变坐标控制飞锯制造技术

飞锯是冶金工业中连续冷成型（焊管、冷弯型钢、连轧型钢）生产线上，将型材切成确定长度的机组，本发明专利技术利用在运动参考坐标系里进行观察和测量的原理，避免了以往各类飞锯在运动过程和测量过程中各种误差的累积，使得切断长度的误差达到国内和国际通用技术标准，并降低了制造成本。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
飞锯是冶金工业、特别是钢铁行业连续冷成型(焊管、冷弯型钢、连轧型钢)生产中必不可少的机组，其功能是将连续运动的型材切成确定的长度。由于这些型材在使用中的标准化、规范化要求，成品长度差应控制在一定范围内。冶金部规定的焊管创优质量标准中，规定定尺公差为6毫米;全面达到优质标准的焊管，可以加价15%，并且可以出口外销。国际通用标准为BS-1387标准(+ 1/4 ″即+6.35mm)。现在许多制造厂和用户把定尺长公差要求表为±3mm。国内现有焊管机组约600条(未计及大部分乡镇企业)。许多焊管厂家产品的其它质量指标都能达到或接近国优或部优标准、仅有定尺精度达不到。这些厂家都在寻求提高定尺精度的途径;与科研院所或高校合作，从多种渠道开发，但都未见成功范例的报导。1985黑色冶金设计院按美国Blaw-Knok公司的资料设计制造了双曲拐迴转式飞锯。(冶金部获奖的研制项目)超过定长偏差(±3mm)的产品超过五分之一，(参看该产品说明书及试制报告)。首都钢铁公司线材厂(北京沙河)等单位从日本引进的飞锯(用DDS数字控制系统)其切断焊管的实际误差也在10mm以上。不论国内或国外制造精确定尺的飞锯必须解决下面的问题ⅰ.精确测量不停运动的型材的速度和长度。ⅱ.精确测量不停运动的锯车的速度和行程长度。ⅲ.在一定的时间里，在一定的行程范围内把锯车加速到和型材运动速度一样。Ⅳ.型材相对锯车运动距离为L±3(mm)(其中L为焊管定长名义尺寸)ⅴ.必须准确地在同一时刻达到(ⅲ)和(Ⅳ)的要求。本专利技术(变坐标控制飞锯)不是在地球参考系内观察、测量飞锯和型材系统的运动，而是把观测控制的参考坐标系固定在型材上，假设型材以速度ⅴ运动即参考坐标系以ⅴ运动。那么，型材变成了静止的。原来尚未起动的锯车以-ⅴ在运动，如附图说明图1所示。追上型材并以同样速度运动的锯车变成静止的了。并在此种状态下进行切断，如图2所示。因此上述复杂的飞锯运动和控制过程，在新坐标系里变成了一个十分简单的问题一个以-ⅴ运动的锯车在某一定点停下来，停止地点的位置偏差小于±3mm。这样就达到了全部技术要求。上述关于飞锯测控的5个复杂问题，就变换成了这样一个简单的问题。以上是本专利技术(变坐标控制飞锯)的主要设计思想。要实行上述设计思想，首先要在型材上建立一个参考坐标系。这是一个一维坐标系，所以只需建立两个参考点;一个参考点(参考座标原点)O选在型材前进方向的端面〔3〕上。另一个参考点X设在附加标志〔4〕上。附加标志〔4〕的建立有以下五种方式(a)用机械方法在型材上固定一个标志块，或粘上一块电磁铁。(b)用喷墨的方式在型材上喷上条形码。(c)用打印的方式在型材上印上条形码。(d)用化学反应方式在型材上刻上条形码。(e)用激光在型材上刻上条形码。准确可靠地识别运动的参考坐标系的两个参考点，是由读标器〔5〕来完成的。读出第一个参考点(型材前进方端面〔3〕)的读标器是一个光电门。在光电门读出端面〔3〕的同时发出锯车〔7〕的启动指令。读标器〔5〕对附加标志〔4〕的识别分以下两种情况(ⅰ)用方式(a)建立的附加标志〔4〕，读标器〔5〕是一个光电门，在光电门读出附加标志〔4〕的同时向夹紧器〔6〕发出指令将型材(1)夹紧，延时后对锯片〔2〕发出指令，将型材切断。(ⅱ)用方式(b)，(c)，(d)，(e)建立的附加标志〔4〕，读标器〔5〕是激光枪或光笔，在读出附加标志〔4〕的同时向夹紧器〔6〕发出指令，将型材〔1〕夹紧。延时后对锯片〔2〕发出指令，将型材切断。根据本专利技术的设计思想在实验室比较简陋的设备上的实验结果，其定长偏差为0.9mm。在生产线上可达同样的定尺精度。从而达到和超过了国内和国际通用标准的要求。不论日本进口的飞锯或国内目前比较新的微机控制飞锯都是用滚轮测速作为速度和长度控制的依据。因此滚轮磨损、滑行或锯车运动和传动部分的间隙或其他误差都会影响型材切断长度的误差。因此尽管在机器的制造精度、测滚的测速精度，以及自动控制方法作了很高的要求，最终切断长度误差却达不到予期的精度。本专利技术的测长是在型材上的坐标系内直接测量并发出切断指令，因此测滚的误差、机器运动和传动的误差都不会影响最终结果。因此本专利技术不但提高了精度，而且使机器制造和自动控制的成本都显著地降低。权利要求1.对连续冷成型的金属型材(焊管、冷弯型钢、连轧型钢)进行切断的机器(飞锯)，其特征是a.待切型材长度L在运动的(一维)参考坐标系OX内进行测量。b.该运动的参考坐标系固定在连续运动的型材上。c.(一维)参考坐标系的原点O设在型材的端面上。d.确定(一维)参考坐标系的另一个参考点X设在附加标志上。2.如权利要求1所述的参考坐标系的原点O用光电门〔5〕识别。3.如权利要求1所述的附加标记〔4〕是一个用机械方法安装的标志块或用电磁方法吸上的电磁铁，识别此种标记的读标器〔5〕，是光电门。4.如权利要求1所述的附加标记〔4〕为条形码，识别此种标记的读标器〔5〕是光笔或激光枪。5.如权利要求1和4所述的条形码〔4〕用喷墨方法建立。6.如权利要求1和4所述的条形码〔4〕用滚印方法建立。7.如权利要求1和4所述的条形码〔4〕用化学显示方法建立。8.如权利要求1和4所述的条形码〔4〕用激光方法建立。9.如权利要求1和2所述，在识别坐标原点O的同时发出锯车〔7〕的启动指令。10.如权利要求1，3，4，5，6，7，8所述识别附加标志〔4〕的同时向夹紧器〔6〕发出指示，将型材〔1〕夹紧。延时后对锯片〔2〕发出指令，将型材切断。全文摘要飞锯是冶金工业中连续冷成型(焊管、冷弯型钢、连轧型钢)生产线上，将型材切成确定长度的机组，本专利技术利用在运动参考坐标系里进行观察和测量的原理，避免了以往各类飞锯在运动过程和测量过程中各种误差的累积，使得切断长度的误差达到国内和国际通用技术标准，并降低了制造成本。文档编号B23D45/20GK1040941SQ8810631公开日1990年4月4日 申请日期1988年9月3日 优先权日1988年9月3日专利技术者蔡一坤 申请人:蔡一坤本文档来自技高网...

【技术保护点】
对连续冷成型的金属型材〔１〕（焊管、冷弯型钢、连轧型钢）进行切断的机器（飞锯），其特征是：ａ．待切型材长度Ｌ在运动的（一维）参考坐标系ＯＸ内进行测量。ｂ．该运动的参考坐标系固定在连续运动的型材〔１〕上。ｃ．（一维）参考坐标系的原 点Ｏ设在型材的端面〔３〕上。ｄ．确定（一维）参考坐标系的另一个参考点Ｘ设在附加标志〔４〕上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡一坤，
申请(专利权)人：蔡一坤，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]