则启动定尺电机2，将石材移动需切割厚度，切割页数加I，返回执行步骤-* *
[0043]步骤五:判断是否达到总切割深度，如未达到总切割深度，则启动行走电机8，起始三刀按设定行走距离向右行走，当行走距离达到设定行走距离或主机电机电流达到预定值并保持预定时间，停止行走电机8，返回执行步骤二，如已经达到总切割深度，则执行步骤六；
[0044]步骤六:启动行走电机8按设定行走距离向右行走，到位后移动圆盘锯片13到初始位置，判断切割页数是否已达到设定的切割页数值，如果已达到设定值，则工作完成停机，如果未达到设定值，则启动定尺电机2，将石材移动需切割厚度，切割页数加I，返回执行步骤二。
[0045]为了保证加工的石材质量，圆盘锯切割时锯路要直，避免切割过程中的跑偏，切割开始几刀要下的少、跑得慢，下降距离等这些参数与待加工石材的材质有关，通常正常下降距离为4-5厘米，而头三刀的下降距离要小一些，例如:第一刀只切割I厘米，考虑到圆盘锯片离石头的距离，假设为2厘米的话，则第一刀下降3厘米;第二刀下降2厘米，第三刀下降3厘米等，该数据实际需要根据石材材质调整。操作面板14与控制器PLC15通过串口通信，在面板上可以设置相关的参数，即输入各种数据，发送给PLC，由PLC进行运算处理控制各个电机的动作；同时面板上也会显示PLC运行的一些参数，供操作者监视观察。
[0046]所述装置具有手动控制模式和自动控制模式，手动模式下由操作台手动进行控制;在自动模式下，水栗不开不能切割石材，存在任何故障都不能工作;在自动模式下，切割的起始三刀和最后一刀需要按照预先设定的石材宽度水平方向行走来切割，其他刀切割时自动控制圆盘锯片的运动，并根据主机电机电流下降到预定值且保持一定时间判断已经切割离开了石材。切割完最后一刀后升降电动机控制圆盘锯升至初始位置，圆盘锯升到位后，定尺电机移动石材前向移动，移动距离为切割后石材的厚度，移动到位后，圆盘锯重复上述过程。
[0047]每次切割中，从第四刀开始，根据设置的主机电流进行PID运算，调整行走速度。周而复始，直至完成当前页的切割要求。将在面板上已经设置的主机电流，作为PID控制的给定值，通过控制行走电机的运行速度让主机电流接近或者等于给定值。在切割石材时，切割深度一定的情况下，行走电机行走速度越快，锯切割越费力，所以主机电流肯定就越大。通过控制合适的行走速度，让主机电流保持为一个合适的值，比如40A，这样既保证了效率，又不损坏设备。
[0048]本发明中的主机电机通过带动圆盘锯片进行旋转，从而切割石材;行走电机带动整个锯片左右行走，通过旋转的圆盘锯片来切割石材;升降电机在圆盘锯片离开石材时下移圆盘锯片，以准备新的切割；当切割深度达到且行走电机带动圆盘锯片离开石材，升降电机将圆盘锯片提升至初始位置;定尺电机在切割完一片石材将圆盘锯片升至初始位置后启动，通过丝杠向前移动整个石材，移动距离为加工后的石材厚度。由于行走电机和定尺电机是分时工作的，为了调速及保护电机，定尺电机和行走电机共用一台变频器。
[0049]本发明中当锯片在石材中切割时，主机电机电流是比较大的，例如50A左右；当圆盘锯片切割到石材尽头离开石材，主机电机电流会降到较小的数值，例如2-8A左右，此处可设定主机电机电流预定值和预定的持续时间，当主机电机电流和持续时间小于此值并持续预定的时间，就认为到达切割石材的尽头，可以下降锯片开始反方向切割。
[0050]为了保护锯片和主机电机，设定了行走电机的最高行走速度，当PID运算后的行走速度超过设定的最高速度时，行走电机采用设定的最高速度。
[0051]总切割深度是根据石材形状和大小等设定总的切割深度，当升降电机累计下降的深度到达总的切割深度后，切割完最后一刀，圆盘锯片将返回到初始位置。
[0052]单次下降深度:当圆盘锯主机电流下降到预定值并持续预定时间，则表示到达切割石材的尽头，可以下降锯片开始反方向切割了；此时下降的深度为单次下降深度。需要注意的是单次下降深度在头二刀和最后一刀是无效的。
[0053]切割页数其含义为根据待加工的石材尺寸和形状初步设定一个可以切割的页数，圆盘锯片每完成一次切割，“已切割页数”加I。当已切割页数等于设定的切割页数时，完成最后一片石材切割完成后，圆盘锯停止工作。表示当前石材加工完成。
[0054]设定石材宽度，可以粗略测量石材水平方向的宽度，设定一个稍大些的值，其功能为:当圆盘锯头三刀下降深度比较小，行走速度也比较小时，水平方向上按照此设定为行走的距离;最后一刀也是按照此参数行走距离。
[0055]头三刀设置参数包括:第一刀切割深度，第一刀行走速度;第二刀切割深度，第二刀行走速度;第三刀切割深度，第三刀行走速度。主要功能是为了保证加工的石材质量，圆盘锯切割时锯路要直，避免切割过程中的跑偏，切割开始几刀下降深度小，行走速度慢。头三刀的切割深度和行走速度都按照此处设定值来执行，水平方向行走的距离按照前面设定的石材宽度来行走。
[0056]尽管已经参照示例性的实施例介绍了本发明，但是本领域技术人员应当理解的是，在不背离本发明保护范围的情况下，可以进行各种改变并且其元件可以用等价物替换。另外，可以进行多种修改以使特定的情况或材料始于本发明的教导而并不背离其实质的保护范围。因此，应当理解的是，本发明并不局限于作为设想用于实现本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明应当包括落入本申请保护范围内的所有实施例。
【主权项】
1.一种用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，包括定尺电机(2)，轨道(3)，推车(4)，多个支柱(5)，主机电机(6)，升降电机(7)，行走电机(8)，横梁(9)，横轴(10)，主轴(11)，圆盘锯片(13)，其特征在于: 所述多个支柱(5)与横梁(9)构成框架，圆盘锯片(13)可旋转地固定在主轴(11)下端部，主轴(11)上端部可横向滑动地连接在横梁(9)上，主机电机(6)连接圆盘锯片(13)用于驱动圆盘锯片(13)旋转，行走电机(8)与主轴(11)连接，并可驱动主轴(11)沿横梁(9)横向运动，升降电机(7)与主轴(11)连接，并可驱动主轴上下运动，所述轨道(3)设置在所述框架下方，所述推车(4)设置在轨道(3)上并与定尺电机(2)连接，定尺电机(2)通过丝杠驱动所述推车(4)沿轨道(3)运动。2.如权利要求1所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:还包括水管(12)，所述水管(12) —端固定在主轴(11)下端部，另一端与水栗连接。3.如权利要求1所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:所述横轴(10)设置在所述横梁(9)上，所述升降电机(7)和行走电机(8)固定在所述横轴(10)上。4.如权利要求1所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:还包括操作面板(14)，所述操作面板与用于控制所述主机电机(6)，升降电机(7)，行走电机(8)和定尺电机(2)的控制器(15)电连接。5.如权利要求1所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:所述定尺电机(2)和行走电机(8)共用一台变频器。6.如权利要求4所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:所述控制器为PLC控制器。7.如权利要求4所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置，其特征在于:所述控制器为单片机控制器。8.—种用于如权利要求1所述的用于石材切割的圆盘锯自动控制装置的控制方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:设定圆盘锯片(13)的总切割深度、切割页数、行走距离值、切割页数值和单次下降深度，将石材通过所述轨道(3)和推车(4)送至指定位置，启动水栗，判断是否存在水管水压，如存在，则启动所述主机电机(6); 步骤二:按照单次下降深度下降圆盘锯片(13)，判断所述圆盘锯片(13)是否到达总切割深度，如果未达到总切割深度，则执行步骤三，如果已达到总切割深度，则执行步骤四； 步骤三:启动行走电机(8)，起始三刀按照设定行走距离向左行走，行走距离达到设定行走距离值或主机电机电流达到预定值并保持预定时间，则停止行走电机(8)，按照设定的单次下降深度下降圆盘锯片(13)，执行步骤五； 步骤四:行走电机(8)按设定行走距离向左行走，到位后移动圆盘锯片(13)到初始位置，判断切割页数是否已达到设定的切割页数值，如果已达到设定值，则工作完成停机，如果未达到设定值，则启动定尺电机(2)，将石材移动需切割厚度，切割页数加I，返回执行步骤二； 步骤五:判断是否达到总切割深度，如未达到总切割深度，则启动行走电机(8)，起始三刀按设定行走距离向右行走，当行走距离达到设定行走距离或主机电机电流达到预定值并保持预定时间，停止行走电机(8)，返回执行步骤二，如已经达到总切割深度，则执行步骤六； 步骤六:启动行走电机(8)按设定行走距离向右行走，到位后移动圆盘锯片(13)到初始位置，判断切割页数是否已达到设定的切割页数值，如果已达到设定值，则工作完成停机，如果未达到设定值，则启动定尺电机(2)，将石材移动需切割厚度，切割页数加I，返回执行步骤二。
【专利摘要】本发明提供一种用于石材切割的圆盘锯自动控制装置及其控制方法，其中多个支柱(5)与横梁(9)构成框架，圆盘锯片(13)可旋转地固定在主轴(11)下端部，主轴(11)上端部可横向滑动地连接在横梁(9)上，主机电机(6)连接圆盘锯片(13)用于驱动圆盘锯片(13)旋转，行走电机(8)与主轴(11)连接，并可驱动主轴(11)沿横梁(9)横向运动，升降电机(7)与主轴(11)连接，并可驱动主轴上下运动，所述轨道(3)设置在所述框架下方，所述推车(4)设置在轨道(3)上并与定尺电机(2)连接，定尺电机(2)通过丝杠驱动所述推车(4)沿轨道(3)运动。
【IPC分类】B28D7/02, B28D7/00, B28D1/04
【公开号】CN105619620
【申请号】CN201511021949
【发明人】刘华波
【申请人】青岛大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月22日