带自动测高的数控定位系统的制作方法

本发明涉及数控切割设备技术领域，具体涉及一种带自动测高的数控定位系统。

背景技术：

目前数控切割设备，可双头90°、内外摆45°等角度切割。但是所有切割设备需要带角度切割时，设备机头定位须牵扯到型材高度和角度的计算，才能准确的定位出型材切割的实际长度。在定位方面，所有的数控设备基本都选用行业内最常使用的驱动器和伺服电机来控制设备的移动和尺寸定位。

在传统的测量方式中有两种：一种需要人工使用测量工具进行测量；一种是通过伺服电机走动进行测量。人工测量的方式，读数后填写输入在相应位置，造成比较繁琐，容易出现视觉误差，读数误差，同时也容易出现输入误按等错误，精准度差。伺服电机走动方式测量，成本高，安装繁琐，使整体结构加大，通用性差，范围局限，效率低等。

在传统的数控定位方式中有两种：一种是行业内最常使用的驱动器+伺服电机，虽然性能稳定，但是能耗高，成本高。每个品牌的安装外形尺寸差异大，从而扩大了机器本身的外形设计尺寸。一种是很少常见的气缸+硬限位的方式。这种方式非常局限性，并且过于简单，只能定位几种固定尺寸，实用性差、通用性差、精准性差。

技术实现要素：

本发明提供了一种带自动测高的数控定位系统，以解决现有技术存在的测量精准度差和测量效率低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带自动测高的数控定位系统，由测高装置、PLC控制器、电机、变频器和触摸屏组成，测高装置包括测量杆、滑座安装块、高精度扁平导轨、高精度滑块、磁尺、读头和气缸组成，气缸通过气缸安装座固定，气缸的活塞杆通过气缸连接件与滑座安装块相连，滑座安装块一侧与测量杆相连，滑座安装块另一侧通过读头连接件与读头相连，滑座安装块通过底部的高精度滑块在高精度扁平导轨上移动，高精度扁平导轨一侧设置磁尺，PLC控制器与测高装置中的磁尺相连，磁尺与电机相连，电机通过变频器与PLC控制器，PLC控制器与触摸屏相连。

上述测量杆外部表面设置耐磨尼龙管，防止划伤型材及测量杆磨损过度导致测量出现不精准。

本发明在不需要测量时，气缸电磁阀在不得电状态下，气缸会在伸出的最顶端所处的（即原点位置0位）。当需要测量时，接到PLC指令后，测量装置自动快速垂直向下运行，气缸处在回缩状态，同时磁尺进行读数，当测量杆与型材接触后，型材被压紧，磁尺读头随着运动的停止而停止，经几毫秒的延时后把读数进行数值锁定，并把测得数据自动填入系统中，系统会通过预设的公式进行一系列运算，进行程序下一步的自动定长等加工步骤。数据读取完毕，系统内部自动计算的同时，气缸会重新回到原点位置，达到预定工作状态，为下次测量做准备。

本发明带自动测量高度的数控定位系统，配合PLC或CNC数控设备使用，能精确的自动测量型材高度，并且自动将型材高度的数据读入系统中，以便于通过型材高度进行计算的所有功能。无需人工输入，减少了人工操作的复杂性、不确定性，提高了设备的精准度，定位速度，简化了操作步骤。使设备的自动化程度更高。该系统，成本低，结构简单，实用性强，通用性强，精准度高。能够广泛的改进多种型号多种类型的数控设备。该装置应用广泛，切割锯、铣床、钻床、加工中心等等数控设备均能使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明系统测高装置的结构示意图；

图2是本发明系统测高装置的局部放大示意图；

图3是本发明系统的结构示意图；

图4是本发明工作原理示意图。

图中1测量杆、2滑座安装块、3高精度扁平导轨、4高精度滑块、5磁尺、6读头、7读头连接件、8气缸连接件、9气缸、10气缸安装座、11耐磨尼龙管、12PLC控制器、13电机、14变频器、15触摸屏。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，一种带自动测高的数控定位系统，由测高装置、PLC控制器12、电机13、变频器14和触摸屏15组成，测高装置包括测量杆1、滑座安装块2、高精度扁平导轨3、高精度滑块4、磁尺5、读头6和气缸9组成，气缸9通过气缸安装座10固定，气缸9的活塞杆通过气缸连接件8与滑座安装块2相连，滑座安装块2一侧与测量杆1相连，滑座安装块2另一侧通过读头连接件7与读头6相连，滑座安装块2通过底部的高精度滑块4在高精度扁平导轨3上移动，高精度扁平导轨3一侧设置磁尺5，PLC控制器12与测高装置中的磁尺5相连，磁尺5与电机13相连，电机13通过变频器14与PLC控制器12，PLC控制器12与触摸屏15相连。测量杆1外部表面设置耐磨尼龙管11，防止划伤型材及测量杆磨损过度导致测量出现不精准。

本发明系统的工作原理：在不需要测量时，气缸电磁阀在不得电状态下，气缸会在伸出的最顶端所处的（即原点位置0位）。当需要测量时，接到PLC指令后，测量装置自动快速垂直向下运行，气缸处在回缩状态，同时磁尺进行读数，当测量杆与型材接触后，型材被压紧，磁尺读头随着运动的停止而停止，经几毫秒的延时后把读数进行数值锁定，并把测得数据自动填入系统中，系统会通过预设的公式进行一系列运算，进行程序下一步的自动定长等加工步骤。数据读取完毕，系统内部自动计算的同时，气缸会重新回到原点位置，达到预定工作状态，为下次测量做准备。

数控切割锯安装本公司研发的带自动测高装置的数控定位系统，使用设备开始运行中，当PLC接收到外部测量按钮信号时，自动测量装置按上述机械动作原理完成一系列动作。高精度磁尺读数锁定数据后，把所得数据传送给PLC/CNC，经系统我们预先设置好的编程计算，根据三角形边长和角度的关系，数学公式等算出数值后，得到实际切割要求外摆45°角度下机头定位，型材需要设置的长度数值传输给数控定位系统PLC，PLC会根据数值控制变频器的输出时间，通过变频器的输出时间来驱动电机，在电机带动机头移动的同时，数控定位系统中的高精度磁尺读取当前机头所在位置并反馈给系统中的PLC，经PLC内部随着反馈数值的变化时刻与预设型材长度数值做对比，直至外部反馈数据值与设定值相同时，数控定位系统PLC控制变频器输出时间停止，此时电机停止并机头在该位置锁定，系统中的下一列程序会按顺序自动运行，进行摆角、切割等一系列后续程序。此时设备外部数显表或显示屏会显示出实际切割尺寸数值。

该系统的通用性广泛，当其他数控设备或CNC设备安装带自动测高装置的数控定位系统时，动作原理和系统原理同上，并且相互连接简单方便，操作轻松，使得设备更加先进数控化智能化。