棒料锯切自动在线光电控制等重下料的计算机控制方法技术

本发明专利技术涉及是一种棒料锯切自动在线光电控制等重下料的计算机控制方法。它包括由锯切机、光电精密测径仪、光栅位移传感器、工控机构成的棒料锯切系统，其特征是采用了如下的控制步骤：光栅位移传感器，将测得的送料进给位移传送给工控机；与此同时，光电精密测径仪检测的对应直径值，通过串行通讯口也传输给工控机，工控机根据接收到的送料进给位移和对应直径值，计算瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］和瞬时重量Ｇ↓［瞬时ｉ］。将瞬时重量Ｇ↓［瞬时ｉ＋１］与设定下料重量Ｇ↓［下料］的初始值进行比较判断，根据判断结果通过工控机开关量输入输出卡向锯切机发出继续送料或停止送料指令。本发明专利技术实现了棒料锯切自动在线光电控制等重下料，且下料精度高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料加工成形的计算机控制方法，特别是一种。对于包括圆钢或圆角方钢等棒料精密热模锻成形件，精密下料是实现其精密成形的重要条件和前提。目前，国外多采用锯切等长棒料以达到等重下料，由于国外供货棒料形状尺寸精度较高，所以通过等长下料其等重下料精度达到下料重量的±1％左右，而国内如法炮制，下料重量误差则为±2％左右，这是因为国内供货的棒料弯曲度大，截面形状和尺寸差异较大，所以国内采用等长下料则难以甚至不可能实现等重下料，从而影响后续的精密成形。众所周知，复杂形状模锻件精密成形，尤其是大口径炮弹体圆钢或圆角方钢热锻时，在热冲盂前必须采用“满压型”工艺，才能减小冲盂壁偏差，实现毛坯精化。而对于这类棒料精密热模锻成形件，首要的是实现精密等重下料，才能实现弹体毛坯精化，减少弹体壁偏差。本专利技术的目的在于提供一种下料精度高的。本专利技术假设被测棒料中各处密度不变，并根据重量G＝密度P×体积V(1.1)，一改以往的等长下料为等体积下料，从而实现精密等重下料。1、对于圆钢V=Σi=1nVi---(1.2)]]>式中Vi＝п/12(di2+didi+1+di+12)Δli(1.3)di，di+1——分别为第i和i+1处圆钢的直径；Δli——第i微元段的送料长度。2、对于圆角方钢V=Σi=1nVi---(1.4)]]>式中Vi=(1/2(mi-2r)(ni-2r)+Πr2+2r(mi-2r)(ni-2r))Δli]]>(1.5)mi，ni——分别为第i处两圆角对角线长度；Δli——第i微元段的送料长度；r——圆角方钢圆角处的圆角半径。可见，只要能分别测量出锯切机上当时棒料的送进长度和直径数据，再根据测量出的数据进行微元体积累加计算，即可实现精密等重下料。本专利技术是这样实现的一种，它包括由锯切机、光电精密测径仪、光栅位移传感器、工控机构成的棒料锯切系统，其特征是采用了如下的控制步骤开机，启动棒料锯切系统工作并置入所需的G下料的初始值；光栅位移传感器在送料进给的同时，测得送料进给量Δli并传送给工控机；同时，光电精密测径仪测得棒料对应的水平方向和竖直方向的直径DH和DV值，通过串行通讯口传输给工控机；工控机计算出瞬时重量增量ΔG瞬时i，若为圆钢则根据下列公式计算G＝密度P×体积V，V=Σi=1nVi]]>式中Vi＝п/12(di2+didi+1+di+12)Δlidi，di+1——分别为第i和i+1处圆钢的直径Δli——第i微元段的送料长度若为圆角方钢则根据下列公式计算G＝密度P×体积VV=Σi=1nVi]]>式中Vi=(1/2(mi-2r)(ni-2r)+Πr2+2r(mi-2r)(ni-2r))Δli]]>mi，ni——分别为第i处两圆角对角线长度Δli——第i微元段的送料长度r——圆角方钢圆角处的圆角半径对瞬时重量增量ΔG瞬时i积分，计算出瞬时重量G瞬时i，在送料过程中，瞬时重量增量ΔG瞬时i不断迭加在前次瞬时重量上，得到新的瞬时重量，即G瞬时i+1＝G瞬时i+ΔG瞬时i；当瞬时重量G瞬时i+1还未达到要求的下料重量G下料的初始值时，工控机向锯切机发出送料指令，锯切机继续送料，工控机也同时计算瞬时重量增量ΔG瞬时i；当瞬时重量G瞬时i+1大于或等于要求的下料重量G下料的初始值时，工控机发出停止送料指令，锯切机停止送料，进行锯切下料；然后锯切机回到初始送料位置，等待继续送料；若要继续下料，程序继续计算瞬时重量增量ΔG瞬时i和瞬时重量G瞬时i，完成又一次下料循环控制；若不再进行下料，停止送料，控制结束。本专利技术具有以下优点1、本专利技术，改锯切等长下料为等体积下料，实现了棒料锯切自动、实时、连续、非接触式和在线闭环光电精密控制等重下料，便于大批量工业化生产工程化应用；2、本专利技术下料的控制精度比等长下料的控制精度提高5.71倍；其位移测量测量精度0.01mm最大工作速度32m/min其直径测量测量精度0.028～0.035mm检测量程140±5mm其重量检测控制精度控制显示精度49.50±0.02Kg实际下料精度49.50±0.14Kg比等长下料精度49.50±0.80Kg提高5.71倍。3、采用本专利技术，可为复杂形状大批量模锻件提供了精密成形件的技术基础和前提条件，有利于节省原材料和加工工时，以某型号炮弹弹体毛坯下料为例，每发弹可节省工时费3.5元，材料费5.52元，共计9.02元。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明附图说明图1、本专利技术工作原理示意图；图2、本专利技术控制程序结构示意图；图3、本专利技术系统控制主程序流程图。参见图1可知将棒料1置于锯切机传送装置5上，送料夹块2将棒料1夹紧后开始送料，同时带动光栅位移传感器6开始计数测量送料进给，光电精密测径仪也在工控机的指挥下开始测量直径；由它们分别测量的当时的送进长度和直径数据，传送到工控机；工控机采集到的数据进行微元体积(重量)累加计算；当计算重量达到设定值时，工控机发出送进到位信号，送料停止指令，并指挥锯切夹块7将棒料1夹紧，开始锯切下料；同时送料夹块2松开返回到起始位置，等待棒料1切断后再次夹紧棒料1送进，完成一次等重下料控制循环；如此反复，则实现实时、自动、连续、非接触式在线精密光电控制等重下料参见图1、2可知本专利技术实现等重下料的控制程序如图2所示。光栅尺为送料进给的光栅位移传感器，送料过程的进给位移通过精密2/20/40倍频卡传送给工控机；与此同时，光电精密测径仪检测的棒料的对应直径值，通过串行通讯口也传输给工控机。工控机根据接收到的送料进给位移和对应直径值，按(1.1)、(1.2)、(1.3)或(1.1)、(1.4)、(1.5)计算瞬时重量增量ΔG瞬时i和瞬时重量G瞬时i。将瞬时重量G瞬时i+1与设定下料重量G下料的初始值进行比较判断，根据判断结果通过工控机开关量输入输出卡向锯切机发出继续送料或停止送料指令。参见图1-图3可知一种，它包括由锯切机、光电精密测径仪、光栅位移传感器、工控机构成的棒料锯切系统，其特征是采用了如下的控制步骤开机，启动棒料锯切系统工作并置入所需的G下料的初始值；光栅位移传感器在送料进给的同时，通过精密2/20/40倍频卡将测得的送料进给量Δli传送给工控机；同时，光电精密测径仪测得棒料对应的水平方向和竖直方向的直径DH和DV值，通过串行通讯口传输给工控机；工控机计算出瞬时重量增量ΔG瞬时i，若为圆钢则根据下列公式计算G＝密度P×体积V，V=Σi=1nVi]]>式中Vi＝п/12(di2+didi+1+di+12)Δlidi，di+1——分别为第i和i+1处圆钢的直径Δli——第i微元段的送料长度若为圆角方钢则根据下列公式计算G＝密度P×体积VV=Σi=1nVi]]>式中Vi=(1/2(mi-2r)(ni-2r)+Πr2+2r(mi-2r)(ni-2r))Δli]]>mi，ni——分别为第i处两圆角对角线长度Δli——第i微元段的送料长度r——圆角方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棒料锯切自动在线光电控制等重下料的计算机控制方法，它包括由锯切机、光电精密测径仪、光栅位移传感器、工控机构成的棒料锯切系统，其特征是采用了如下的控制步骤：开机，启动棒料锯切系统工作并置入所需的Ｇ↓［下料］的初始值；光栅位移传感器 在送料进给的同时，测得送料进给量Δｌ↓［ｉ］传送给工控机；同时，光电精密测径仪测得棒料对应的水平方向和竖直方向的直径Ｄ↓［Ｈ］和Ｄ↓［Ｖ］值，通过串行通讯口传输给工控机；工控机计算出瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］，若为圆钢则根据下列公 式计算Ｇ＝密度Ｐ×体积ＶＶ＝＊Ｖ↓［ｉ］式中Ｖ↓［ｉ］＝Π／１２（ｄ↓［ｉ］↑［２］＋ｄ↓［ｉ］ｄ↓［ｉ＋１］＋ｄ↓［ｉ＋１］↑［２］）Δｌ↓［ｉ］ｄ↓［ｉ］，ｄ↓［ｉ＋１］－－分别为第ｉ和ｉ＋１处圆钢的直径Δｌ↓［ ｉ］－－第ｉ微元段的送料长度若为圆角方钢则根据下列公式计算Ｇ＝密度Ｐ×体积ＶＶ＝＊Ｖ↓［ｉ］式中Ｖｉ＝［１／２（ｍ↓［ｉ］－２ｒ）（ｎ↓［ｉ］－２ｒ）＋Πｒ↑［２］＋２ｒ＊］Δｌ↓［ｉ］ｍ↓［ｉ］，ｎ↓［ｉ］－－分别 为第ｉ处两圆角对角线长度Δｌ↓［ｉ］－－第ｉ微元段的送料长度ｒ－－圆角方钢圆角处的圆角半径对瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］积分，计算出瞬时重量Ｇ↓［瞬时ｉ］，在送料过程中，瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］不断迭加在前次瞬时重量上，得到 新的瞬时重量，即Ｇ↓［瞬时ｉ＋１］＝Ｇ↓［瞬时ｉ］＋ΔＧ↓［瞬时ｉ］；当瞬时重量Ｇ↓［瞬时ｉ＋１］还未达到要求的下料重量Ｇ↓［下料］的初始值时，工控机向锯切机发出送料指令，锯切机继续送料，工控机也同时计算瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］； 当瞬时重量Ｇ↓［瞬时ｉ＋１］大于或等于要求的下料重量Ｇ↓［下料］的初始值时，工控机发出停止送料指令，锯切机停止送料，进行锯切下料；然后锯切机回到初始送料位置，等待继续送料；若要继续下料，程序继续计算瞬时重量增量ΔＧ↓［瞬时ｉ］和瞬 时重量Ｇ↓［瞬时ｉ］，完成又一次下料循环控制；若不再进行下料，停止送料，控制结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李先禄，吴键，何长光，张志明，曹洋，沈蕾芳，
申请(专利权)人：中国兵器工业第五九研究所，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]