中棒線砂輪鋸鋸片直徑及其各種位置坐標(biāo)的計算方法

馬強(qiáng)+袁厚冰

摘 要：在我公司棒材生產(chǎn)線，大型棒材需要砂輪鋸定尺切斷，而相對冷剪來講，使用砂輪鋸時生產(chǎn)成本中噸鋼費(fèi)用會大大提高。其中砂輪鋸鋸片報廢直徑越大噸鋼費(fèi)用越大，為了降低鋸片報廢直徑，必須研究鋸片直徑的計算和鋸切起始點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)的計算。

關(guān)鍵詞：砂輪鋸；鋸片直徑；鋸切起始點(diǎn)；鋸切終點(diǎn)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.198

1 砂輪鋸結(jié)構(gòu)概述

砂輪鋸分四部分，鋸體、鋼料保持架、電控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。矩體結(jié)構(gòu)見下圖：

2 砂輪鋸工作步驟介紹

砂輪鋸動作過程簡介：下落-快速前進(jìn)-慢速前進(jìn)-抬起-快速后退-下落等待。詳細(xì)過程如下：

當(dāng)鋸體在初始位（home）時，發(fā)出鋸切命令后，動作順序如下：

（1）下壓板抬起，當(dāng)高位位置接近開關(guān)量由0變?yōu)?，判斷下壓板到位，啟動上壓板動作；

（2）上壓板用中等壓力（20bar）壓下，當(dāng)計算的鋼的高度值hm等于設(shè)定值且壓力值大于20bar（設(shè)定值）時間超過1s，判斷上壓板到位，啟動側(cè)壓板動作。

（3）側(cè)壓板用40bar（設(shè)定值）壓力推出，當(dāng)計算的鋼的寬度設(shè)定值等于1500mm-δhp且其壓力值大于40bar時，判斷其到位，啟動下一步驟。

（4）上壓板以40bar壓力壓下，當(dāng)系統(tǒng)壓力值大于40bar時，啟動下一步驟。

（5）鋸片下降到光電管位置（Xp，Yp），計算鋸片直徑。

（6）鋸片繼續(xù)下落，直到鋸片邊緣到達(dá)低于輥道水平面50mm（設(shè)定值）位置。

（7）鋸體以80mm/s（設(shè)定值）速度向前行走并且實(shí)時判斷鋸片中心點(diǎn)與點(diǎn)（Xhb，Yhb）之間的距離是否等于鋸片直徑加安全保障值；當(dāng)不等于時，鋸體繼續(xù)以80mm/s速度行進(jìn)；當(dāng)?shù)扔跁r，則判斷到達(dá)鋸切開始位置，鋸體前進(jìn)速度由80mm/s變?yōu)?0mm/s（設(shè)定值），且繼續(xù)前進(jìn)。

（8）實(shí)時判斷鋸片中心點(diǎn)與點(diǎn)（Xlb，Ylb）之間的距離是否等于鋸片直徑加一定量的安全保障值，當(dāng)不等于時，鋸體繼續(xù)以20mm/s速度前進(jìn)；當(dāng)?shù)扔跁r，鋸片抬起到位（Y軸數(shù)值為Yn），鋸體以-80mm/s的速度向后行走，鋸體本身的編碼器讀數(shù)小于600mm（設(shè)定值）時，鋸體停止運(yùn)動，鋸片下降到位，等待下一排來料，周而復(fù)始。

3 各種數(shù)據(jù)計算方法

3.1 計算鋸片直徑D，其中符號意義見圖1

（1）計算砂輪鋸鋸體軸中心點(diǎn)與鋸片中心點(diǎn)的連線與X軸之間的夾角。

1）以砂輪鋸鋸體中心點(diǎn)為（X0，Y0）點(diǎn)建立平面坐標(biāo)系。

設(shè)定X0=0，Y0為鋸體地面與軸中心的垂直距離。

2）測量砂輪鋸本體在后極限位且鋸片在高位時的中心坐標(biāo)（Xn，Yn）。

3）計算砂輪鋸鋸體中心點(diǎn)（X0，Y0）與鋸片中心點(diǎn)的距離c

（2）計算角度。當(dāng)鋸片從高位下降到鋸片邊緣與光電管對射點(diǎn)剛好重合時，鋸體軸中心點(diǎn)與鋸片中心點(diǎn)的連線起始位置與終點(diǎn)位置之間的角度為。

1）測量出編碼器線在鋸體上的導(dǎo)向點(diǎn)到鋸體中心點(diǎn)的距離a。

2）測量出編碼器線在鋸體上的導(dǎo)向點(diǎn)從低位到高位（相當(dāng)于從高位下降到鋸片邊緣與光電管對射點(diǎn)剛好重合）的行程b。

3） =2arcsin（b/2a）

（3）計算鋸片從高位下降到鋸片邊緣與光電管對射點(diǎn)剛好重合時鋸片中心點(diǎn)的坐標(biāo)（Xc，Yc）。

Xc= c×，

Yc=c×

（4）測量光電管的坐標(biāo)（Xp，Yp）

（5）鋸片直徑D=2r=

3.2 計算鋼的高度hm

（1）測量輥道頂面與鋸體底面水平面的高度Yr。

（2）上壓板開始向下行走，當(dāng)上壓板停止向下行走且其液壓系統(tǒng)壓力值達(dá)到設(shè)定值時，讀取上壓板編碼器讀數(shù)Ym。

（3）計算鋼的高度hm=Ym-Yr+Δhm。

（4）測量補(bǔ)償值Δhm。測量樣品鋼的實(shí)際高度hh，則Δhm=hm-hh

3.3 計算水平壓板的行程δhp

（1）測量水平壓板的起始位置與鋸體軸中心的水平距離Xhp。

（2）讀取水平壓板在初始位置時的編碼器讀數(shù)Ymsw。

（3）水平壓板向前行走，當(dāng)水平壓板停止向前行走且其液壓系統(tǒng)的壓力值達(dá)到設(shè)定值時，讀取水平壓板編碼器讀數(shù)Ymw。

（4）計算水平壓板的行程δhp=Ymw -Ymsw。

3.4 鋸片與鋼開始接觸的點(diǎn)坐標(biāo)定義為鋸切起始點(diǎn)坐標(biāo)（Xhb，Yhb）

（1）Yhb= hm+ Yr

（2）Xhb= Xmb Xmb為鋸體軸的中心點(diǎn)與傳動側(cè)水平壓板對側(cè)夾點(diǎn)的水平距離，通過測量可得其數(shù)值。

3.5 計算鋸片中線點(diǎn)與鋸切起始點(diǎn)的距離

當(dāng)δhb≤D時，鋸片接觸到鋼；即鋸片中線點(diǎn)與鋸切起始點(diǎn)的距離小于鋸片直徑時，作為鋸切開始的條件。

3.6 計算鋸切結(jié)束點(diǎn)的坐標(biāo)（Xlb，Ylb）

（1）Ylb=Yr

（2）Xlb= Xhp-δhp

3.7 計算鋸片中線點(diǎn)與鋸切結(jié)束點(diǎn)的距離

當(dāng)δlb≤D時，鋸切結(jié)束。即鋸片中線點(diǎn)與鋸切結(jié)束點(diǎn)的距離小于鋸片直徑時，作為鋸切結(jié)束的條件。

4 總結(jié)

通過以上算法能精確算出鋸片直徑和鋸片中心點(diǎn)、鋸切起點(diǎn)和鋸切終點(diǎn)的坐標(biāo)；通過比較鋸片直徑與鋸片中心點(diǎn)與鋸切起點(diǎn)或鋸切終點(diǎn)的數(shù)值大小來執(zhí)行下一步動作，為下一步降低鋸片報廢直徑提供了可靠依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]左家信.砂輪鋸爆鋸片的原因分析及解決對策[J].2013（10）：0179

-02.

[2]丁玉龍，鄧華容.金屬鋸、砂輪鋸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)分析和比較[J].中國金屬學(xué)會冶金設(shè)備分會壓力加工設(shè)備學(xué)術(shù)研討會，2010.

[3]Pomini公司設(shè)計者.砂輪機(jī)使用說明書[S].