，包括飛鋸小車(即小車8、鋸切電機9、鋸片10、夾緊裝置11)及機械傳動傳置(即減速機5、齒輪6、齒條7)，其特徵在於飛鋸的動力控制裝置是由微機控制系統(即微機操作臺1)、交頻器(即變頻驅動櫃2)及交流電機4所組成，所說微機操作臺的輸出端與變頻驅動櫃輸入端連接，交頻驅動櫃輸出端接交流電機的輸入端，交流電機的輸出軸接行星擺線式減速機輸入，減速機的輸出接齒輪，齒輪嚙合齒條，齒條連接軌道15上的小車8，反饋光電編碼器3與齒輪6同軸連接，小車上裝有夾緊裝置11與鋸切電機9，鋸切電機帶動鋸片10轉動，按照計算機的控制信號工作，在線的鋼管12帶動測速輥13旋轉使與測速輥同軸連接的光電編碼器14發出測速脈衝信號送給計算機，計算機根據測速脈衝發出相應的控制信號使整體設備運行。
計算機採用通用計算機，變頻器可採用FVRG7S型，交流電機可採用YEJ型制動電機。
權利要求
1.一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機械傳動裝置，其特徵在於飛鋸的動力控制裝置是由微機控制系統，變頻器及交流電機所組成，所說微機控制系統的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機的輸入端，交流電機的輸出軸接轉動變平動的機械傳動裝置的輸入端，機械傳動裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝於機械傳動裝置上的檢測裝置與微機系統連通。
2.由權利要求1所述的程控變頻定尺飛鋸，其特徵在於所說的微機控制系統是由通用計算機及外圍接口電路組成，其中外圍電路包括檢測裝置電路，計表分頻器電路、反饋裝置電路、鍵盤輸入裝置、存貯器、顯示器、D/A轉換器及通過I/O接口連接的鋸切電路裝置;所說的檢測裝置電路是由測速輥、光電編碼器及接近開關所構成，光電編碼器的輸出信號進入計數分頻器、計數分頻器的輸出接計算機信號輸入端，接近開關的位置輸出信號直接接計算機輸入端，反饋裝置採用另一光電編碼器構成，其反饋信號直接接計算機輸入端，鍵盤輸入裝置接計算機的數據輸入端，存貯器的數據線及控制線與計算機的數據線及控制線相連;計算機的狀態輸出端接顯示器，計算機數字輸出端通過D/A轉換器接變頻器輸入端，計算機的輸出控制信號通過I/O接口分別接變頻器及鋸切裝置內的電磁閥。
3.由權利要求1所說的程控變頻定尺飛鋸，其特徵在於所說飛鋸中與微機系統輸出端相連接的交頻器的硬體連線為其電源輸入端經斷路器及電抗器接外接交流電源，其輸出端接交流電機的輸入端，交流電機內部裝有電磁製動裝置，該裝置的1.4輸入端接斷路器的輸出端，當斷路器閉合後，電磁製動釋放，斷路器斷開時，電磁製動抱閘。
4.由權利要求1所說的程控變頻定尺飛鋸，其特徵在於所說的飛鋸中與交流電機的輸出軸相連接的轉動變平動的機械傳動裝置是由減速機及齒輪齒條所組成，電機輸出端與減速機輸入相連接，減速機輸出連接齒輪，齒輪嚙合齒條、齒條連接飛鋸小車，其中減速機採用行星擺線式減速機。
全文摘要
一種程控變頻定尺飛鋸，包括飛鋸小車及機械傳動裝置，其特徵在於飛鋸的動力控制裝置是由微機控制系統，變頻器及交流電機所組成，所說微機控制系統的輸出端接交頻器的輸入端，交頻器的輸出端接交流電機的輸入端，交流電機的輸出軸接轉動變平動的機械傳動裝置的輸入端，機械傳動裝置的輸出端接飛鋸小車的輸入端，裝於機械傳動裝置上的檢測裝置與微機系統連通。本發明的優越性在於1、結構簡單；2、成本低；3、精度高；4、便於維護。
文檔編號B23D45/18GK1108982SQ9411841
公開日1995年9月27日 申請日期1994年12月3日 優先權日1994年12月3日
發明者黃明, 李士華, 黃輝, 李士惠 申請人:李士華