高切割效率的龍門式切石機(jī)的設(shè)計(jì)

陳冀渝

自動(dòng)切石機(jī)有如下兩種；一種是沿垂直面?zhèn)溆行D(zhuǎn)切鋸切割主部向旋轉(zhuǎn)面上下左右方向位移，在另方切割主部下方設(shè)有供旋轉(zhuǎn)切鋸切割石材的支撐臺(tái)，同時(shí)其向與旋轉(zhuǎn)切鋸旋轉(zhuǎn)面正交方向位移；另一種切割主部不僅在沿旋轉(zhuǎn)切鋸旋轉(zhuǎn)面上下左右方向，也向與該方向正交向位移，而且石材支撐臺(tái)為固定式。而這樣的切石機(jī)旋轉(zhuǎn)切鋸對(duì)石材自動(dòng)上下左右及前后方向相對(duì)位移，自動(dòng)切割石材任意位置。但在石材切割作業(yè)中往往切割表面凹凸或多角形狀的石料。但原用切割機(jī)切割時(shí)，旋轉(zhuǎn)切鋸是依據(jù)操作人員當(dāng)初設(shè)定的信息，而與石材與旋轉(zhuǎn)切鋸相對(duì)位置或石材外形和石材表面的高低的存在處無(wú)關(guān)系，而且時(shí)常向左右方向反復(fù)行走位移較外形尺寸長(zhǎng)的一定距離，進(jìn)行切割。因此，旋轉(zhuǎn)切鋸在石材面特定范圍行走切割，譬如先選擇高的部位，或盡量不離開(kāi)切割線的部位行走，不這樣就難以實(shí)施，不利于切割作業(yè)的效率化。對(duì)此，海外設(shè)計(jì)出一種切割效率高的自動(dòng)龍門型石材切割機(jī)。

1 設(shè)計(jì)方案

在與石材切割機(jī)切割鋸要部的一體處，即靠近旋轉(zhuǎn)切鋸位置設(shè)置供檢測(cè)離被切石材上表面距離的傳感器，同時(shí)在旋轉(zhuǎn)切鋸行走線上設(shè)置控制裝置，使石材切割切鋸部在傳感器檢測(cè)石材表面高低及石材外形數(shù)據(jù)獲得的運(yùn)算值范圍內(nèi)適當(dāng)移動(dòng)。下面參見(jiàn)示意圖對(duì)其設(shè)計(jì)作具體詳述。

2 設(shè)計(jì)實(shí)例

圖1是該機(jī)設(shè)計(jì)例之一示意圖。如圖1所示，龍門型構(gòu)架由混凝土基座、對(duì)設(shè)的立柱和架設(shè)的橫框構(gòu)成。在支柱間架設(shè)一根上下滑動(dòng)梁架，以此在橫框構(gòu)架的適宜處安裝電機(jī)。在滑動(dòng)梁上裝有滑動(dòng)座件，由固定在其上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑動(dòng)座件順滑動(dòng)梁自由水平位移，而且滑動(dòng)座件裝在帶有刀頭的圓盤(pán)鋸上。該鋸?fù)ㄟ^(guò)固定在滑動(dòng)座件上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)皮帶傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)切鋸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)切鋸上半部分由安全罩遮蓋。傳感器以與旋轉(zhuǎn)切鋸運(yùn)行線路一致設(shè)置在安全罩上，用于檢測(cè)鋸離待切割石材上表面距離。該例中傳感器可使用聲波傳感器。該切石機(jī)設(shè)有放置石材的切割加工臺(tái)，可向與切鋸旋轉(zhuǎn)面正交方向位移。即在與切鋸旋轉(zhuǎn)面正交方向鋪有軌道，同時(shí)該軌道可導(dǎo)向加工臺(tái)外，還可由適當(dāng)設(shè)置在加工臺(tái)上的電機(jī)任意驅(qū)動(dòng)行走。該切石系統(tǒng)還設(shè)有為輸入所需初始設(shè)定數(shù)據(jù)的操作箱，編入有控制各電機(jī)的系統(tǒng)以及可依據(jù)運(yùn)算暫時(shí)存儲(chǔ)的傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)，適當(dāng)啟動(dòng)各電機(jī)的控制系統(tǒng)。下面對(duì)自動(dòng)切石機(jī)操作作詳述。

圖1 自動(dòng)龍門型切石機(jī)設(shè)計(jì)例之一斜視圖

首先將待切割的石材放置在加工臺(tái)上，同時(shí)適度固定調(diào)整其切割預(yù)定面。接著對(duì)操作箱輸入適宜的初始設(shè)定數(shù)據(jù)，使切割裝置處于啟動(dòng)狀態(tài)。由此切鋸在離石材上方位置狀態(tài)下，加工臺(tái)沿軌道移位到一定位置，滑動(dòng)座件由電機(jī)啟動(dòng)，沿梁架只往復(fù)位移位移，在此過(guò)程中，傳感器檢測(cè)離石材切割預(yù)定面切處上表面的垂直距離，適量運(yùn)算其檢測(cè)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)內(nèi)的儀器中。在此情況下，將傳感器位置與切鋸切入點(diǎn)間距離偏差，適量校正運(yùn)算輸入，依據(jù)該存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，啟動(dòng)切石機(jī)各部，即首先切鋸由電機(jī)旋轉(zhuǎn)而形成梁構(gòu)架向下位移以及另由方電機(jī)旋轉(zhuǎn)而形成的水平位移，較快而準(zhǔn)確移動(dòng)靠近到石材切割預(yù)定面的上表面位置，也就是圖4中所示B1位置，此后電機(jī)轉(zhuǎn)換成極慢的位移速度（切割進(jìn)給速度），僅隨圖中點(diǎn)劃線g所示所需距離，向水平運(yùn)行位移，以幾毫米切入量（根據(jù)石材種類來(lái)確定）對(duì)石材預(yù)定面進(jìn)行切割。一結(jié)束上述所需距離的切割，切鋸就由電機(jī)旋轉(zhuǎn)隨梁構(gòu)架，只以一定切入量下方位移，隨即電機(jī)逆旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)座件向與正面逆水平方向，以切割進(jìn)給速度位移，與此一體行走位移，與上述一樣，以一定切入量切割石材切割預(yù)定面。

圖2 該切石機(jī)設(shè)計(jì)例之二斜視圖

隨后同樣如此反復(fù)，切鋸依次逐漸沿著點(diǎn)劃線所示的線路下降，完全切割石材預(yù)定面處。若用原用的切石機(jī)切割圖4所示的石材，鋸切刃由開(kāi)始切割至結(jié)束，常常要以切割進(jìn)給速度邊向水平方向往復(fù)位移，邊緩慢切割較石材水平方向總長(zhǎng)度長(zhǎng)的距離，而該設(shè)計(jì)的切石機(jī)正如上述，旋轉(zhuǎn)切鋸只需在通過(guò)傳感器檢測(cè)運(yùn)算出的所需范圍內(nèi)運(yùn)行位移，因此，可省去切鋸在圖4中雙點(diǎn)劃線所示的范圍A內(nèi)運(yùn)行位移，有利于提高切割效率。

圖3 該切石機(jī)設(shè)計(jì)例之三斜視圖

圖4 切割石材時(shí)的切鋸位移路線示意圖

圖2是切石機(jī)設(shè)計(jì)例之二示意圖。龍門型框體結(jié)構(gòu)與實(shí)例1相同，由二根立柱和一橫梁柱構(gòu)成，軌道鋪設(shè)在混凝土基座上。通過(guò)軌道，框體可與切鋸轉(zhuǎn)動(dòng)面正交方向位移，此外，切割石材的加工臺(tái)為固定式。圖3是切石機(jī)設(shè)計(jì)例之三示意圖。如圖4所示，橫梁柱件兩端為輥部件（未有圖示），直接設(shè)置在軌道上，橫梁可與切鋸轉(zhuǎn)動(dòng)面正交方向位移，而且滑動(dòng)座件設(shè)有主軸升降機(jī)，可由電機(jī)上下運(yùn)作，同時(shí)切割主體件設(shè)置在升降機(jī)的升降體上。設(shè)計(jì)例1和2的石材切割可按照設(shè)計(jì)例1的切割程序進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

如上所述，使用上述設(shè)計(jì)的切石機(jī)，由于可在根據(jù)石材表面高低和其外形檢測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)算范圍內(nèi)，依次自動(dòng)適度移動(dòng)切鋸，使切割作業(yè)快速、效率高，有助于提高生產(chǎn)性。