中棒線砂輪鋸鋸片直徑及其各種位置坐標的計算方法

馬強+袁厚冰

摘 要：在我公司棒材生產線，大型棒材需要砂輪鋸定尺切斷，而相對冷剪來講，使用砂輪鋸時生產成本中噸鋼費用會大大提高。其中砂輪鋸鋸片報廢直徑越大噸鋼費用越大，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和終點坐標的計算。

關鍵詞：砂輪鋸；鋸片直徑；鋸切起始點；鋸切終點

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

1 砂輪鋸結構概述

砂輪鋸分四部分，鋸體、鋼料保持架、電控系統和液壓系統。矩體結構見下圖：

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-慢速前進-抬起-快速后退-下落等待。詳細過程如下：

當鋸體在初始位（home）時，發出鋸切命令后，動作順序如下：

（1）下壓板抬起，當高位位置接近開關量由0變為1，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，當計算的鋼的高度值hm等于設定值且壓力值大于20bar（設定值）時間超過1s，判斷上壓板到位，啟動側壓板動作。

（3）側壓板用40bar（設定值）壓力推出，當計算的鋼的寬度設定值等于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，當系統壓力值大于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）鋸片繼續下落，直到鋸片邊緣到達低于輥道水平面50mm（設定值）位置。

（7）鋸體以80mm/s（設定值）速度向前行走并且實時判斷鋸片中心點與點（Xhb，Yhb）之間的距離是否等于鋸片直徑加安全保障值；當不等于時，鋸體繼續以80mm/s速度行進；當等于時，則判斷到達鋸切開始位置，鋸體前進速度由80mm/s變為20mm/s（設定值），且繼續前進。

（8）實時判斷鋸片中心點與點（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，當不等于時，鋸體繼續以20mm/s速度前進；當等于時，鋸片抬起到位（Y軸數值為Yn），鋸體以-80mm/s的速度向后行走，鋸體本身的編碼器讀數小于600mm（設定值）時，鋸體停止運動，鋸片下降到位，等待下一排來料，周而復始。

3 各種數據計算方法

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與鋸片中心點的連線與X軸之間的夾角。

1）以砂輪鋸鋸體中心點為（X0，Y0）點建立平面坐標系。

設定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（Xn，Yn）。

3）計算砂輪鋸鋸體中心點（X0，Y0）與鋸片中心點的距離c

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

1）測量出編碼器線在鋸體上的導向點到鋸體中心點的距離a。

2）測量出編碼器線在鋸體上的導向點從低位到高位（相當于從高位下降到鋸片邊緣與光電管對射點剛好重合）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剛好重合時鋸片中心點的坐標（Xc，Yc）。

Xc= c×，

Yc=c×

（4）測量光電管的坐標（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，當上壓板停止向下行走且其液壓系統壓力值達到設定值時，讀取上壓板編碼器讀數Ym。

（3）計算鋼的高度hm=Ym-Yr+Δhm。

（4）測量補償值Δhm。測量樣品鋼的實際高度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Ymsw。

（3）水平壓板向前行走，當水平壓板停止向前行走且其液壓系統的壓力值達到設定值時，讀取水平壓板編碼器讀數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坐標定義為鋸切起始點坐標（Xhb，Yhb）

（1）Yhb= hm+ Yr

（2）Xhb= Xmb Xmb為鋸體軸的中心點與傳動側水平壓板對側夾點的水平距離，通過測量可得其數值。

3.5 計算鋸片中線點與鋸切起始點的距離

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

3.6 計算鋸切結束點的坐標（Xlb，Ylb）

（1）Ylb=Yr

（2）Xlb= Xhp-δhp

3.7 計算鋸片中線點與鋸切結束點的距離

當δlb≤D時，鋸切結束。即鋸片中線點與鋸切結束點的距離小于鋸片直徑時，作為鋸切結束的條件。

4 總結

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

參考文獻：

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