专利名称：一种桥切机数字化控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石材加工数字化控制技术领域，具体是指一种桥式石材锯切机的数字化控制系统。
背景技术：
近年来随着石材加工业的发展，桥式石材锯切机(简称桥切机)在石材的加工中已得到广泛的应用，而在异型材的加工中，通常采用具有仿形功能的桥切机来加工制造，所述仿形桥切机是按照工件的形状制成模板，使锯片按照模板的形状轨迹运行而进行磨削加工的一种高效锯切工具，由于采用模板仿形，可以很方便地锯切各种形状的工件，特别适用于批量生产各种不规则形状和内外同心的各种形状的工件；然而，目前仿形桥切机的仿形加工技术较为简单粗糙，机械自动化控制水平较低，实际应用中不能很好地平衡仿形加工效率和仿形精度之间的矛盾，进而会大大地降低了工件的生产效率和加大生产成本。有鉴于此，本发明人对桥切机的自动控制技术进行了深入研究，本案由此产生。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种桥切机数字化控制系统，其提升了石材加工机械的自动化控制水平，具有操作简单、加工精度高、成本低及节能高效等优点。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种桥切机数字化控制系统，其包括有人机界面单元、可编程主控单元、仿形检测单元、三轴联动驱动单元及锯片倾转驱动单元，上述人机界面单元与上述可编程主控单元进行双向连接，上述仿形检测单元连接至上述可编程主控单元的信号输入端，该可编程主控单元的控制端分别与上述三轴联动驱动单元、锯片倾转驱动单元进行双向连接。上述人机界面单元为触摸屏人机界面。上述可编程主控单元为PLC可编程控制器。上述仿形检测单元包括模板和检测该模板尺寸的光电检测单元，该光电检测单元连接至上述可编程主控单元的信号输入端。上述三轴联动驱动单元为X、Y、Z轴驱动单元，为带有X、Y、Z轴位置检测单元的闭环交流传动系统。上述锯片倾转驱动单元为带有位置检测单元的闭环交流传动系统。上述可编程主控单元还与控制辅助单元相连接，该控制辅助单元包括有主令开关、行程开关、限位开关、液压泵及冷却水泵。采用上述方案后，本实用新型一种桥切机数字化控制系统，其特别应用在仿形桥切机上，仿形桥切机的机械机构主要采用圆盘式金刚石锯片作为磨削刀具，通过主轴电机带动锯片高速旋转磨削加工面实现锯切；本案控制系统控制时，经由人机界面单元对整机的工艺参数进行设定，工作中仿形检测单元将模板的尺寸通过检测技术转变成数字化信号，并输送至可编程主控单元进行分析处理，然后分别给三轴联动驱动单元、锯片倾转驱动单元发出控制执行指令，由主轴电机位移控制三轴(x、Y、z轴)的进给量及对锯片倾斜度及转向(绕Z轴旋转)角度的控制，从而实现自动高精度锯切加工，另外三轴联动驱动单元、 锯片倾转驱动单元还会将运行信息反馈至主编程控制单元，并由人机界面单元显示出，人机界面单元还具有同时显示各种工艺参数、状态、报警信息等特性，实现对整机的全面监控作用，由此本新型桥切机数字化控制系统提升了石材加工机械的自动化控制水平，具有操作简单、加工精度高、成本低及节能高效的优点。
图1是本实用新型的原理框图。标号说明人机界面单元 1可编程主控单元 2仿形检测单元 3三轴联动驱动单元4锯片倾转驱动单元5控制辅助单元 具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。本实用新型涉及一种应用在仿形桥切机上的桥切机数字化控制系统，所述仿形桥切机，其主要用于异型材的加工，其机械机构主要采用圆盘式金刚石锯片作为磨削刀具，通过主轴电机带动锯片高速旋转磨削加工面实现锯切，所述仿形桥切机的机械机构及工作原理为现有技术，这里不再详细阐述。本新型桥切机数字化控制系统包括有人机界面单元1、可编程主控单元2、仿形检测单元3、三轴联动驱动单元4、锯片倾转驱动单元5及控制辅助单元6 ；如图1所示，人机界面单元1采用数据控制总线与可编程主控单元2进行双向连接，仿形检测单元3采用数据总线连接至可编程主控单元2的信号输入端，可编程主控单元2的控制端采用数据控制总线分别与三轴联动驱动单元4、锯片倾转驱动单元5及控制辅助单元6进行双向连接。所述人机界面单元1，其具体为一触摸屏人机界面(HMI)，其主要用于对系统工艺参数的设定及修改，同时还能够显示各种工艺参数、状态、报警信息等，可对整机进行全面监控，另外根据整个系统具有手动和自动两种模式控制方法，对应设定有手动和自动模式的切换功能，具体地，手动模式可通过人机界面1设定相关的工艺参数进行自动加工，自动模式可通过人机界面1调用存储的参数或采用异型模板检测的方式进行自动加工。所述可编程主控单元2，具体采用PLC可编程控制器，其通过软件的设计实现系统的输入/输出信号的分析、运算、处理、存储和显示等，是整个系统的控制中心；这里还特别地利用其内部的PID模块，实现了对圆盘锯片转速的自动控制，达到锯切加工的高效节能效果。所述仿形检测单元3，其包括模板和用于检测该模板尺寸的光电检测单元，该光电检测单元采用数据总线连接至可编程主控单元2的信号输入端，工作时，所述光电检测单元将模板的尺寸通过光电检测技术转变成数字化信号，该数字化信号再通过数据总线输送至可编程主控单元2进行分析处理，之后给下述的三轴联动驱动单元4、锯片倾转驱动单元5及控制辅助单元6发出控制执行指令进行相应的操作。所述三轴联动驱动单元4，即为X、Y、Z轴驱动单元，为带有Χ、Υ、Ζ轴位置检测单元的闭环交流传动系统，该位置检测单元的检测元件可以是光码盘或磁尺，传动电机可以是伺服电机或步进电机，闭环交流传动系统执行来自可编程主控单元2的控制信号，由主轴电机升降来分别控制垂直方向(Ζ轴)、横走机构横向(X轴)、横梁纵向(Y轴)的移动速度及进给量，由此确保锯切加工的精准性；闭环交流传动系统还会将运行信息反馈到可编程主控单元2，并通过人机界面单元1实时显示。所述锯片倾转驱动单元5，即用于控制锯片倾斜、转向的驱动单元，为带有位置检测单元组成的闭环交流传动系统，所述位置检测单元的检测元件可以是光码盘或角位移开关，传动电机可以是伺服电机或步进电机，闭环交流传动系统执行来自可编程主控单元2 的控制信号，由此实现对锯片倾斜度及转向(绕Z轴旋转)角度的控制，闭环交流传动系统还会将运行信息反馈到可编程主控单元2，并通过人机界面单元1实时显示。所述控制辅助单元6，包括有主令开关、行程开关、限位开关、液压泵及冷却水泵等辅助控制器件，其与可编程主控单元2连接并对该可编程主控单元2进行辅助控制作用，例如，冷却水泵用于辅助对刀具及圆盘底片的水冷却保护作用，各种开关应用在不同单元中起到相应的功能特性。所述数据控制总线根据不同连接关系可采用Modbus、RS486、RS232等总线及点对点控制线形式，用于实现数据信号的传输和指令信号的传输命令任务。本案控制系统控制时，经由人机界面单元1对整机的工艺参数进行设定，由控制辅助单元6作辅助控制，工作中仿形检测单元3将模板的尺寸通过检测技术转变成数字化信号，并输送至可编程主控单元2进行分析处理，然后分别给三轴联动驱动单元4、锯片倾转驱动单元5发出控制执行指令，由主轴电机位移控制三轴(X、Y、Z轴)的进给量及对锯片倾斜度及转向(绕Z轴旋转)角度的控制，从而实现自动高精度锯切加工，另外三轴联动驱动单元4、锯片倾转驱动单元5还会将运行信息反馈至主编程控制单2元，并由人机界面单元1显示出，人机界面单元1还具有同时显示各种工艺参数、状态、报警信息等特性，实现对整机的全面监控作用。综上所述，本新型桥切机数字化控制系统可适应任何一种桥式石材锯切加工机械，其通过对模形的自动检测生成控制桥式石材锯切机的加工程序，自动完成对石材的仿形加工，是在传统的仿形加工技术上作进一步地提高，它的功能可与数控系统相媲美，但无需数控编程等专业技术，由此提升了石材加工机械的自动化控制水平，具有操作简单、加工精度高、成本低及节能高效的优点。上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
权利要求1.一种桥切机数字化控制系统，其特征在于包括有人机界面单元、可编程主控单元、 仿形检测单元、三轴联动驱动单元及锯片倾转驱动单元，上述人机界面单元与上述可编程主控单元进行双向连接，上述仿形检测单元连接至上述可编程主控单元的信号输入端，该可编程主控单元的控制端分别与上述三轴联动驱动单元、锯片倾转驱动单元进行双向连接。
2.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述人机界面单元为触摸屏人机界面。
3.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述可编程主控单元为PLC可编程控制器。
4.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述仿形检测单元包括模板和检测该模板尺寸的光电检测单元，该光电检测单元连接至上述可编程主控单元的信号输入端。
5.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述三轴联动驱动单元为X、Y、Z轴驱动单元，为带有X、Y、Z轴位置检测单元的闭环交流传动系统。
6.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述锯片倾转驱动单元为带有位置检测单元的闭环交流传动系统。
7.如权利要求1所述的一种桥切机数字化控制系统，其特征在于上述可编程主控单元还与控制辅助单元相连接，该控制辅助单元包括有主令开关、行程开关、限位开关、液压泵及冷却水泵。
专利摘要本实用新型公开一种桥切机数字化控制系统，其包括有人机界面单元、可编程主控单元、仿形检测单元、三轴联动驱动单元及锯片倾转驱动单元，上述人机界面单元与上述可编程主控单元进行双向连接，上述仿形检测单元连接至上述可编程主控单元的信号输入端，该可编程主控单元的控制端分别与上述三轴联动驱动单元、锯片倾转驱动单元进行双向连接；本信息桥切机数字化控制系统操作简单，提升了石材加工机械的自动化控制水平，具有加工精度高、成本低及节能高效的优点。
文档编号B28D1/02GK202306252SQ20112033439
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者方千山 申请人:华侨大学