发明内容
[0003] 本发明针对零部件的不同锯切加工要求，提供了一种能在一台数控锯切设备上实现锯切效率最高、锯切精度最高、综合效果最好等三种模式的锯切加工工艺，以及满足三种模式锯切加工工艺自动切换要求的控制系统。
[0004] 本发明所采取的技术方案为：
[0005] 本发明的数控带锯设备锯切工艺，具体如下：
[0006] 开机后，进行工艺运行和控制参数的初始化，设定工艺参数的阈值：设备整机的总功率N总的允许值N总许、锯切效率差的允许值△q许、总功率差的允许值△N许、锯带振动的允许值B许和优化标志；其中，优化标志为0，表示所有运行和控制参数未经优化处理；优化标志为1时，即参数已优化；N总＝N主+N进，N主为主运动功率，N进为进给运动功率；B为锯带的振动值；锯切效率为q，运行参数修改前后两次的锯切效率差△q＝q本-q前；△N＝N总本-N总前，即为运行参数修改前后两次的总功率差。然后，选择锯切工作模式，包括效率模式、精度模式和综合模式。
[0007] 效率模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务；当优化标志为1时，按优化的参数运行。参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度初始值V主0、进给运动速度初始值V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进。调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进。延时5s后，通过截面图像检测装置测量切割截面积，通过压力传感器测量主运动力F主、进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进；计算切割效率q、运行参数修改前后两次的锯切效率差△q＝q本-q前；计算运行参数修改前后两次的总功率差△N＝N总本-N总前，如果N总＞N总许或△N＞△N许且△q<△q许，这时确定前次工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成了工艺参数优化任务。接下来按优化的工艺参数运行。当接收到停机信号，则停机。否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查。否则，继续按优化的工艺参数运行。其中，C为同时锯切的齿数；α为与锯切工件的材料和形状有关的系数，根据实验确定。
[0008] 精度模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务。当优化标志为1时，按优化的参数运行。参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度V主0、进给运动速度V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进。调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进。延时5s后，通过锯带的电涡流位移传感器测量锯带位移变化值，通过工作台与压力传感器座之间的压力传感器测量主运动力F主和进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算锯带振动值B；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进；如果N总＞N总许，则确定N总＞N总许且锯带振动值B最小时的工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成参数优化任务。接下来按优化的参数运行。当接收到停机信号，则停机。否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查。否则，继续按优化的参数运行。
[0009] 综合模式锯切工艺流程如下：当优化标志为0时，执行工艺运行和控制参数的优化任务；当优化标志＝1时，按优化的参数运行。参数优化过程如下：设定初始工艺参数，即主运动速度V主0、进给运动速度V进0、每次主运动速度调整值△V主、每次进给运动速度调整值△V进。调整主运动和进给运动速度，即V主＝V主0+△V主，V进＝V进0+△V进。延时5s后，通过截面图像检测装置测量切割截面积，通过锯带的电涡流位移传感器测量锯带位移变化值，通过工作台与压力传感器座之间的压力传感器测量主运动力F主和进给力F进，通过主运动伺服电机和进给伺服电机的光电测速装置分别测量主运动速度V主、进给运动速度V进；计算切割效率q、锯带振动值B；计算N总＝N主+N进，其中，N主＝F主×V主，N进＝F进×V进。如果N总＞N总许，则说明已达到总功率的允许值，这时确定锯带振动值B≤B许且切割效率q最大时的工艺参数V主、V进作为优化的运行参数，置优化标志为1，完成了参数优化任务。接下来按优化的参数运行。当接收到停机信号，则停机。否则通过锯带的光电断齿检测装置实时检测，进行故障判定，如果(1)连续断齿≥2、或(2)不连续断齿≥5、或(3)F主＞C×V主×α条件满足，说明锯带断齿数超过允许值或锯齿钝化，必须停机检查。否则，继续按优化的参数运行。
[0010] 本发明的控制系统包括用于确定最佳运行和控制参数的三种模式参数优化控制器、主运动控制回路、进给运动控制回路、锯带振动消除回路、锯切误差补偿回路和光电断齿检测装置。三种模式参数优化控制器将优化后的参数值输给主运动控制回路、进给运动控制回路、锯带振动消除回路和锯切误差补偿回路；主运动控制回路中，光电测速装置测量锯带轮的速度，并将测量的速度值输给主运动控制器，主运动控制器通过控制主运动伺服电机进而对锯带轮的速度进行控制。进给运动控制回路中，光电测速装置测量锯架的速度，并将速度值输给进给运动控制器，进给运动控制器通过控制进给伺服电机进而对锯架的速度进行控制。锯带振动消除回路中，超声波控制器和超声波换能装置组成超声波控制与换能装置，通过电涡流位移传感器对锯带两端进行电涡流位移检测，并将位移检测值输入超声波控制器计算振动值，超声波控制器控制超声波换能装置产生超声脉冲信号，超声波换能装置作用在锯带上，实现锯带振动消除。锯切误差补偿回路中，通过电涡流位移传感器对锯带两端进行电涡流位移检测，并将位移检测值输入导向控制器计算误差值，导向控制器控制锯带导向机构，实现锯切误差补偿。通过锯带两端的光电断齿检测装置实时检测，完成故障判定。如有故障，则由停机控制器实施停机操作，如无故障，则继续按优化的参数运行。
[0011] 本发明的有益效果：本发明提供的数控带锯设备的锯切工艺以及实现该工艺的控制系统方案，能实现锯切效率最高、锯切精度最高、综合效果最好等三种模式的锯切加工工艺，以及在一台数控锯切设备上进行三种模式锯切加工工艺的自动切换控制。这样有利于提高零部件的锯切效率和锯切质量，充分发挥数控锯切设备的效能，因此，具有显著的经济、社会和环境效益。
