數控鋸床

鋸床以圓鋸片、鋸帶或鋸條等為刀具，鋸切金屬圓料、方料、管料和型材等的工具機。鋸床的加工精度一般都不很高，多用於備料車間切斷各種棒料、管料等型材。由主動輪和從動輪帶動鋸條運轉，鋸條斷料方向由導軌控制架控制。通過調整自轉軸承將帶鋸條調正調直經過掃削器將鋸削掃掉。由液壓油缸活塞桿支撐導軌控制架下落進鋸斷料，帶鋸床上裝有手動或液壓油缸夾料鎖緊機構，以及液壓操作閥開關等。

基本介紹

• 中文名：數控鋸床
• 外文名：sawing machine
• 所屬學科 ：機械工程(一級學科) 
• 定義： 圓鋸片或鋸條等將材料鋸斷工具機

機械分類

圓鋸床

圓鋸片作旋轉的切削運動，同時隨鋸刀箱作進給運動（見圖）

圓鋸床按鋸片進給方向又分為臥式(水平進給)、立式(垂直進給)和擺式（繞一支點擺動進給）3種。此外還有各種專用圓鋸床，如用於切割大型鑄件澆冒口的搖頭鋸床；用於鋼軌鋸切和鑽孔的鋸鑽聯合工具機。

帶鋸床

環形鋸帶張緊在兩個鋸輪上，並由鋸輪驅動鋸帶進行切割。帶鋸床主要有立式和臥式兩種。立式帶鋸床的鋸架垂直設定，切割時工件移動，用以切割板料和成形零件的曲線輪廓，還可把鋸帶換成銼鏈或砂帶，進行修銼或打磨。臥式帶鋸床的鋸架水平或傾斜布置，沿垂直方向或繞一支點擺動的方向進給，鋸帶一般扭轉40°，以保持鋸齒與工件垂直。臥式又分為剪刀式、雙立柱、單立柱式帶鋸床；根據使用情況分為手動型（經濟型手動送料手動切割物料）、自動型；根據使用控制器的自動化程式可分為手動型（半自動手動送料）全自動型（自動送料自動切割）；根據切割角度要求分為角度鋸床（能鋸切角度90度45度）無角度即90度垂直切割。

弓鋸床

裝有鋸條的鋸弓作往復運動，以鋸架繞一支點擺動的方式進給，工具機結構簡單，體積小，但效率較低。弓鋸床鋸條的運動軌跡有直線和弧線兩種。弧線運動時鋸弓繞一支點擺動一小角度，每個鋸齒的切入量較大，排屑容易，效率較高，新式弓鋸床大多採用這種方式。

機械結構

鋸床主要部件有底坐；床身、立柱；鋸梁和傳動機構；導向裝置；工件夾緊；張緊裝置；送料架；液壓傳動系統；電氣控制系統；潤滑及冷卻系統；

底座

底座為鋼板焊接而成的箱形結構,床身、立柱固定其上，

底座內腔有較大空間，前左側為電氣按鈕控制箱，右側為電氣配電板箱，中間由鋼板焊成的液壓油箱，腔內裝有液壓泵站，液壓管路，右側為冷卻切削液箱及水泵，底四角有地腳螺栓孔。

床身

床身為鑄鐵件，固定在底座上，立柱由一大小圓柱組成，大圓立柱作為鋸架動的導軌，是用以支撐鋸樑上下升降運動，並保證精確的導向，小圓柱起輔助作用，從而保證鋸條的正常切削。中間為夾料虎鉗和手動送料機構，虎鉗前方連線有承接成品件的工作檯，左側的夾緊裝置為夾緊絲桿穿過液壓夾緊油缸桿內孔，轉動手輪或按動按鈕，使左鉗口左右運動。

鋸梁和傳動機構

由厚鋼板切割成形焊接而成，具有較強的剛性，其右後側固定有蝸輪箱，箱內的蝸輪與鋸樑上面的主動輪固接，二者同步旋轉，左側為被動輪和鋸條張緊位置。鋸條的迴轉運動由主電機、皮帶輪、蝸輪付經兩級變速將驅動為傳遞到主動輪，再由主動輪、鋸條驅動被動輪來實現的，鋸條運轉速度共三檔。

鋸條導向裝置

安裝在鋸梁支板的導向裝置由左、右導向臂與導向頭組成，左、右導向臂都可沿燕尾榫移動（或右導向臂固定在立柱套上），調整兩導向臂間距離比工件尺寸寬40mm左右。導向裝置用於改變鋸條的安裝角，使鋸條與工作檯垂直，為保證鋸條的切削精度，減少振動，在左右導向臂各裝有一組導向輪（滾動軸承）和耐磨的導向塊，鋸條背部也有耐磨合金的導向塊。

夾緊機構

右虎鉗固定在床身上，夾緊絲桿穿過液壓夾緊?>油缸內孔， 由絲桿連線左虎鉗沿導軌左右移動，當左虎鉗距離工件10-30MM時連線。手按控制臺的鉗緊或鉗松按鉗，使工件夾緊或鬆開。

張緊裝置

張緊裝置是由滑板座、滑板、絲桿等組成，當要將鋸條張緊時，用扭力扳手按順時針方向旋轉可張緊鋸條，處於工作狀態。如鋸床處於長時間停機狀態，扭力扳手向逆時針方向旋轉鋸條鬆開，鬆開鋸條後可更換新鋸條。

工作原理

液壓傳動系統由泵、閥、油缸、油箱、管路等元輔件組成的液壓迴路，在電氣控制下完成鋸梁的升降，工件的夾緊。通過調速閥可實行進給速度的無級調速，達到對不同材質工件的鋸切需要。電氣控制系統由電氣箱、控制箱、接線盒、行程開關、電磁鐵等組成的控制迴路，用來控制鋸條的迴轉、鋸梁的升降、工件的夾緊等，使之按一定的工作程式來實現正常切削循環。

潤滑系統開車前必須按工具機潤滑部位（鋼絲刷軸、蝸輪箱、主動軸承座、蝸桿軸承、升降油缸上下軸、活動虎鉗滑動面夾緊絲桿）要求加油。蝸輪箱內的蝸輪、蝸桿採用30號機油油浴潤滑，由蝸輪箱上部的油塞孔注入，箱仙面備有油標，當鋸梁位於最低位置時，油麵應位於油標的上、下限之間。試用一個月後應換油，以後每隔3－6個月換油1次，蝸輪箱下部設有放油塞。

鋸條傳動安裝在蝸輪箱上的電動機通過皮帶輪，三角膠帶驅動蝸輪箱內的蝸桿和蝸輪，帶動主動輪旋轉，再驅動繞在主動\被動輪緣上的鋸條進行切削迴轉運動。鋸條進給運動由升降油缸和調速閥組成的液壓循環系統，控制鋸梁下降速度從而控制鋸條的進給（無級調速）運動。鋸刷旋轉在鋸條出屑的地方，並隨著鋸條走鋸的方向旋轉，並由冷卻泵供冷卻液清洗，清除鋸齒上的切屑。冷卻液在底座的右側冷卻切削液箱裡，由水泵直接驅動供冷卻液。

按緊停（停止）按鈕，順時針方向旋轉，油泵電機工作，齒輪泵工作，油液經過濾網進入管路，調節溢流閥使系統工作壓力達要求。反之按鈕向內壓，所有電機停止工作。工件夾緊按鉗緊按鈕，電磁閥工作，液壓油進入夾油缸左邊，右邊液壓油回油箱，左鉗向工件夾緊。

鋸梁下降按工作按鉗，液壓油通過電磁閥進入升降油缸有桿腔；無桿腔液壓油通過電磁閥，單向調速閥回油箱。鋸梁快降按下降按鈕，液壓通過電磁閥工作，油進入升降油缸有桿腔，無桿腔油通過電磁閥回油箱。鋸樑上升按上升按鈕，液壓油通過電磁閥進入升降油缸的無桿腔；有桿腔油經過電磁閥回油箱。工件鬆開按鉗松按鈕，液壓油通過電磁閥進入夾緊油缸右邊；左邊液壓油能過電磁閥回油箱，左鉗口向左運動工件鬆開。

系統的模擬輸入輸出模組，使鋸削過程的監控具有廣泛的意義，如：鋸床只要增加鋸條變形的反饋，即可對鋸削速度進行自適應調整。增加伺服閥，即可對鋸削過程的速度和位置控制進行最佳化。系統的管理功能使材料和工件的管理更方便。系統的中文界面和實時的圖形狀態顯示，使操作更友好更直觀。由於系統採用標準PC，使鋸削的網路化管理更便捷。

數控改造

普通帶鋸床的改造

鋸削下料長度通過調節標尺14與返回到位開關的相對位置來實現，下料數量由計數器實現，各動作的完成由到位開關檢測。鋸削速度由調壓閥調整供油壓力進行控制。各動作的邏輯關係由繼電器完成，驅動由動力油缸完成，控制由電磁閥完成。

對於普通帶鋸床而言，由於壓力的變化，液壓油溫度的變化以及電磁閥和繼電器的滯後都影響鋸削送料的精度，因此下料精度差，批量下料的一致性也不好。此外，在改變普通帶鋸床下料長度時，由於需調整送料長度標尺，操作也比較繁瑣。

由於鋸削的材料、鋸條性能的差異，最好對鋸條的速度和鋸削速度能實時自動調整。比如，當鋸條彎曲達到系統的一定閥域值時，系統就降低速度自適應或關閉進給。這需要在原有普通帶鋸床的基礎作較大的改動，如：改變原有的液壓單元，增加鋸條彎曲監控器等。在原普通鋸床上裝配光柵尺進行位置測量，原液壓系統不變。控制系統軟體安全功能設計，包括料倉、儲料管理檢索、鋸件分類管理、鋸條彎曲監控、材料壓緊、鋸條速度、鋸削進給速度的自適應控制等。為了能同時滿足不改變原液壓系統的要求，系統增加了基於普通電磁閥的位置控制模組。

系統控制改造

伺服系統的閉環位置控制是比較容易的。普通電磁閥只有“通”、“斷”兩種狀態，並且具有電磁機械滯後。液壓油的溫度及壓力變化影響到送料滑台的定位，因此採用傳統的控制理論進行處理比較困難。為使到達目標位置前關閉送料油缸液壓進給，使送料油缸停止時剛好在目標位置，是問題的關鍵。

系統伺服位置控制模組採用採樣插補和預見控制相結合的位置控制（具體控制略）。而普通電磁閥油缸的位置控制模組採用學習、預見控制，通過系統經驗值和當前狀態，決定關閉送料油缸的位置，使送料油缸停止時剛好達到目標位置。由於電磁機械滯後及運動慣性，通過“通”“斷”控制送料滑台移動0.1mm幾乎不可能的。為了保證最小送料長度及送料精度，後鉗使送料滑台後退到到LK位置，然後向前移動到預測位置LT關閉送料電磁閥。當送料油缸運動停止時後鉗夾緊。後鉗夾緊到位時前鉗鬆開，前鉗鬆開到位時開始送料。送料到位後前鉗夾。前鉗夾緊到位時後鉗鬆開。後鉗松到位後開始後退，為下一次送料作準備。雖然系統定位多移動了距離2X（LK-L），但整個過程與鋸削過程並列進行。在送料長度小於最大一次送料長度時不影響效率。

機械維修

新購的一台GL7132臥式半自動弓鋸床，空載試機一切正常。載入試鋸，鋸片切入棒料時工進慢了下來，似進非進，弓鋸長時間停留在一個位置上。懷疑油不足，於是注油至滿溢出來，重試結果依舊。後又懷疑油不淨、管路不暢，將電磁閥等液壓件全都拆下清洗一遍，裝好重試，故障依然。

分析鋸床液壓原理圖。液壓系統可實現三個功能：鋸弓快速退起、鋸弓快速驅進、配合鋸弓的直線往復運動，可以實現鋸弓的進給運動（進刀和抬刀運動）。

通過分析，加上之前的兩次錯誤處理，斷定不能進刀的原因出現在進給油缸上。於是將進給油缸拆下檢修。在油缸下腔裝上半腔油，把活塞壓入缸內，並慢慢加壓，活塞桿中間的孔噴油，表明正常，將該孔用手加力堵住，繼續壓活塞向缸底運動，發現活塞桿處的兩個單向閥之一少許冒油，一會兒多，一會兒少，壓力越大，油冒得越多，表明工進時油缸上下腔串通，壓差趨於或等於零，當然就不能正常進刀了。

拆下冒油的那個單向閥，發現多裝了一個直徑3mm的小鋼球。去掉小鋼球後，清洗油缸重新裝好，開動弓鋸鋸切，一切正常。

鋸床是較簡單的工具機，用戶不會要求自己的鋸床具有加工中心的功能。計算機控制的鋸床不只為用戶提高了鋸削的效率和質量，更重要的是計算機的網路功能，會使鋸削與CIMS的其餘環節聯繫更緊密，管理更方便。

鋸床國家標準

GB 16454-1996 鋸床--安全防護技術要求

GB 16454-1996 鋸床　安全防護技術要求

GB 6477.13-1986 金屬切削工具機術語--鋸床

GB/T 6477.13-1986 金屬切削工具機術語 鋸床

JB/T 4318.1-2002 臥式帶鋸床 第1部分:系列型譜

JB/T 4318.2-2002 臥式帶鋸床 第2部分:參數

JB/T 4318.3-2002 臥式帶鋸床 第3部分:精度檢驗

JB/T 4318.4-2002 臥式帶鋸床 第4部分:技術條件

JB/T 9930.1-2002 立式帶鋸床 第1部分：參數

JB/T 9930.2-2002 立式帶鋸床 第2部分：系列型譜

JB/T 9930.3-2002 立式帶鋸床 第3部分：精度檢驗

JB/T 9930.4-2002 立式帶鋸床 第4部分：技術條件

JB/T 3364.1-1999 臥式圓鋸床.參數

JB/T 3364.2-1999 臥式圓鋸床.精度檢驗

JB/T 3364.3-1999 臥式圓鋸床.技術條件

JB/T 3866.1-1999 圓鋸床.系列型譜

JB/T 3866.2-1999 圓鋸床.主軸端部連線尺寸

JB/T 9930．1-1999 立式帶鋸床參數

JB/T 9930．2-1999 立式帶鋸床系列型譜

JB/T 9930．3-1999 立式帶鋸床精度檢驗

JB/T 9930．4-1999 立式帶鋸床技術條件

JB/T 9931．1-1999 臥式弓鋸床參數

JB/T 9931．2-1999 臥式弓鋸床系列型譜

JB/T 9931．3-1999 臥式弓鋸床精度檢驗

JB/T 9931．4-1999 臥式弓鋸床技術條件

JB/T 9932．1-1999 臥式弓鋸床參數

JB/T 9932．2-1999 可傾立式帶鋸床系列型譜

JB/T 9932．3-1999 可傾立式帶鋸床精度檢驗

JB/T 9932．4-1999 可傾立式帶鋸床技術條件

套用特點

1、低頻力矩大、輸出平穩

2、高性能矢量控制

3、轉矩動態回響快、穩速精度高

4、減速停車速度快

5、抗干擾能力強

SAJ S350高性能矢量變頻器

S350系列是新一代高性能矢量變頻器，有如下特點：

■採用最新高速電機控制專用晶片DSP，確保矢量控制快速回響

■硬體電路模組化設計，確保電路穩定高效運行

■外觀設計結合歐洲汽車設計理念，線條流暢，外形美觀

■結構採用獨立風道設計，風扇可自由拆卸，散熱性好

■無PG矢量控制、有PG矢量控制、轉矩控制、V/F控制均可選擇

■強大的輸入輸出多功能可程式端子，調速脈衝輸入，兩路模擬量輸出

■獨特的“挖土機”自適應控制特性，對運行期間電機轉矩上限自動限制，有效抑制過流頻繁跳閘

■寬電壓輸入，輸出電壓自動穩壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應能力更強

■內置先進的 PID 算法 ，回響快、適應性強、調試簡單 ； 16 段速控制，簡易PLC 實現定時、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方

式以滿足各種不同複雜工況要求

■內置國際標準的 MODBUS RTU ASCII 通訊協定，用戶可通過PC/PLC控制上位機等實現變頻器485通訊組網集中控制