專利名稱：一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及裝飾石材加工控制領(lǐng)域，具體涉及一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們對裝飾石板材單片面積的要求越來越大，一種石材鋸切的框架鋸機(jī)應(yīng)運而生，它裝配有多個鋸片且鋸切縫隙窄，大幅提高了裝飾石材的鋸切加工效率和質(zhì)量，得到廣泛應(yīng)用。在上述裝飾石材加工機(jī)械中，其控制裝置占據(jù)著舉足輕重的地位，但是市場上現(xiàn)有的控制裝置大多結(jié)構(gòu)簡單，功能和可操作性弱，自動化程度還有待提高。鑒于此，本案發(fā)明人對上述問題進(jìn)行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種操作簡單，便于提高加工精度和效率，自動化程度高，方便實用的框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用這樣的技術(shù)方案:—種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，包括人機(jī)界面單元、可編程控制器單元、控制框架鋸鋸切進(jìn)給的鋸切進(jìn)給控制單元和驅(qū)動框架鋸條連續(xù)往返做鋸切運動的主機(jī)驅(qū)動單元；所述人機(jī)界面單元與所述 可編程控制器單元之間通過通信接口雙向電連接，所述鋸切進(jìn)給控制單元和主機(jī)驅(qū)動單元與所述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。上述可編程控制器單元具有PID控制模塊。上述人機(jī)界面單元與上述可編程控制器單元之間通過Modbus通信接口連接。上述人機(jī)界面單元為觸摸式人機(jī)界面。上述鋸切進(jìn)給控制單元包括檢測框架鋸鋸切負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置、控制框架鋸或工作臺上下移動的Z軸控制器和驅(qū)動框架鋸鋸切進(jìn)給的進(jìn)給驅(qū)動單元；所述負(fù)荷檢測裝置和所述Z軸控制器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接；所述進(jìn)給驅(qū)動單元與所述Z軸控制器的控制輸出端之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。上述主機(jī)驅(qū)動單元包括啟動器和與此啟動器受控電連接的交流電機(jī)；所述啟動器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。上述主機(jī)驅(qū)動單元包括啟動器和與此啟動器受控電連接的交流電機(jī)；所述啟動器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。還包括輔助和協(xié)調(diào)上述可編程控制器單元控制的輔助控制單元，所述輔助控制單元通過數(shù)據(jù)、控制總線與所述可編程控制器單元電連接在一起。采用上述技術(shù)方案后，本實用新型的框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其包括人機(jī)界面單元、可編程控制器單元、控制框架鋸鋸切進(jìn)給的鋸切進(jìn)給控制單元和驅(qū)動框架鋸條連續(xù)往返做鋸切運動的主機(jī)驅(qū)動單元；人機(jī)界面單元與可編程控制器單元之間通過通信接口雙向電連接，鋸切進(jìn)給控制單元和主機(jī)驅(qū)動單元與可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。采用上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，人們可通過本實用新型的人機(jī)界面單元配合可編程控制器單元進(jìn)行簡單的工藝參數(shù)設(shè)定，進(jìn)而對其它各單元進(jìn)行相應(yīng)的自動化控制，即可使本實用新型的框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)自動完成對被加工石材的鋸切加工，操作簡單，便于提高加工精度和效率，自動化程度高，方便實用。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-人機(jī)界面單元2-可編程控制器單元 21-PID控制模塊3-鋸切進(jìn)給控制單元 31-負(fù)荷檢測裝置32-Z軸控制器33-進(jìn)給驅(qū)動單元4-主機(jī)驅(qū)動單元41-啟動器42-交流電機(jī)5-輔助控制單元6-數(shù)據(jù)、控制總線具體實施方式
為了進(jìn)一步解·釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。本實用新型的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括人機(jī)界面單元1、可編程控制器單元2、鋸切進(jìn)給控制單元3和主機(jī)驅(qū)動單元4。鋸切進(jìn)給控制單元3控制框架鋸鋸切進(jìn)給，主機(jī)驅(qū)動單元4驅(qū)動框架鋸條連續(xù)往返做鋸切運動，人機(jī)界面單元I與可編程控制器單元2之間通過通信接口雙向電連接，鋸切進(jìn)給控制單元3和主機(jī)驅(qū)動單元4與可編程控制器單元2之間通過數(shù)據(jù)、控制總線6連接，具體是，人機(jī)界面單元I具有手動和自動模式切換功能；可編程控制器單元2采用小型可編程控制器，通過軟件設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入/輸出信號的分析、運算、處理、存儲和顯示等，人們可根據(jù)加工要求通過人機(jī)界面單元I結(jié)合可編程控制器單元2進(jìn)行編程，設(shè)定相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行自動加工，來實現(xiàn)手動模式；人們也可直接調(diào)用儲存或預(yù)設(shè)的加工參數(shù)程序，或者通過模板檢測的方式來實現(xiàn)自動模式，無需數(shù)控編程等專業(yè)知識即可實現(xiàn)自動加工等操作；人們可通過人機(jī)界面單元I設(shè)定整個石材線條機(jī)的所有參數(shù)，并同時將各參數(shù)、狀態(tài)和報警信息等予以顯示，可對框架鋸機(jī)進(jìn)行全面監(jiān)控；可編程控制器單元2還可通過植入智能算法實現(xiàn)對框架鋸鋸切進(jìn)給量的自適應(yīng)控制，達(dá)到最佳的控制及鋸切效果。優(yōu)選地，可編程控制器單元2具有PID控制模塊21，在加工過程中，利用PID控制模塊21實現(xiàn)對鋸切進(jìn)給控制單元3的各個物理量的閉環(huán)控制，達(dá)到鋸切加工的高精度要求。優(yōu)選地，人機(jī)界面單元I與可編程控制器單元2之間通過Modbus通信接口連接。優(yōu)選地，人機(jī)界面單元I為觸摸式人機(jī)界面(HMI)，操作便捷。優(yōu)選地，鋸切進(jìn)給控制單元3包括檢測框架鋸鋸切負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置31、控制框架鋸或工作臺上下移動的Z軸控制器32和驅(qū)動框架鋸鋸切進(jìn)給的進(jìn)給驅(qū)動單元33 ;負(fù)荷檢測裝置31與可編程控制器單元2之間通過數(shù)據(jù)、控制總線6電連接；Z軸控制器32與可編程控制器單元2之間通過數(shù)據(jù)、控制總線6電連接；進(jìn)給驅(qū)動單元33與Z軸控制器32的控制輸出端之間通過數(shù)據(jù)、控制總線6電連接；負(fù)荷檢測裝置31將其檢測到的負(fù)荷檢測裝置數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)、控制總線6經(jīng)由可編程控制器單元2的信號輸入端傳輸給可編程控制器單元2，經(jīng)可編程控制器單元2分析處理后，由可編程控制器單元2對Z軸控制器32發(fā)出控制指令，進(jìn)而由Z軸控制器32控制進(jìn)給驅(qū)動單元33對框架鋸進(jìn)行相應(yīng)的鋸切進(jìn)給驅(qū)動。優(yōu)選地，主機(jī)驅(qū)動單元4包括啟動器41和與此啟動器41受控電連接的交流電機(jī)42 ;啟動器41與可編程控制器單元2之間通過數(shù)據(jù)、控制總線6電連接；可編程控制器單元2對啟動器41發(fā)出控制指令，進(jìn)而由啟動器41啟動交流電機(jī)42對框架鋸進(jìn)行相應(yīng)的往返鋸切驅(qū)動。優(yōu)選地，還包括輔助和協(xié)調(diào)可編程控制器單元2控制的輔助控制單元5，輔助控制單元5與可編程控制器單元2通過數(shù)據(jù)、控制總線6電連接在一起，具體結(jié)構(gòu)可為，輔助控制單元5包括主令開關(guān)、行程開關(guān)、限位開關(guān)、繼電器及二次儀表等，可實現(xiàn)對整機(jī)電器及冷卻水泵等元器件的控制。本實用新型的框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其控制的框架鋸機(jī)的大致結(jié)構(gòu)為，由多片鋸條排列成框架的結(jié)構(gòu)形式，整個框架鋸在電動機(jī)傳動下做往返運動，這些鋸條的一側(cè)焊有鋸齒狀合金刀頭，這樣框架鋸做往返運動時，刀頭就在工作臺上的石荒料上磨屑出一道道鋸縫，框架鋸逐步下降或工作臺逐步上升，就可完成鋸切。由于在框架上安置有多片鋸條，一次就可鋸切成型多片石板材。控制系統(tǒng)的主要目的在于控制框架鋸條的每一次鋸切進(jìn)給量，不管是框架鋸逐步下降的形式或工作臺逐步上升的形式，在控制系統(tǒng)中稱為對Z軸的控制。由于框架鋸?fù)颠\動的速度恒定(主機(jī)交流電機(jī)的驅(qū)動速度不變)，對Z軸的控制顯得尤為重要，鋸切進(jìn)給量太大，對刀頭的損耗大成本高， 嚴(yán)重時鋸條變形甚至損壞，主機(jī)負(fù)荷過大影響設(shè)備生產(chǎn)安全；鋸切進(jìn)給量太小，框架往返空載率高、耗能且低效，可通過在可編程控制器單元2內(nèi)植入智能算法實現(xiàn)對框架鋸鋸切進(jìn)給量的自適應(yīng)控制，達(dá)到最佳的控制及鋸切效果。本實用新型的框架鋸的自動控制系統(tǒng)，為便于描述，定義了上下方向的Z軸，在實際使用過程中，Z軸驅(qū)動單元所驅(qū)動的框架鋸的具體移動方向可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計；其中的各單元均為具有相應(yīng)功能的實體結(jié)構(gòu)。本實用新型的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進(jìn)行類似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:包括人機(jī)界面單元、可編程控制器單元、控制框架鋸鋸切進(jìn)給的鋸切進(jìn)給控制單元和驅(qū)動框架鋸條連續(xù)往返做鋸切運動的主機(jī)驅(qū)動單元；所述人機(jī)界面單元與所述可編程控制器單元之間通過通信接口雙向電連接，所述鋸切進(jìn)給控制單元和主機(jī)驅(qū)動單元與所述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述可編程控制器單元具有PID控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述人機(jī)界面單元與上述可編程控制器單元之間通過Modbus通信接口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述人機(jī)界面單元為觸摸式人機(jī)界面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述鋸切進(jìn)給控制單元包括檢測框架鋸鋸切負(fù)荷的負(fù)荷檢測裝置、控制框架鋸或工作臺上下移動的Z軸控制器和驅(qū)動框架鋸鋸切進(jìn)給的進(jìn)給驅(qū)動單元；所述負(fù)荷檢測裝置和所述Z軸控制器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接；所述進(jìn)給驅(qū)動單元與所述Z軸控制器的控制輸出端之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述主機(jī)驅(qū)動單元包括啟動器和與此啟動器受控電連接的交流電機(jī)；所述啟動器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:上述主機(jī)驅(qū)動單元包括啟動器和與此啟動器受控電連接的交流電機(jī)；所述啟動器與上述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4·和6中任一項的一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括輔助和協(xié)調(diào)上述可編程控制器單元控制的輔助控制單元，所述輔助控制單元通過數(shù)據(jù)、控制總線與所述可編程控制器單元電連接在一起。
專利摘要本實用新型提出一種框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)，包括人機(jī)界面單元、可編程控制器單元、控制框架鋸鋸切進(jìn)給的鋸切進(jìn)給控制單元和驅(qū)動框架鋸條連續(xù)往返做鋸切運動的主機(jī)驅(qū)動單元；所述人機(jī)界面單元與所述可編程控制器單元之間通過通信接口雙向電連接，所述鋸切進(jìn)給控制單元和主機(jī)驅(qū)動單元與所述可編程控制器單元之間通過數(shù)據(jù)、控制總線電連接。采用上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，人們可通過本實用新型的人機(jī)界面單元配合可編程控制器單元進(jìn)行簡單的工藝參數(shù)設(shè)定，進(jìn)而對其它各單元進(jìn)行相應(yīng)的自動化控制，即可使本實用新型的框架鋸機(jī)的自動控制系統(tǒng)自動完成對被加工石材的鋸切加工，操作簡單，便于提高加工精度，自動化程度高，方便實用。
文檔編號G05B19/414GK203133564SQ201320050880
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者方千山 申請人:華僑大學(xué)