本发明涉及球墨铸铁切割领域,具体涉及一种球墨铸铁连续切割设备。
背景技术:
1、球墨铸铁作为一种重要的工业材料,具有更好的韧性和延展性以及铸造性能,在对长度较长的球墨铸铁加工处理的过程中,通常需要使用切割设备对球墨铸铁按照固定长度进行连续切割,同时还需要严格把控切割的深度,方便下一道压断工序的处理。
2、相关技术中通常利用可移动的自动化切割设备实现对球墨铸铁的连续切割,但在连续切割过程中,会出现一定的机械误差,会导致对球墨铸铁切割的控制不够精确,进而导致对球墨铸铁连续切割的效果较差。
技术实现思路
1、为了解决在连续切割过程中,会出现一定的机械误差,导致球墨铸铁连续切割的效果较差的技术问题,本发明的目的在于提供一种球墨铸铁连续切割设备,所采用的技术方案具体如下:
2、本发明提出了一种球墨铸铁连续切割设备,在切割设备的移动架上端安装工业相机和温度传感器,在切割设备的支臂上安装振动传感器,在切割设备的倾斜板上安装阻尼装置,所述工业相机用于获取切割设备在相邻两次切割之间移动过程中的视频数据,所述温度传感器用于实时获取切割过程中球墨铸铁的温度数据,所述振动传感器用于获取下刀切割之前预设时间段内的振动数据,根据所述视频数据、所述温度数据和所述振动数据,对球墨铸铁连续切割进行控制,其中,对球墨铸铁连续切割进行控制的方法,包括:
3、在执行下一次切割任务之前,将移动架向下一个切割点的方向进行移动,并利用切割设备的编码器获得切割设备的反馈移动距离和锯片的初始落点;对移动过程中的所述视频数据进行特征检测,获得切割设备的真实移动距离;根据切割设备的所述反馈移动距离和所述真实移动距离的差异,对所述初始落点进行调整,获得最终落点;
4、根据预设时间段内的振动数据,获得切割设备的阻尼频率;利用位于所述最终落点的锯片,对球墨铸铁进行下刀切割,根据切割过程中实时获取的球墨铸铁的温度数据与预设正常温度的差异,以及球墨铸铁的预设热膨胀系数,获得切割过程中球墨铸铁实时的尺寸变化误差;基于所述尺寸变化误差和所述阻尼频率对切割过程进行控制。
5、进一步地,所述获得切割设备的反馈移动距离包括:
6、在移动架移动过程中,利用切割设备的编码器对移动的距离进行检测,当编码器所检测的移动的距离达到预设切割间隔距离时,停止对移动架的移动,将移动架停止后的锯片所在位置作为锯片的初始落点,并将编码器所检测到的移动的距离作为切割设备的反馈移动距离。
7、进一步地,所述获得切割设备的真实移动距离包括:
8、基于视觉里程计技术,对移动过程中的所述视频数据进行特征检测,获得切割设备的真实移动距离。
9、进一步地,所述获得最终落点包括:
10、将切割设备的所述反馈移动距离和所述真实移动距离的差值的绝对值,作为切割设备的移动误差;
11、将所述移动误差输入至pid控制器中,并基于pid控制器的反馈结果,对移动架的锯片的所述初始落点进行调整,确定切割设备的锯片的最终落点。
12、进一步地,所述获得切割设备的阻尼频率包括:
13、基于二阶差分判别法,对预设时间段内的振动数据进行处理,获得预设时间段内的多个波峰;
14、根据预设时间段内的第一个波峰的振幅和最后一个波峰的振幅,获得切割设备的阻尼比,所述阻尼比与第一个波峰的振幅呈正相关,所述阻尼比与最后一个波峰的振幅呈负相关;
15、基于自然频率的计算方法,获得切割设备的自然频率,并根据切割设备的所述自然频率和所述阻尼比,获得切割设备的阻尼频率;
16、根据切割设备的所述自然频率和所述阻尼频率,获得切割设备的阻尼频率,所述自然频率和所述阻尼频率均与所述阻尼频率呈正相关。
17、进一步地,所述获得切割设备的阻尼比包括:
18、;其中,表示切割设备的阻尼比;表示预设时间段内的第一个波峰的振幅;表示预设时间段内的最后一个波峰的振幅;表示以自然常数为底的对数函数。
19、进一步地,所述获得切割设备的阻尼频率包括:
20、;其中,表示切割设备的阻尼频率;表示切割设备的阻尼比;表示切割设备的所述自然频率。
21、进一步地,所述获得切割过程中球墨铸铁实时的尺寸变化误差包括:
22、将切割过程中实时获取的球墨铸铁的温度数据与预设正常温度的差值,作为球墨铸铁实时的温度变化值;
23、将球墨铸铁实时的所述温度变化值和预设热膨胀系数的乘积值,作为切割过程中球墨铸铁实时的尺寸变化误差。
24、进一步地,所述基于所述尺寸变化误差和所述阻尼频率对切割过程进行控制包括:
25、利用所述阻尼频率,对安装在切割设备的倾斜板上的阻尼装置中的参数进行调整,并利用调整后的阻尼装置对切割过程中的锯片的振动进行抑制;
26、在切割过程中,将球墨铸铁实时的尺寸变化误差输入至pid控制器中,并基于pid控制器的反馈结果,对切割深度进行实时的控制。
27、进一步地,所述预设正常温度的取值范围为,单位为摄氏度。
28、本发明具有如下有益效果:
29、本发明考虑到在连续切割过程中,会出现一定的机械误差,导致球墨铸铁连续切割的效果较差,因此本发明在切割设备的移动架上端安装工业相机和温度传感器,在切割设备的支臂上安装振动传感器,首先利用切割设备的编码器对每次切割时移动架所移动的距离进行检测,获得编码器所反馈的移动距离,即反馈移动距离,同时利用移动时所采集的视频数据得到切割设备的真实移动距离,由于切割设备的移动距离以及停止的具体位置,是通过编码器来控制的,而切割设备在多次移动切割过程中,编码器对移动距离的检测会出现较大误差,导致锯片的切割落点出现较大偏差,因此本发明对切割设备的锯片的初始落点进行调整,使得锯片的最终落点与切割点更加接近,消除移动架由于移动而产生的机械误差,考虑到由于锯片高速旋转产生的振动,以及锯片与球墨铸铁之间的摩擦生热,导致球墨铸铁尺寸出现变化,均会导致在切割过程出现机械误差,因此本发明利用获取的阻尼频率和尺寸变化误差对切割过程进行精确控制,消除在切割过程中存在的机械误差,从而提高对球墨铸铁连续切割的效果。
1.一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,在切割设备的移动架上端安装工业相机和温度传感器,在切割设备的支臂上安装振动传感器,在切割设备的倾斜板上安装阻尼装置,所述工业相机用于获取切割设备在相邻两次切割之间移动过程中的视频数据,所述温度传感器用于实时获取切割过程中球墨铸铁的温度数据,所述振动传感器用于获取下刀切割之前预设时间段内的振动数据,根据所述视频数据、所述温度数据和所述振动数据,对球墨铸铁连续切割进行控制,其中,对球墨铸铁连续切割进行控制的方法,包括:
2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割设备的反馈移动距离包括:
3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割设备的真实移动距离包括:
4.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得最终落点包括:
5.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割设备的阻尼频率包括:
6.根据权利要求5所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割设备的阻尼比包括:
7.根据权利要求5所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割设备的阻尼频率包括:
8.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述获得切割过程中球墨铸铁实时的尺寸变化误差包括:
9.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述基于所述尺寸变化误差和所述阻尼频率对切割过程进行控制包括:
10.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁连续切割设备,其特征在于,所述预设正常温度的取值范围为,单位为摄氏度。