一种高速电脑裁板锯的控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种人造板(包括密度板、颗粒板、多层板等)及其类似物的开料加工设备，尤其是涉及一种对板材进行裁切且具有高档数控系统的大型精密的高速电脑裁板锯的控制系统。

背景技术：

生产板式家具的组件一般为长方形板料，这种组合件由大块板材木料锯切开成小料组合而成。电脑裁板锯是一种人造板及其类似物的开料设备，主要应用于板式家具的生产过程中。然而目前定制化已成为家具行业的发展潮流，定制化对设备的要求也不同于以往，有了很大变化。非定制家具在生产过程中所产生的板材的锯切批量单多，且订单与订单之间变化少；定制化家具重要的特点就是，每个订单板材锯切长度和宽度可能都不一样且每个订单的生产量少，订单与订单之间所要求锯切的板材规格变化大。

目前，对板料开料的电脑裁板锯一般只有一套送料装置，不能错位锯切，都只能一次裁切一个长度的板料，如果要完成纵两个长度的板料裁切，必须分两次裁切，这样做效率低，工人劳动强度也大。

专利号为201110336925.x、公开公告日为2013年12月18日的发明专利中，公开了一种后上料高速电脑裁板锯，公开了一种后上料高速电脑裁板锯，包括有一机台主体、一送料单元和一电脑操控系统。

该机台主体包括有工作台、用于将板料压紧定位于工作台上的压料装置以及用于对位于工作台上的板料进行裁切作业的裁切装置，该压料装置和裁切装置均安装于工作台上。

该压料装置包括有压料横梁、活动座、设置在压料横梁的两端的两第一驱动缸体和第二驱动缸体、第三电机；该压料横梁横向设置于工作台的正上方，该活动座通过直线导轨可横向活动地设置于压料横梁上并随压料横梁上下活动；该第二驱动缸体设置于活动座上随活动座横向移动，该第二驱动缸体用于加强压料横梁中部的压紧定位效果，该第二驱动缸体为两个，该两第二驱动缸体分别位于压料横梁的前侧和后侧；该第三电机通过传动链带动活动座沿直线导轨横向来回移动，该两第二驱动缸体随活动座同步移动而使得压料横梁有针对性地对板料进行巩固地压紧定位，从而使得裁切作业更加精确。

该裁切装置包括有活动基座和主锯组件和副锯组件，该活动基座可左右横向活动地设置于工作台的下方；该主锯组件和副锯组件均可上下活动地设置于活动基座上并随活动基座左右横向活动。

该主锯组件包括有主电机、主锯片、主电机座和主驱动缸体；该主电机通过第一传动带带动主锯片转动，该主驱动缸体带动主电机座相对活动基座上下活动。

该副锯组件包括有副电机、副锯片、副电机座和副驱动缸体；副电机通过第二传动带带动副锯片转动，该副驱动缸体带动副电机座相对活动基座上下活动。

该送料单元位于机台主体的后侧，该送料单元包括有进料装置和上料装置，该进料装置设置于机台主体和上料装置之间；进料装置包括有进料架以及用于将板料从进料架推至工作台上的第一推进机构；该上料装置包括有上料架、用于将板料向上提起的升降台以及用于将板料从上料架推至进料架的第二推进机构。

该进料架的左右两侧均设置有前后延伸的第一导轨，前述第一推进机构设置于该第一导轨上沿第一导轨前后移动，且该进料架的底部设置有多排滚轮组件；该第一推进机构包括有第一横梁、第一电机和多个用于夹住板料后端的夹钳机构；该第一横梁的两端分别抵于对应的第一导轨上，该第一电机固定于第一横梁上，第一电机为伺服电机，第一电机通过第一传动轴带动第一横梁沿第一导轨前后移动；该多个夹钳机构间隔设置于第一横梁上随第一横梁同步移动。

该夹钳机构包括有支座组件和夹钳组件；该支座组件包括有固定片、定位块和两左右设置的夹爪座；该固定片与第一横梁固定连接，且该固定片连接于两夹爪座的后端之间；该定位块固定连接于两夹爪座的前端之间；该夹钳组件位于两夹爪座之间，夹钳组件包括有上驱动缸体、下驱动缸体、上夹爪、下夹爪、摆杆和连杆；该上驱动缸体和下驱动缸体均为气压式驱动缸体，不以为限，该上驱动缸体的后端与夹爪座枢接，上驱动缸体的前端向前伸出有上活塞杆，该上活塞杆与摆杆的上端枢接；该摆杆的下端与夹爪座枢接，摆杆上设置有限位通槽；该下驱动缸体的后端与夹爪座枢接，下驱动缸体的前端向前伸出有下活塞杆，该下活塞杆的前端穿过前述限位通槽向前伸出并与下夹爪固定连接，该下活塞杆带动下夹爪可活动地向前伸出前述定位块；该上夹爪的后端与夹爪座枢接，上夹爪的前端向前伸出前述定位块；该连杆的两端分别与上夹爪和摆杆枢接。

工作时，首先，由下驱动缸体作用并通过下活塞杆带动下夹爪向前伸出定位块，以此使得下夹爪抵于板料后端的底部；接着，由上驱动缸体作用并通过上活塞杆带动摆杆的上端向前转动，由该摆杆向前转动而通过连杆带动上夹爪向下转动，从而使得上夹爪的前端抵于板料后端的顶部上，以此，利用上夹爪和下夹爪牢固夹住板料的后端；当需要将板料松开时，只需依次使上驱动缸体和下驱动缸体复位即可。

该上料架的左右两侧均设置有前后延伸的第二导轨，前述第二推进机构设置于该第二导轨上沿第二导轨前后移动。

该升降台包括有一框架、多个导辊和至少四丝杆，该四丝杆分别设置于框架的四个边角处，该多个导辊左右并排可转动地设置于框架内，由该多个导辊的转动可轻易将叠合一起的板料送上升降台上。

该第二推进机构包括有第二横梁、第二电机和多个推块组件；该第二横梁的两端分别抵于前述对应的第二导轨上，该第二电机固定于第二横梁上，第二电机为伺服电机，第二电机通过第二传动轴带动第二横梁沿第二导轨前后移动；该多个推块组件间隔设置于第二横梁上随第二横梁同步移动，且该第二横梁的前侧设置有护杆，工作时，该护杆抵于板料的上表面，该推块组件抵于板料后端面上，并由第二电机带动第二横梁向前移动，从而实现将板料向前推入进料架上。

该电脑操控系统包括有触摸屏和开关按钮，利用该触摸屏和开关按钮进行编程和对机器进行操控，以此控制前述压料装置、裁切装置、进料装置和上料装置的工作，使压料装置、裁切装置、进料装置和上料装置相互配合完成对板料的裁切作业。

本发明主要用于板式家具制造及木制品行业对人造纤维板作裁板作业用，主要的工作步骤如下：

首先，利用上料装置进行自动上料：将多个板料叠合一起并堆积于上料架的升降台上,板料的堆积高度不超过mm；接着，由电脑控制系统控制升降台工作，使升降台将堆积一起板料提升一个板厚距离，此时，位于升降台最顶部的板料凸起于进料架之平面的上方；然后，由电脑控制系统控制第二推进机构工作，使得第二电机通过第二传动轴带动第二横梁沿第二轨道向前移动，该推块组件抵于板料的后端面上随第二横梁同步向前移动，从而使得板料向前移动至进料架中，当板料被完全送入进料架中后，由电脑控制系统控制第二推进机构向后复位。

接着，利用进料装置进行自动进料：由电脑控制系统控制第一推进机构工作；该第一推进机构工作时，首先，使多个夹钳机构同时工作，由下驱动缸体作用并通过下活塞杆带动下夹爪向前伸出定位块，以此使得下夹爪抵于板料后端的底部；接着，由上驱动缸体作用并通过上活塞杆带动摆杆的上端向前转动，由该摆杆向前转动而通过连杆带动上夹爪向下转动，从而使得上夹爪的前端抵于板料后端的顶部上，以此，利用上夹爪和下夹爪牢固夹住板料的后端；然后，由该第一电机通过第一传动轴带动第一横梁沿第一轨道向前移动，该多个夹钳机构随第一横梁同步向前移动，从而使得板料按工件所需的尺寸向前移动进入工作台的通道中。

然后，配合利用压料装置和裁切装置对位于工作台上的板料进行裁切作业：当上述板料按工件所需的尺寸送入工作台的通道中，使第一推进机构停止工作，接着，由电脑控制系统控制压料装置工作，使得压料横梁在第一驱动缸体的作用下向下移动压于板料的上表面上，以此对板料进行压紧定位，若需要对板料进行更好的压紧定位，可使第三电极带动活动座沿直线导轨移动到合适的位置上，并使第二驱动缸体下压到板料上，将板料压紧定位；然后，由电脑控制系统控制裁切装置工作，由主电机带动主锯片转动，并配合由副电机带动副锯片转动，以此对板料进行裁切，得到了一个工件，工件向出料台输出；接着，以此使裁切装置和压料装置复位，然后使该第一推进机构再次工作，使得板料向前移动一个工件的长度，接着，重复上述动作，利用压料装置和裁切装置对板料进行裁切，直至将该板料全部裁切成多个工件。

当该板料全部裁切成多个工件后，使第一推进机构向后复位，并重复以上动作依次不断地将升降台上各块板料裁切成所需的工件。

该发明专利中，即使从前侧手动送料，由于只有一套同步运动的第二推进机构用于夹料，用于夹住板料后端并进行送料的夹钳机构均随第一横梁同步移动，使得在同一时间内，该第一推进机构将板料送至工作台的进给量是一样的，因而该后上料高速电脑裁板锯一次只能裁切出一种长度的板材。而随着定制家具的越来越普及，对板材的长度和宽度要求也是千差万别，加之人工费用越来越贵，因而各家具生产企业对电脑裁板锯的产能、工人效率的要求也随之提高，一次只能裁切一种板材长度的后上料高速电脑裁板锯的生产效率已无法满足目前的需求。

另一方面，该专利中，第二推进机构将由第二电机带动第二横梁向前移动，从而实现将板料向前推入进料架上。第一推进机构由该第一电机通过第一传动轴带动第一横梁沿第一轨道向前移动，该多个夹钳机构随第一横梁同步向前移动，从而使得板料按工件所需的尺寸向前移动进入工作台的通道中。第一推进机构和第二推进机构均有独自的驱动电机，因而结构复杂，成本高。

该发明专利的工作流程中，只简述了主要的工作步骤，且根据该工作步骤，只能实现后上料，且同一次裁切同一长度的大板，使设备的使用效率大大降低。

专利号为201710224666.9、公开公告日为2017年7月21日的发明专利中，公开了一种纵横切电脑裁板锯设备，包括有控制单元及分别连接于控制单元的上料单元、纵向锯切单元、过渡送料单元、升降式纵横双向输送平台、横向锯切单元、余料废料处理单元。

其中，纵向锯切单元包括有纵锯主机机架、纵锯锯车、纵锯压力横梁、纵锯工作台、纵锯板材前靠齐装置、纵锯上料推杆横梁组件、第一输送平台；纵锯上料推杆横梁组件沿第一输送平台将板材推向纵锯板材前靠齐装置进行前后靠齐；前述上料单元衔接于第一输送平台的入料端。

过渡送料单元包括有用于将完成纵切的板材从纵向锯切单元勾出的取送料勾手机构、用于将余料送入前述余料废料处理单元的余料落料机构及衔接于纵向锯切单元输出侧的第二输送平台。

升降式纵横双向输送平台包括有彼此交错设置的横向输送单元及纵向输送单元；横向输送单元相对纵向输送单元可升降式设置；横向输送单元衔接于前述第二输送平台的输出侧；纵向输送单元的前侧衔接于前述横向锯切单元；纵向输送单元的后侧设置有用于向前推送板材的抓板机械手机构；横向输送单元的右侧设置有第一板材侧靠齐装置，横向输送单元的左侧设置有第二板材侧靠齐装置。

横向锯切单元包括有横锯主机机架、横锯锯车、横锯压力横梁、横锯工作台、横锯板材前靠齐装置、第三输送平台；第三输送平台的前端衔接横锯压力横梁所在位置，第三输送平台的后端设置有横锯板材前靠齐装置。

该纵横切电脑裁板锯设备的纵锯上料及纵切的工作流程如下：

板材由上料单元进入至带动力滚筒的升降平台(直至将一垛板材升高至所需要上的板的总高度)，然后，纵锯上料推杆横梁组件上的推杆下降，然后此横梁前进将板材推到纵锯板材前靠齐装置实现对板材的前后靠齐，然后纵锯上料推杆横梁组件之横梁上的抓手将板材夹紧送入纵锯主机机架内，由纵锯锯车将板材纵向裁断。

该发明专利中，虽然同一台设备能同时进行横切和锯切，提高了板材的加工效率，但需要两套锯切单元，设备成本高、占地面积大；而且无法完成一次锯切两种不同长度的板材。

该发明专利的工作流程中，简述的上料装置后上料的工作流程，根据工作流程，只能实现后上料，且同一次裁切同一长度的大板，使设备的使用效率大大降低。

还有，上述现有技术并没有公开具体的控制系统，而且由于只有一套工夹送料装置，控制要求不高，一般采用人机交互使用hmi,可编辑控制器使用普通plc+定位模块，通讯方式使用普通串口rs485模式。由于涉及多个装置、多种加工功能，还有多种运动，因而如何运动效率最高而不干涉、如何通过控制系统来实现这些运动，是本领域的技术人员需要付出非常多的创造性劳动。还有，相同的设备，可以实现不同的加工方法，可以是不同的控制系统，如何实现最高效、最可靠的加工方法且能通过控制系统来实现，对本领域的技术人员来说，比机械结构更需要付出创造性劳动，也是制约着传统的数控设备向智能化发展的关键因素。

专利号为cn201710224091.0的发明专利中，公开了一种全自动纵横切电脑裁板锯设备的电气控制系统，包括有人机交互控制单元和分别通讯连接于人机交互控制单元的横锯plc、纵锯plc、辅机plc；横锯plc与纵锯plc相互连接，横锯plc与辅机plc相互连接；纵锯plc分别控制连接有纵锯自动上料控制单元、纵锯自动开料控制单元；横锯plc分别控制连接有横锯侧靠齐及前向齐板控制单元、横锯自动开料控制单元；辅机plc分别控制连接有自动过渡取送料控制单元、自动排废料碎料控制单元、成品自动传送控制单元。该专利并没有公开具体的系统组成，也没有公开各控制单元的具体组成，只是公开了大的模块单元。且该系统也只能实现同一次裁切同一长度的板材。

技术实现要素：

针对现有技术存在不足，本实用新型要解决的第一个技术问题是，提供一种以总线技术为核心、具有安全性高、容错能力强、高效、稳定、精度高，控制结构简单、且能实现一套裁切装置、同一次锯切、即可完成两种不同长度的板材锯切、使效率可以提高一倍的模块化结构的高速电脑裁板锯的控制系统。

一种高速电脑裁板锯的控制系统，包括可编程控制器(plc)，与可编程控制器连接的数据总线，双向控制并联连接到数据总线上的推料装置控制单元、前齐板装置控制单元、压料装置控制单元、裁切装置控制单元、主工夹送料装置控制单元和副工夹送料装置控制单元；

该主工夹送料装置控制单元包括主工夹送料进给机构控制单元和复数个主夹钳机构控制单元；

该主工夹送料进给机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块双向控制串联连接的主工夹伺服驱动器，与主工夹伺服驱动器双向控制串联连接的主工夹伺服电机；

该主夹钳机构控制单元包括主夹钳机构夹紧控制单元、与主夹钳机构夹紧控制单元一一对应的主夹钳机构翻转控制单元；

该主夹钳机构翻转控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的主翻转气缸，及安装在主翻转气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制主翻转气缸；

该主夹钳机构夹紧控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的主夹紧气缸；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制主夹紧气缸；

该副工夹送料装置控制单元包括副工夹送料进给机构控制单元和一个以上副夹钳机构控制单元；

该副工夹送料进给机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的副工夹伺服驱动器，与副工夹伺服驱动器双向控制串联连接的副工夹伺服电机；i/o模块单向控制副工夹伺服驱动器；

该副夹钳机构控制单元包括副夹钳机构翻转控制单元和副夹钳机构夹紧控制单元；

该副夹钳机构翻转控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的副翻转气缸，及安装在副翻转气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制副翻转气缸；

该副夹钳机构夹紧控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的副夹紧气缸；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制副夹紧气缸。

作为方案一的改进，该裁切装置控制单元包括裁切装置进给控制单元、裁切装置升降控制单元、主锯驱动控制单元、副锯驱动控制单元、板宽检测装置控制单元；

该裁切装置进给控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的裁切装置伺服驱动器，与裁切装置伺服驱动器双向控制串联连接的裁切装置伺服电机；

该裁切装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸；

该主锯驱动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的主锯电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制主锯电机；

该副锯驱动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的副锯电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制副锯电机；

该板宽检测装置控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制连接的光电开关，与i/o模块单向控制连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气嘴；光电开关单向控制i/o模块，i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气嘴。

作为方案二的改进，该裁切装置控制单元还包括副锯左右调节机构控制单元、副锯上下调节机构控制单元；

该副锯左右调节机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的副锯步进驱动器，与副锯步进驱动器双向控制串联连接的副锯步进电机；i/o模块单向控制副锯步进驱动器；

该副锯上下调节机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的中间继电器，与中间继电器单向控制串联连接的副锯上下电机；i/o模块单向控制中间继电器，中间继电器单向控制副锯上下电机。

作为方案一的改进，该压料装置控制单元包括两个压料装置升降控制单元；

该压料装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上一个感应开关，感应开关与i/o模块双向控制串联连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

作为方案一的改进，该推料装置控制单元包括两个推料装置升降控制单元；该推料装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的继电器，与继电器单向控制串联连接的推料升降电机，与推料升降电机单向控制串联连接的位移传感器，与位移传感器单向控制串联连接的ai模块，ai模块单向控制并联连接到数据总线上；i/o模块单向控制继电器，继电器单向控制推料升降电机，推料升降电机单向控制位移传感器，位移传感器单向控制ai模块；

该前齐板装置控制单元包括两个前齐板装置升降控制单元；该前齐板装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

作为方案一的改进，还包括双向控制并联连接到数据总线上的上料装置控制单元；

该上料装置控制单元包括上料装置进料控制单元与上料装置上料控制单元；

该上料装置进料控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的进料电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制进料电机；

该上料装置上料控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的上料电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制上料电机。

作为方案一的改进，还包括双向控制并联连接到数据总线上的侧齐板装置控制单元；该侧齐板装置控制单元包括两个侧齐板装置升降控制单元、侧齐板装置移动控制单元、侧齐板装置齐板控制单元；

该侧齐板装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸；

该侧齐板装置移动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的侧齐板进给伺服电机；i/o模块单向控制接触器，接触器单向控制侧齐板进给伺服电机；

该侧齐板装置齐板控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上一个感应开关，感应开关与i/o模块双向控制串联连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

作为方案一的改进，还包括同步装置控制单元；该同步装置控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的同步分离气缸，及安装在同步分离气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制同步分离气缸。

作为方案一的改进，还包括与主工夹伺服驱动器双向控制串联连接的电子尺读头。

作为方案一的改进，还包括人机交换控制单元，人机交换控制单元通过以太网与可编程控制器(plc)双向控制连接；该人机交换控制单元包括工控机，与工控机单向控制连接的鼠标及键盘，与工控机双向控制连接的工厂局域网；鼠标及键盘单向控制工控机；工控机通过以太网与可编程控制器双向控制连接。

本实用新型的高速电脑裁板锯的控制系统的有益效果是：

高速电脑裁板锯的控制系统，采用总线控制，在兼顾快速响应和设备的加工精度与稳定性的同时，降低了生产成本。

先将控制系统分成几大模块单元，即上料装置控制单元、推料装置控制单元、前齐板装置控制单元、主工夹送料装置控制单元、副工夹送料装置控制单元、同步装置控制单元、侧齐板装置控制单元、压料装置控制单元、裁切装置控制单元等几个模块单元，再将每个模块单元分成多个小的控制单元，小的控制单元由具体零件控制。

大模块单元可设计为开放式、模块化结构，具有标准化的接口，可与可编程控制器(plc)上的标准化接口和远程i/o连接，硬件和软件具有通用性，兼容性高、可移植性强。

每一模块都是具有独立功能，相同种类的模块在产品族中可以重用和互换，相关模块的排不同组合就可以加工不同规格的产品。

通过选配各种功能模块的组合配置，就可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求，能灵活满足客户对不同配置的要求和市场的需求；相似性的重用，可以使整个产品采购、制造和维护上更加方便。

模块化，将功能分解，降低之间的耦合性。从而，为了替换某个模块达到质量或效率的提升，就不会改变整个结构，只需要改相应的模块，工作量就会明显减少，所以模块化的应用，是每个行业的终极设计。因而模块化结构在机床间具有可互操作性和可移植性。通过提供标准化的接口、通信和交互机制，使不同功能模块功能以标准的应用程序接口运行于系统平台之上，并获得平等的相互操作能力，协调工作。应用统一的数据格式、交互模型、控制机理，是构成系统的各功能模块可来源于不同的开发商，并且通过一致的设备接口，使各功能模块能运行于不同供应商提供的硬件平台之上，利于缩短了开发周期，开发成本可控等优势。

再将每个模块分成多个小的控制单元的优点是：

1、结构更合理：机器的控制系统由于采用每个模块分成多个小的控制单元，每个小的控制单元的布局更加合理，更加科学，使每个部件的功能都能很好的发挥，延长机器的使用寿命。

2、优化控制系统的设计：控制系统的每一部分都设计成一个小的控制单元，再由多个小的控制单元组合成模块，能简化和优化控制系统的设计。

3、维护更简单：机器的每一部分都是一个小的控制单元，机器出现问题，能很快诊断出，只需更换相应小的控制单元即可，且操作简单。

由于增加了副工夹送料装置控制单元，因而只需要一套裁切装置，同一次锯切，即可完成两种不同长度的板材锯切，使效率可以提高一倍左右。

这种结构的控制系统，反应快，加工精度高，工作稳定，运行可靠。这种结构的控制系统的各个控制元件的配合使用，兼容性更好，从而使运行更稳定可靠。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的高速电脑裁板锯的立体示意图；

图2是本实用新型的主工夹送料装置和部分同步装置的立体示意图；

图3是本实用新型的主工夹送料装置的一个夹钳机构的立体分解示意图；

图4是本实用新型的副工夹送料装置和部分同步装置的立体示意图；

图5为实施例1的高速电脑裁板锯的控制系统的总示意图；

图6为实施例1的控制系统的上料装置控制单元、推料装置控制单元、前齐板装置控制单元的示意图；

图7为实施例1的控制系统的主工夹送料装置控制单元、副工夹送料装置控制单元、同步装置控制单元的示意图；

图8为实施例1的控制系统的侧齐板装置控制单元、压料装置控制单元、裁切装置控制单元的示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，下面的描述中，一些术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、图2所示，一种高速电脑裁板锯，包括主机架1，安装在主机架上的出料装置2、机台主体、送料单元，以及由工业pc和plc等组成的控制系统。在出料装置2的一侧设有侧定位靠板3。

该送料单元位于机台主体的后侧，该送料单元包括有送料装置和上料装置4。

机台主体包括有工作台5、将板材与侧定位靠板3齐平的侧齐板装置14，将板料压紧定位于工作台5上的压料装置15，用于对位于工作台5上的板料进行裁切作业的裁切装置16。该压料装置15和裁切装置16均安装于工作台5上。

该送料装置包括送料架6，定板厚并将板材从上料装置4推送至送料架6的两套推料装置7、推料装置8，对推送至送料架6的板材进行前靠齐的两套前齐板装置9、前齐板装置10，以及用于将板料从送料架6推至工作台5上主工夹送料装置11和副工夹送料装置12，使主工夹送料装置11和副工夹送料装置12连接在一起同步运动、或者使主工夹送料装置11和副工夹送料装置12分离独自运动的同步装置13。

该压料装置15和裁切装置16均置于工作台5上；侧齐板装置14安装在裁切装置16上；上料装置4、送料架6置于压料装置15的一侧，出料装置2置于压料装置15的一侧的另一侧。同步装置13安装在主工夹送料装置11和副工夹送料装置12间。

该控制系统控制前述上料装置4、推料装置7、推料装置8、前齐板装置、主工夹送料装置11和副工夹送料装置12、侧齐板装置14、压料装置15、裁切装置16、出料装置2的工作。

主机架1包括设置在上料装置4、送料架6左右两侧的右导轨座17和左导轨座18。

如图2、图3所示，主工夹送料装置11包括横梁20、安装在横梁20两端的主工夹安装座21、主工夹安装座22、分别安装在横梁20上及横梁20两端与右导轨座17和左导轨座18之间的横梁驱动机构23，安装在横梁20两端与右导轨座17和左导轨座18之间的横梁导向机构、多个用于夹住板料后端的主夹钳机构24。

主夹钳机构24包括主夹钳安装座25、主夹钳翻转座26、主上夹爪27、主下夹爪28、驱动主夹钳翻转座26转动的第一翻转机构、驱动主上夹爪27运动的主夹爪开合机构。第一翻转机构包括翻转气缸29、翻转气缸座30、第一连杆31和第二连杆32。主夹爪开合机构包括开合气缸33。

同步装置13包括同步插接机构、驱动同步插接机构来回运动的动同步插接件驱动机构、同步安装座41、安装在同步安装座41与同步插接机构之间的同步导向机构。动同步插接件驱动机构包括同步气缸42、驱动件43。

如图4所示，副工夹送料装置12包括副工夹安装座51、安装在副工夹安装座51与右导轨座17之间的副工夹驱动机构及副工夹导向机构、安装在副工夹安装座51上的两个用于夹住板料后端的结构相同的副夹钳机构52、副夹钳机构53。

副工夹驱动机构包括副工夹伺服电机54及副工夹减速机55。

副夹钳机构52与主工夹送料装置的主夹钳机构24不同的是副夹钳安装座56。同步装置13还包括与安装在主工夹送料装置上的动同步插接件插接配合的定同步插接件57。

实施例1

如图5所示，一种高速电脑裁板锯的控制系统，包括人机交换控制单元，通过以太网与人机交换控制单元双向控制连接的可编程控制器(plc)，与可编程控制器连接的数据总线，双向控制并联连接到数据总线上的上料装置控制单元、推料装置控制单元、前齐板装置控制单元、主工夹送料装置控制单元、副工夹送料装置控制单元、同步装置控制单元、侧齐板装置控制单元、压料装置控制单元、裁切装置控制单元。

人机交换控制单元包括工控机，与工控机单向控制连接的鼠标及键盘，与工控机双向控制连接的工厂局域网，鼠标及键盘单向控制工控机。工控机通过以太网与可编程控制器双向控制连接。

可编程控制器(plc)是指计算机数字控制机床(computernumericalcontrol)的程序控制系统。可编程控制器控制上料装置控制单元、推料装置控制单元、前齐板装置控制单元、主工夹送料装置控制单元、副工夹送料装置控制单元、同步装置控制单元、侧齐板装置控制单元、压料装置控制单元、裁切装置控制单元。

如图6所示，上料装置控制单元包括上料装置进料控制单元与上料装置上料控制单元。

上料装置进料控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的进料电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制进料电机。

上料装置上料控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的上料电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制上料电机。

上料装置进料控制单元与上料装置上料控制单元均通过热继电器和接触器控制，接触器控制电机的通断，热继电器用来保护电机使之不过载，使电机的使用更安全可靠。i/o模块为输入输出模块。

推料装置控制单元包括两个推料装置升降控制单元；推料装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的继电器，与继电器单向控制串联连接的推料升降电机，与推料升降电机单向控制串联连接的位移传感器，与位移传感器单向控制串联连接的ai模块，ai模块单向控制并联连接到数据总线上；i/o模块单向控制继电器，继电器单向控制推料升降电机，推料升降电机单向控制位移传感器，位移传感器单向控制ai模块。

推料装置升降控制单元由可编程控制器(plc)通过i/o模块、继电器控制推料升降电机动作，带动推料装置的定量推板器升起一定高度，同时采用位移传感器精确检测检测板件厚度，将模拟量信号通过ai模块输入给可编程控制器(plc)，保证上料装置上料数量满足系统设定。当检测到定量推板器升起到所需锯切足够的板厚后，上料架停止上升。推料装置控制单元的两个推料装置分别通过相应的推料装置升降控制单元控制，由于使用了位移传感器，因而能保证两套推料装置运动更同步，使运动更可靠。ai模块为模拟信号输入模块。

前齐板装置控制单元包括两个前齐板装置升降控制单元；前齐板装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接。i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

前齐控制单元由可编程控制器(plc)通过i/o模块发送信号给电磁阀，控制前齐板装置升降控制单元的气缸前进或后退，气缸前进或后退到位后，相应感应开关检测信号反馈给可编程控制器(plc)，实现对板材前靠齐的功能和板材需通过前齐板装置时的避让功能。前齐板装置的气缸上安装有两个感应开关，使前齐板装置高出送料架的送料平面的高度和低于送料架的送料平面的高度是确定的，从而使前齐板装置上升时实现对板材的前侧齐平，下降时确保低于送料架的送料平面避免与其它装置发生干涉。

如图7所示，主工夹送料装置控制单元包括主工夹送料进给机构控制单元和复数个主夹钳机构控制单元。

主工夹送料进给机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块双向控制串联连接的主工夹伺服驱动器，与主工夹伺服驱动器双向控制串联连接的主工夹伺服电机，及与主工夹伺服驱动器双向控制串联连接的电子尺读头。

主夹钳机构控制单元包括主夹钳机构夹紧控制单元、与主夹钳机构夹紧控制单元一一对应的主夹钳机构翻转控制单元。

主夹钳机构翻转控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的主翻转气缸，及安装在主翻转气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制主翻转气缸。

主夹钳机构夹紧控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的主夹紧气缸；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制主夹紧气缸。

主工夹送料装置用一个主工夹送料进给机构控制单元控制，结构简单，动作可靠。

每一个主夹钳机构控制单元均用一个独立的主夹钳机构翻转控制单元和主夹钳机构夹紧控制单元控制，使每一个主夹钳机构的翻转运动和开合运动都是独立的，从而使主夹钳机构运动更灵活，当主工夹送料装置和副工夹送料装置异步运动为实现同一次裁切不同长度的板材时，对任意不同宽度的板材，一部分主夹钳机构能实现向上翻转避让，一部分主夹钳机构能实现向下翻转夹持板材。

可编程控制器(plc)通过i/o模块发送信号给电磁阀控制主翻转气缸动作，抓板机械手翻转动作到位后，相应的上下限感应开关检测信号反馈给可编程控制器(plc)，使主夹钳机构的最高和最低位置是确定的，在最低位置使主夹钳机构能准确地夹持板材，在最高位置使主夹钳机构能避免与其它装置发生干涉，保证抓板机械手翻转的安全性和可靠性。

可编程控制器(plc)通过i/o模块发送信号给电磁阀，控制夹抓板材的主夹紧气缸动作，实现夹板和放板；主夹紧气缸上无感应开关，能使主夹钳机构的上夹钳停留在任意位置，从而能夹持连续变化宽度的板材和确保夹紧板材。

副工夹送料装置控制单元包括副工夹送料进给机构控制单元和两个副夹钳机构控制单元。副夹钳机构控制单元包括副夹钳机构翻转控制单元和副夹钳机构夹紧控制单元。

副工夹送料进给机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的副工夹伺服驱动器，与副工夹伺服驱动器双向控制串联连接的副工夹伺服电机；i/o模块单向控制副工夹伺服驱动器。

副夹钳机构翻转控制单元、副夹钳机构夹紧控制单元分别与主副夹钳机构翻转控制单元、主副夹钳机构夹紧控制单元结构、连接方式及控制方式相同。

副工夹送料装置控制单元有自己独立的副工夹送料进给机构控制单元，从而使所有的副夹钳机构能独立于主夹钳机构同步进给运动；每个副夹钳机构均有独立的副夹钳机构翻转控制单元和副夹钳机构夹紧控制单元控制，从而使每个副夹钳机构能够独立翻转和独立夹持板材，当主工夹送料装置和副工夹送料装置异步运动为实现同一次裁切不同长度的板材时，对任意不同宽度的板材，一部分副夹钳机构能实现向上翻转避让，一部分副夹钳机构能实现向下翻转夹持板材，从而能实现高速电脑裁板锯同一次锯切可完成两种不同长度的板材锯切、使效率可以提高一倍左右。

同步装置控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的同步分离气缸，及安装在同步分离气缸上的两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制同步分离气缸。

主、副工夹送料装置之间有一套同步装置，控制同步装置的同步装置控制单元上有控制同步杆动作的同步分离气缸，当主、副送料装置选择同步工作方式时，可编程控制器(plc)通过i/o模块发送信号给电磁阀，控制同步分离气缸动作，带动同步装置上的同步杆伸出，让主、副工夹送料装置进行精准的机械连接，实现主副送料装置同步工作；当主、副送料装置选择异步工作方式时，可编程控制器(plc)控制同步分离气缸动作，带动同步装置同步杆缩回，断开主、副工夹送料装置之间的机械连接，实现异步工作。两个感应开关检测同步分离气缸动作信号，反馈给可编程控制器(plc)，使同步杆伸出或缩回距离确定，确保主、副工夹送料装置同步或分离时安全动作。

如图8所示，压料装置控制单元包括两个压料装置升降控制单元。

压料装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上一个感应开关，感应开关与i/o模块双向控制串联连接。i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

压料装置控制单元包括左右两套压料装置升降控制单元，使压梁升降过程中保持平衡。每套压料装置升降控制单元设有一个控制压梁升降的气缸。可编程控制器(plc)发送信号给控制压梁升降气缸的电磁阀，控制压梁上升或下降，检测气缸动作到位的感应开检测信号反馈给可编程控制器(plc)，压料装置升降控制单元的气缸上安装有一个感应开关，能使压料装置停留在任意位置，从而能指定压梁每次上升高度，不用每次上升到顶，可提高工作效率，保证压梁升降过程中的安全性。

侧齐板装置控制单元包括两个侧齐板装置升降控制单元、侧齐板装置移动控制单元、侧齐板装置齐板控制单元。

侧齐板装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

侧齐板装置移动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的侧齐板进给伺服电机；i/o模块单向控制接触器，接触器单向控制侧齐板进给伺服电机。

侧齐板装置齐板控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上一个感应开关，感应开关与i/o模块双向控制串联连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

每套侧齐板装置升降控制单元设有一个控制侧靠板升降的气缸，可编程控制器(plc)发送信号给靠板升降电磁阀，控制侧靠板上升或下降，相应两感应开关检测到位信号反馈给可编程控制器(plc)，并通过侧齐板装置升降控制单元实现板材向侧定位基准靠齐的功能。

侧齐板装置齐板控制单元的气缸水平安装在侧齐板上，在气缸上安装一个感应开关，当侧齐板装置在侧齐板进给伺服电机带动下运动到一个大概的位置，然后侧齐板装置齐板控制单元的i/o模块控制电磁阀，与电磁阀相连的气缸受控前进，使侧齐板压紧板材侧面，达到齐板的目的。这样靠气缸动作齐板，压紧力度可通过气压大小调节，即有利于板件的齐平，又可以在齐平过程中有一个缓冲的效果，保护机械结构与侧齐板进给伺服电机过载。

裁切装置控制单元包括裁切装置进给控制单元、裁切装置升降控制单元、主锯驱动控制单元、副锯驱动控制单元、副锯左右调节机构控制单元、副锯上下调节机构控制单元、板宽检测装置控制单元。

裁切装置进给控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的裁切装置伺服驱动器，与裁切装置伺服驱动器双向控制串联连接的裁切装置伺服电机。

裁切装置升降控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气缸，及安装在气缸上两个感应开关，两个感应开关并联后与i/o模块双向控制连接；i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气缸。

主锯驱动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的主锯电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制主锯电机。

副锯驱动控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的热继电器，与热继电器单向控制串联连接的接触器，与接触器单向控制串联连接的副锯电机；i/o模块单向控制热继电器，热继电器单向控制接触器，接触器单向控制副锯电机。

副锯左右调节机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的副锯步进驱动器，与副锯步进驱动器双向控制串联连接的副锯步进电机；i/o模块单向控制副锯步进驱动器。

副锯上下调节机构控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制串联连接的中间继电器，与中间继电器单向控制串联连接的副锯上下电机；i/o模块单向控制中间继电器，中间继电器单向控制副锯上下电机。

板宽检测装置控制单元包括与数据总线双向控制并联连接的i/o模块，与i/o模块单向控制连接的光电开关，与i/o模块单向控制连接的电磁阀，与电磁阀单向控制串联连接的气嘴；光电开关单向控制i/o模块，i/o模块单向控制电磁阀，电磁阀单向控制气嘴。

副锯左右调节机构控制单元通过可编程控制器(plc)发送信号给副锯步进驱动器，副锯步进驱动器控制副锯步进电机，调节副锯的左右位置，调节精准。

副锯上下调节机构控制单元通过可编程控制器(plc)发送信号给中间继电器，中间继电器控制副锯上下电机，调节副锯的上下位置，成本低。

板宽检测装置控制单元的光电开关安装在裁切装置上面，随裁切装置运动检测板件宽度，裁切装置停止，工夹送料装置拉动板件运动，可检测板件长度，所以板宽检测装置的使用，板件可以随意放置在台面任意处，对于超大板件可不必挪动到机器一端靠齐，方便操作人员操作，提高生产效率。

裁切装置进给控制单元、主工夹送料进给机构控制单元、副工夹送料进给机构控制单元、侧齐板装置移动控制单元采用伺服驱动系统，可编程控制器(plc)与各个伺服驱动器之间采用定位精准的脉冲控制方式，控制相应的伺服电机，实现精准无误的定位移动。

综上，本实用新型的设计重点在于，高速电脑裁板锯的控制系统包括主工夹送料装置控制单元和副工夹送料装置控制单元，由于增加了副工夹送料装置控制单元，因而只需要一套裁切装置，同一次锯切，即可完成两种不同长度的板材锯切，使效率可以提高一倍左右。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

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