鋸機(jī)和鋸機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的鋸機(jī)控制方法以及根據(jù)權(quán)利要求10的前序部分的鋸機(jī)。這樣的鋸機(jī)也被用在本方法中并且包括鋸刀，它被帶有變頻器的鋸刀電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。另外，設(shè)有這樣的鋸切進(jìn)給裝置，它借助進(jìn)給電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)以可變的進(jìn)給速度使鋸刀相對于待鋸切的工件運(yùn)動。最后，該鋸機(jī)也包括機(jī)器控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]本類型的鋸機(jī)通常以帶鋸機(jī)或圓鋸機(jī)的形式、偶爾也以弓鋸機(jī)的形式構(gòu)成。本發(fā)明的主要應(yīng)用領(lǐng)域是金屬工件的切割或鋸切。
[0003]根據(jù)鋸機(jī)的類型，使被驅(qū)動的鋸刀(即一般是鋸帶或圓鋸條)相對于工件直線運(yùn)動或繞轉(zhuǎn)軸運(yùn)動。工件較重且通常借助輸送機(jī)構(gòu)被安放到鋸臺上，在鋸臺上被夾緊以進(jìn)行鋸切作業(yè)。
[0004]在此情況下可以鋸切具有不同橫截面的工件，基本上只受到某鋸機(jī)因其幾何形狀設(shè)定而允許的最大工件橫截面的限制。另外，工件可具有不同的橫截面形狀或者說剖面形狀，例如通常是方形或圓柱形的條材以及例如T型材等在同一鋸機(jī)上被加工。
[0005]鋸切過程的開始是將工件定位在切割位置上，在切割位置上，應(yīng)在此進(jìn)行鋸切的工件部位處于由鋸刀鋸切進(jìn)給運(yùn)動限定的切割平面內(nèi)。隨后，鋸刀須首先以空程進(jìn)給速度被移向該工件，因?yàn)槟茕徢芯哂胁煌瑱M截面的工件，故鋸刀必須出于安全考慮能被完全從鋸機(jī)的最大可能工作橫截面取出。于是，真正的切割過程(即鋸刀在工件中的切削作用中的鋸刀進(jìn)給運(yùn)動)以由材料性能決定的加工進(jìn)給速度來實(shí)現(xiàn)，該加工進(jìn)給速度在金屬工件的情況下通常在毫米/秒數(shù)量級內(nèi)，并受到鋸刀最大切削能力的限制。
[0006]為了提高本類型的鋸機(jī)的工作效率，人們試圖縮短鋸切過程所需的時(shí)間。這可以通過提高鋸刀空程進(jìn)給速度和/或通過提高鋸刀在材料中的加工進(jìn)給速度來實(shí)現(xiàn)。
[0007]為了提高空程進(jìn)給速度而知道了通過傳感器來確定待鋸切工件的幾何形狀數(shù)據(jù)并在快要切入工件之前減慢鋸刀。由此阻止鋸刀在其以過高的空程進(jìn)給速度碰到工件時(shí)受損。其它解決方法在帶鋸機(jī)的情況下基于鋸帶監(jiān)測并且例如測量鋸帶上的切割阻力，以便在鋸帶碰到工件且遇到相應(yīng)的阻力時(shí)就減慢鋸刀。
[0008]當(dāng)能提高加工進(jìn)給速度時(shí)，得到了在鋸切過程所需時(shí)間方面的進(jìn)一步節(jié)約潛力。這在鋸機(jī)的預(yù)定最大切削能力情況下也是可行的，確切的說，當(dāng)要鋸切具有異形橫截面如圓形、U形或T形截面的工件時(shí)是可行的。因?yàn)樵谶@樣的橫截面或剖面形狀時(shí)加工進(jìn)給速度可被改變以縮短真正切割過程所需要的時(shí)間:例如在圓形材料情況下(即在截平面中呈圓形的圓柱形工件情況下)，在切割過程開始時(shí)只有少量齒總是同時(shí)切入該材料。大致在切割過程的一半，鋸刀尤其是鋸帶沿圓盤直徑運(yùn)動，即，在這里，盡可能多的齒同時(shí)切入該材料。在切割過程要結(jié)束時(shí)，被鋸切的材料的寬度又減小，從而在此又有較少的齒同時(shí)切入該材料。在給定的切削能力情況下，越少的齒同時(shí)切入材料，就可以選擇越高的加工進(jìn)給速度。
[0009]本發(fā)明致力于優(yōu)化在真正切割過程中的加工進(jìn)給速度。
[0010]對此知道了，在鋸切過程開始時(shí)選擇這樣的鋸切執(zhí)行程序，其適應(yīng)于工件的橫截面類型例如圓形材料、四方管等橫截面類型。因?yàn)榇藭r(shí)涉及典型化的預(yù)選，故尤其當(dāng)在與在工件最大寬度情況下相比預(yù)期在此有較少的齒切入該材料的工件區(qū)域內(nèi)(即在以更高的加工進(jìn)給速度被鋸切的區(qū)域內(nèi))進(jìn)行鋸切時(shí)，須考慮相對大的安全裕度，以使鋸刀不會受到比如過高的加工進(jìn)給速度的威脅。在圓形材料的例子中，這是切割過程的開始和結(jié)束；而在四方形管的例子中，具有更高加工進(jìn)給速度的區(qū)域位于切割過程的開始和結(jié)束之間。即，在加工進(jìn)給速度的變化方面仍有明顯的優(yōu)化潛力。
[0011]在現(xiàn)有技術(shù)中，為了優(yōu)化變化的加工進(jìn)給速度而已有各種做法:在DE 10043 012Al中，利用在鋸帶背面上的測力傳感器來檢測帶鋸機(jī)的鋸帶瞬時(shí)負(fù)荷。加工進(jìn)給速度于是根據(jù)鋸帶瞬時(shí)負(fù)荷來調(diào)節(jié)。在DE 31 03 243 Al中提出類似的調(diào)節(jié):在那里，利用傳感器檢測在切割區(qū)域內(nèi)的鋸帶瞬時(shí)彎曲，并由此推導(dǎo)出用于加工進(jìn)給速度的調(diào)節(jié)參量。在US6，682，062B1中，在切割過程中測量鋸帶或鋸條的走向并用作鋸刀瞬時(shí)負(fù)荷的測量參量。這又允許對加工進(jìn)給速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012]這些來自現(xiàn)有技術(shù)的解決方法的共同點(diǎn)是須設(shè)置用于測量調(diào)節(jié)參量的傳感器。但在本類型的鋸機(jī)中有著在切割區(qū)域或鋸臺區(qū)域內(nèi)的嚴(yán)酷條件，因此使用傳感器總是成問題的且通常無法順利實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，本發(fā)明基于以下任務(wù):提出上述類型的方法和鋸機(jī)，其中，在真正切割過程中的加工進(jìn)給速度被優(yōu)化，但無須為此在鋸機(jī)加工區(qū)內(nèi)采用傳感器。
[0014]本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求10的特征的鋸機(jī)來完成該任務(wù)。在權(quán)利要求2-9中找到本發(fā)明方法的優(yōu)選改進(jìn)方案。在權(quán)利要求11-15中規(guī)定了本發(fā)明鋸機(jī)的有利實(shí)施方式。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，如此控制以下的鋸機(jī)(它如本身已知地包括由帶有變頻器的鋸刀電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)被驅(qū)動的鋸刀和用于借助電動進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)使被驅(qū)動的鋸刀相對于待鋸切的工件以可變的進(jìn)給速度運(yùn)動的鋸切進(jìn)給裝置)，即，對于在工件中的第一次切割，預(yù)先確定針對工件幾何形狀、工件材料和鋸刀特定的、恒定或變化的加工進(jìn)給速度，隨后在第一次切割時(shí)在鋸刀電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的變頻器上求出一個(gè)物理參數(shù)的與由鋸刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)傳遞給鋸刀的轉(zhuǎn)矩相關(guān)的瞬時(shí)值。該值作為瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩值被差傳輸給機(jī)器控制裝置，并且該瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩值在那里被連續(xù)分析。此時(shí)求出第一次切割的最大轉(zhuǎn)矩值并基于此來確定該轉(zhuǎn)矩值的最大值。隨后，對于在同一工件中的所有后續(xù)切割，該鋸刀的加工進(jìn)給速度在采用該瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩值作為調(diào)節(jié)參量(實(shí)際值)的情況下被如此調(diào)節(jié)，即該瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩值保持恒定并且盡量接近該最大值(理想值)。
[0016]就是說，對于在工件內(nèi)的第一次切割，本發(fā)明執(zhí)行常見的做法，此時(shí)被驅(qū)動的鋸刀的加工進(jìn)給速度結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值或由鋸機(jī)廠家附帶的具有尤其是恒定的值的列表來預(yù)先選擇，并且該切割過程以該加工進(jìn)給速度進(jìn)行。為了縮短第一次切割所需要的時(shí)間，也可以如本身已知地預(yù)先確定變化的加工進(jìn)給速度，其基于典型的橫截面形狀來選擇，在這里，例如在圓形材料的情況下提高在切割過程開始和要結(jié)束時(shí)的預(yù)選的加工進(jìn)給速度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明針對第一次切割預(yù)先確定的加工進(jìn)給速度專門針對工件幾何形狀、工件材料和鋸帶來選擇，即，在某工件材料中的鋸刀切削能力以及例如作為工件幾何形狀的工件最大寬度被納入選擇之中。工件最大寬度可以由機(jī)器控制裝置結(jié)合鋸機(jī)的兩個(gè)夾爪(其夾緊工件以實(shí)現(xiàn)鋸切)之間的距離來自動求出。如上所述，除工件最大寬度外，也可采用工件基本形狀用于選擇尤其是變化的特定加工進(jìn)給速度。
[0018]在工件中按常規(guī)執(zhí)行第一次切割期間，在鋸刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)的第一變頻器上連續(xù)求出一個(gè)物理參數(shù)的與由鋸刀驅(qū)動機(jī)構(gòu)傳遞至鋸刀的轉(zhuǎn)矩相關(guān)聯(lián)的瞬時(shí)值。該物理參數(shù)尤其可以是由第一變頻器交付給鋸刀電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)馬達(dá)的有效電流。
[0019]在按常規(guī)預(yù)先確定的恒定或變化的加工進(jìn)給速度情況下，它可能只在最多的鋸齒在此切入工件材料的工件部位(即一般是工件最寬部位被鋸切時(shí))是最佳的或接近最佳，這是因?yàn)榇嬖阡彽兜淖畲笕菰S負(fù)荷。在工件的其余部位，加工進(jìn)給速度僅在擁有可觀的安全裕量的情況下被提高。而在根據(jù)本發(fā)明以按常規(guī)預(yù)選的加工進(jìn)給速