一種繩鋸線弓角度的控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種繩鋸線弓角度的控制裝置，包括：安裝在繩鋸機(jī)的導(dǎo)向輪上、用于測量繩鋸進(jìn)給方向的切割力f和垂直于進(jìn)給方向的切割力F的數(shù)值的力傳感器；與該力傳感器相連接的電荷放大器；與該電荷放大器相連接的數(shù)據(jù)采集卡；與該數(shù)據(jù)采集卡相連接、用于計(jì)算繩鋸線弓角度值θn并控制繩鋸的進(jìn)給速度的數(shù)控系統(tǒng)；如果數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算得出的線弓角度值θn＞工件臨界線弓角度值θ，則數(shù)控系統(tǒng)控制繩鋸的進(jìn)給速度降低10％-30％。本實(shí)用新型可以對繩鋸加工過程線弓角度進(jìn)行監(jiān)測，并實(shí)時(shí)調(diào)整繩鋸的進(jìn)給速度，從而保證線弓角度不超過臨界值，進(jìn)而保證繩鋸加工的精度，特別適用于異形曲面的高精度加工。
【專利說明】一種繩鋸線弓角度的控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種繩鋸線弓角度的控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]繩鋸被廣泛應(yīng)用于石材板材的切割加工，繩鋸屬于一種柔性加工工具，因此在其切割過程當(dāng)中，繩鋸受到進(jìn)給方向的阻力作用，會發(fā)生彎曲變形，形成“線弓”，繩鋸彎曲的撓度也稱為線弓角度。
[0003]在切割平面時(shí),線弓對已加工表面的影響較小,但是會嚴(yán)重影響繩鋸的使用壽命；在切割異形曲面時(shí)，線弓角度對已加工表面會造成很大影響，過大的線弓角度會引起曲面的過切等現(xiàn)象，會極大的影響異形曲面的面型精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供了一種繩鋸線弓角度的控制裝置，提高了繩鋸的使用壽命和工件的加工精度。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種繩鋸線弓角度的控制裝置，包括:安裝在繩鋸機(jī)的導(dǎo)向輪上、用于測量繩鋸進(jìn)給方向的切割力f和垂直于進(jìn)給方向的切割力F的數(shù)值數(shù)據(jù)的力傳感器；與該力傳感器相連接的電荷放大器；與該電荷放大器相連接的數(shù)據(jù)采集卡；與該數(shù)據(jù)采集卡相連接、用于計(jì)算繩鋸線弓角度值θη并控制繩鋸的進(jìn)給速度的數(shù)控系統(tǒng)，如果數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算得出的線弓角度值θη>工件臨界線弓角度值Θ，則數(shù)控系統(tǒng)控制繩鋸的進(jìn)給速度降低10%-30%，繩鋸線弓角度值9?與工件臨界線弓角度值Θ通過公式
[0006]fn+1 = fn cos Θ n-Fn sin θ n
[0007]Fn+1 = fn sin Θ n+Fn cos Θ n
I f-a2
[0008]S = R-AR1--^-
V16
[0009]計(jì)算獲得，δ是工件的過切量，R是工件的曲率半徑，I是工件的長度。
[0010]一較佳實(shí)施例之中:該力傳感器采用軸瓦式力傳感器。
[0011]一較佳實(shí)施例之中:該力傳感器的測力范圍為-5000-5000Ν，測力精度高于0.1N，采樣頻率高于10Hz，無線傳輸信號。
[0012]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]繩鋸線弓角度超過設(shè)定值后，數(shù)控系統(tǒng)通過降低繩鋸進(jìn)給速度達(dá)到減小線弓角度，保證繩鋸加工的精度。本實(shí)用新型可以對繩鋸加工過程線弓角度進(jìn)行監(jiān)測，并實(shí)時(shí)調(diào)整繩鋸的進(jìn)給速度，從而保證線弓角度不超過臨界值，進(jìn)而保證繩鋸加工的精度，特別適用于異形曲面的高精度加工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0015]圖1繪示了工件的主視圖。
[0016]圖2繪示了工件的側(cè)視圖。
[0017]圖3繪示了工件的局部放大示意圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型繩鋸線弓角度的控制裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]請參照圖1至圖3，圖中虛線表示線弓運(yùn)動軌跡，繩鋸切割圓弧板材工件001時(shí)的過切量S與圓弧板材工件001的曲率半徑R、圓弧板材工件001的長度I和線弓角度Θ有關(guān)，表達(dá)式為:

II2 fj2
[0020]S^r-Jr2—
V16
[0021]利用上式就可以根據(jù)切割精度要求計(jì)算出設(shè)定線弓角度的臨界值。比如當(dāng)圓弧板材工件001的曲率半徑R是0.5m、圓弧板材工件001的長度I是lm，要求繩鋸切割圓弧板材工件001時(shí)的過切量δ小于Imm時(shí)，可計(jì)算出臨界線弓角度Θ為7°。
[0022]請參照圖4，本實(shí)用新型的的繩鋸線弓角度的控制裝置，包括:安裝在繩鋸機(jī)的導(dǎo)向輪002上、用于測量繩鋸進(jìn)給方向的切割力f和垂直于進(jìn)給方向的切割力F的數(shù)值數(shù)據(jù)的力傳感器20 ;與該力傳感器20相連接的電荷放大器40 ;與該電荷放大器40相連接的數(shù)據(jù)采集卡60 ;與該數(shù)據(jù)采集卡60相連接、用于計(jì)算繩鋸線弓角度值011并控制繩鋸的進(jìn)給速度的數(shù)控系統(tǒng)80。該力傳感器20采用軸瓦式力傳感器。該力傳感器20的測力范圍為-5000-5000N，測力精度高于0.1N，采樣頻率高于10Hz，無線傳輸信號。
[0023]在任一時(shí)刻，繩鋸線弓角度值911通過公式
[0024]fn+1 = f ncos Θ n-Fn sin Θ n
[0025]Fn+1 = fn sin Θ n+Fn cos Θ n
[0026]計(jì)算得出。
[0027]具體地:(1)對采集的切割力信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊包括足夠長時(shí)間內(nèi)內(nèi)采集的兩方向切割力f和F的數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)塊按照采集時(shí)間順序依次編號η =
1,2,3,......;(2)對每個(gè)數(shù)據(jù)塊內(nèi)兩向切割力f和F的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，得到fn和
Fn(n = 1,2,3,......) ; (3)繩鋸線弓角度變化與切割力的關(guān)系可以表示為:
[0028]fn+1 = fn cos Θ n-Fn sin Θ n
[0029]Fn+1 = fn sin Θ n+Fn cos Θ n
[0030]根據(jù)上式就可以計(jì)算出一系列的θ n值(n = 1，2，3......) ； (4)假定初始值θο = 0，將所有θη值相加即可得到不同時(shí)刻繩鋸線弓角度計(jì)算值。
[0031]工作時(shí):
[0032]首先:力傳感器測20量出繩鋸進(jìn)給方向的切割力f和垂直于進(jìn)給方向的切割力F；
[0033]然后:力傳感器20測量獲得的切割力f與切割力F的數(shù)據(jù)經(jīng)過電荷放大器40和數(shù)據(jù)采集卡60，傳遞給數(shù)控系統(tǒng)80 ；
[0034]然后:數(shù)控系統(tǒng)80根據(jù)獲得的切割力f與切割力F的數(shù)據(jù)，計(jì)算出此時(shí)繩鋸線弓角度值0n;
[0035]然后:如果數(shù)控系統(tǒng)80計(jì)算得出的線弓角度值θη>工件臨界線弓角度值Θ，
[0036]則數(shù)控系統(tǒng)80控制繩鋸的進(jìn)給速度降低10% -30%，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號。
[0037]如果，數(shù)控系統(tǒng)80再次計(jì)算出繩鋸的實(shí)時(shí)線弓角度值θηΜ然超過臨界線弓角度值Θ，數(shù)控系統(tǒng)80再次將進(jìn)給速度降低10%-30%，重復(fù)上述過程直到繩鋸的線弓角度θη小于臨界線弓角度值Θ。
[0038]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即依本實(shí)用新型專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種繩鋸線弓角度的控制裝置，其特征在于，包括:安裝在繩鋸機(jī)的導(dǎo)向輪上、用于測量繩鋸進(jìn)給方向的切割力f和垂直于進(jìn)給方向的切割力F的數(shù)值的力傳感器；與該力傳感器相連接的電荷放大器；與該電荷放大器相連接的數(shù)據(jù)采集卡；與該數(shù)據(jù)采集卡相連接、用于計(jì)算繩鋸線弓角度值θη并控制繩鋸的進(jìn)給速度的數(shù)控系統(tǒng)；如果數(shù)控系統(tǒng)計(jì)算得出的線弓角度值θη>工件臨界線弓角度值Θ，則數(shù)控系統(tǒng)控制繩鋸的進(jìn)給速度降低10%-30%，繩鋸線弓角度值0?與工件臨界線弓角度值Θ通過公式
fn+i = fn cos Θ n-Fn sin θ η
Flrt = fn sin Θ n+Fn cos Θ n δ = R-1r2 -1-^-
V16 計(jì)算獲得，δ是工件的過切量，R是工件的曲率半徑，I是工件的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于:該力傳感器采用軸瓦式力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于:該力傳感器的測力范圍為-5000-5000Ν，測力精度高于0.1N，采樣頻率高于10Hz，無線傳輸信號。
【文檔編號】B28D1/10GK203994260SQ201420377727
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】郭樺, 姜峰, 黃輝, 徐西鵬 申請人:華僑大學(xué)