一种新型自动砂轮切割机的设计与研究口陈晖口王焕峰口田新昊东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040摘要：针对市场对便携式切割机的需求，研制出利用砂轮片作为切割刀具的自动化切割机设备。它可以实现对各种形状和材质的工件切割，采用PLC与单片机相结合的控静J方式。提高了切割质量一致性和切割效率。设计了手持控制和冷却系统，通过对切割机在理想工作状态下应力仿真分析，为控制系统选择切割参数提供理论指导。关键词：自动化切割PLC控制系统仿真分析中图分类号：’IHl22文献标识码：A文章编号：1000一4998(2015)03一0012—03材料切割是加工方式中不可或缺的，不同时代对行变频调速控制，实现主电机转速在200～3000r／min切割机提出不同的加工要求。目前使用的切割机主要的转换。伸缩机构通过控制电动螺杆电机，实现伸缩连是针对金属切割，切割模式单一，切割过程中需要操作杆长度的变化，从而改变切割过程中砂轮片与工件之人员凭经验掌控，造成切割效率较低[1]。为满足加工需间的相迎角。自动化切割能够大幅降低操作人员的劳要，制造设计了新型自动化切割机，从而满足切割速度动强度，切割质量不再仅仅依靠操作人员的经验，减少1基本构成L2淼工作平台、横向进给机构和纵向进给快、切割质量好、切割成本低、切割数量大的需要。了由操作失误造成的不必要浪费。自动化切割机由机械系统和控制系统组成，机械机构组成，工作台为梯形槽工作台，在梯形槽上可以安系统主要由切割机构、进给机构、旋转机构、夹具、冷却装各种夹具。通过夹具夹紧工件[4]。针对不同型材和不系统和机体等组成Ⅲ；控制系统采用PLC与单片机相规则形状工件，设计不同的夹具，这样既能保证合理夹结合的控制方式。机械系统总成如图1所示。紧工件．又能保证夹紧效果。1．1切割机构设计丝杠螺母机构实现工作台的横向和纵向进给，横切割机构中主电机放置在转一————————一一——一一动机架平台上．主电机选择三相异步电动机．通过胶带传动和齿轮传动，驱动砂轮实现切割工作。一对耳座分别安装在转动机架和基座机体上．连接耳座的是电动螺杆伸缩机构Ⅲ。利用伸缩机构，改变伸缩连杆长度，使切割砂轮实现一定角度的旋转运动。为适应多种材料的切割需要．主电机需要输出不同的切割转速，可以应用PI￡对主电机进▲图l机械系统总成收稿日期：2014年9月e套e聿蝽t碡e窜e耷峰蝽e每e夸蝽蝽蝽er窜蝽峪蝽峰蝽蝽蝽峰蝽峪峰蝽蝽峰蝽蝽蝽峰e$4碡峰蝽喀蝽峪峰4r窜蝽t窜。窜蝽蝽屿P[3]谭作仁，芦旭，张守忠，等．采油筛管的电化学与机械复合加[P]．中国专利：：CNl01088689A，2007—12—19．工方法及设备[P]．中国专利：CN91110984．6，1993—06—23．[6]陈静，杨锐，数控割缝筛管多刀铣床[P]．中国专利：CN20．[4]刘永红．电火花加工微缝筛管[J]．现代制造工程，2006(8)：021222．3．2011—09—07．67—68．△[5]刘永红，李小朋，纪仁杰，等．复合缝腔割缝筛管的加工设备(编辑小前)回2015／3机械制造53卷第砷7期盛万方数据向和纵向步进电机为工作台进给提供动力。其中纵向电平信号，脉冲的个数决定了步进电机的转动速度。步进电机与轴承座固定在机架上，该电机与减速器连控制脉冲信号的频率就能控制步进电机的转动速度。接进行减速，使工作台能以所需速度在直线导轨上纵电平信号控制步进电机正向和反向旋转．通过这两种向直线行进。横向步进电机和轴承座固定在工作台上．信号来控制步进电机精确调节工作台和砂轮片的位横向步进电机通过联轴器与横向丝杠螺母机构连接．置和进给速度。横向进给主要实现被切割工件与砂轮片的对刀。通过l单片机控制和显示模块卜_—_叫显示器PLC控制横向和纵向步进电机的进给。实现对工作台』f位置的控制以及实现切割过程中工件的进给。模拟量∞模块可编程逻辑控制器(PLC)冷却系统主要由喷头、防护罩、导管、阀门、水泵、实现在切割中对工件的冷却。在加工完成后，还可实现掣掣匪匦陬荔俨器l过滤网、储液槽、循环储液箱组成．冷却系统不但可以群H隋用羽憔剁l銮磊J‘IJ』』对工作台和工件进行清理，其工作流程如图2所示。用开关元件控制冷却水泵的开启与关闭．冷却液的流速可以通过阀门旋钮设定。...