[发明专利]电液数控飞锯机

说明书

本发明属于在线剪切金属，特别是定尺剪切管材。

焊管连续生产线用于定尺切割的飞锯，目前主要有两种形式。一种为气动机械式，另一种为直流电机驱动式，气动机械式是在钢管向前行进到定尺要求时先以气缸助推，并利用焊管本身推动飞锯小车同步运行，这时立刻气闸抱紧焊管，下锯切断焊管。这种飞锯结构简单，造价较低但有如下缺点：①由于靠焊管本身推动小车，当焊管直径较小时，会被顶弯造成误差，当焊管壁薄时。根本推不动小车。②由于焊管和小车相对速度较大，在推动时产生冲击力，严重影响定尺准确性。③对于较长和较小的定尺不适用，且定尺调整非常困难。电机驱动式，例如日本生产的D.D.S系统数模控制飞锯机是用低惯量直流电机来驱动小车。直流电机的转速控制是靠电枢的电流和电压的变化来调控，在钢管行进时驱动测速脉冲发生器（或测速发电机）需用大量且复杂的运算，控制系统，而且对外界电压和环境要求较高，否则定尺失控。

本发明为克服已有两种形式飞锯的定尺误差大，结构复杂等缺点，设计一种采用液压马达驱动飞锯小车的新型电流数控飞锯机。

本发明主要靠如下手段实现。它主要由飞锯小车、液压马达、步进马达、变速箱、电液数字阀和微机控制系统组成，液压马达的输出轴通过变速箱与飞锯小车连接。液压马达的进油和回油由步进式电机驱动的数字阀控制。整个操作系统由微机控制。

本发明的电液数控飞锯机的变速箱输出一个相对液压马达输出量的反馈螺母副，其传动比例（反馈比例）可调节。

本发明所述的数字阀由一端带螺纹的阀杆和阀套组成。阀杆另一端固定有齿轮副，阀杆通过齿轮副与步进马达连接。

下面结合附图详细说明：

附图1是电液数控飞锯工作原理图，图2是飞锯结构示意图，图3是数字随动阀结构示意图。图4是图3A-A剖视图。在附图中（1）齿条、（2）齿轮、（3）液压马达、（4）变速箱、（5）电液数字阀、（6）齿轮副、（7）步进马达、（8）螺母副、（9）计算机控制系统、（10）在线焊管、（11）小车、（12）飞锯、（13）抱闸、（14）阀杆、（15）阀套、（A）液压马达进油口、（B）液压马达出油口、（P）来油口、（O）回油口。

如图2所示，本发明的最大的特点是采用液压马达（3）作为驱动飞锯小车（11）的动力。液压马达（3）的输出轴通过齿轮变速箱（4）变速，从齿轮（2）输出，齿轮（2）与齿条（1）连接，齿条（1）与小车（11）连接。齿轮变速箱（4）同时输出反馈螺母副（8）。液压马达（3）的进油（A）和回油（B）由步进式电机（7）驱动的数字阀（5）控制。数字阀（5）由阀杆（14）和阀套（15）组成。阀杆（14）一端带有螺纹与变速箱（4）输出的螺母副（8）连接，阀杆（14）另一端固定有齿轮副（6），该齿轮副（6）与步进马达（7）连接。阀套（15）由五部分组成，在阀套上分别留有来油口P、进液压马达口A、从马达回油口B和回油口O。

本发明的工作原理，传动及控制系统附图2所示。在线的焊管通过测速辊带动测速脉冲发生器（MCZ-1型），发出对应管速的主控脉冲信号fp，脉冲fp进入脉冲管理分配系统后，由计算机（MCZ-731型）按工作程序控制这个分配系统，并使之形成工作脉冲信号fm、fm经过整形放大后送入功率放大形成fy的功率脉冲，它驱动步进电机（150BF003型），使之按照工作程序的要求升速、同步运行、降速、反转及停车。步进电机本身惯性很小，它严格无差错的按照输入的每个fm脉冲信符号转动相应的步距角。步进电机带动数字阀的阀芯（阀杆），通过阀杆一端部的螺杆副，打开阀口，压力油P进入液压马达（3）的进油口A，经回油口B到阀口O回油，随之转动起来液压马达轴通过齿轮变速箱和该箱内输出的反馈螺母副，使阀杆退回、并关闭阀口。这种硬性的反馈环节，保证液压马达（3）严格地按照脉冲信号fy的频率和脉冲数字产生相应的转速和飞锯小车行程。

液压马达（3）启动后同时通过变速箱和齿条带动飞锯小车，根据设定小车加速到与焊管生产线同步速度时，焊管抻出相对长度正好达到定尺要求，此时计算机控制系统发出抱闸夹紧焊管和落锯切断的指令。然后松开抱闸，小车减速制动，并按反方向启动程序返回原点。小车回原点后，按程序设定等待焊管伸出时，又开始启动，执行下一次循环程序。

本发明设计的电液数据控飞锯机结构简单，成本低，其定尺精度达±2.5mm定尺尺寸可调，从根本上消除了非定尺或定尺不准的生产厂家的烦恼。另外该套系统操作简单并带有彩色屏幕显示，可显示各种设备参数和控制过程及各种运行状态。