一种圆盘切割机控制系统及其控制方法发明专利

专利名称：一种圆盘切割机控制系统及其控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202110748797.3

专利申请（专利权）人：泉州市海恩德机电科技发展有限公司
权利人地址：福建省泉州市南安市水头镇海联创业园海三路

专利发明（设计）人：林智芳,洪培英,吴江文,黄嘉鸿

专利摘要：本发明公开了一种圆盘切割机控制系统及其控制方法，属于石材加工机械设备技术领域，包括锯片、控制器、用于控制所述锯片向前给进的给进装置、用于控制所述锯片上下运动的升降装置、用于控制所述锯片旋转的变速电机，所述控制器输出端与所述给进装置、所述升降装置、所述变速电机输入端连接；切割机控制方法包括启动切割机，进入向下给进模式，开始切割至指定深度；进入向前给进模式，继续切割，至指定距离；保持锯片继续旋转，升起切割机锯片完成一次切割作业。本发明的有益效果是：通过控制器控制锯片旋转速度以及锯片向下向前给进速度，既能使锯片不容易崩坏，保证锯片的正常使用，并且能够将锯片的切割速度保持在合理范围内，不影响工作效率。

主权利要求：
1.一种圆盘切割机控制系统，其特征在于，包括锯片、控制器、用于控制所述锯片向前给进的给进装置、用于控制所述锯片上下运动的升降装置、用于控制所述锯片旋转的变速电机，所述控制器输出端与所述给进装置、所述升降装置、所述变速电机输入端连接；
还包括控制箱体和锯片旋转轴，所述变速电机固定安装在控制箱体上，锯片旋转轴安装在控制箱体侧壁上，变速电机输出端控制锯片旋转轴旋转，锯片中心固定安装在锯片旋转轴上；所述变速电机通过锯片旋转轴控制所述锯片旋转，所述锯片旋转轴上安装有用于监测所述锯片阻力的阻力传感器和用于监测所述旋转轴振动的振动传感器，所述阻力传感器输出端、所述振动传感器输出端与所述控制器输入端相连；
所述控制箱体底部安装有用于对两个锯片旋转轴进行限位的旋转轴限位组件，所述旋转轴限位组件包括旋转轴限位筒和旋转轴限位气缸，旋转轴限位气缸固定安装在控制箱体底部，旋转轴限位筒安装在旋转轴限位气缸活动端、且套设在其中一个锯片旋转轴外圆周上，旋转轴限位气缸输入端与控制器输出端相连；旋转轴限位筒一端安装有连接环组件，连接环组件包括连接环本体、和安装在连接环本体下方的连接环连接部，连接环连接部固定安装在旋转轴限位气缸活动端，连接环本体安装在旋转轴限位筒端部，连接环本体与旋转轴限位筒同轴、并可于旋转轴限位筒和锯片旋转轴之间沿其中心轴旋转；旋转轴限位筒外圆周上与连接环本体对应位置处形成有环形凹槽，连接环本体套设在环形凹槽上；两个锯片旋转轴远离对应圆锯片一端均形成有用于对锯片旋转轴旋转方向进行限位的旋转限位块，旋转轴限位筒内部形成有供旋转限位块左右移动的移动限位槽、和供旋转限位块旋转运动的环形限位槽；移动限位槽为与锯片旋转轴轴线平行的长形槽，环形限位槽所在平面与移动限位槽垂直；两个锯片旋转轴上均设置有两组以上旋转限位块，两个锯片旋转轴处于第一限位连接位时，旋转限位块均位于环形限位槽内；两个锯片旋转轴处于第二限位连接位时，旋转限位块均处于移动限位槽内；
所述切割机上安装有用于显示切割参数的显示屏和用于设定切割参数、切割模式的输入端口。
2.根据权利要求1所述的一种圆盘切割机控制系统，其特征在于，该圆盘切割机控制系统的控制方法包括如下步骤：步骤一，启动切割机，进入向下给进模式，开始切割，直至切割至指定深度；
步骤二，进入向前给进模式，继续切割，直到切割至指定距离；
步骤三，保持锯片继续旋转，升起切割机锯片完成一次切割作业。
3.根据权利要求2所述的一种圆盘切割机控制系统，其特征在于，所述向下给进模式中，向下给进速度v1满足如下关系：其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v01表示向下给进设定速度，k11表示第一摩擦阀值系数，k12为第二摩擦阀值系数。
4.根据权利要求3所述的一种圆盘切割机控制系统，其特征在于，所述第一摩擦阀值系数k11满足：0.05
5.根据权利要求3‑4任一项所述圆盘切割机控制系统，其特征在于，所述向下给进标准摩擦阻力f01满足如下关系：其中R表示锯片的半径，L表示锯片向下锯切深度，k01为锯片侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v01表示向下给进设定速度，v02表示向下给进锯片旋转设定角速度。
6.根据权利要求2所述的一种圆盘切割机控制系统，其特征在于，步骤一和步骤二中，监控锯片旋转轴的振动情况，当振动幅度大于设定值时，降低锯片旋转角速度，直至振动幅度小于或等于设定范围为止。 说明书 : 一种圆盘切割机控制系统及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及石材加工机械设备技术领域，具体而言，涉及一种圆盘切割机控制系统及其控制方法。背景技术[0002] 现有矿山开采石料，已经普遍采用矿山采石机械，从初期单台锯机带单锯片，发展到单台锯机主轴两端分别带有多片锯片，采石机采石越来越方便且采石效率逐渐提高。但是，目前的采石机在开采过程中其开采的石料性质并不是完全相同的，矿山上某部分的石料相对于另一部分的石料可能硬度偏高或偏低，此时锯片切割石料时遇到硬度不同的石料其受到的阻力等作用也将不同，现有的采石机在切割过程中，无法针对锯片旋转速度、向下向前方向的给进运动进行调节，应对硬度存在差别的石料的切割是远远不够的，作业时容易产生锯片振动、崩坏等情形，降低作业效率。[0003] 例如公告号为CN102022117B的发明专利一种双拼可调距矿山采石机，包括机座、立柱和锯机，其中两立柱导轨上分别枢设有一带横向导槽的滑板，变速箱两端滑动枢设于两滑板的横向导槽中，两滑板与同侧立柱间枢设有同步升降驱动机构；变速箱分隔成齿轮腔和一空腔，齿轮腔为三轴结构，依次为电机轴、中间轴和输出轴，三轴通过两组齿轮组啮合传动，电机端面悬挂固定在变速箱侧面；滑板上并排枢设有两台独立锯机的变速箱，两变速箱互为旋转180°而设，悬挂在变速箱侧面的电机能插入另一变速箱的空腔中，而两台变速箱输出轴上的锯片处在相远一侧，且处在同一轴线上；两滑板中间位置固定有一挡板，挡板与两变速箱间分别设有驱动油缸，藉油缸动作来调节锯片的位置。该采石机无法在切割过程中针对锯片旋转速度、向下向前方向的给进运动进行调节，从而容易导致锯片崩坏等情形发生，降低锯片使用寿命并影响作业效率，提高成本。发明内容[0004] 为克服现有技术中存在的采石机在开采过程中其开采的矿山上某部分的石料相对于另一部分的石料可能硬度偏高或偏低，而现有的采石机在切割过程中无法针对锯片的旋转速度、向下向前方向的给进运动进行调节，作业时容易会产生锯片崩坏，降低作业效率等问题。本发明提供了一种圆盘切割机控制系统及其控制方法，通过控制其升降装置、给进装置以及变速电机使其能够对锯片的旋转速度，前进运动和向下运动在作业过程中进行调整，从而使锯片在切割不同硬度的石料的时候能够进行速度调节，保证锯片的正常使用，锯片不容易崩坏，不会影响工作效率。具体技术方案如下：[0005] 一种圆盘切割机控制系统，包括锯片、控制器、用于控制所述锯片向前给进的给进装置、用于控制所述锯片上下运动的升降装置、用于控制所述锯片旋转的变速电机，所述控制器输出端与所述给进装置、所述升降装置、所述变速电机输入端连接。[0006] 由于采石山上各处石料所处的位置环境不同，因此导致处于不同位置的石料其硬度、密度等物性可能会发生一定改变，从而存在差异，传统切割机在切割采石的过程中，均以设定好的作业速度进行切割，常常在切割某处较硬的石料时，阻力突然变大，锯片的旋转速度以及向下向前的给进速度无法及时调整，之后导致崩坏锯片甚至烧毁切割机的情况发生，甚至发生剧烈振动，使得锯片崩坏的同时四散，伤及行人，带来严重安全隐患；通过控制器控制给进装置、升降装置以及变速电机，从而控制锯片旋转速度以及锯片向下向前给进速度，在针对不同硬度的石料进行切割时，可以根据石料的变化调整锯片的旋转速度和向下向前的作业速度，进而使得锯片在切割时，既能使锯片不容易崩坏，保证锯片的正常使用，不容易产生安全隐患，并且能够将锯片的切割速度保持在合理范围内，不会影响工作效率。[0007] 优选地，所述变速电机通过锯片旋转轴控制所述锯片旋转，所述锯片旋转轴上安装有用于监测所述锯片阻力的阻力传感器和用于监测所述旋转轴振动的振动传感器，所述阻力传感器输出端、所述振动传感器输出端与所述控制器输入端相连。[0008] 在锯片旋转轴上安装有用于监测所述锯片阻力和振动的阻力传感器和振动传感器，之后将获得的阻力数据与振动数据传输至控制器，控制器再根据反馈的阻力和振动数据自动调整锯片的旋转速度、向下给进速度以及向前给进速度，调整更加精准、快速。[0009] 优选地，所述切割机上安装有用于显示切割参数的显示屏和用于设定切割参数、切割模式的输入端口。[0010] 本发明还包括一种圆盘切割机控制系统的控制方法，包括如下控制步骤：[0011] 步骤一，启动切割机，进入向下给进模式，开始切割，直至切割至指定深度；[0012] 步骤二，进入向前给进模式，继续切割，直到切割至指定距离；[0013] 步骤三，保持锯片继续旋转，升起切割机锯片完成一次切割作业。[0014] 优选地，所述向下给进模式中，向下给进速度v1满足如下关系：[0015][0016] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v01表示向下给进设定速度，k11表示第一摩擦阀值系数，k12为第二摩擦阀值系数。[0017] 优选地，所述第一摩擦阀值系数k11满足：0.05[0018] 优选地，所述向下给进模式中，锯片旋转角速度v2满足如下关系：[0019][0020] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v02表示向下给进锯片旋转设定角速度，k21表示第三摩擦阀值系数，k22为第四摩擦阀值系数。[0021] 优选地，所述第三摩擦阀值系数k21满足：0.05[0022] 优选地，所述向下给进标准摩擦阻力f01满足如下关系：[0023][0024] 其中R表示锯片的半径，L表示锯片向下锯切深度，k01为锯片侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v01表示向下给进设定速度，v02表示向下给进锯片旋转设定角速度。[0025] 优选地，所述向前给进模式中，向前给进速度v3满足如下关系：[0026][0027] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v01表示向前给进设定速度，k31表示第五摩擦阀值系数，k32为第六摩擦阀值系数。[0028] 优选地，所述第五摩擦阀值系数k31满足：0.05[0029] 优选地，所述向前给进模式中，锯片旋转角速度v4满足如下关系：[0030][0031] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v02表示向前给进锯片旋转设定角速度，k41表示第七摩擦阀值系数，k22为第八摩擦阀值系数。[0032] 优选地，所述第七摩擦阀值系数k41满足：0.05[0033] 优选地，所述向前给进标准摩擦阻力f02满足如下关系：[0034][0035] 其中R表示锯片的半径，L0表示锯片锯切深度设定值，k01为锯片侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v03表示向前给进设定速度，v04表示向前给进锯片旋转设定角速度。[0036] 优选地，步骤一和步骤二中，监控锯片旋转轴的振动情况，当振动幅度大于设定值时，降低锯片旋转角速度，直至振动幅度小于或等于设定范围为止。[0037] 优选地，振动幅度的设定值为8～15微米。[0038] 有益效果：[0039] 采用本发明技术方案产生的有益效果如下：[0040] (1)由于采石山上各处石料所处的位置环境不同，因此导致处于不同位置的石料其硬度、密度等物性可能会发生一定改变，从而存在差异，传统切割机在切割采石的过程中，均以设定好的作业速度进行切割，常常在切割某处较硬的石料时，阻力突然变大，锯片的旋转速度以及向下向前的给进速度无法及时调整，之后导致崩坏锯片甚至烧毁切割机的情况发生，甚至发生剧烈振动，使得锯片崩坏的同时四散，伤及行人，带来严重安全隐患；通过控制器控制给进装置、升降装置以及变速电机，从而控制锯片旋转速度以及锯片向下向前给进速度，在针对不同硬度的石料进行切割时，可以根据石料的变化调整锯片的旋转速度和向下向前的作业速度，进而使得锯片在切割时，既能使锯片不容易崩坏，保证锯片的正常使用，不容易产生安全隐患，并且能够将锯片的切割速度保持在合理范围内，不会影响工作效率。[0041] (2)在锯片旋转轴上安装有用于监测所述锯片阻力和振动的阻力传感器和振动传感器，之后将获得的阻力数据与振动数据传输至控制器，控制器再根据反馈的阻力和振动数据自动调整锯片的旋转速度、向下给进速度以及向前给进速度，调整更加实时、精准、快速。[0042] (3)监控锯片旋转轴的振动情况，当振动幅度大于设定值时，降低锯片旋转角速度，直至振动幅度小于或等于设定范围为止；监测锯片振动幅度，并将振动数据反馈至控制器进行旋转速度调节，可以有效预警并防止锯片在工作时发生强烈振动导致意外情况，损毁锯片，甚至伤及行人。附图说明[0043] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0044] 图1为本发明较佳之切割机控制系统示意图；[0045] 图2为本发明较佳之切割机正视图；[0046] 图3为本发明较佳之切割机右视图；[0047] 图4为本发明较佳之切割机俯视图一；[0048] 图5为本发明较佳之切割机俯视图二；[0049] 图6为本发明较佳之切割机俯视图三；[0050] 图7为本发明较佳之切割机俯视图四；[0051] 图8为本发明较佳之固定安装套示意图；[0052] 图9为本发明较佳之固定气缸示意图；[0053] 图10为本发明较佳之旋转轴限位筒示意图一；[0054] 图11为本发明较佳之旋转轴限位筒示意图二；[0055] 图12为本发明较佳之支撑杆组件示意图一；[0056] 图13为本发明较佳之支撑杆组件示意图二；[0057] 图14为本发明较佳之旋转轴定位套组件示意图。[0058] 图中：1、锯片；2、升降滑轨；21、滑板；3、控制箱体；[0059] 31、变速电机；311、输入齿轮；32、传动轴；321、第一传动齿轮；[0060] 322、第二传动齿轮；33、锯片旋转轴；331、输出齿轮；[0061] 332、旋转限位块；333、定位块；34、旋转轴限位筒；[0062] 341、移动限位槽；342、环形限位槽；343、连接环本体；[0063] 344、连接环连接部；35、固定气缸；351、固定销；36、固定安装套；37、旋转轴限位气缸；38、旋转轴定位气缸；381、旋转轴定位套；[0064] 382、旋转轴定位缓冲组件；4、给进电机；41、变速机构；42、轴杆；43、轨道轮；44、链条；5、立柱；51、底板；52、顶板；[0065] 53、立柱滑块；54、立柱滑轨；55、立柱固定气缸；[0066] 551、立柱固定滑块；56、立柱固定滑槽；6、轨道；7、水平气缸；[0067] 8、控制器；9、支撑杆主体；91、第一挡块；92、第二挡块；[0068] 93、弹力固定座；94、弹力固定杆。具体实施方式[0069] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。[0070] 如图1‑3所示，一种圆盘切割机控制系统，包括锯片1、控制器8、用于控制锯片1向前给进的给进装置、用于控制锯片1上下运动的升降装置、用于控制锯片1旋转的变速电机31，控制器8输出端与给进装置、升降装置、变速电机31输入端连接。[0071] 由于采石山上各处石料所处的位置环境不同，因此导致处于不同位置的石料其硬度、密度等物性可能会发生一定改变，从而存在差异，传统切割机在切割采石的过程中，均以设定好的作业速度进行切割，常常在切割某处较硬的石料时，阻力突然变大，锯片1的旋转速度以及向下向前的给进速度无法及时调整，之后导致崩坏锯片1甚至烧毁切割机的情况发生，甚至发生剧烈振动，使得锯片1崩坏的同时四散，伤及行人，带来严重安全隐患；通过控制器8控制给进装置、升降装置以及变速电机31，从而控制锯片1旋转速度以及锯片1向下向前给进速度，在针对不同硬度的石料进行切割时，可以根据石料的变化调整锯片1的旋转速度和向下向前的作业速度，进而使得锯片1在切割时，既能使锯片1不容易崩坏，保证锯片1的正常使用，不容易产生安全隐患，并且能够将锯片1的切割速度保持在合理范围内，不会影响工作效率。[0072] 如图4‑5所示，作为一种优选的实施方式，旋转控制组件包括控制箱体3、变速电机31和锯片旋转轴33，变速电机31固定安装在控制箱体3上，锯片旋转轴33安装在控制箱体3侧壁上，变速电机31输出端控制锯片旋转轴33旋转，锯片1中心固定安装在锯片旋转轴33上。[0073] 作为一种优选的实施方式，变速电机31输出轴安装有输入齿轮311，锯片旋转轴33上安装有输出齿轮331，输入齿轮311带动输出齿轮331旋转。[0074] 作为一种优选的实施方式，旋转控制组件还包括传动轴32，传动轴32安装在控制箱体3上，且传动轴32上安装有第一传动齿轮321和第二传动齿轮322，第一传动齿轮321与输入齿轮311齿合，第二传动齿轮322与输出齿轮331齿合。[0075] 作为一种优选的实施方式，变速电机31通过锯片旋转轴33控制锯片1旋转，锯片旋转轴33上安装有用于监测锯片1阻力的阻力传感器(图未示)和用于监测旋转轴振动的振动传感器(图未示)，阻力传感器输出端、振动传感器输出端与控制器8输入端相连。[0076] 在锯片旋转轴33上安装有用于监测锯片1阻力和振动的阻力传感器和振动传感器，之后将获得的阻力数据与振动数据传输至控制器8，控制器8再根据反馈的阻力和振动数据自动调整锯片1的旋转速度、向下给进速度以及向前给进速度，调整更加精准、快速。[0077] 如图2‑3所示，作为一种优选的实施方式，切割机上安装有用于显示切割参数的显示屏和用于设定切割参数、切割模式的输入端口。[0078] 作为一种优选的实施方式，还包括轨道6，还包括安装在轨道6上的机架，机架包括立柱5，旋转控制组件通过立柱5安装在轨道6上，立柱5上沿竖直方向安装有升降滑轨2，升降装置包括升降滑轨2，升降装置输出端安装有滑板21，滑板21位于升降滑轨2上并可沿升降滑轨2长度方向滑动，旋转控制组件安装在滑板21上。[0079] 作为一种优选的实施方式，滑板21远离立柱5一侧上设有水平滑轨(图未示)，旋转控制组件与水平滑轨对应位置处固定安装有水平滑块(图未示)，水平滑块套设在水平滑轨内部。[0080] 升降装置可以采用丝杠或油缸中的一种作为驱动机构，此为现有技术，不再详细叙述。[0081] 如图2、图6所示，作为一种优选的实施方式，滑板21上安装有水平气缸7，水平气缸7伸缩方向与水平滑轨长度方向平行，旋转控制组件固定安装在水平气缸7输出端。采用水平气缸7可带动所述旋转控制组件横向平移，进而带动锯片1横向移动，可调整锯片1横向切割距离。[0082] 作为一种优选的实施方式，控制器8的输出端与水平气缸7输入端相连。[0083] 作为一种优选的实施方式，立柱5还包括底板51和顶板52。[0084] 如图2‑3所示，作为一种优选的实施方式，给进装置安装在立柱5底板51上，给进装置安装在立柱5底板51两端；给进装置包括轴杆42、给进电机4和轨道轮43；立柱5底板51两端形成有用于安装给进装置的安装部，安装部形成有用于安装轴杆42的轴孔，轴杆42沿轨道6宽度方向安装在轴孔上，轨道轮43安装在轴杆42两端；还包括变速机构41，变速机构41与轴杆42上均设置有链轮，给进电机4通过链条44带动变速机构41上的链轮进而通过链条44继续带动轴杆42上的链轮，最终给进电机采用链条链轮方式驱动轴杆42旋转。[0085] 本发明还包括一种圆盘切割机控制系统的控制方法，包括如下控制步骤：[0086] 步骤一，启动切割机，进入向下给进模式，开始切割，直至切割至指定深度；[0087] 步骤二，进入向前给进模式，继续切割，直到切割至指定距离；[0088] 步骤三，保持锯片1继续旋转，升起切割机锯片1完成一次切割作业。[0089] 作为一种优选的实施方式，向下给进模式中，向下给进速度v1满足如下关系：[0090][0091] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v01表示向下给进设定速度，k11表示第一摩擦阀值系数，k12为第二摩擦阀值系数。[0092] 作为一种优选的实施方式，第一摩擦阀值系数k11满足：0.05[0093] 作为一种优选的实施方式，向下给进模式中，锯片1旋转角速度v2满足如下关系：[0094][0095] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v02表示向下给进锯片1旋转设定角速度，k21表示第三摩擦阀值系数，k22为第四摩擦阀值系数。[0096] 作为一种优选的实施方式，第三摩擦阀值系数k21满足：0.05[0097] 作为一种优选的实施方式，向下给进标准摩擦阻力f01满足如下关系：[0098][0099] 其中R表示锯片1的半径，L表示锯片1向下锯切深度，k01为锯片1侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v01表示向下给进设定速度，v02表示向下给进锯片1旋转设定角速度。[0100] 作为一种优选的实施方式，向前给进模式中，向前给进速度v3满足如下关系：[0101][0102] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v01表示向前给进设定速度，k31表示第五摩擦阀值系数，k32为第六摩擦阀值系数。[0103] 作为一种优选的实施方式，第五摩擦阀值系数k31满足：0.05[0104] 作为一种优选的实施方式，向前给进模式中，锯片1旋转角速度v4满足如下关系：[0105][0106] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v02表示向前给进锯片1旋转设定角速度，k41表示第七摩擦阀值系数，k22为第八摩擦阀值系数。[0107] 作为一种优选的实施方式，第七摩擦阀值系数k41满足：0.05[0108] 作为一种优选的实施方式，向前给进标准摩擦阻力f02满足如下关系：[0109][0110] 其中R表示锯片1的半径，L0表示锯片1锯切深度设定值，k01为锯片1侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v03表示向前给进设定速度，v04表示向前给进锯片1旋转设定角速度。[0111] 作为一种优选的实施方式，步骤一和步骤二中，监控锯片旋转轴33的振动情况，当振动幅度大于设定值时，降低锯片1旋转角速度，直至振动幅度小于或等于设定范围为止。[0112] 作为一种优选的实施方式，振动幅度的设定值为8～15微米。[0113] 下面通过具体实施例对本实施方式中的有益效果进行进一步的介绍：[0114] 如图1‑14所示，具体的，本实施例中，切割机为双刀圆盘切割机，包括轨道，设置在轨道两侧的左锯片、右锯片，用于控制左锯片沿轨道向前给进的左给进装置以及用于控制右锯片向前给进的右给进装置、用于控制左锯片上下运动的左升降装置和用于控制右锯片上下运动的右升降装置，用于控制左锯片旋转的左旋转控制组件和用于控制右锯片旋转的右旋转控制组件，控制器输出端与左给进装置、右给进装置、左升降装置、右升降装置、左旋转控制组件和右旋转控制组件输入端连接。[0115] 左旋转控制组件包括左控制箱体、左变速电机和左锯片旋转轴，左变速电机固定安装在左控制箱体上，左锯片旋转轴安装在左控制箱体侧壁上，左变速电机输出端控制左锯片旋转轴旋转，左锯片中心固定安装在左锯片旋转轴上；右旋转控制组件包括右控制箱体、右变速电机和右锯片旋转轴，右变速电机固定安装在右控制箱体上，右锯片旋转轴安装在右控制箱体侧壁上，右变速电机输出端控制右锯片旋转轴旋转，右锯片中心固定安装在右锯片旋转轴上。[0116] 左变速电机输出轴安装有左输入齿轮，左锯片旋转轴上安装有左输出齿轮，左输入齿轮带动左输出齿轮旋转；右变速电机输出轴安装有右输入齿轮，右锯片旋转轴上安装有右输出齿轮，右输入齿轮带动右输出齿轮旋转。[0117] 左旋转控制组件还包括左传动轴，左传动轴安装在左控制箱体上，且左传动轴上安装有第一左传动齿轮和第二左传动齿轮，第一左传动齿轮与左输入齿轮齿合，第二左传动齿轮与左输出齿轮齿合；右旋转控制组件还包括右传动轴，右传动轴安装在右控制箱体上，且右传动轴上安装有第一右传动齿轮和第二右传动齿轮，第一右传动齿轮与右输入齿轮齿合，第二右传动齿轮与右输出齿轮齿合。[0118] 左变速电机通过左锯片旋转轴控制左锯片旋转，右变速电机通过右锯片旋转轴控制右锯片旋转，左锯片旋转轴和右锯片旋转轴上安装有用于监测左锯片和右锯片阻力的阻力传感器和用于监测旋转轴振动的振动传感器，阻力传感器输出端、振动传感器输出端与控制器输入端相连。[0119] 具体的，本实施例中，轨道包括四条平行条形导轨组成的左轨道和右轨道，还包括安装在左轨道上的左机架和安装在右轨道上的右机架，左机架包括左立柱，右机架包括右立柱，左旋转控制组件通过左立柱安装在左轨道上，右旋转控制组件通过右立柱安装在右轨道上。左立柱上沿竖直方向安装有左升降滑轨，左升降装置输出端安装有左滑板，左滑板位于左升降滑轨上并可沿左升降滑轨长度方向滑动，左旋转控制组件安装在左滑板上；右立柱上沿竖直方向安装有右升降滑轨，右升降装置输出端安装有右滑板，右滑板位于右升降滑轨上并可沿右升降滑轨长度方向滑动，右旋转控制组件安装在右滑板上。[0120] 左滑板远离左立柱一侧上设有左水平滑轨，左旋转控制组件与左水平滑轨对应位置处固定安装有左水平滑块，左水平滑块套设在左水平滑轨内部；右滑板远离右立柱一侧上设有右水平滑轨，右旋转控制组件与右水平滑轨对应位置处固定安装有右水平滑块，右水平滑块套设在右水平滑轨内部。[0121] 滑板上还安装有用于将左、右旋转控制组件固定的控制主体固定组件，控制主体固定组件包括固定气缸35、固定销351和固定安装套36，一个以上固定气缸35固定安装在其中一个立柱上的滑板上，每个固定气缸35上均安装有一个固定销351，另一个立柱上的滑板上与每个固定销351对应位置处均设置有一个固定安装套36。固定气缸35输入端与控制器8输出端相连。设置控制主体固定组件可以使两个旋转控制组件同步升降，在操作过程中可仅启动一个升降装置就可以实现同步升降，启动两个升降装置时，可以保证旋转控制组件在运动过程中的稳定性，不容易发生晃动等情况。[0122] 左滑板上安装有左水平气缸，左水平气缸伸缩方向与左水平滑轨长度方向平行，左旋转控制组件固定安装在左水平气缸输出端；右滑板上安装有右水平气缸，右水平气缸伸缩方向与右水平滑轨长度方向平行，右旋转控制组件固定安装在右水平气缸输出端。[0123] 控制器的输出端与左水平气缸、右水平气缸的输入端相连。[0124] 本实施例中，控制箱体底部还安装有用于对两个锯片旋转轴进行限位的旋转轴限位组件。[0125] 旋转轴限位组件包括旋转轴限位筒34和旋转轴限位气缸37，旋转轴限位气缸37固定安装在控制箱体底部，旋转轴限位筒34安装在旋转轴限位气缸37活动端且套设在其中一个锯片旋转轴外圆周上；旋转轴限位筒34可在旋转轴限位气缸37活动端的带动下沿锯片旋转轴的轴线方向运动。旋转轴限位气缸37输入端与控制器8输出端相连。[0126] 旋转轴限位筒34一端安装有连接环组件，连接环组件包括连接环本体343和安装在连接环本体343下方的连接环连接部344，连接环连接部344固定安装在旋转轴限位气缸37活动端，连接环本体343安装在旋转轴限位筒34端部，连接环本体343与旋转轴限位筒34同轴并可于旋转轴限位筒34和锯片旋转轴之间沿其中心轴旋转。[0127] 旋转轴限位筒34外圆周上与连接环本体343对应位置处形成有环形凹槽，连接环本体343套设在环形凹槽上。[0128] 两个锯片旋转轴远离对应锯片一端均形成有用于对锯片旋转轴旋转方向进行限位的旋转限位块332，旋转轴限位筒34内部形成有供旋转限位块332左右移动的移动限位槽341和供旋转限位块332旋转运动的环形限位槽342。[0129] 移动限位槽341为与锯片旋转轴轴线平行的长形槽，环形限位槽342所在平面与移动限位槽341垂直。[0130] 当旋转轴限位筒34处于初始位置时，旋转限位块332位于环形限位槽342内。[0131] 环形限位槽342的数量为两个，两个锯片旋转轴上均设置有一组旋转限位块332，两个环形限位槽342之间的距离与两组锯片旋转轴上的旋转限位块332之间的距离相等。[0132] 环形限位槽342的数量为三个，两个锯片旋转轴上均设置有一组旋转限位块332，除旋转轴限位筒34处于初始位置时旋转限位块332占用的环形限位槽342外，另外两个环形限位槽342之间的距离与其中两个锯片旋转轴上的旋转限位块332之间的距离相等。[0133] 两个锯片旋转轴上均设置有两组以上旋转限位块332，两个锯片旋转轴处于第一限位连接位时，旋转限位块332均位于环形限位槽342内；两个锯片旋转轴处于第二限位连接位时，旋转限位块332均处于移动限位槽341内。[0134] 本实施例中，至少一个控制箱体底部安装有用于对锯片旋转轴进行定位的旋转轴定位套组件。[0135] 旋转轴定位套组件包括旋转轴定位气缸38和旋转轴定位套381，旋转轴定位气缸38安装在滑板21上，旋转轴定位套381固定安装在旋转轴定位气缸38活动端，旋转轴定位套381靠近锯片旋转轴33一侧安装形成有对圆锯片1进行定位的定位槽，锯片旋转轴33表面长度方向与定位槽对应位置处设有与定位槽配合的定位块333。[0136] 旋转轴定位气缸输入端与控制器输出端相连。锯片进行一次同步旋转或不同步旋转结束后，需更换作业模式时，关闭锯片旋转运动，锯片速度逐渐降低，此时，启动气缸，安装在气缸活动端上的旋转轴定位套将随着气缸活动端的运动靠近旋转轴，二者之间的设置距离小于锯片旋转轴上定位块的高度，当定位块旋转至旋转轴定位套一侧时，旋转轴定位套将与定位块将会发生摩擦，锯片的旋转速度逐渐降低，当锯片的旋转速度足够旋转一圈，但旋转所需要的能量小于旋转轴定位套与定位块之间克服摩擦力所需要的能量时，锯片将停止，并容置在旋转轴定位套的旋转轴定位槽内，实现旋转轴位置的定位，进而实现旋转轴限位块的定位。[0137] 具体的，定位槽为一弧形凹槽且弧形凹槽一端槽口与旋转轴之间的距离大于定位块333的高度，另一端槽口与旋转轴之间的距离小于定位块333的高度；定位块333旋转方向由定位槽距离锯片旋转轴较大的一端旋转至另一端；定位块333下端与定位槽接触一端设置为弧形面，弧形面与定位槽的切点位于定位槽内部。[0138] 旋转轴定位套381可沿旋转轴定位气缸38活动端长度方向滑动安装在旋转轴定位气缸活动端。[0139] 具体的，旋转轴定位气缸38上还安装有用于旋转轴定位套381缓冲的旋转轴定位缓冲组件382。旋转轴定位缓冲组件382包括缓冲弹簧、缓冲座、缓冲杆，旋转轴定位套381上开有安装缓冲杆的环形安装槽，缓冲杆安装在缓冲座上，缓冲弹簧套设在缓冲杆上，缓冲杆安装在环形安装槽内部，缓冲弹簧一端与缓冲座连接，一端安装在环形安装槽外围。旋转轴定位气缸38输入端与控制器输出端相连。[0140] 两个左立柱两端通过左立柱底板和左立柱顶板固定，两个右立柱两端通过右立柱底板和右立柱顶板固定，左立柱底板和右立柱底板之间、左立柱顶板和右立柱顶板之间均安装有用于对左立柱和右立柱进行固定的立柱固定组件。设置立柱固定组件可以保证在同步向前给进过程中，切割机整体的稳定性。[0141] 立柱固定组件包括立柱固定气缸55、立柱固定滑块551和立柱固定滑槽56，立柱固定气缸55固定安装在左立柱底板或左立柱顶板上，每个立柱固定气缸55上均安装有一个立柱固定滑块551，每个立柱固定滑块551均对应设有一个立柱固定滑槽56与其相配合，立柱固定滑槽56安装在右立柱底板或右立柱顶板上。立柱固定气缸55输入端与控制器8输出端相连。[0142] 立柱固定滑槽56内安装有用于对立柱固定滑块551进行校准的红外线发射器(图未示)，立柱固定滑块551靠近立柱固定滑槽56一侧安装有与红外线发射器相对应的红外线接收板(图未示)。[0143] 左立柱顶板和右立柱顶板之间、左立柱底板板和右立柱底板板之间通过立柱滑轨54和立柱滑块53连接。[0144] 左立柱顶板和左立柱底板上安装有立柱滑轨54，右立柱顶板和右立柱底板上安装有套设在对应位置于立柱滑轨54内部的立柱滑块53。[0145] 左给进装置安装在左立柱底板上，左给进装置安装在左立柱底板两端；左给进装置包括左轴杆、左给进电机和左轨道轮；左立柱底板两端形成有用于安装给进装置的左安装部，左安装部形成有用于安装左轴杆的左轴孔，左轴杆沿轨道宽度方向安装在左轴孔上，左轨道轮安装在左轴杆两端；还包括左变速机构，左变速机构与左轴杆上均设置有左链轮，左给进电机通过左链条带动左变速机构上的左链轮进而通过左链条继续带动左轴杆上的左链轮，最终左给进电机采用链条链轮方式驱动左轴杆旋转；右给进装置安装在右立柱底板上，右给进装置安装在右立柱底板两端；右给进装置包括右轴杆、右给进电机和右轨道轮；右立柱底板两端形成有用于安装给进装置的右安装部，右安装部形成有用于安装右轴杆的右轴孔，右轴杆沿轨道宽度方向安装在右轴孔上，右轨道轮安装在右轴杆两端；还包括右变速机构，右变速机构与右轴杆上均设置有右链轮，右给进电机通过右链条带动右变速机构上的右链轮进而通过右链条继续带动右轴杆上的右链轮，最终右给进电机采用链条链轮方式驱动右轴杆旋转。[0146] 具体的，本实施例中，锯片旋转轴上还安装有用于对锯片非中心位置进行固定的圆盘固定组件。[0147] 圆盘固定组件包括圆盘架体和沿圆周方向均匀分布在圆盘架体表面的3个以上的支撑杆组件，圆盘架体中心固定安装在锯片旋转轴上，支撑杆组件轴线与锯片旋转轴平行。[0148] 每个支撑杆组件中心轴到锯片旋转轴中心轴的距离相等。[0149] 锯片的半径R0大于等于2.5m，且支撑杆组件中心轴到锯片旋转轴中心轴的距离R1＝R0/(10‑14)。[0150] 支撑杆组件包括支撑杆主体9和用于将锯片固定在支撑杆主体9端部的支撑杆固定组件，支撑杆主体9与锯片固定一端形成有外螺纹，锯片上与支撑杆主体9对应位置处形成有供支撑杆主体9通过的支撑杆安装孔。[0151] 支撑杆固定组件包括用于固定锯片两面的第一挡块91和第二挡块92，第一挡块91和第二挡块92紧贴在锯片侧面上，第一挡块91和第二挡块92中心螺接在支撑杆主体9上。[0152] 第一挡块91远离锯片一面安装有用于对其施加压力的弹力固定组件。[0153] 当锯片发生剧烈振动时，其对第一挡块将存在横向方向的作用力，此时，第一挡块可能因为剧烈振动存在横向运动的趋势，最终遭到破坏，进而无法锁紧锯片，此时增加弹簧固定组件，弹簧固定组件中的弹簧能够对由第一挡块传导而来的横向作用力进行一定吸收，保护第一挡块，使第一挡块不易从旋转轴上脱落；若锯片发生剧烈振动，导致第一挡块损毁，无法对锯片进行固定时，设置的弹力固定组件还能够在弹簧的作用下起到临时固定锯片的作用，使锯片不会因为振动而脱离旋转轴，并对振动时产生的作用力进行一定吸收，减少对锯片以及旋转轴的损害，更好的保护作业安全、减少财产损失。[0154] 弹力固定组件包括弹力固定座93、沿圆周方向均匀分布在弹力固定座93内的弹力固定杆94和套在弹力固定杆94上的压力弹簧；弹力固定座93中心固定套在支撑杆主体9端部且其靠近第一挡块91一侧顶抵在第一挡块91上。弹力固定座与第一挡块之间存在一定的间隙或弹力固定座较松的抵挡在第一挡块一侧，并通过其中的压力弹簧进一步抵牢在第一挡块上。[0155] 第一挡块91上与弹力固定杆94对应位置处形成有固定杆滑槽，弹力固定杆94套设在固定杆滑槽内部并可沿弹力固定杆94轴向滑动。[0156] 具体的，固定杆滑槽为一径向截面为环形的滑槽。[0157] 压力弹簧一端固定安装在弹力固定座93上，另一端固定安装在第一挡块91上固定杆滑槽外围位置。[0158] 压力弹簧为塔型弹簧，其较大半径端固定安装在第一挡块91上固定杆滑槽外围位置。[0159] 圆盘固定组件主要用于加强锯片的抗振动能力，能够加强圆盘切割的稳定性并防止出现异常振动而损毁锯片或发生意外等。[0160] 作为一种优选的实施方式，切割机上安装有用于显示切割参数的显示屏和用于设定切割参数、切割模式的输入端口。[0161] 本实施例中该双刀圆盘切割机的控制方法，包括如下控制步骤：[0162] 步骤一，启动双刀圆盘切割机，控制水平气缸将圆锯片调节到指定的横向位置；[0163] 步骤二，设置双刀四轨道圆盘切割机的切割模式，开始进行切割；[0164] 步骤三，完成切割后，保持锯片继续旋转，升起切割机锯片完成一次切割作业；[0165] 上述步骤二中双刀四轨道圆盘切割机的切割模式包括第一切割模式、第二切割模式、第三切割模式和第四切割模式，第一切割模式为左右两锯片同步升降、同步旋转、同步向前给进；第二种切割模式为左右两锯片同步升降、不同步旋转、同步向前给进；第三种切割模式为左右两锯片不同步升降、不同步旋转、同步向前给进；第四种切割模式为左右两锯片不同步升降、不同步旋转、不同步向前给进。[0166] 处于第一种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱固定，控制主体固定组件将两旋转控制组件固定，旋转限位块332与移动限位槽341配合将两锯片旋转轴沿旋转方向固定。[0167] 处于第一种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱固定，控制主体固定组件将两旋转控制组件固定，之后旋转轴限位筒34可在旋转轴限位气缸37活动端的带动下沿另一锯片旋转轴的轴线方向运动，将左、右两个锯片旋转轴套设在同一旋转轴限位筒34内，且左、右两个锯片旋转轴上的旋转限位块332与移动限位槽341配合，之后启动其中一个变速电机，两锯片即可做同步旋转运动。[0168] 处于第二种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱固定，控制主体固定组件将两旋转控制组件固定，旋转限位块332与环形限位槽342配合将两锯片旋转轴沿轴线方向固定。[0169] 处于第二种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱固定，控制主体固定组件将两旋转控制组件固定，之后旋转轴限位筒34可在旋转轴限位气缸37活动端的带动下沿另一锯片旋转轴的轴线方向运动，将左、右两个锯片旋转轴套设在同一旋转轴限位筒34内，且左、右两个锯片旋转轴上的旋转限位块332与环形限位槽342配合，之后启动左、右变速电机，两锯片即可做不同步旋转运动。[0170] 处于第三种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱固定，控制主体固定组件将两旋转控制组件分开，旋转轴限位筒34处于初始位置。[0171] 处于第四种切割模式时，控制立柱固定气缸55将两立柱分开，控制主体固定组件将两旋转控制组件分开，旋转轴限位筒34处于初始位置。[0172] 锯片在旋转过程中，其旋转速度可能会存在微小的差距，使其发生不同步旋转，因此设置的旋转限位筒，使其在不同模式下分别处于移动限位槽341或环形限位槽342内，当左、右两端的锯片旋转轴需同步旋转时，二者上的旋转轴限位块均处于移动限位槽341内部，最终使其具有同样的初始状态，并且在之后的作业过程中也不容易发生不同步旋转，当左、右锯片旋转轴不同步旋转时，其可容置在环形凹槽限位槽中，发生不同步旋转。[0173] 本实施例中双刀圆盘切割机可以具有不同的作业模式，能够更好的适应不同的生产需求，使用更加多样化。[0174] 本实施例中双刀圆盘切割机中单个锯片的控制方法，包括如下控制步骤：[0175] 步骤一，启动切割机，进入向下给进模式，开始切割，直至切割至指定深度；[0176] 步骤二，进入向前给进模式，继续切割，直到切割至指定距离；[0177] 步骤三，保持锯片继续旋转，升起切割机锯片完成一次切割作业。[0178] 向下给进模式中，向下给进速度v1满足如下关系：[0179][0180] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v01表示向下给进设定速度，k11表示第一摩擦阀值系数，k12为第二摩擦阀值系数。[0181] 第一摩擦阀值系数k11满足：0.05[0182] 向下给进模式中，锯片旋转角速度v2满足如下关系：[0183][0184] 其中f01表示向下给进标准摩擦阻力，v02表示向下给进锯片旋转设定角速度，k21表示第三摩擦阀值系数，k22为第四摩擦阀值系数。[0185] 第三摩擦阀值系数k21满足：0.05[0186] 向下给进标准摩擦阻力f01满足如下关系：[0187][0188] 其中R表示锯片的半径，L表示锯片向下锯切深度，k01为锯片侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v01表示向下给进设定速度，v02表示向下给进锯片旋转设定角速度。[0189] 向前给进模式中，向前给进速度v3满足如下关系：[0190][0191] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v01表示向前给进设定速度，k31表示第五摩擦阀值系数，k32为第六摩擦阀值系数。[0192] 第五摩擦阀值系数k31满足：0.05[0193] 向前给进模式中，锯片旋转角速度v4满足如下关系：[0194][0195] 其中f02表示向前给进标准摩擦阻力，v02表示向前给进锯片旋转设定角速度，k41表示第七摩擦阀值系数，k22为第八摩擦阀值系数。[0196] 第七摩擦阀值系数k41满足：0.05[0197] 向前给进标准摩擦阻力f02满足如下关系：[0198][0199] 其中R表示锯片的半径，L0表示锯片锯切深度设定值，k01为锯片侧面摩擦阻力系数，k02为锯口摩擦阻力系数，v03表示向前给进设定速度，v04表示向前给进锯片旋转设定角速度。[0200] 单个锯片的控制方法中，步骤一和步骤二中，监控锯片旋转轴的振动情况，当振动幅度大于设定区间时，降低锯片旋转角速度或降低给进速度，直至振动幅度小于或等于设定范围为止。[0201] 振动幅度的设定区间为6～18微米中的任一区间，优选为8～15微米。进一步优选为10‑12微米。[0202] 具体的，本实施例中，振动幅度设定区间设置有两个，每个设定区间为6～18微米中的任一区间。[0203] 当振动幅度大于第一设定区间上限时，具体响应步骤如下：[0204] 步骤一，降低给进速度直至振动幅度降至第一设定区间下限以下为止；[0205] 步骤二，若给进速度降低至其初始速度的一半后，振动幅度还未降低至第一设定区间下限以下，则同时降低给进速度和旋转角速度，直至振动幅度降至第一设定区间下限以下为止；[0206] 当振动幅度大于第一设定区间上限时，具体响应步骤中步骤三，将振动幅度降低至第一设定区间下限以下后，保持给进速度和旋转角速度不变，当振动幅度降至第二设定区间下限以下时，提高旋转角速度至不受振幅影响下的旋转速度；然后再逐渐提高给进速度至不受振幅影响下的给进速度。[0207] 步骤三中，在提高旋转角速度或给进速度时，若振动幅度又达到第二设定区间上限以上时，保持旋转角速度和给进速度不变，直到振动幅度降低至第二设定区间下限以下后再提高旋转角速度或给进速度。[0208] 当振动幅度大于第一设定区间时，给进速度的变化规律满足如下公式：[0209][0210] 其中v0表示在不受振幅影响下的给进速度，n为大于等于1的整数，优选为3，公式(1)在振动幅度大于第一设定区间上限时触发，当振动幅度达到第一设定区间下限时终止；公式(2)在旋转速度已经提高到不受振幅影响下的旋转角速度，振幅小于第二设定区间下限且给进速度小于v0/2时触发，当v0'＝v0/2时或振幅达到第二设定区间上限以上时终止；公式(3)在旋转角速度已经提高到不受振幅影响下的旋转角速度时，且振幅小于第二设定区间上限且v0'≥v0/2时触发，在给进速度达到v0时或振幅达到第二设定区间上限以上时终止；其中v0”为触发时初始给进速度。[0211] 当振动幅度大于第一设定区间时，旋转角速度的变化规律满足如下公式：[0212][0213] 其中v2表示在不受振幅影响下的旋转速度，n为大于等于1的整数，优选为3，公式(4)在给进速度降低至其初始速度的一半后，振动幅度还未降低至第一设定区间下限以下时触发，当振动幅度达到第一设定区间下限时终止；公式(5)在当振动幅度降至第二设定区间下限以下时触发，当振动幅度达到第二设定区间上限以上时或旋转角速度达到v0时终止。[0214] 振动幅度的第一设定区间为10‑18微米，优选为10‑12微米；振动幅度的第二设定区间为6‑10微米，优选为6‑8微米。[0215] 监测到的振动幅度不在设定值范围内时，锯片旋转角速度和向下向前给进速度调整应以振动情况的调节优先，调整至小于或等于设定的范围。[0216] 以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：福建

专利申请日期：2021-07-02

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113503161B