CNC分切机 【技术领域】
本发明涉及一种用于将板材分切成“条(mults)”或带的分切机，更具体地说，涉及一种具有用于改变被分切机(slitter machine)所加工的多条的尺寸和/或数量的可调整刀具的分切机。
背景技术
工厂所生产的钢材大量采用冷轧薄钢板形式，但是所述薄钢板很少与要被由冲压或其它加工方式所生产的众多产品的宽度适应。因而，通常将所述薄钢板分切割到适合具体产品的尺寸。实际上制造出了用于此目的的转用分切机。
典型的分切机具有成对设置在两个动力轴或心轴上的圆刀片或刀具。所述成对刀具中的一个刀具被设置在一个心轴上，第二个刀具被设置在另一个心轴上，所述两个心轴与驱动系统相连用于反向旋转。在操作期间，金属板材被移动到所述两个心轴之间，利用两个心轴上反向转动的刀具将金属板材剪切成条，实际上，每个刀具只不过是一硬化钢圆盘，具有平端面和以锐利的切削刃口或剪切刃口与所述平端面相交的圆柱形周面。每对钢圆盘被设置在各自的心轴上，通常稍微重叠。重叠或不重叠，每对圆钢盘的刀具被设置的非常靠近，从而确保当金属板材通过这些刀具之间时，它们切割或剪切金属板材。换句话说，金属板材被拉过一对刀具之间，圆盘形刀具沿相对的切削刃口剪切所述板材，从而在板材上形成一整齐的纵向切口。盘形刀具不仅可以成对设置，而且成对刀具通常被设置成左手和右手结构，当被切分后的纵向条材刚离开剪切设备产生时，阻止被剪切后地纵向条材出现扭曲或螺旋。
条的尺寸取决于心轴上的刀具间距。在设备进行加工期间，刀具被牢固地固定在各自心轴上，尽管如此，所述刀具可以被拆下进行磨快或重新定位，以便改变纵向切条的宽度。将刀具设置在切分设备的心轴上是乏味和耗时的工作，要求很高的技术，以便高精度地设置刀具，实现切割的适合宽度，并维持干净的高质量的切口。
在一种类型的分切机中，刀具被设置在毂(hub)上，所述毂在心轴上滑动并用螺钉将其固定在所希望的位置上。为了将成对的刀具设置在适合的位置上，通常通过用卷尺丈量而测量距设备上的基准点的距离，设置成对刀具的切割位置。所述刀具中的一个然后在其心轴上运动，到达用卷尺所测量的点，转动所述毂上的定位螺钉，对所述刀具进行固定。一旦刀具被这样定位，在心轴缓慢转动的同时，将指示表靠在刀具上。利用所述指示表，检测刀具的摆动，通常必须通过松开所述定位螺钉进行调整，轻敲所述刀具，消除摆动。对一对刀具上的其它刀具重复进行上述操作，根据上一个刀具的位置确定该刀具的位置，通常轴向间隙是两个刀具相对的刀刃之间的金属板材厚度的百分之七至十的量级。为了改变由金属板材所得到的条的尺寸和数量，必须将毂从心轴上松开，并移动到新的位置。根据要在金属板材上加工的条的数量改变，应该添加新毂或拆除现有的毂。
在另一种类型分切机中，用垫片分隔刀具。这些垫片足够大，并被加工的具有足够的精度，以便最大限度地消除普通心轴上的固有摆动，但是选择垫片和薄垫片以便使刀具适合定位非常复杂。垫片和薄垫片的选择要求很高的技巧。此外，垫片必须被仔细地处理，避免在垫片上出现使刀具歪斜并在刀具转动时产生摆动的刻痕。
为了改变由金属板材所产生的条的数量和尺寸，必须从心轴上拆下垫片并使用一组适合于新的切削方案的新垫片。
过去，通常用手工进行这种更换和调整，在从一种切割转换到另一种切割时，这种手工作业非常昂贵和缓慢。更换和调整的任务非常困难，经常要求工人将沉重的毂或垫片提升到非常不舒服的高度。此外，在使用垫片的地方，必须维持这些垫片的可观的储量，以便在切割不同尺寸和数量的条时提供便利。
美国专利文献US4,887,502介绍了解决这种问题的一种方案。切分金属板材的设备包括上和下动力心轴，也包括上和下储存心轴，所述储存心轴分别与所述上和下动力心轴对齐。每个动力心轴支撑并使几个刀具转动，所述刀具被沿这些心轴安装在毂上，当不需要这些刀具时，它们可以与它们的毂一起移动到所对齐的储存心轴上。每个刀具被卡置在沿横杆运动的一个支架中。利用导向螺杆对所述刀具进行定位，所述导向螺杆驱动具有止块的支架，上和下心轴上的刀具被人工移动并通过与所述止块接触而被定位。支架也可以配备有指状物，所述指状物抓住一对刀具，并使它们移动到正确的位置。
为了消除对于具体分切操作而重新调整分切机的需求，分切作业线可以包括多个具有不同刀具结构的分切器，这些分切器可以被组装到所述作业线内或从所述作业线中移出。
本领域需要一种分切机，该设备可以自动地被安装和调整，包括心轴上刀具的维修和更换，其减少了操作者或用户的劳动。
【发明内容】
本发明克服了公知的分切系统和分切方法的上述和其它缺点和缺陷，将结合一定的实施例的介绍本发明，应该理解的是，本发明并不局限于这些实施例。相反，本发明包括所有在本发明精神和范围内的修改和改进。
利用一种CNC网状物分切机实现这些和其它需求，所述设备具有上和下框架、上和下转动轴已经一对被支撑以便沿不同轴运动的刀具夹具装置。每个刀具夹具装置支撑一心轴以便安装刀具，最好转动的上和下轴分别被安装在上和下框架上。驱动电动机被可操作地连接到轴装置上以便转动。
本发明一个优选实施例的分切机包括一刀具夹具位置调节系统，该系统被可操纵地与每个刀具夹具装置相连，以便使所述刀具夹具装置沿不同的驱动轴运动。该设备最好包括一可编程控制器，其与和每个刀具夹具装置有关的刀具夹具位置调节系统电相连，该可编逻辑控制器与和每个刀具夹具装置有关的刀具夹具位置调节系统相结合，沿轴对刀具夹具装置进行定位，并将刀具夹具装置固定在原位，以便使刀具与轴一起转动。优选设备能够切割1～5个条。为了改变任务，操作者站在操作站上，将所希望的条数量，所希望的每个条的宽度、材料厚度、所希望的相互配合的上下刀具之间的水平间隙的百分率、所希望的距中心线的偏差输入到与可编逻辑控制器相连的人机(HMI)接口，然后分切机自己设立设备。
可编逻辑控制器最好是闭环反馈的控制系统的一部分，其从监视刀具位置和运动的传感器接收一个或多个信号，并对所检测的刀具的位置和运动进行反应，将刀具适合定在轴上。
在分切机的另一个优选实施例中，驱动轴装置每个包括一定数量的彼此可拆卸地相连以便在框架内转动的驱动轴部分。在一个实施例中，每个驱动轴装置包括一对驱动轴部分，它们彼此可拆卸地相连从而形成一单独的细长轴装置。每个驱动轴的一对相邻驱动轴部分被有选择地彼此拆开，以便对设备进行维修，诸如修理或更换邻近驱动轴部分之间接合点的刀具夹具上的刀具。在一个优选实施例中，每个驱动轴部分包括从该部分轴向突出的心轴以及一可拆卸地连接毗邻驱动轴部分上的心轴的连接器。螺杆被连接到至少一个驱动轴部分上，从而，螺杆的转动将被连接的驱动轴部分从毗邻的轴部分轴向抽出，因而，便利于接近夹具装置和相关的邻近一对驱动轴部分之间接合点的刀具。
在本发明分切机的另一个优选实施例中，设备的上和下框架被枢轴连接在一起。上框架相对于下框架可以移动，以便调整被支撑在上和下刀具装置内刀具的相对垂直位置，以便分切不同厚度的金属板材。一对起重螺杆形式的框架调整机构被安装在上和下框架之间，与每个起重螺杆相连的促动器同时调整这两个起重螺杆，以便使上框架沿垂直于驱动轴的方向相对于下框架运动。最好在运动期间，上框架相对于下框架保持平行。
作为本发明不同实施例的结果，分切机可以被操作者通过HMI接口、可编逻辑控制器和刀具位置调整系统，轻易和有效设立并重新装配，可以分切不同尺寸的条，无需停机时间和耗时的程序。此外，通过方便地相对于下框架调整上框架，可以轻易地调整设备，以便分切不同厚度的金属板材。此外，在设备的一个实施例中，每个驱动轴装置被分成几个可以彼此拆开的部分，便于刀具和刀具夹具装置的维修和/或更换。
【附图说明】
附图构成说明书的一部分，与上述对发明的概括介绍、以及下文实施例所进行的详细的描述一起解释本发明的原理。
通过下文结合附图所进行的详细描述，本发明的目的和特征将变得非常清楚。
图1是一个根据本发明优选实施例的分切机的透视图，还显示了被分切的金属板材以及其它与该设备一起使用的元件；
图2是一个根据本发明分切机的侧视图；
图3是一个沿图2所示分切机中3-3线所作的横截面视图，显示了分别在上下驱动轴装置上的一对刀具夹具组件；
图4是一个沿图2所示分切机中4-4线所作的横截面视图；
图5是一个沿图4所示根据本发明优选实施例的在分切机上的刀具夹具组件中5-5线所作的横截面视图；
图6是沿图3所示分切机上的刀具夹具组件中6-6线的横截面视图；
图7和8是侧视图，显示处于结合和未结合结构下的局部被剖切的上驱动轴装置部分；
图9是沿图2中9-9线所作的视图；
图10是沿图9中10-10线所作的横截面视图；
图11是根据本发明优选实施例的控制系统的框图；
图12～19是本发明控制系统所执行的不同路径的软件流程图，用于控制分切机上的刀具夹具组件的位置。
【具体实施方式】
参考图1，根据本发明的分切机10用于将诸如钢板的金属板材12剪切成沿狭长切口16的具有所希望宽度的多个部分或条14，金属板材12通常由工厂或其它供应者以卷材18的形式被提供。卷材18被支撑在卷轴20上。将金属板材12从卷材18中拉出并被输送到分切机10内。通常，金属板材12通过张紧设备22以消除卷材的卷曲状态。另外，可选地，板材12最好在歪扭辊台(未示)等的帮助下被以单个部分输送到分切机10内。
参考图1和2，优选实施例的分切机10包括在分隔端可移动地与下框架28相连的上框架26，分切机10的上下框架26、28分别包括被安装用于转动的上、下驱动轴装置44、46。驱动轴装置44、46由间隔的座架支撑在各自框架26、28上。上、下驱动轴装置44、46的相应端部被分开的万向联轴器52连接到齿轮箱50上。电动机54被连接到齿轮箱50上，以便通过齿轮箱50向万向联轴器52提供转动运动，最终向驱动轴装置44、46提供转动运动。驱动轴装置44、46沿彼此相反的方向转动，以便牵拉和分切通过其间的板材12。
如图2和3所示，许多刀具保持装置56被支撑而沿驱动轴装置44、46运动，刀具保持装置56分别在沿上下框架26、28内在沿着上下驱动轴装置44、46间隔开的位置被成对支撑。要被分切的金属板材12沿图2中的分切线PA在上轴44上的刀具保持装置56和下轴46上的刀具保持装置56之间通过。每个上刀具保持装置56包括转动刀具58，转动刀具58与每个合作对的相应下刀具保持装置56上的转动刀具58合作从而切割、剪切或其它分切金属板材12。图1所示总数为12的刀具保持装置56(六对)用于产生5个带材或条。可以很容易地理解，刀具保持装置56的实际数量取决于正被分切的条14和金属板材12的所希望的宽度和结构。
每个刀具保持装置56不仅被支撑以便沿各自的驱动轴装置44、46运动，而且与固定的上螺纹轴60或固定的下螺纹轴62操作连接，如图5和6所示，不同的固定或静止的螺纹轴60、62通过每个刀具保持装置56的球形螺母64。每个球形螺母64与位置控制电动机66相连，位置控制电动机66与根据本发明一个方面的可编程序逻辑控制器68相连。位置控制电动机66可以是伺服电动机、步进电动机、直流电动机、交流电动机、风动马达、液压马达、线性感应电动机或任何其它类型的驱动电动机。可编程序逻辑控制器68与诸如触摸屏幕等(图1)接收用户所输入数据的人机(HM)接口70相连。控制器68也与诸如用户可操作按键(未示)的用户输入72相连(图1)，从而控制器68接收这些用户的输入并控制分切机10的控制操作。螺纹轴60、62、球形螺母64、位置控制电动机66、可编程序逻辑控制器68和相应的部件形成刀具夹具位置调整系统，沿对应的驱动轴装置44、46移动每个刀具夹具装置56，以便在下文所详述分切金属板材12之前进行适合、有效和准确地定位。
在本发明分切机10的另一个方面，如图2、7和8所示，每个驱动轴装置44、46包括一对驱动轴部分74。每个驱动轴44、46的成对的驱动轴部分74被设计的有选择地不连接，从而每个驱动轴44、46的成对的驱动轴部分74可以被分开。每个驱动轴部分74最好包括主轴76，该主轴76与其它驱动轴部分中的驱动轴部分74上的主轴76相对地从该驱动轴部分轴向突伸。当成对的驱动轴部分74联接在一起时，管形联轴器77围绕主轴76以沿轴的长度方向传递驱动轴装置44、46的转动运动。
为了便于和有效地接近不同的刀具夹具装置56的刀片58以便对刀具夹具装置56的不同元件进行修理、更换或维修，通过图7和8所示的手柄80形式的促动器的转动，驱动轴部分74可以被拆开。具体地说，用户使手柄80转动，因而使螺杆84拧入套环82。套环82与驱动轴部分74端部上的座架48相连，从而通过使螺杆84转动，套环82的收缩同样使座架48轴向收缩，如图8所示，使被连接的驱动轴74远离相邻的驱动轴部分74。驱动轴部分74的收缩允许技术人员接近刀具夹具装置56和相关的元件，以便进行维修、更换等。
适合的刀具夹具装置56可以便利和有效地移动到邻近驱动轴部分74之间结合点的位置，以便正确地进行维修。一旦完成维修，手柄80的反向转动使收缩后的驱动轴部分74向前向毗邻的驱动轴部分74运动，以便与联轴器77重新连接以及分切机10的操作。虽然一种具体的用于将驱动轴部分74联接在一起的布置以及将驱动轴部分74拆开的运动是已知的并且在此加以描述，但可以轻易地想到，在本发明的范围内可以使用其它的布置。例如，根据技术人员的要求，利用伺服电动机或其它自动化工序，使驱动轴部分74彼此相对运动。同样在本发明的范围内，利用或不利用联轴器77等将驱动轴部分74连接在一起的其它布置也可以被应用。
参考图2和3，根据本发明优选实施例的分切机10的另一特征包括一对起重螺杆86，其被设置在分切机10的上和下框架26、28的分开的相对端部之间。起重螺杆86被设置在邻近分切机10前端的上和下框架26、28之间。上和下框架26、28围绕邻近分切机10后部的枢轴88被枢轴连接在一起。下框架28是固定的，同时，上框架26可以相对于下框架28围绕枢轴88枢轴运动。一对模具弹簧(die spring)(未示)可以在分切机10的相应侧上被联接在上框架26和下框架28之间，并靠近起重螺杆86，以便消除上和下框架26、28的连接点之间的间隙。起重螺杆电动机90被安装，以便对一个起重螺杆86提供转动输入，向将两个起重螺杆联接在一起的传送轴92提供转动输入。连接套筒94被安装在传送轴92的每端上，以便将轴92连接到相应的起重螺杆86上。
在操作中，起重螺杆电动机90向毗邻的起重螺杆86提供转动输入并通过传送轴92向相对的起重螺杆86提供转动输入。起重螺杆电动机90与可编程序逻辑控制器68电相连，并根据操作者通过HMI接口78的输入而接收来自控制器68的指令。电动机90的转动同时提高或降低起重螺杆86，以便使上框架26相对于固定的下框架28围绕枢轴88枢轴运动。因而，通过起重螺杆电动机90的转动，导致起重螺杆86的延伸或收缩，上和下驱动轴装置44、46之间的间距可以调整。上和下框架26、28以及相关的驱动轴装置44、46彼此相对的运动控制被支撑在刀具夹具装置56上的转动刀具的相对垂直位置，以便适应通过刀具夹具装置56之间要被分切的不同厚度的金属板材12。与每个起重螺杆86相连的起重螺杆电动机90允许两个起重螺杆86更准确地调整，整个上驱动轴装置44相对于下驱动轴装置46的运动通常在整个运动期间保持平行的朝向。因而，上驱动轴装置44上的刀具夹具装置56相对于下驱动轴装置46上的刀具夹具装置56之间的垂直间距是恒定的，不根据相应刀具夹具装置56的横向位置而改变。可以想象的是，起重螺杆电动机90可以被手轮(未示)或其它任何可以使起重螺杆86按照需要运动的适合装置所替换。此外，可以想象的是，起重螺杆86可以被任何适合的其它类型的可以使上框架26相对于下框架28围绕枢轴88运动的电动机所替换。
如图9和10所示，利用被固定在上框架28上的对准块30，使上框架26相对于下框架28准确对准，所述上框架被收集在被固定在下框架28上的挂钩32内。选择对准块30和挂钩32的公差，确保上框架26和下框架28彼此相对的适合的对齐。使用适合材料，对准块30和/或挂钩32的接合表面可以被硬化，以便降低对齐元件由上框架26相对于下框架28的重复运动而引起的磨损。
下文结合图2～6将介绍根据本发明的刀具夹具装置的优选实施例和刀具夹具装置56在CNC分切机(计算机数控)10内被调整的方式。刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46被成对支撑，从而每对的一个刀具夹具装置56沿上驱动轴装置44被定位，每对的另一个刀具夹具装置56沿下驱动轴装置46被定位。刀具夹具装置56通常相同，除了在分切机10上的朝向不同之外。因而，结合图3～6介绍沿上驱动轴装置44定位的刀具夹具装置56。应该理解的是，同样的描述适合于沿上驱动轴装置44定位的刀具夹具装置56以及沿下驱动轴装置46定位的刀具夹具装置56。
如图3、5和6所示，每个刀具夹具装置56包括保持块(retainer block)96，每个保持块96具有通过保持块96的前面和背面之间的一个上小孔98和一个下大孔100。保持块96也包括一对在保持块96横侧面上间隔的锚定凸缘102(图5)，带有一沿小孔98的方向类似朝向的暴露表面地定位。在内侧或外侧位置106、108(图3)，一对直线轴承块彼此分开地被安装在每个锚定凸缘102上。这样选择每个直线轴承块104的尺寸和结构，从而一个导轨110(图3和5)被设定在每个直线轴承块104上，所述导轨110沿分切机10的纵向延伸，它们被设置在内和外导轨对上，从而支撑刀具夹具装置56。更具体地说，一对上内导轨110、一对上外导轨110、一对内下导轨110和一对外下导轨110被设置在分切机10上，以便支撑不同的刀具夹具装置56。
每个刀具夹具装置56通过直线轴承块104与内或外导轨对中的一对导轨110中的每个导轨相连。分切机10的上和下框架26、28上的内和外导轨110最好允许驱动轴装置44上毗邻的刀具夹具装置56更密切的嵌套。第一刀具夹具装置56通过直线轴承块104与上或下框架26、28的各自内对上的导轨110中的每个相连。邻近所述第一刀具夹具装置56的刀具夹具装置56通过它们不同的直线轴承块104与外对上的导轨110相连，避免与第一刀具夹具装置56干涉，使毗邻刀具夹具装置56密切地嵌套，可以将金属板材12分切成相对较窄的条14。
如图6所示，在相应设备框架26、28内，一个固定或静止螺纹轴60、62通过每个保持块96上的小孔98突出。球形螺母64被插入被设置在每个保持块96上的小孔98内的套筒112内。球形螺母64与螺纹轴60、62螺纹相连并被紧固在套筒112上，从而，球形螺母64和套筒112相对于固定或静止的螺纹轴60、62自由转动。开口114被设置在套筒112内，以便容置球形螺母64。球形螺母64的一个优选实施例是在市场上从Thomson-Saginow(www.thomsonind.com)可以购买的Catalog PartNo.5704271。
如图5和6所示，球形螺母64通过传动皮带116与定位电动机66相连，定位电动机66通过枢轴安装118被安装在保持块96的上臂120上。定位电动机66通过枢轴安装118被安装在张紧板122上，张力调整机构124使定位电动机66和张紧板122准确地定位在保持块96上。被连接到定位电动机66的输出轴上的传动皮带116上的适合张力被张力调整机构124维持。根据本发明优选实施例，定位电动机66相对于球形螺母64在保持块96上的朝向被准确地显示在图3和5上的相对位置上；然而，在图6中，为清楚和完整起见，所显示定位电动机66不在其位置上，刀具夹具装置56上的其它元件不遮挡定位电动机66。
刀具夹具装置56上的每个定位电动机66与可编程序逻辑控制器68电连接和可操作地相连。可编程序逻辑控制器68同样与HMI接口70(图1)电连接和可操作地相连。根据操作者通过HMI接口70的输入，每个定位电动机接收来自可编程序逻辑控制器68的指令，一旦起动，相应的定位电动机66使缠绕在定位电动机66和球形螺母64输出上的传动皮带116转动。定位电动机66的输出轴和被螺纹连接到固定或静止螺纹轴60或62上球形螺母64沿适合方向的转动使刀具夹具装置56相对于螺纹轴60或62运动到适合位置。同样，在分切机10操作期间，通过电动机66的力矩，球形螺母64和定位电动机66装置将刀具夹具装置56锁定在所希望的位置上。
上和下驱动轴装置44、46的每个驱动轴部分74包括从驱动轴部分74的外周径向向内突出的键槽126。键槽126的尺寸和形状被选择的可以接收从位于保持块96的大孔100内的心轴130径向向内突出的键128。心轴130与驱动轴部分44、46相连，以与驱动轴一起相对于保持块96转动。同样，心轴130具有转动盘形刀具58，一对导板132被安装在刀具58的两个相反面上，与心轴130一起转动。用螺栓或其它装置将导板132和刀具58安装在心轴130上，以便与驱动轴装置44、46一起转动。如图6所示，滚珠轴承134在小上孔98处被设置在套筒112和保持块96之间，轴承140同样被设置在保持块96内的大孔100的内表面与心轴130之间。垫片138和滚珠轴承140使心轴130相对于刀具夹具装置的保持块96自由运动。来自电动机54的转动输入通过齿轮箱50和万向联轴器52以及适合的驱动轴装置44、46驱动心轴130和相关的导板132和刀具58，以便分切金属板材12。
根据本发明的原理，刀具夹具装置56、心轴130和刀具58没有被上和下驱动轴装置44、46支撑。此外，刀具夹具装置56被上和下框架26、28通过导轨110和直线轴承块104支撑，沿上和下驱动轴装置44、46运动。采用这种方式，上和下驱动轴装置是扭转元件，仅向刀具58提供扭距。驱动轴装置44、46在分切操作期间不施加任何分离负载，由于负载从刀具夹具装置向上和下框架28、28传送。
图11显示了本发明优选实施例的分切机10的控制系统200。如上详述，通过从可编程序逻辑控制器68施加到定位电动机66的输入，每个刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46运动到所希望的位置被控制。控制系统200包括一对与上和下驱动轴装置44、46有关的上和下线性编码器202(图3和12)，其向可编程序逻辑控制器68提供输入，表示每个刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46的位置。每个线性编码器202包括一被上和下框架26、28支撑的细长标尺(scale)204和扫描装置206，每个扫描装置206被安装在一个刀具夹具装置56上。扫描装置206与控制器68电连接，并可操作读取被设置在每个线性编码器202内的标尺208(图3)并向可编程序逻辑控制器68提供标尺数据，从而每个刀具夹具装置56的位置被控制器68采用闭环反馈方式监视和控制。适合于本发明的分切机10的线性编码器202可以从Heidenhain Corporation of Schaumburg，lllinois购买，虽然其它的线性编码器和其它位置检测系统也可以被使用。
操作本发明的控制系统200可操作调整上和下转动刀具58的相对垂直位置。如上详述，利用起重螺杆电动机90促动起重螺杆86，控制上框架26相对于固定的下框架28的枢转运动。为了实现这个目的，起重螺杆电动机90接收来自可编程序逻辑控制器68的输入，以便根据操作者通过HMI接口70所进行的输入，使起重螺杆86延伸或收缩。变送器210被安装在分切机10上，并与可编程序逻辑控制器68电连接，向控制器68提供表示上和下转动刀具58的相对垂直位置的输入。可编程序逻辑控制器68使用变送器210所产生的数据，采用闭环反馈控制方式监视和调整上和下刀具58的相对垂直位置。
图13显示了一种主“刀具定位程序”300，利用本发明的控制系统200，执行主“刀具定位程序”300，以便控制上和下刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46的定位，根据本发明的原理，调整上和下刀具58的相对垂直定位。如下文详述，主“刀具定位程序”300一般包括5个程序，包括“输入数值程序”302、“自动开始程序”304、“许可检查程序”320、“位置刀具程序”306以及“刀具位置检查程序”308，它们被可编程序逻辑控制器68或HMI接口70执行，确保分切机10根据用户通过HMI接口70输入的数据自动设置分切机。
更具体地说，参考图13，利用可编程序逻辑控制器68或HMI接口70初始执行“输入数值程序”302，使用户在步骤310通过HMI接口70输入数据或数值。这些数值包括所希望的条14的数量，每个条所希望的宽度、金属板材12的厚度、所希望的合作的上和下刀具58之间的水平间隙百分率、所希望的上和下转动刀具58的相对垂直位置以及所希望的距中心线的偏离距离，在本发明的实质精神和范围内，也可以输入其它数据。在步骤312，HMI接口70确定是否这些输入值在被事先定义并存储在HMI接口70内的可接受的尺寸范围内。如果用户所输入的数值是可接受的，在步骤310所接收的输入值在步骤314被存储在可编程序逻辑控制器68内。否则在步骤316显示一错误信息，警告操作者，一个或多个被输入的数值超出可接受的范围。用户然后进入步骤310，继续通过HMI接口70输入在可接受范围内的数值。
在“输入数值程序”302将可接受的数值接收和存储在可编程序逻辑控制器68内时，控制器68执行“自动开始程序”304，其确保分切机10根据用户在“输入数值程序”302所输入的数据对刀具夹具装置56进行自动定位。图14显示了“自动开始程序”304，其包括步骤318，在步骤318，可编程序逻辑控制器68确定是否“自动开始”按钮(未示)已经被用户打开或促动。所述“自动开始”按钮位于是一种位于分切机10的用户接口72上的用户可操作按钮，当“自动开始”按钮被操作时，确保分切机根据用户在步骤310所输入的数据自动设定。如果“自动开始”按钮被操作了，“自动开始程序”304在步骤320执行“许可检查程序”，其检查分切机10的各种条件，确保分切机10被适合地操作。在图1的“刀具定位程序”300执行期间，“许可检查程序”320被连续执行，将在下文结合图15详细介绍。否则，如果在步骤318确定“自动开始”按钮没被操作，则返回图13所示的“输入数值程序”302。
如果通过“许可检查程序”320，指示分切机10被适合操作，在步骤322，可编程序逻辑控制器68确保分切机10的“自动开始”能力，并打开位于用户接口72的“自动灯”(未示)。如果“许可检查程序”320失败，表示分切机10没有被适合操作，在步骤324，可编程序逻辑控制器68使分切机10没有“自动开始”能力，并关闭“自动灯”，控制返回图13所示的“输入数值程序”302。
结合图15，介绍可编程序逻辑控制器68所连续执行的“许可检查程序”320。“许可检查程序”320在步骤326～336执行不同的系统检查，确定是否分切机10被适合地操作。具体地说，在步骤326，可编程序逻辑控制器68确定是否“紧急停止”或“E停止”按钮(未示)已经被用户打开或促动。“E停止”按钮是位于分切机10上的用户可操作按钮，当在诸如紧急情况下操作“E停止”按钮时，立即停止分切机10的所有操作。如果不操作“E停止”按钮，控制器68在步骤328执行检查，确定是否分切机10的所有通讯系统都功能正常。在步骤330，可编程序逻辑控制器68确定是否“自动停止”按钮(未示)已经被用户打开或促动，“自动停止”按钮是位于用户接口72上的用户可以操作的按钮，当操作“自动停止”按钮时，分切机10的“自动开始”操作不能进行，关闭“自动灯”。
参考图15，可编程序逻辑控制器68在步骤332执行“刀具运动碰撞程序”，确定是否刀具夹具装置56的运动将导致任何两个或更多刀具夹具装置56彼此碰撞，从而可能使分切机10损坏。下文结合图16详细介绍“刀具运动碰撞程序”322。在步骤334，可编程序逻辑控制器68确定是否刀具已经沿上和下驱动装置44、46移动到它们所希望的位置，从而完成刀具的运动。在“许可检查程序”320的最后步骤336，可编程序逻辑控制器68执行“自动值班狗程序”，确定是否控制系统200正在适合地操作。下文将结合图17详细介绍“自动值班狗程序”。在步骤326～336所执行的任何一个许可检查的失败导致可编程序逻辑控制器68不使分切机10“自动开始”，在步骤338关闭“自动灯”，控制返回到图13的“输入数值程序”。
参考图16，将介绍可编程序逻辑控制器68所执行的“刀具运动碰撞程序”332。在步骤340，可编程序逻辑控制器68通过线性编码器202的扫描装置206所提供的标尺数据(scale data)监视每个刀具夹具装置56的运动和位置。在步骤342，可编程序逻辑控制器68确定在步骤310所输入数值引起的刀具夹具装置56的运动是否将导致任何两个或更多的刀具夹具装置56彼此碰撞。如果出现这种情况，在步骤344，可编程序逻辑控制器68停止所有将彼此碰撞的刀具夹具装置56的运动，同时允许所有其它刀具夹具装置继续运动到它们所希望的位置。如果在步骤342确定所有刀具夹具装置56彼此不发生碰撞，控制返回步骤340。
返回图17，将介绍可编程序逻辑控制器68所执行的“自动值班狗程序”。在步骤346，控制器68通过线性编码器202的扫描装置206所提供的标尺数据(scale data)监视每个刀具夹具装置56的运动和位置，在步骤348，控制器68确定在存储在控制器68内的预定时间周期内是否每个刀具夹具装置56已到达其所希望的位置。如果在步骤348，任何一个刀具夹具装置56在所述预定时间周期内没有到达所希望的位置，控制器68在步骤350显示许可检查已经失败，控制返回上述的步骤338。
下文结合图18详细介绍在图12的主“刀具定位程序”300期间可编程序逻辑控制器68所执行的“位置刀具程序”306。“位置刀具程序”306根据用户在步骤310所输入数据用于将刀具夹具装置56移动到它们所希望的位置。在步骤352，控制器68读取用户在步骤310所输入的数据并在步骤314的“进入数据程序”302(图13)存储所述数据。在步骤320，控制器68执行结合图15所述的“许可检查程序”。如果“许可检查程序”320通过，控制器68在步骤354确定是否用户已经选择使金属板材12沿分切机10的中心线运行。如果用户在步骤310输入一偏离值，控制器68在步骤356读取所希望的距设备中心线的偏离距离。在步骤358和360，控制器68确定刀具夹具装置56所必需的运动方向，也将用户在步骤310输入的所要求的所有条与控制系统200所确定的刀具夹具装置56的实际位置相比较。
参考图18，在步骤362，控制器68将所有上和下刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46以快速向它们所希望的位置轻推或步进。在步骤320，控制器68再次执行结合图15所述的“许可检查程序”。如果“许可检查程序”320通过，控制器68在步骤364确定是否上和下刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46正在接近它们所希望的位置，如果不是，控制器68继续在步骤366将上和下刀具夹具装置56以快速向它们所希望的位置轻推或步进，控制返回“许可检查程序”320。如果控制器68在步骤364确定一个或多个刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46正在接近它们所希望的位置，控制器68轻推或步进这些刀具夹具装置56以较低速度靠近它们所希望的位置，确保刀具夹具装置56非常准确地靠近它们所希望的位置。在步骤320，控制器68再次执行结合图15所述的“许可检查程序”。如果在执行“位置刀具程序”306期间，“许可检查程序”320在任何时候失败，在步骤338，控制器68使分切机10不能“自动开始”，关闭“自动灯”(图15)，控制程序返回图13“输入数值程序”302。采用这种方式，控制系统200快速、准确和安全地将刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置44、46移动到它们所希望的位置。
下文将结合图19详细介绍在图12的主“刀具定位程序”300期间可编程序逻辑控制器68所执行的“刀具位置检查程序”308。在步骤370，控制器68确定是否每个上和下刀具夹具装置56已经沿上和下驱动轴装置44、46到达其所希望的位置。如果没有，控制返回图18的“位置刀具程序”306，从而如结合图18的“位置刀具程序”306所述，上述每个残余刀具夹具装置56被移动到它们所希望的位置。在步骤372，对于用户在步骤310所输入的所希望的条14，控制器68确定是否所有刀具夹具装置56已经到达它们所希望的位置，如果没有，控制再次返回图18的“位置刀具程序”306，从而每个剩余刀具夹具装置56被移动到其所希望的结合图18“位置刀具程序”306所述的用于所希望的条14的位置。
参考图19，如果对于用户在步骤310所输入的所希望的条14，所有刀具夹具装置56沿上和下驱动轴装置56被适合地定位，根据用户在步骤310所输入的垂直刀具位置数据，控制器68在步骤374促动起重螺杆电动机90设立所希望的上和下刀具58的相对垂直位置。在步骤376，控制器68通过变送器210(图11)所产生的数据，监视起重螺杆86的运动，确定所希望的上和下刀具58的相对垂直位置是否已经到达，如果没有，控制返回步骤374，根据用户在步骤310所输入的垂直刀具位置数据，控制器68促动起重螺杆电动机90，以设立所希望的上和下刀具58的相对垂直位置。当所希望的上和下刀具58的相对垂直位置到达时，控制返回步骤310的图13的“输入数值程序”。
因而，通过可编程序逻辑控制器68执行图12的主“刀具定位程序”，通过用户由HMI接口70输入适合的数据，刀具夹具装置56可以被准确、有效和安全地定位在各自的上和下设备框架26、28内，输入数据包括所希望的条14的数量、每个条14所希望的宽度、板材12的材料厚度、合作的上和下刀具58之间的水平间隙的百分率、上和下刀具58的相对垂直位置以及所希望的距中心线的偏离距离，在不脱离本发明实质精神范围内，也可以输入其它数值。在可编程序逻辑控制器68内，所述信息被处理，将适合的指令发送到每个定位电动机66，导致相应的球形螺母64转动，因而沿驱动轴装置44、46对刀具夹具装置56进行正确定位。可编程序逻辑控制器68也促动起重螺杆电动机90，实现上和下刀具58所希望的相对垂直位置，利用本发明的CNC分切机10，避免分切机10由于人工操纵、拆卸和扩展所引起的停机时间。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。