锯机和锯机控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的锯机控制方法以及根据权利要求10的前序部分的锯机。这样的锯机也被用在本方法中并且包括锯刀，它被带有变频器的锯刀电动驱动机构驱动。另外，设有这样的锯切进给装置，它借助进给电动驱动机构以可变的进给速度使锯刀相对于待锯切的工件运动。最后，该锯机也包括机器控制装置。
【背景技术】
[0002]本类型的锯机通常以带锯机或圆锯机的形式、偶尔也以弓锯机的形式构成。本发明的主要应用领域是金属工件的切割或锯切。
[0003]根据锯机的类型，使被驱动的锯刀(即一般是锯带或圆锯条)相对于工件直线运动或绕转轴运动。工件较重且通常借助输送机构被安放到锯台上，在锯台上被夹紧以进行锯切作业。
[0004]在此情况下可以锯切具有不同横截面的工件，基本上只受到某锯机因其几何形状设定而允许的最大工件横截面的限制。另外，工件可具有不同的横截面形状或者说剖面形状，例如通常是方形或圆柱形的条材以及例如T型材等在同一锯机上被加工。
[0005]锯切过程的开始是将工件定位在切割位置上，在切割位置上，应在此进行锯切的工件部位处于由锯刀锯切进给运动限定的切割平面内。随后，锯刀须首先以空程进给速度被移向该工件，因为能锯切具有不同横截面的工件，故锯刀必须出于安全考虑能被完全从锯机的最大可能工作横截面取出。于是，真正的切割过程(即锯刀在工件中的切削作用中的锯刀进给运动)以由材料性能决定的加工进给速度来实现，该加工进给速度在金属工件的情况下通常在毫米/秒数量级内，并受到锯刀最大切削能力的限制。
[0006]为了提高本类型的锯机的工作效率，人们试图缩短锯切过程所需的时间。这可以通过提高锯刀空程进给速度和/或通过提高锯刀在材料中的加工进给速度来实现。
[0007]为了提高空程进给速度而知道了通过传感器来确定待锯切工件的几何形状数据并在快要切入工件之前减慢锯刀。由此阻止锯刀在其以过高的空程进给速度碰到工件时受损。其它解决方法在带锯机的情况下基于锯带监测并且例如测量锯带上的切割阻力，以便在锯带碰到工件且遇到相应的阻力时就减慢锯刀。
[0008]当能提高加工进给速度时，得到了在锯切过程所需时间方面的进一步节约潜力。这在锯机的预定最大切削能力情况下也是可行的，确切的说，当要锯切具有异形横截面如圆形、U形或T形截面的工件时是可行的。因为在这样的横截面或剖面形状时加工进给速度可被改变以缩短真正切割过程所需要的时间:例如在圆形材料情况下(即在截平面中呈圆形的圆柱形工件情况下)，在切割过程开始时只有少量齿总是同时切入该材料。大致在切割过程的一半，锯刀尤其是锯带沿圆盘直径运动，即，在这里，尽可能多的齿同时切入该材料。在切割过程要结束时，被锯切的材料的宽度又减小，从而在此又有较少的齿同时切入该材料。在给定的切削能力情况下，越少的齿同时切入材料，就可以选择越高的加工进给速度。
[0009]本发明致力于优化在真正切割过程中的加工进给速度。
[0010]对此知道了，在锯切过程开始时选择这样的锯切执行程序，其适应于工件的横截面类型例如圆形材料、四方管等横截面类型。因为此时涉及典型化的预选，故尤其当在与在工件最大宽度情况下相比预期在此有较少的齿切入该材料的工件区域内(即在以更高的加工进给速度被锯切的区域内)进行锯切时，须考虑相对大的安全裕度，以使锯刀不会受到比如过高的加工进给速度的威胁。在圆形材料的例子中，这是切割过程的开始和结束；而在四方形管的例子中，具有更高加工进给速度的区域位于切割过程的开始和结束之间。即，在加工进给速度的变化方面仍有明显的优化潜力。
[0011]在现有技术中，为了优化变化的加工进给速度而已有各种做法:在DE 10043 012Al中，利用在锯带背面上的测力传感器来检测带锯机的锯带瞬时负荷。加工进给速度于是根据锯带瞬时负荷来调节。在DE 31 03 243 Al中提出类似的调节:在那里，利用传感器检测在切割区域内的锯带瞬时弯曲，并由此推导出用于加工进给速度的调节参量。在US6，682，062B1中，在切割过程中测量锯带或锯条的走向并用作锯刀瞬时负荷的测量参量。这又允许对加工进给速度进行调节。
[0012]这些来自现有技术的解决方法的共同点是须设置用于测量调节参量的传感器。但在本类型的锯机中有着在切割区域或锯台区域内的严酷条件，因此使用传感器总是成问题的且通常无法顺利实现。
【发明内容】
[0013]因此，本发明基于以下任务:提出上述类型的方法和锯机，其中，在真正切割过程中的加工进给速度被优化，但无须为此在锯机加工区内采用传感器。
[0014]本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求10的特征的锯机来完成该任务。在权利要求2-9中找到本发明方法的优选改进方案。在权利要求11-15中规定了本发明锯机的有利实施方式。
[0015]根据本发明，如此控制以下的锯机(它如本身已知地包括由带有变频器的锯刀电动驱动机构被驱动的锯刀和用于借助电动进给驱动机构使被驱动的锯刀相对于待锯切的工件以可变的进给速度运动的锯切进给装置)，即，对于在工件中的第一次切割，预先确定针对工件几何形状、工件材料和锯刀特定的、恒定或变化的加工进给速度，随后在第一次切割时在锯刀电动驱动机构的变频器上求出一个物理参数的与由锯刀驱动机构传递给锯刀的转矩相关的瞬时值。该值作为瞬时转矩值被差传输给机器控制装置，并且该瞬时转矩值在那里被连续分析。此时求出第一次切割的最大转矩值并基于此来确定该转矩值的最大值。随后，对于在同一工件中的所有后续切割，该锯刀的加工进给速度在采用该瞬时转矩值作为调节参量(实际值)的情况下被如此调节，即该瞬时转矩值保持恒定并且尽量接近该最大值(理想值)。
[0016]就是说，对于在工件内的第一次切割，本发明执行常见的做法，此时被驱动的锯刀的加工进给速度结合经验值或由锯机厂家附带的具有尤其是恒定的值的列表来预先选择，并且该切割过程以该加工进给速度进行。为了缩短第一次切割所需要的时间，也可以如本身已知地预先确定变化的加工进给速度，其基于典型的横截面形状来选择，在这里，例如在圆形材料的情况下提高在切割过程开始和要结束时的预选的加工进给速度。
[0017]根据本发明针对第一次切割预先确定的加工进给速度专门针对工件几何形状、工件材料和锯带来选择，即，在某工件材料中的锯刀切削能力以及例如作为工件几何形状的工件最大宽度被纳入选择之中。工件最大宽度可以由机器控制装置结合锯机的两个夹爪(其夹紧工件以实现锯切)之间的距离来自动求出。如上所述，除工件最大宽度外，也可采用工件基本形状用于选择尤其是变化的特定加工进给速度。
[0018]在工件中按常规执行第一次切割期间，在锯刀驱动机构的第一变频器上连续求出一个物理参数的与由锯刀驱动机构传递至锯刀的转矩相关联的瞬时值。该物理参数尤其可以是由第一变频器交付给锯刀电动驱动机构马达的有效电流。
[0019]在按常规预先确定的恒定或变化的加工进给速度情况下，它可能只在最多的锯齿在此切入工件材料的工件部位(即一般是工件最宽部位被锯切时)是最佳的或接近最佳，这是因为存在锯刀的最大容许负荷。在工件的其余部位，加工进给速度仅在拥有可观的安全裕量的情况下被提高。而在根据本发明以按常规预选的加工进给速