一种飞锯机自动控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种飞锯机自动控制系统，所述飞锯机包括锯片传动机构、落锯锯切机构和钢管夹紧机构，所述系统包括与主控制器连接，用于检测待切割钢管的输送速度及输送位置的定尺测长装置；与主控制器连接，用于按照主控制器的控制命令，控制锯片传动机构以匀加速直线运动进行行走的伺服电机；以及作为控制中心的主控制器，该主控制器用于在定尺测长装置检测到待切割钢管的输送位置到达指定位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。本实用新型专利技术操作安全简便，生产效率高，锯片寿命高，运行成本低，设备故障率低，维修方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动控制系统，具体的说是涉及一种适用于钢管切割控制用的飞锯机自动控制系统。
技术介绍
在飞锯机进行钢管切割加工时需要满足下述基本工艺要求：(1)在其进行锯切过程中，飞锯机的锯片必须和运动的管材同步，以保证在锯切过程中，锯片既要绕锯轴转动(施加锯切力和锯切功率)，又要与管材以相同的速度移动(保证管材的被切割面平直)；(2)飞锯机需要能够锯切不同的定尺长度；(3)且飞锯机要保证锯切的切口平直，即在整个锯切过程中，锯片都应和钢管轴线垂直，并且要是锯切头部分不弯不扁。要达到以上工艺要求，就需对飞锯机的锯切过程进行有效控制，但目前，我国80％以上的高频焊管、冷弯机组仍在采用传统的气动飞锯，因气动飞锯性能种种不足，如定尺误差大(一般在±10mm以上)，焊管速度耗能大，机械寿命短等原因，造成人力、物力、财力上的浪费，因此需要设计一种能够克服上述不足的新型飞锯电控系统弥补了气动飞锯的不足。
技术实现思路
鉴于已有技术存在的缺陷，本技术的目的是要提供一种能够实现钢管在线切割自动控制的飞锯机自动控制系统。为了实现上述目的，本技术的技术方案：一种飞锯机自动控制系统，所述飞锯机包括锯片传动机构、落锯锯切机构和钢管夹紧机构，其特征在于：所述系统包括与主控制器连接，用于实时检测待切割钢管的输送速度及输送位置的定尺测长装置；与主控制器连接，用于按照主控制器的控制命令，控制锯片传动机构以匀加速直线运动进行行走的伺服电机；以及作为控制中心的主控制器，该主控制器用于在定尺测长装置检测到待切割钢管的输送位置到达指定位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。进一步的，所述定尺测长装置包括：测长辊以及安装在所述测长辊上的编码器；该定尺测长装置通过编码器以及测长辊检测待切割钢管的输送速度的当前输送位置或者称之为当前输送长度。进一步的，所述主控制器包括：作为控制中心的主控芯片；与所述主控芯片连接，作为驱动单元的功率模块；以及用于与上位机进行通信以及数据传输的通信总线。优选的，所述通信总线采用profinet接口模块。进一步的，所述自动控制系统还设置有触摸控制屏，通过该触摸控制屏完成相关切割控制参数设定。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术实现了对飞锯机设备的自动化控制且操作安全简便，生产效率高、锯片寿命高、运行成本低、更换铣切刀片方便、快捷；其通过伺服电机使得锯片传动机构以匀加速直线运动进行行走，以防止锯车瞬间速度过大造成机器损坏以及误报警等问题；且通过控制落锯锯切机构锯车上刀片对待切割钢管进行切割，具有切口质量好，设备故障率低，维修方便等优点。附图说明图1为本技术所述飞锯机自动控制系统电路原理示意图；图2为本技术所述伺服控制原理实例图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进行进一步详细说明。鉴于现有的飞锯机多由固定轨道和移动小车组成。其移动小车上装有锯片传动机构、落锯锯切机构和钢管夹紧机构等元件，以相互配合完成钢管切割工序。且在飞锯机进行飞锯工艺时，锯车的工作循环是严格按照一定的时序动作的，如果有一个环节出现差错，将导致工作的失败。因此，各个工序的精确控制就显得尤为重要，以避免事故的发生。基于上述问题，本技术设计了一种新型的飞锯机自动控制系统，其通过定尺测长装置检测待切割钢管的输送速度及钢管输送长度；且通过控制伺服电机使得锯片传动机构上的锯车以匀加速直线运动进行行走(以解决瞬间给定过大速度值造成的影响)，同时使得该锯车的行走速度与待切割钢管的输送速度保持一致，在测长辊测得待切割钢管达到指定切割位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。具体的，如图1所示，所述切割圆盘锯定尺控制系统，其包括定尺测长装置、伺服电机、主控制器以及触摸控制屏等；(1)设置用于检测待切割钢管的实时输送速度及输送位置的定尺测长装置；所述定尺测长装置包括：编码器以及测长辊。定尺测长装置对于待切割钢管的输送速度以及输送位置的实时检测，可便于主控制器确定如何给定控制命令控制锯车以何种加速度进行匀加速直线运动，以实现飞锯机的锯车的行走速度与待切割钢管的输送速度保持一致。(2)设置用于按照主控制器的控制命令，控制圆盘锯锯车以匀加速直线运动进行行走的伺服控制器；如图2，所述伺服电机(如交流伺服电机)控制锯片传动机构以匀加速直线运动进行行走。在切割完成后伺服电机控制锯片传动机构迅速退回至原点。(3)设置作为控制中心的主控制器，主控制器用于控制伺服电机在定尺测长装置检测到待切割钢管的输送位置到达指定位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。所述主控制器通过液压控制方式控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管。进一步的，所述主控制器包括：作为控制中心的主控芯片，其可采用SIMOTIOND410-2pn控制器作为主要控制器；与所述主控芯片连接，作为驱动单元的功率模块，其可采用S120驱动模块；以及用于与上位机进行通信以及数据传输的通信总线。优选的，所述通信总线采用profinet接口模块进行通讯；Profinet的一个重要特征就是可以同时传递实时数据和标准的TCP/IP数据。Profinet实现了从现场级到管理层的纵向通讯集成，一方面，方便管理层获取现场级的数据，另一方面，原本在管理层数据安全性问题也延伸到了现场级。为了保证现场级控制数据的安全，Profinet提供了特有的安全机制，通过使用专用的安全模块，可以保护自动化控制系统，使自动化通讯网络安全风险最小化。进一步的，所述自动控制系统还设置有触摸控制屏，通过该触摸控制屏完成相关切割控制参数设定。同时所述主控制器还用于完成系统工作过程中的各个控制环节，如连锁、急停、事故报警等工作；并且所述系统还设有紧急停车按钮，以备紧急情况下紧急停车之用。所述主控制器可通过预设的公式或程序输出控制命令，控制伺服电机控制锯片传动机构上的锯车以对应的匀加速直线运动进行行走，用户仅需在切割钢管时输入所需的钢管长度即可自动完成定尺切割。由于本技术的专利技术点不在于控制程序或者控制算法，因此仅对所述主控制器控制过程中涉及定尺实现原理做简要说明：设定已知钢管速度v0、所需的钢管长度L；同时假设锯车由原点以初速度0mm/s以用户设定的加速启动距离(或者称为追击距离s0)内匀加速至钢管速度v0；由于公知公式：速度与加速度、路程之间的关系式v＝at可知当锯车运行距离达到s0时，锯车速度v1＝v0，即s=12at2=12vt=v2/2a]]>2a＝v2/s得a＝v02/2s0因此在追击距离s0范围内任意位置锯车的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞锯机自动控制系统，所述飞锯机包括锯片传动机构、落锯锯切机构和钢管夹紧机构，其特征在于：所述系统包括与主控制器连接，用于实时检测待切割钢管的输送速度及输送位置的定尺测长装置；与主控制器连接，用于按照主控制器的控制命令，控制锯片传动机构以匀加速直线运动进行行走的伺服电机；以及作为控制中心的主控制器，该主控制器用于在定尺测长装置检测到待切割钢管的输送位置到达指定位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。

【技术特征摘要】
1.一种飞锯机自动控制系统，所述飞锯机包括锯片传动机构、落锯锯切机
构和钢管夹紧机构，其特征在于：
所述系统包括
与主控制器连接，用于实时检测待切割钢管的输送速度及输送位置的定尺
测长装置；
与主控制器连接，用于按照主控制器的控制命令，控制锯片传动机构以匀
加速直线运动进行行走的伺服电机；
以及作为控制中心的主控制器，该主控制器用于在定尺测长装置检测到待
切割钢管的输送位置到达指定位置时，控制钢管夹紧机构夹紧待切割钢管并同
时控制落锯锯切机构对夹紧的待切割钢管进行切割。
2.根据权利要求1所述的飞锯机自动控制系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽，高国鸿，李云超，
申请(专利权)人：大连三高科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21