一种基于无级变速的多线切割机工作台进给方法与流程

本发明涉及一种基于无级变速的多线切割机工作台进给方法。

背景技术：

目前，公知的多线切割机工作台进给是采用连续、多段速度的控制方法，每段速度的变换是突变的，在极短的时间内实现速度的变换，并且在同一段区间内工作台进给速度是匀速的，工作台分段位置和分段的速度需要人工计算出来后，通过人机交互设备输入，工艺参数的准确因人而异，准确性不好。

使用多线切割机工作台连续、多段速度进给的方式，进行切割面为圆形材料的切割时，随着工作台位置的进给，切割材料与切割线之间的接触面积不断变化，导致切割线受力不均匀，使切割线弯曲程度不一致，位置发生偏移，导致切割表面产生粗细不均的线痕，降低了切割产品的平面度，增加了切割产品的后续工艺的工作量和难度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于无级变速的多线切割机工作台进给方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于无级变速的多线切割机工作台进给方法，是：所述工作台实时进给速度是无级变速的，切割线与圆形材料接触面积相同处速度相同；

具体步骤为:

通过一套伺服电机来驱动工作台进给以及根据伺服电机编码器数据反馈工作台进给位置，将反馈的工作台进给位置传送给可编程控制器，在切割圆形材料时，在多线切割机触摸屏输入无级变速的工作台进给工艺参数，通过可编程控制器内工作台无级变速控制算法，计算出工作台实时进给速度；

所述无级变速的工作台进给工艺参数包括圆形材料半径、切割线半径、圆形材料半径位置处的进给速度；

所述工作台无级变速控制算法为：

式中：v：工作台进给实时速度；r：圆形材料半径，r：切割线半径，vr：圆形材料进给半径位置处的进给速度，sr：圆形材料半径位置处单根切割线与圆形材料的接触面积；p：圆形材料与切割线网的相对位移。

所述切割圆形材料进给半径位置处的进给速度vr与切割线网速度、切割线网线量、切割线半径、圆心材料材质、切割时间等参数有关，由切割工艺确定，需保证切割线网正常切割，如切割线网速度、切割线网线量、切割线半径、圆心材料材质一定，若半径位置处的进给速度vr过快，则无法切割，若半径位置处的进给速度vr过慢，则时间太长，都是不合理的。

所述切割圆形材料半径位置处的进给速度vr与现有采用连续、多段速度的控制方法在切割圆形材料进给半径位置处的进给速度相同。

在切割过程中，工作台在伺服电机的控制下向下移动，粘在料板上的圆形材料随工作台向下移动，与切割线网接触，随着工作台的进给，单根切割线与圆形材料接触面积慢慢增加，因圆形半径一定，所以单根切割线与圆形材料的接触面积与工作台的位移值存在一个固定的函数关系，圆形材料半径用r表示，切割线半径用r表示，圆形材料与切割线网的相对位移用p表示，单根切割线与圆形材料接触面积(即单根切割线外表面与圆形材料接触的面积)用s表示，存在的函数关系为：

由函数关系可知，在切割线直径一定和圆形材料大小一定的情况下，单根切割线与圆形材料接触面积s只与相对位移p有关，相对位移p是一个连续无级变化的量，所以接触面积s也是一个连续无级变化的量。

在此基础上通过可编程控制器算出sr，该参数不需要人为输入。

由工作台无级变速进给控制算法可知，工作台进给实时速度v只与工作台位置有关，工作台位置p是一个连续无级变化的量，所以工作台进给实时速度v是一个无级变化的速度，且在单根切割线与圆形材料接触面积相同的位置速度相同。

本发明的有益效果：

(1)简化多线切割机工作台无级变速进给控制方法的工艺参数，只需要圆形材料的半径、切割线网半径和圆形材料半径位置处的进给速度；

(2)工作台无级变速进给速度由可编程控制器自动计算速度，不需要人为对切割工艺进行分段和计算分段速度，工艺参数稳定、准确性非常好；

(3)采用无级变速的工作台进给方法，保证了切割线与圆形材料接触面积相同处速度相同，能最大程度发挥切割线的效能，可提高切割产品的表面质量。

附图说明

图1为多线切割机工作台示意图；

图2为切割材料与切割线接触面积示意图；

图3为无级变速工作台实时进给速度曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，圆形材料固定在工作台滑动座1上，工作台滑动座1由线性滑轨5连接固定在工作台固定座6上，可编程控制器控制伺服电机4驱动减速机2，丝杆3与减速机2连接，丝杆3带动工作台滑动座1上下移动，同时伺服电机4将工作台实时位置反馈给可编程控制器。

一种基于无级变速的多线切割机工作台进给方法，是：所述工作台实时进给速度是无级变速的，切割线与圆形材料接触面积相同处速度相同；

具体步骤为:

通过一套伺服电机来驱动工作台进给以及根据伺服电机编码器数据反馈相对位移p，将相对位移p传送给可编程控制器，在切割圆形材料时，在多线切割机触摸屏输入无级变速的工作台进给工艺参数，通过可编程控制器内工作台无级变速控制算法，计算出工作台实时进给速度；

所述无级变速的工作台进给工艺参数包括圆形材料半径、切割线半径、圆形材料半径位置处的进给速度；

所述工作台无级变速控制算法为：

式中：v：工作台进给实时速度；r：圆形材料半径，r：切割线半径，vr：圆形材料进给半径位置处的进给速度，sr：圆形材料半径位置处单根切割线与圆形材料的接触面积；p：圆形材料与切割线网的相对位移。

在切割过程中，工作台在伺服电机的控制下向下移动，粘在料板上的圆形材料随工作台向下移动，与切割线网接触，随着工作台的进给，单根切割线与圆形材料接触面积慢慢增加，因圆形半径一定，所以圆形材料与单根切割线的接触面积与工作台的位移值存在一个固定的函数关系，圆形材料半径用r表示，切割线半径用r表示，圆形材料与切割线网的相对位移用p表示，单根切割线与圆形材料接触面积用s表示，存在的函数关系为：

由函数关系可知，在切割线直径一定和圆形材料大小一定的情况下，圆形材料与单根切割线的接触面积s只与相对位移p有关，相对位移p是一个连续无级变化的量，所以接触面积s也是一个连续无级变化的量。

在基础上通过可编程控制器算出sr，该参数不需要人为输入。

所述工作台实时进给速度v的曲线如图3所示，其速度特征具有无级变速的特征。

利用本发明，可简化多线切割机工作台进给控制方法的工艺参数，只需要输入圆形材料的半径、切割线半径和圆形材料半径处进给速度；工作台进给速度由可编程控制器自动计算速度，无需人为对切割工艺进行分段，保证切割参数的稳定性和准确性；采用无级变速的工作台进给方法，保证了切割线与圆形材料接触面积相同处速度相同，能最大程度发挥切割线的效能，可提高切割产品的表面质量。