专利名称：摆动式飞剪机测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属材料加工设备，特别涉及一种用于钢板剪切的摆动式飞
剪机测量装置。
背景技术：
摆动式飞剪是上世纪90年代，国外发达国家推出的一项用于钢板剪切的新技术， 主要设备由开巻机、导向辊、切头剪、矫正机、送料辊、测量辊、飞剪、输送皮带机、垛板台组 成一条生产线，该技术中飞剪是关键，由于它的机械加工精度要求，特别是控制技术的要求 比较高，目前国内生产这类设备稳定性差，在剪切钢板时时而出现停切现象，造成剪切的钢 材表面存在压痕、划痕、油渍等品质缺陷。

发明内容鉴于现有技术存在的问题，对测量装置结构进行了从新设计，提供了一种摆动式 飞剪机测量装置，从而加工质量和速度完全达到了预期效果。 本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是一种摆动式飞剪机测量装置， 包括测量装置、计长检测编码器、PLC程序控制器、辅助辊及飞剪机机座，其特征在于还包 括与压紧气缸连接的连杆、压紧轴及电磁阀，所述测量装置包括测量辊、轴承、连轴器、支架 及调整架，所述的测量辊通过轴承与支架连接，所述支架与调整架固定，所述计长检测控制 编码器通过连轴器与测量辊连接，所述压紧轴一端与调整架连接，另一端与连杆连接，测量 装置与飞剪机机座连接，所述的测量辊与辅助辊过盈配合；电路连接为所述的PLC程序控 制器分别与电磁阀、计长检测控制编码器连接；气路连接为电磁阀分别通过连接管与气 源及压紧气缸连接。 本实用新型的有益效果是加工质量和速度完全达到了预期效果。克服了以往因 停剪造成的钢板平整度，以及表面压痕、划痕、油渍等品质缺陷，钢板表观质量大为提高；其 制作成本也远远低于世界同类产品，是国外进口设备价格的四分之一。

图1为本实用新型结构示意图并作为摘要附图。 图2为本实用新型的俯视图。 图3为飞剪控制系统及相关设备构成示意图。 图4为剪切位置示意图。 图5为上剪刃运动轨迹示意图。 图6为本实用新型的程序框图。 图7为摆动飞剪机结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、7所示，摆动式飞剪机测量装置，包括计长检测编码器7、PLC程序控制 器、辅助辊8及与飞剪机机座9相固定的连接板IO，所述的辅助辊8通过轴承座11与连接 板10相固定，还包括测量装置1、连接有连杆3的压紧气缸2、压紧轴4及电磁阀6，所述的 测量装置1包括测量辊1-1 、轴承l-2、连轴器1-3、支架1-4及调整架1-5，测量辊1-1通过 轴承1-2与支架1-4连接，支架1-4通过螺栓与调整架1-5固定，调整架1-5固定在机座9 上，计长检测控制编码器7通过连轴器1-3与测量辊1-1连接，压紧气缸2固定在机座9上， 与压紧气缸2连接气缸头2-1通过连杆3与压紧轴4的一端连接，压紧轴4通过两个轴支 架5固定在与机座9相连接的机架12上，压紧轴4另一端通过顶丝与调整支架1-5锁紧连 接，测量辊1-1与辅助辊8过盈配合；电路连接为PLC程序控制器安装在控制柜内，电磁阀 6安装在机座9上，PLC程序控制器分别与电磁阀6、计长检测控制编码器7连接；气路连接 为电磁阀6 —端的两个口接气源，其另一端的两个口通过连接管与压紧气缸2连接。 该技术中飞剪是关键，它在保证剪刃和机列其它设备及带材的速度同步配合的情 况下，将平动中的带材按要求的定尺进行高精度的剪切。为保证系统工作的快速性，所有直 流驱动单元都选用可四象限工作的全数字直流控制装置。旋转式飞剪每旋转一圈完成一次 剪切，测量辊计长检测编码器提供送料辊送过的带材长度信息，剪刃位置编码器自动定位， 采用"双位置逼近 一一 速度同步"控制方式控制飞剪剪刃加速段的速度，使得剪刃进入咬 合的同时，通过的带材长度正好是需要的板材定尺，同时剪刃的水平速度分量正好和带材 的速度相等，同步剪切完成后，按照"期望零点减速法"控制飞剪减速，并准确地停在上止点 (高速剪切短定尺板材时，飞剪会在合适的切换点从减速切换到加速，继续下一次剪切)， 从而精确地完成一次定尺剪切。 配合技术方案具体措施为第一、如图4所示，确定合理的剪切位置是摆动式飞剪 机构设计的重要依据。通过国外资料介绍，以及对现有设备的分析。考虑到剪切的速度，同 时也要保证剪切时摆式飞剪的平稳及剪切后的速度，和完成一次剪切后停止的位置等问题 作了大量的计算，确定摆动曲轴13与水平成60°角位置为最佳位置。 当电动机最小速度时，架体剪切处的线速度
V- 625X2X3.14X35X7.5Xsin60 = 0.48m/s
60X31 当电动机最大速度时，架体剪切处的线速度
Vi=l頻2X3.14X35X7.5Xsin30 = L 07m/s
60X31 以上的速度范围0. 48-1. 07m/s满足生产工艺要求，同时根据摆动曲轴13旋转方 向完成剪切后，架体剪切处速度不断增加，不会造成对摆式飞剪的冲击。 第二、飞剪的剪切过程主要是将钢带沿机列方向的直线运动和剪刃的圆周运动， 按工艺要求协调配合好，由于采用控制精度高的全数字直流装置控制机列的速度，所以在 剪切过程中，主要是控制剪刃的运动。图5是剪刃的运动轨迹示意图。X是上止点，Y点是 咬合点，XY弧段是剪刃的加速段，在Y点读入测量辊的计长脉冲数，同时将剪刃脉冲和计长 脉冲计数器清零及重新开始计数，为剪切下一张做准备；YZ弧段是同步段，这时剪刃在水 平方向的速度分量和机列速度(也就是带材速度)保持一致，保证剪切断面的质量，并不划 伤带材的表面；ZX弧段是减速段。对中长定尺的剪切，剪刃会在上止点X点停车等待，对短定尺的剪切，需要从减速状态平稳地转入加速状态。 第三、程序结构如图6所示，横切机组电气控制系统中S7-200CN的控制程序，主要 分为五部分初始化、逻辑控制、飞剪控制、中断控制和设定显示。设定显示部分由主操作台 内的TP270完成，并通过S7-300PLC与S7-200CN进行数据交换。 第四、中断程序主要是响应剪刃到达上下刀刃咬合点时，高速计数器按照预设的 定位中断值，触发主CPU中断。中断程序读入测量辊计长检测编码器的实时值，将剪刃位置 脉冲计数器和计长检测编码器复位，同时加速段标志复位、同步段标志置位。从Y点开始， 剪刃速度保持和机列速度相等，对带材进行剪切，当剪刃到达Z点时，飞剪进入减速段，其 减速段的速度模型是剪刃速度=213 (Co-Bj)式中，13是剪刃减加速度，Co是减速段弧段 的脉冲数，Bj是相对Z点为零点的剪刃位置反馈脉冲数，而当剪刃向期望的零速度点X点运 动时，(Co-Bj)逐渐趋于零，则剪刃速度也逐渐趋于零，到达X点时，剪刃速度正好等于零。 这就是"期望零点减速法"。 输送辊系按操作人员给定的线速度连续送板。测量辊则反馈数据给S7-200CN。上
下刀座按剪刃速度^/^e (Co-Bj)的要求在PLC控制下循环运动不间断剪切钢板。由
此实现连续横剪钢板的需要。 这种工艺的特点是第一、钢板直线平行连续向前输送的同时，剪刃与其垂直上下 按定尺要求不间断剪切钢板。效率较以往停剪大为提高，单位时间剪切量是停剪的五倍。第 二、由于不停剪，克服以往停剪造成的平整度，以及表面压痕、划痕、油渍等品质缺陷，钢板 表观质量大为提高。第三、在PLC数字化控制下，受剪切钢板的长度、对角线等尺寸精度为 ±0. 15，比停剪±1. 0高出很多。计长检测编码器型号为20000PPR 工作原理首先在触摸屏内设定长度数据，此数据将反馈到控制器中，测量辊和送 料辊装置是由系统控制器与飞剪协调动作，带料穿过测量辊与夹送辊，在测量辊上装有测 速编码器，将送料长度反馈到控制器，以控制电机转速，保证准确的定尺长度，飞剪主电机 按系统控制器指令启动主电机通过飞剪减速箱输入刀轴驱动曲柄转动，曲柄上的编码器随 时检测剪刃的位置，控制曲柄转速，保证剪切的定尺长度，同时保证在上、下剪刃重合区的 水平运动速度与带料速度同步。 如图7所示，带材经过测速及夹送装置按计算机控制指令将材，料送入飞剪，飞剪 主电机按计算机指令启动主电机通过飞剪减速箱输入轴驱动曲柄转动，安装在曲柄上的 上、下剪刀沿导柱上、下运动、上、下剪刃重合时进行剪切。当上、下剪刃接触到带材时，装在 曲柄转轴上的接近开关发出一次剪切信号，表示上一次剪切完成，此次剪切开始。装在曲柄 轴上的光电编码器随时检测剪刃的位置，控制曲柄转速保证剪切的定尺长度，同时保证在 上下剪刃重合区的水平运动速度与带材速度同步。
权利要求一种摆动式飞剪机测量装置，包括测量装置(1)、计长检测编码器(7)、PLC程序控制器、辅助辊(8)及飞剪机机座(9)，其特征在于还包括与压紧气缸(2)连接的连杆(3)、压紧轴(4)及电磁阀(6)，所述测量装置(1)包括测量辊(1-1)、轴承(1-2)、连轴器(1-3)、支架(1-4)及调整架(1-5)，所述的测量辊(1-1)通过轴承(1-2)与支架(1-4)连接，所述支架(1-4)与调整架(1-5)固定，所述计长检测控制编码器(7)通过连轴器(1-3)与测量辊(1-1)连接，所述压紧轴(4)一端与调整架(1-5)连接，另一端与连杆(3)连接，测量装置(1)与飞剪机机座(9)连接，所述的测量辊(1-1)与辅助辊(8)过盈配合；电路连接为所述的PLC程序控制器分别与电磁阀(6)、计长检测控制编码器(7)连接；气路连接为电磁阀(6)分别通过连接管与气源及压紧气缸(2)连接。
专利摘要本实用新型涉及一用于钢板剪切的摆动式飞剪机测量装置。它包括测量装置、计长检测编码器、PLC程序控制器、辅助辊及飞剪机机座，还包括与压紧气缸连接的连杆、压紧轴及电磁阀，测量装置包括测量辊、轴承、联轴器、支架及调整架，测量辊通过轴承座与支架连接，支架与调整架固定，计长检测控制编码器通过连轴器与测量辊连接，压紧轴一端与调整架连接，另一端与连杆连接，测量装置与飞剪机机座连接，测量辊与辅助辊过盈配合。本实用新型有益效果是克服了以往因停剪造成的钢板平整度，以及表面压痕、划痕、油渍等品质缺陷，钢板表观质量大为提高；制作成本也远远低于世界同类产品，是国外进口设备价格的四分之一。
文档编号G01B21/02GK201455401SQ20092009648
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者田峰 申请人:天津松洋金属制品有限公司