一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法与流程

[0001]
本发明属于金刚线切割技术领域，具体地说涉及一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法。


背景技术：

[0002]
金刚线作为线切割的典型工具，已经被广泛应用于各种切割、截断领域，由于金刚线的切割需要线的往复运动来实现，现有金刚线切割设备通过在切割区两侧设置排线组件使得金刚线顺次缠绕在两侧收放卷组件上，金刚线在两侧收放卷组件上随着收放卷组件的转动执行线切割过程，由于金刚线切割后会产生一定的损耗，因此通常在切割一段时间后需要重新换线才能保证切割质量，但换线过程较为繁琐，而且会导致整个切割生产线的停工，极大的影响生产切割效率，而在金刚线切割设备上初始安装一个缠绕厚度较大的金刚线卷，每个跑线周期向收卷装置回收一小段端部已完成切割任务的金刚线，而剩余的金刚线继续参与下一跑线周期的切割任务，跑线周期包括跑线过程和回线过程，金刚线在跑线过程经历的长度为跑线长度，在回线过程经历的长度为回线长度，设计每次回线长度小于跑线长度，跑线长度与回线长度的差值即为线耗，随着跑线周期不断的重复，线耗也逐渐增加，最终将金刚线卷不断损耗，如此实现金刚线在卷径上不断循环切割，从而使较大的金刚线卷不断切割并回收，避免了多次换线过程，提高生产效率，但对于实际运行过程中由于金刚线打滑等因素的影响，无法控制金刚线每次都按照预定回线长度回收，从而无法精确按照预定要求回收金刚线。
[0003]
因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法。本发明提供如下技术方案：
[0005]
一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法，包括：
[0006]
基于预先设定的回线率计算当前跑线周期完成时金刚线的理论线耗长度；
[0007]
实时抓取并基于收放卷位置计算当前跑线周期完成时金刚线的实际线耗长度；
[0008]
基于获取的实际线耗长度与理论线耗长度计算补偿值；
[0009]
利用计算得到的补偿值在金刚线下一跑线周期内进行跑线补偿。
[0010]
进一步的，基于回线率得到理论线耗长度＝跑线长度*(1-回线率)，所述理论线耗长度为按照回线率设计要求的金刚线回收损耗长度的累计值。
[0011]
进一步的，所述实际线耗长度为金刚线在收放卷上偏差长度的累计值，所述偏差长度＝位置偏差*收放卷直径*3.14/360。
[0012]
进一步的，所述位置偏差获取方法为：控制器周期性获取收放卷电机的角度位置，并基于所述角度位置确定收放卷的位置。
[0013]
进一步的，控制器获取当前时刻收放卷电机的位置数据，并基于上一周期获取的
位置数据得到位置偏差。
[0014]
进一步的，所述收放卷直径获取方法为：控制器获取并基于排线电机的换向信号和收放卷速度判断收放卷直径的增减情况，基于收放卷直径的增减情况计算收放卷直径。
[0015]
进一步的，所述排线电机的换向信号判断方法为：控制器周期性获取排线电机的位置，所述排线电机预设有正向限位和负向限位，用于控制金刚线在收放卷上正向缠绕和负向缠绕，当排线电机恰好位于正向限位和负向限位的切换位置时，判断排线电机换向。
[0016]
进一步的，所述收放卷直径获取方法为：基于排线电机的换向信号和当前收放卷直径，计算换向后收放卷直径大小。
[0017]
有益效果：
[0018]
本申请通过一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法，引入补偿值，对线耗进行补偿，使其按照预先设计的损耗速率不断回收已磨损的金刚线，并且仅需通过软件编程，就能方便实现线耗量的监控和校准，提高生产效率。
附图说明
[0019]
图1是本发明具体实施例中一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法流程示意图。
具体实施方式
[0020]
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
[0021]
如图1所示，一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法，包括：
[0022]
s100、基于预先设定的回线率计算当前跑线周期完成时金刚线的理论线耗长度；
[0023]
s200、实时抓取并基于收放卷位置计算当前跑线周期完成时金刚线的实际线耗长度；
[0024]
s300、基于获取的实际线耗长度与理论线耗长度计算补偿值；
[0025]
s400、利用计算得到的补偿值在金刚线下一跑线周期内进行跑线补偿。
[0026]
通过一种金刚线切割设备的卷径周期补偿方法，在金刚线切割设备上初始安装一个缠绕厚度较大的金刚线卷，每个跑线周期向收卷装置回收一小段端部已完成切割任务的金刚线，该回收部分称之为线耗，而剩余的金刚线继续参与下一跑线周期的切割任务，如此实现金刚线在卷径上不断循环切割，从而使较大的金刚线卷不断切割并回收，避免了多次换线过程，提高生产效率。由于金刚线在一个跑线周期内实际跑线长度并不稳定，金刚线在收放卷上只能通过调整收放卷的转速来控制收放线长，而随着收放卷直径的变化，其收放线长也是变化的，同时，金刚线在收放卷之间运动过程中经常会出现打滑等不确定因素干扰最终回收的线耗长度，因此引入线耗补偿的概念，将金刚线的耗损通过经验值推算出一个理论线耗长度，从而方便根据理论线耗长度设定金刚线切割时收放卷所需要的各项参数，而金刚线被回收的实际线耗长度可通过回收卷角度偏转差值进行换算，因此，计算实际
线耗长度与理论线耗长度的差值即为补偿值，将计算得到的补偿值在下一跑线周期时对线耗进行补偿，进而保证线耗都是按照预先设计的理论线耗完成金刚线回收任务，从而有效管理金刚线的损耗，并且方便提醒用户对金刚线卷的更换时间。
[0027]
进一步的，跑线周期包括跑线过程和回线过程，金刚线在跑线过程经历的长度为跑线长度，在回线过程经历的长度为回线长度，基于回线率得到理论回线长度＝跑线长度*回线率，理论线耗长度＝跑线长度*(1-回线率)，计算出实际回线长度＝理论回线长度+补偿值。一个跑线周期通常以一个跑线长度为度量单位，金刚线在一个跑线周期内首先移动一个跑线长度，并且按照理论线耗长度进行回线，但是由于实际情况中会存在打滑等情况，使得实际回线长度小于理论回线长度，使得金刚线不能按照预定的回收进度进行回收，因而引入补偿值，将已完成的当前跑线周期进行补偿，使金刚线按照预定的回收进度进行回收。
[0028]
进一步的，理论线耗长度为按照回线率设计要求的金刚线回收损耗长度的累计值，实际线耗长度为金刚线在收放卷上偏差长度的累计值，偏差长度＝位置偏差*收放卷直径*3.14/360。由于金刚线在收放卷上为缠绕状态，而收放卷直径在排线换向周期内维持不变且直径大小可计算，收放卷的旋转角度可获取，进而可以获取位置偏差值，因此金刚线在收放卷上偏差长度通过弧长计算公式推导。
[0029]
进一步的，位置偏差获取方法为：控制器周期性获取收放卷电机的角度位置，并基于角度位置确定收放卷的位置。
[0030]
进一步的，控制器获取当前时刻收放卷电机的位置数据，并基于上一周期获取的位置数据得到位置偏差。
[0031]
进一步的，收放卷直径获取方法为：控制器获取并基于排线电机的换向信号和收放卷速度判断收放卷直径的增减情况，基于收放卷直径的增减情况计算收放卷直径。排线电机将金刚线在收放卷上并排紧密缠绕，当一层缠绕结束后会在原有缠绕直径基础上再缠绕一层，因而收放卷的直径会随着排线的缠绕而改变，并且改变量即为金刚线直径大小，当排线电机开始换向时，即为收放卷直径开始增加或减少的时间节点，该节点直接影响收放卷直径的变化。
[0032]
进一步的，排线电机的换向信号判断方法为：控制器周期性获取排线电机的位置，排线电机预设有正向限位和负向限位，用于控制金刚线在收放卷上正向缠绕和负向缠绕，当排线电机恰好位于正向限位和负向限位的切换位置时，判断排线电机换向。
[0033]
进一步的，收放卷直径获取方法为：基于排线电机的换向信号和当前收放卷直径，计算换向后收放卷直径大小。
[0034]
具体方法为：设定收放卷电机正转速度为正值，反转速度为负值，基于收放卷电机的转速及转向计算出收放卷速度；
[0035]
当收放卷速度为正值，此时判断收放卷直径增加状态，当前收放卷直径＝换向前直径+金刚线直径；
[0036]
当收放卷速度为负值，此时判断收放卷直径减小状态，当前收放卷直径＝换向前直径-金刚线直径。
[0037]
周期补偿计算实施例
[0038]
设定第一个跑线周期结束时的理论线耗长度为s
1
，第n个跑线周期的理论线耗长
度为s
n
，第一跑线周期结束时的实际线耗长度为t
1
，第一跑线周期结束时的实际线耗长度为t
n
，第一个跑线周期结束时的补偿值为e
1
，第n个跑线周期结束时的补偿值为e
n
，第一个跑线周期结束时计算第二个跑线周期的实际回线长度为c
1
，第n个跑线周期结束时计算第n+1个跑线周期的实际回线长度为c
n
，设备的回线率为k，跑线周期等于每周期理论跑线长度为b，则：
[0039]
第一个跑线周期结束时的理论线耗长度为：s
1
＝(1-k)*b；
[0040]
第n个跑线周期结束时的理论线耗长度为：s
n
＝(1-k)*b*n；
[0041]
第一个跑线周期结束时的补偿值为：e
1
＝t
1-s
1
＝t
1-(1-k)*b；
[0042]
第n个跑线周期结束时的补偿值为：e
n
＝t
n-s
n
＝t
n-(1-k)*b*n；
[0043]
第二个跑线周期的实际回线长度应该为：c
1
＝b*k+e
1
＝b*k+t
1-(1-k)*b；
[0044]
第n+1个跑线周期的实际回线长度应该为：c
n
＝b*k+e
n
＝b*k+t
n-(1-k)*b*n；
[0045]
当跑线周期为300米，回线率为99％，第一个周期结束后的测得的实际线耗长度为5米时：
[0046]
理论线耗长度s
1
＝s
1
＝(1-k)*b＝300*(1-99％)＝3米；
[0047]
补偿值e
1
＝t
1-s
1
＝t
1-(1-k)*b＝5-3＝2米；
[0048]
第二跑线周期实际回线长度为c
1
＝b*k+e
1
＝b*k+t
1-(1-k)*b＝300*99％+2＝299米。
[0049]
也就是说，跑线周期是300米，回线率是99％，假设刚开始的时候是0米，那么理论上应该是放线300米，收线297米，这样每次就会消耗3米线，则一个跑线周期结束，也就是回线结束，金刚线应该停在线长3米的位置，如果没有打滑等实际情况引起的长度偏差，那么回线就是300*99％＝297米，但是由于打滑等实际情况引起偏差，因此会在下一跑线周期回线的时候进行多回一点线或者少回一点线来弥补偏差，因此通过计算补偿值来对实际回线长度进行补偿，最终第二跑线周期的跑线长度300米，回线长度299米。
[0050]
实际线耗长度计算实施例
[0051]
设定周期抓取时间为1毫秒，第一个周期收放卷直径为d
1
米，第n个周期收放卷直径为d
n
米，第一个周期收放卷走过的角度为δ1，第n个周期的为δn，第一个周期走过的距离为l
1
，第n个周期走过的距离为l
n
，总共走过的线长为l。
[0052]
第一个周期走过的线长l
1
＝δ1*d
1
*3.1415/360；
[0053]
第n个周期走过的线长l
n
＝δn*d
n
*3.1415/360；
[0054]
则总共走过的实际线耗长度为l＝l
1
+l
2
+
……
+l
n
；
[0055]
实际中抓取10个周期的数据，长度单位均为米：
[0056]
直径d
1-d
10
分别为(0.180，0.180，0.180，0.180，0.183，0.183，0.183，0.183，0.186，0.186)；
[0057]
偏差角度δ1-δ10分别为(110.2，120.2，130.5，110.5，112.2，113.6，123.5，145.3，126.4，129.8)；
[0058]
计算每个周期走过的长度，结果保留四位小数：
[0059]
l
1
＝0.18*110.2*3.1415/360＝0.1731；
[0060]
l
2
＝0.18*120.2*3.1415/360＝0.1888；
[0061]
l
3
＝0.18*130.5*3.1415/360＝0.2050；
[0062]
l
4
＝0.18*110.5*3.1415/360＝0.1736；
[0063]
l
5
＝0.183*112.2*3.1415/360＝0.1792；
[0064]
l
6
＝0.183*113.6*3.1415/360＝0.1814；
[0065]
l
7
＝0.183*123.5*3.1415/360＝0.1972；
[0066]
l
8
＝0.183*145.3*3.1415/360＝0.2320；
[0067]
l
9
＝0.186*126.4*3.1415/360＝0.2051；
[0068]
l
10
＝0.186*129.8*3.1415/360＝0.2106；
[0069]
计算总长度：
[0070]
l＝l
1
+l
2
+l
3
+l
4
+l
5
+l
6
+l
7
+l
8
+l
9
+l
10
[0071]
＝0.1731+0.1888+0.2050+0.1736+0.1792+0.1814+0.1972+0.2320+0.2051+0.2106＝1.9460米。
[0072]
整卷线测试结果：整卷线长为10000米，由于意外原因在线量剩余800米的时候进行了换线，根据放线卷的直径计算后，大约还剩400米线以上，由于切割过程中会出现断线，计算线量会小于实际线量。整卷线的实际线量与计算线量差值在500米以内。
[0073]
线耗测试结果：现场测试机台实际使用了3400米线，共切了92根棒子，异常情况出现了七次(异常情况为断线或周期重置)，现场工艺理论线耗为29.1米，整体的理论线耗与实际线耗相差800米左右，据现场统计，每次异常都会浪费100米线以上，总体来说，理论线耗与实际线耗相差不大。
[0074]
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

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