阅读说明：本技术 智能锯切系统 (Intelligent sawing system ) 是由 陈国珠 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种智能锯切系统,属于锯切设备技术领域,本发明的智能锯切系统包括：交流变频器控制用于驱动主机的电机的工作电源频率；选择是否根据切割材料选择锯带线切割速度；实时检测锯带切削力变化和进给速度；决策模块接收锯带切削力变化和工进速度数据；本发明还提供了一种用于智能切锯系统的切锯夹具,本发明通过智能调控锯带的进给速度和线切割速度,有效避免错误的锯带线速度造成的切割困难、锯条损耗过快的问题,同时通过智能调速实现切割效率的提升。(The invention discloses an intelligent sawing system, belonging to the technical field of sawing equipment, and the intelligent sawing system comprises: the AC frequency converter controls the working power supply frequency of a motor for driving the host; selecting whether to select the linear cutting speed of the saw band according to the cutting material; detecting the cutting force change and the feeding speed of the saw belt in real time; the decision-making module receives the cutting force change and the working speed data of the saw belt; the invention also provides a sawing fixture for the intelligent sawing system, the feeding speed and the linear cutting speed of the saw band are intelligently regulated and controlled, the problems of difficult cutting and too high saw blade loss caused by wrong linear speed of the saw band are effectively avoided, and meanwhile, the cutting efficiency is improved by intelligent speed regulation.)

智能锯切系统

技术领域

本发明属于锯切设备技术领域，具体涉及一种智能锯切系统。

背景技术

随着科技的进步、新技术的不断涌现，国内锯床二十年沿袭下来的传统锯切方式迎来新的变革，原有的凭借操作人员的经验来人工调整锯切参数的方式已经落后，同时传统的切割方式下工进速度是恒定的，而实际上在整个工进的过程中随着锯条位置的变化，切割材料的截面宽度也是在变化的(实心方料除外)，采用同一个进给速度显然是不合理的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种智能锯切系统，通过智能调控锯带的进给速度和线切割速度，有效避免错误的锯带线速度造成的切割困难、锯条损耗过快的问题，同时通过智能调速实现切割效率的提升。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：智能锯切系统，包括：

-交流变频器控制用于驱动主机的电机的工作电源频率；

-选择是否根据切割材料选择锯带线切割速度；

-实时检测锯带切削力变化和进给速度；

-决策模块接收锯带切削力变化和工进速度数据。

本发明利用材质数据库匹配对应材料的线切割速度，将材质数据库数据存储于锯床的控制单元或控制主机中，通过材料数据库匹配锯带线切割速度的方式有效避免了用户凭借自设经验调整线切割速度，最大程度的避免了因错误的锯带线切割速度造成的切割困难、锯条损耗过快等问题。在材料切割过程中通过对切割的切削力变化以及锯带切割进给速度的变化来进行智能调整，实现锯切由现有的恒速度进给转换为恒背压进给，这样在锯切过程中，锯切到材料截面宽度较大处时就自动降低进给速度，相反，在锯切到截面宽度较小处就加快进给速度，这些速度的变化均通过智能调速实现，相比较于现有锯切设备恒速模式下的进给速度是依据材料在最大截面宽度时的切割能力给出，因此恒速切割在实际切割过程中在小于截面宽度切割时浪费较大时间，因此，采用本发明的恒背压锯切的方式，可实现对实心圆棒、空心管的锯切效率提升35％以上，方管、工字钢的锯切效率提升100％以上。

可选的，锯带切削力变化通过安装在锯带背部的拉力传感器获取，工进速度通过变速阀模块获取。通过检测设备对锯切过程中锯带的拉力及进给速度的变化进行检测并判断是否进行调整数据，实现将现有锯床进给速度有恒速度转变为依据材料截面宽度变化而自动调整，截面宽度的变化根据切削力变化而得出，使锯条在整个锯切过程中承受的负荷比较平均，不会像恒速度进给模式下锯条承受负荷忽大忽小，带来锯条寿命的明显提升，为用户降低了锯条耗材成本。依据多个实验的数据统计：恒背压锯切模式下锯条平均寿命提升60％以上。

可选的，在决策是否根据切割材料选择锯带线切割速度时，选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率，选择否选项主机控制锯床工作。利用材质数据库匹配对应材料的的线切割速度，将材质数据库数据存储于锯床的控制单元或控制主机中，通过材料数据库匹配锯带线切割速度的方式有效避免了用户凭借自设经验调整线切割速度，最大程度的避免了因错误的锯带线切割速度造成的切割困难、锯条损耗过快等问题。

可选的，在决策模块接收锯带切削力变化和工进速度数据时，决策是否调控锯带切割进给速度和切割速度，当选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率和/或控制变速阀模块对锯带进给速度调整，当选择否选项锯床继续以原切割速度和进给速度工作。实现将现有锯床进给速度有恒速度转变为依据材料截面宽度变化而自动调整，截面宽度的变化根据切削力变化而得出，使锯条在整个锯切过程中承受的负荷比较平均，不会像恒速度进给模式下锯条承受负荷忽大忽小，带来锯条寿命的明显提升，为用户降低了锯条耗材成本。同时在采用上述的恒背压锯切控制模式下，锯带在较新时切割能力强、切割速度快，但锯带在过多磨损后切割能力下降，以往有经验的操作工人会调低进给速度，而恒背压模式下系统会自动降低工进速度，有效的保护锯条不拉齿、不断裂，延长了锯带寿命。

可选的，决策模块连接有计时模块，计时模块根据决策模块反馈变速值计算剩余切割时间。在切割材料前需输入切割材料规格和切割量，通过计算决策模块反馈调整后的进给速度和线切割速度来计算剩余材料切割用时。

可选的，决策模块还连接有温度检测器，温度检测器安装与锯带背部，温度检测器实时反馈锯带温度，决策模块对锯带温度进行判断，在超出预警温度时，执行停机指令。通过将温度检测器安装在锯带上对工作过程中的锯带温度进行检查，实时获取并反馈锯带温度，决策模块内存储有锯带预设温度报警值，在温度检测器反馈温度达到报警值的时候将报警指令发送锯床主机控制锯床停机，避免锯带损毁以及锯带过热与切割材料表面发生粘附的现象发生。

本发明的第二目的是提供一种用于智能锯切系统的锯切夹具，有效解决材料在锯切过程中因振动等问题导致锯带磨损加剧以及锯切精准度下降的问题。

一种用于智能锯切系统的锯切夹具，夹具分别安装在切割材料切割点的两侧，夹具包括：

第一基件，设于切割材料的一侧，第一基件与切割材料相对面设有用于对切割材料限位的限位组件，

第二基件，设于切割材料的另一侧，第二基件与割材料相对面设有用于对切割材料限位的限位组件，

其中，第一基件和第二基件之间通过第一螺杆连接并调整第一基件和第二基件之间的间距。

本发明通过在切割材料切割点的两侧分别安装用于固定切割材料的锯切夹具，在锯切材料上形成两处固定点，相比较于现有技术中锯切过程中仅采用一侧固定的方式，本发明采用两侧固定可有效解决锯切材料在锯切过程中未固定端抖动量过大导致锯切难度增大以及锯带磨损加剧的问题，具体的，本发明通过在切割材料两侧面分别设置第一基件和第二基件并配合限位组件实现对切割材料的位置固定，第一基件和第二基件为L型板，其与水平面平面板面上开设装配孔，通过紧固件与锯床固定，其竖直平面连接限位组件，通过限位组件与切割材料表面形成接触并固定材料位置，再通过螺杆来实现调整第一基件与第二基件之间的位置关系调整以控制对切割材料的夹紧与松开。

可选的，限位组件包括用于对切割材料限位的限位基件，限位基件一端连接有与第一基件和第二基件插接的第一插接块，限位基件与切割材料接触端设有第一弧形面，第一弧形面的弧度为π/12～π/4。通过插接方式将限位组件与第一基件/第二基件之间连接，便于拆装限位组件，在限位基件与材料接触面设置第一弧面的方式以扩大限位组件与切割材料表面的接触面积，相比较于常规的台虎钳装夹方式与材料装夹过程为线接触，本发明采用第一弧面与切割材料进行装夹，可形成装夹件与工件之间的面接触，利用该接触方式来有效提高限位基件对切割材料在切割过程中的锯带与工件接触时锯片产生的振动能量吸收，以此减小切割料的振动，降低锯带在工作过程中的切割难度以及锯带磨损量。

可选的，限位基件上开设有贯通的第一通槽，第一通槽贯通方向与第一插接块插接方向垂直设置。通过开设第一通槽是第一插接块的在限位支撑过程中限位基件的可形变量增大，相比较于现有采用台虎钳的刚性限位支撑方式来说，限位基件在限位夹紧力过大时其可产生一定的形变量以调节夹紧力，避免夹紧面形变或受损，有效解决现有台虎钳夹紧出现工件表面受损或形变的问题。在切割异形件的时候通过增大夹紧力可促使第一弧面形变以此使第一弧面与异形件表面接触面积扩大提高限位支撑效果。

可选的，第一螺杆一端通过螺母与第一基件和/或第二基件连接，第一螺杆另一端通过固定块与第一基件和/或第二基件连接。通过螺杆连接方式实现调整第一基件与第二基件之间的位置关系以此来实现对不同大小的切割材料进行夹紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明利用材质数据库给出合理的锯带线速，而不是由用户根据经验自由调整，最大程度的避免了因错误的锯带线速造成切割困难、锯条损耗过快等问题；

2)本发明设计的切割模式可实现恒背压锯切，在该模式下实心圆棒、空心管的锯切效率提升35％以上，方管、工字钢的锯切效率提升100％以上；

3)通过本发明的锯切工艺以及装夹装置可实现锯条寿命的明显提升，锯条平均寿命提升60％以上，为用户降低了锯条耗材成本。

4)本发明可实现有效的保护锯条不拉齿、不断裂，延长了锯带寿命；

5)实现了对锯带线速度和工进速度在智能锯切系统中都以数据量化，取代了传统操作人员依据经验调整，为机床制造带来持续的改善和品质不断的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明智能锯切系统的流程示意图；

图2是具有切割剩余时间的智能锯切系统流程示意图；

图3是锯切过程中温度检测流程示意图；

图4是用于智能锯切系统的锯切夹具的示意图；

图5是限位组件的结构示意图；

图6是用于智能锯切系统的锯切夹具装夹切割材料状态示意图；

图7是限位组件正视图；

图8是实施例2中进行锯切测试获得的棒料振动偏移量统计图。

附图标记说明：10-第一基件；20-第二基件；30-限位组件；31-第一插接块；32-限位基件；33-第一通槽；34-第一弧形面；40-第一螺杆；41-螺母；42-固定块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图1-3所示，智能锯切方法，包括以下步骤：

S10、装夹切割工件，对刀；

S20、启动电源，交流变频器控制用于驱动主机的电机的工作电源频率来控制主机工作；

S30、选择是否根据切割材料选择锯带线切割速度，选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率，选择否选项主机控制锯床工作进行切割；

S40、实时检测锯带切削力变化和进给速度并反馈决策模块；

S50、决策模块接收锯带切削力变化和工进速度数据，决策是否调控锯带切割进给速度和切割速度，当选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率和/或控制变速阀模块对锯带进给速度调整，当选择否选项锯床继续以原切割速度和进给速度工作；

S60、完成切割。

决策模块内存储有不同切削力变化下对应的线切割线速度数据，在获取拉力传感器反馈的数据时，通过比对正在执行的线割线速度是否符合，在符合状态下判定不进行调整切割线速度，在不符合的情况下判定调整切割速度，输出对应变更切割速度的指令至交流变频器中以此来改变切割线速度。

锯带切削力变化通过安装在锯带背部的拉力传感器获取，工进速度通过变速阀模块获取。通过检测设备对锯切过程中锯带的拉力及进给速度的变化进行检测并判断是否进行调整数据，实现将现有锯床进给速度有恒速度转变为依据材料截面宽度变化而自动调整，截面宽度的变化根据切削力变化而得出，使锯条在整个锯切过程中承受的负荷比较平均，不会像恒速度进给模式下锯条承受负荷忽大忽小，带来锯条寿命的明显提升，为用户降低了锯条耗材成本。依据多个实验的数据统计：恒背压锯切模式下锯条平均寿命提升60％以上。

在决策是否根据切割材料选择锯带线切割速度时，选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率，选择否选项主机控制锯床工作。利用材质数据库匹配对应材料的的线切割速度，将材质数据库数据存储于锯床的控制单元或控制主机中，通过材料数据库匹配锯带线切割速度的方式有效避免了用户凭借自设经验调整线切割速度，最大程度的避免了因错误的锯带线切割速度造成的切割困难、锯条损耗过快等问题。

在决策模块接收锯带切削力变化和工进速度数据时，决策是否调控锯带切割进给速度和切割速度，当选择是选项，控制交流变频器改变电机的工作电源频率和/或控制变速阀模块对锯带进给速度调整，当选择否选项锯床继续以原切割速度和进给速度工作。实现将现有锯床进给速度有恒速度转变为依据材料截面宽度变化而自动调整，截面宽度的变化根据切削力变化而得出，使锯条在整个锯切过程中承受的负荷比较平均，不会像恒速度进给模式下锯条承受负荷忽大忽小，带来锯条寿命的明显提升，为用户降低了锯条耗材成本。同时在采用上述的恒背压锯切控制模式下，锯带在较新时切割能力强、切割速度快，但锯带在过多磨损后切割能力下降，以往有经验的操作工人会调低进给速度，而恒背压模式下系统会自动降低工进速度，有效的保护锯条不拉齿、不断裂，延长了锯带寿命。

决策模块连接有计时模块，计时模块根据决策模块反馈变速值计算剩余切割时间。在切割材料前需输入切割材料规格和切割量，通过计算决策模块反馈调整后的进给速度和线切割速度来计算剩余材料切割用时。

决策模块还连接有温度检测器，温度检测器安装与锯带背部，温度检测器实时反馈锯带温度，决策模块对锯带温度进行判断，在超出预警温度时，执行停机指令。通过将温度检测器安装在锯带上对工作过程中的锯带温度进行检查，实时获取并反馈锯带温度，决策模块内存储有锯带预设温度报警值，在温度检测器反馈温度达到报警值的时候将报警指令发送锯床主机控制锯床停机，避免锯带损毁以及锯带过热与切割材料表面发生粘附的现象发生。

实施例2：

参见图4-7所示，一种用于智能锯切系统的锯切夹具，夹具分别安装在切割材料切割点的两侧，夹具包括：

第一基件10，设于切割材料的一侧，第一基件10与切割材料相对面设有用于对切割材料限位的限位组件30，

第二基件20，设于切割材料的另一侧，第二基件20与割材料相对面设有用于对切割材料限位的限位组件30，

其中，第一基件10和第二基件20之间通过第一螺杆40连接并调整第一基件10和第二基件20之间的间距。

本发明通过在切割材料切割点的两侧分别安装用于固定切割材料的锯切夹具，在锯切材料上形成两处固定点，相比较于现有技术中锯切过程中仅采用一侧固定的方式，本发明采用两侧固定可有效解决锯切材料在锯切过程中未固定端抖动量过大导致锯切难度增大以及锯带磨损加剧的问题，具体的，本发明通过在切割材料两侧面分别设置第一基件10和第二基件20并配合限位组件30实现对切割材料的位置固定，第一基件10和第二基件20为L型板，其与水平面平面板面上开设装配孔，通过紧固件与锯床固定，其竖直平面连接限位组件30，通过限位组件30与切割材料表面形成接触并固定材料位置，再通过螺杆40来实现调整第一基件10与第二基件20之间的位置关系调整以控制对切割材料的夹紧与松开。

限位组件30包括用于对切割材料限位的限位基件32，限位基件32一端连接有与第一基件10和第二基件20插接的第一插接块31，限位基件32与切割材料接触端设有第一弧形面34，第一弧形面34的弧度为π/12～π/4。通过插接方式将限位组件30与第一基件10/第二基件20之间连接，便于拆装限位组件30，在限位基件32与材料接触面设置第一弧面34的方式以扩大限位组件30与切割材料表面的接触面积，相比较于常规的台虎钳装夹方式与材料装夹过程为线接触，本发明采用第一弧面34与切割材料进行装夹，可形成装夹件与工件之间的面接触，利用该接触方式来有效提高限位基件32对切割材料在切割过程中的锯带与工件接触时锯片产生的振动能量吸收，以此减小切割料的振动，降低锯带在工作过程中的切割难度以及锯带磨损量。

限位基件32上开设有贯通的第一通槽33，第一通槽33贯通方向与第一插接块31插接方向垂直设置。通过开设第一通槽33是第一插接块31的在限位支撑过程中限位基件32的可形变量增大，相比较于现有采用台虎钳的刚性限位支撑方式来说，限位基件32在限位夹紧力过大时其可产生一定的形变量以调节夹紧力，避免夹紧面形变或受损，有效解决现有台虎钳夹紧出现工件表面受损或形变的问题。在切割异形件的时候通过增大夹紧力可促使第一弧面34形变以此使第一弧面34与异形件表面接触面积扩大提高限位支撑效果。

第一螺杆40一端通过螺母41与第一基件10和/或第二基件20连接，第一螺杆40另一端通过固定块42与第一基件10和/或第二基件20连接。通过螺杆连接方式实现调整第一基件10与第二基件20之间的位置关系以此来实现对不同大小的切割材料进行夹紧。

切割试验：

选择一根长度为70cm的圆棒料，棒料直径为8cm，材质为45钢，根据材质数据库匹配对应材料的锯切速度为65m/min，进给速度为60mm/min，通过旋转不同弧度的第一弧面34对圆棒料进行限位，分别对切割过程中圆棒料的抖动偏移量进行测量具体结果如图8所示，可知在第一弧面34弧度为π/12～π/4时棒料的抖动偏移量较低，而在π/3时棒料的抖动偏移量较大，通过将第一弧面34弧度为π/12～π/4扩大限位组件30与切割材料表面的接触面积，利用该接触方式来有效提高限位基件32对切割材料在切割过程中的振动能量吸收，以此减小切割出料的振动，降低锯带在工作过程中的切割难度以及锯带磨损量。材质数据库匹配例如采用表1数据。

各材料锯切速度的选用表

材料	牌号	锯切速度(m/min)
			低碳钢	15-30	98
中碳钢	35、45、55	67
			高碳钢	60	61
低碳易切削钢	Y15	128
			铬钼钢	50CrMoA、30CrMo	61
镍铬钼钢合金	40CrNiMoA、6Cr15	67
			冷作模具钢	Cr12MoV	27
热作模具钢	4Cr5MoYiSi	58
			高速工具钢	W12Cr4v5Cr5	21
耐冲击工具钢	T13	69
			不锈钢	0Cr17Ni12Mo2	30
铸铁	HT100-350	55

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。