CN102458760A - 校准石材表面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种校准石材表面的方法和设备，该方法和设备可以加工至少一片由一个输入端和一个输出端及两个平行侧边组成的板材(1)，所述板材(1)沿着侧边被一传送带推入，并经受设定有与石材最佳切割参数相适应的多刀的切割；这些刀具沿着板材表面预先设定的路径移动，传送带的运动与该预先设定的路径相结合，以完全覆盖板材的表面；在板材(1)两侧边上，同时保证至少各有一个点是板材(1)与刀具相接触的。

Description

校准石材表面的方法
本发明涉及一种校准石材、陶瓷、大理石、花岗岩表面的方法。
校准石材表面的方法属于以下国际专利分类(IPC)：B24B-机器、设备，或者研磨或抛光过程；B28D-石材及类似材料的加工。
校准板材表面的现有技术如下：
-DE4209273：根据其相关权利要求的前序部分，该专利公开了一种校准石材表面的方法及一种校准石材平板的设备。此专利文件公开了一种具有主轴的头部，由于与该头部牢固连接的横梁的横向运动，该头部能够顺序非同时的加工石材平板两侧，因此提供了一个缩小尺寸的头部。此外，这个现有技术文件中的头部包含与中央传动轴机械相连并通过该中央传动轴传动的主轴。
-US6783443：“具有沿两个来回摆动且具有不同分支的平行梁柱排列的多个校准头的抛光机”，该专利公开的这种抛光机包括一个运送板材去校准的传送带，一对沿传送带运动方向的横向摆动且分别支持有一排校准头的横梁，所述摆动横梁之间的相互距离可调。
-US5056272：“减少石板厚度的方法和设备”，该专利公开的设备通过两组同轴同直径并分别设于两条平行轴上的圆盘来校准石材平板的厚度，这两条平行轴横向的设置于石材平板传送带的前进方向。
-US5022193：“通过间断运动，自动判断花岗岩、硬岩及所需厚度物料的方法”，该专利公开的方法用于校准通过传送带输送并经受具有钻石刀具的主轴作用的石材平板，所述主轴可以根据与传送带传送石材的方向成直角的轨道反转运动方向，所述板材间断前进，当不移动时，该板材通过覆盖板材第一部分的主轴的横向移动被校准，然后，停止所述校准，将所述板材前移一段与第一校准部分的宽度相同的距离，并重复之前的校准步骤。
-US4914870：“自动修平及抛光板材或大理石、花岗岩、岩石及其类似材料的过程”，该专利公开了一种校准石材的方法，该方法包括一个检查传送板材的传送带前进运动的系统，其特征在于板材间断前进，当板材不移动时，用以支撑刀架主轴的横梁进行横向运动以校准第一板材区域的全宽度范围，并对接下来的板材区域重复同样的步骤。
现有技术大体上归纳如下：
-不间断的校准是通过支撑有圆柱形刀具的主轴绕着平行于板材平面且与板材前进方向成直角的固定轴旋转，该圆柱形刀具的延伸范围大于或等于最大的板材宽度。板材的不断前进和主轴的旋转产生了切割边缘，即校准平面与粗糙平面的分割线，该分割线覆盖整个板材宽度并与板材的前进运动一同向前。当切割时，刀具沿着与板材表面平行的方向与板材表面接触。因此，不间断的校准与位置相关。
-间歇的校准是通过支撑有刀具的主轴绕着与板材平面成直角的轴旋转并沿着传送带前进方向横向平移。横向平移与绕着刀架主轴的旋转产生了不覆盖整个板材宽度而仅是部分覆盖的切割边缘。当切割时，刀具沿着与板材平面成直角的方向通过压力与相应板材平面的接触。因此，间歇的校准与压力相关。
不间断的校准具有切割边缘与板材宽度相同的优点。但它必须具有一个圆柱形刀具的高刚性支撑结构，为了保证均一的板材校准，该支撑结构体积要很大。由于圆柱形刀架的分布式作用，板材的反作用力在其中间是最大的，而在圆柱形刀具处是改变的，因此，通过横向圆柱形刀具而实现的不间断校准在板材边缘，即靠近圆柱形刀架的支持轴衬处是有效的；而在板材的中心距离内，即在圆柱形刀具高度的一半处是没什么效果的。
间歇的校准具有使得刀具与板材轮廓更好的配合的优点，这是由于切割边缘没有完全覆盖横梁的宽度。这使得整个机构精简，不需要刚性机械结构。
既要得到校准过的板材，同时还要满足越来越精确的尺寸精度，这个问题在近几年来开始出现。
众所周知，通常通过刀片或多线框架锯成的板材具有高中央凹度的表面。在上世纪90年代，通过保持板材轮廓凹面来校准板材被认为是有益的；这暗含制造一种高表面光洁度的产品，但同时，该产品的几何不规则度很高。
尽管保持板材凹度能够减少切除材料的数量，进而减少需要处理的废料，但现在市场上越来越需要既有高明亮度，又有精确度的加工材料。
间断的板材前进，配合刀架主轴的横向运动，能够得到美观的板材，但产品的几何精确性较低。
因此，间歇前进的校准不能满足市场对尺寸的要求。
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种能校准出既有几何精确性又十分美观的石材平板的方法。
本发明是板材不间断前进运动和刀具不间断横向运动的结合，这样板材与刀具的接触同时发生在至少两个点上，这两个点分别位于与板材边缘相邻近的表面位置上。
本发明的以上及其他目的及优点能够从“校准石材表面的方法，可以加工至少一片由一个输入端和一个输出端及两个平行侧边组成的板材(1)，所述板材(1)沿着侧边被一传送带推入，并经受设定有与石材最佳切割参数相适应的多刀的切割；这些刀具沿着板材表面预先设定的路径移动，传送带的运动与该预先设定的路径相结合，以完全覆盖板材的表面，在所述板材(1)两侧边上，同时保证至少各有一个点是所述板材(1)与所述刀具相接触的。”所描述的方法中得到，这些目的及方法将是以下描述的技术方案的结果。本发明的优选实施例和附加的技术特征通过从属权利要求进一步限定。
大量的变换和修改(例如关于形状、尺寸、排列及等效部分)能根据上述的技术方案上而得出，皆应属于权利要求限定的本发明的范围。
本发明根据所提供的无限制的优选实施方式，并参考附图，能够的到更好的描述。
图1：现有技术中间歇校准法的第一参考；
图2：现有技术中不间断校准法的参考；
图3：现有技术中间歇校准法的第二参考；
图4：应用本发明校准方法的板材输入端的轴测图；
图5：应用本发明校准方法的处于最大板材-刀具接触的侧视图、前视图、轴测图及俯视图；
图6：应用本发明校准方法的处于最小板材-刀具接触的侧视图、前视图、轴测图及俯视图；
图7：应用本发明校准方法的下一阶段处于最大板材-刀具接触的侧视图、前视图、轴测图及俯视图。
本发明的校准方法的应用，包括一石材平板1，该石材平板的长度和宽度H不明确，并不断的沿着AD方向前进。一头部2，其最大直径为D，该头部2支撑一系列呈放射状分布，与转动中心R等距，且角钜相同的刀架主轴3。刀具为圆柱形，其底面直径为d，高为h。头部2相对于一垂直于板材1表面的杆4的固定轴线连续的旋转；刀架主轴3旋转的速度与圆周切割速度Vp相一致，该速度与Vp与所校准板材材料的特征相协调。
根据本发明的其中一个特征，每个刀架主轴3均与一个共轴电动马达相连(图中未示出)，该电动马达与其他刀架主轴3的马达互相独立工作。与现有技术(如DE4209273)不同的是，这是由于将主轴3物理上的装于一个直径为2或3毫米的头部上是不可能的。
与现有技术(如DE4209273)再不同的是，所有工作的刀架主轴3同时压在所加工的板材1的侧面边缘。
板材1的几何可变因素、头部2和刀架主轴3三者之间的数学关系及前进速度AD的生产可变因素和头部2的角旋转速度R之间的数学关系由以下表达式来定义：
AD(m/min)*Δt(sec)*1000/60＝h(mm)；
α(RAD)＝2*π*n(RPM)/60*Δt(sec)；
其中：
-α(RAD)＝刀架主轴3-3到板材1中心距离的角位移；
-Δt(sec)＝头部2沿α(RAD)部分移动所经过的时间间隔；
-n(RPM)＝头部2的旋转速度；
-h(mm)＝整合了刀架主轴3的刀具高度。
设定如下：
-α(RAD)＝1.05，与等距支持有6个刀架主轴3的头部2相一致；
-AD(m/min)＝2m/min；
-h(mm)＝50mm；
结果如下：
Δt(sec)＝1.5sec；
n(RPM)＝6.68RPM。
通过设定好沿头部2的周缘D放射状排布的刀架主轴3的数目及板材1的最小宽度宽度H，就能够保证板材与刀具在靠近板材1的两侧边至少有两个点同时接触，推导如下：
H(mm)＝D(mm)*senα(RAD)。
因为：
α(RAD)＝1.05对应于6个刀架主轴；
及
D(mm)＝2300mm
可得如下结果：
Hmin(mm)＝2300*0.87＝1992mm。
为了能够校准宽度H减小的板材，刀架主轴3的的数目必须增加。
例如，因为：
α(RAD)＝0.26，对应于24个等距分布的刀架主轴3；
加上：
D(mm)＝2300mm；
可得如下结果：
Hmin(mm)＝2300*sen(0.26)＝595mm。
以上所述的数学关系用以控制本发明应用的设计，可以保证板与刀具在靠近板材1的两侧边至少有两个点同时接触。
根据这样的方法，切割边缘沿着板材发展是由于以下靠前部分的数量的作用的结果(图5)：
-一切割边缘部分5-1，与主轴3-1一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的右边缘；
-一切割边缘部分5-2，与主轴3-2一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的左边缘。
在下一步中，所述边缘由以下部分组成(图6)：
-一切割边缘部分5-1，与主轴3-1一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的右边缘；
-一切割边缘部分5-2，与主轴3-2一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的左边缘；
-一切割边缘部分5-3，与主轴3-3一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的左边缘。
进一步的，所述边缘由以下部分组成(图7)：
-一切割边缘部分5-2，与主轴3-2一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的右边缘；
-一切割边缘部分5-3，与主轴3-3一体化的刀具在该部分上移动并靠近板材1的左边缘。
由于剩下的刀架主轴沿着头部2的周缘分布，以上的循环通过切割边缘前进顺序的重复而继续下去。
本发明的研磨方法通过至少两处刀具-板材的接触达到了切割力量的平衡，所述接触的分布使得当刀具滚进板材的凹点时，所述板材不会发生摆动。该方法可以从具有由刀刃和/或多线网格切割而造成的凹度缺陷的表面开始，使板材厚度达到高标准的尺寸精度
该方法在石材研磨机械的应用中的有益效果是：
-除去了间歇校准特有的摆动平面；
-简化了机构；
-提高了加工精度标准；具体地，该方法能够加工的最小厚度为3mm；
-减小由产生的噪音和能源消耗；
这些是按照本专利方法制造的机械装至的一些特点。
石材平板的不间断前进事实上加快了加工速度，同时减少了能量消耗。
此外，本发明的校准方法可以使用大规格的头部，该头部用数目少的辐射分布的主轴3来加工宽的板材，用数量多的主轴3来加工窄的板材。

Claims (6)

1.校准石材表面的方法，可以加工至少一片由一个输入端和一个输出端及两个平行侧边组成的板材(1)，所述板材(1)沿着侧边被一传送带推入，并经受设定有与石材最佳切割参数相适应的多刀的切割；这些刀具沿着板材表面预先设定的路径移动，传送带的运动与该预先设定的路径相结合，以完全覆盖板材的表面，其特征在于在所述板材(1)两侧边上，同时保证至少各有一个点是所述板材(1)与所述刀具相接触的。
2.如权利要求1所述的校准石材表面的方法，其特征在于，当板材(1)两侧边缘之间的距离增加时，刀架主轴的数量减少，以保证在所述板材(1)两侧边上同时各有至少一个板材-刀具接触点。
3.如权利要求1或2所述的校准石材表面的方法，其特征在于，板材(1)两个侧边缘上的各至少具有一个板材-刀具接触点，从而保证具有不平坦或不完美平面的或者具体的其上具有凹点的板材的稳定。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的校准石材表面的方法，其特征在于，板材(1)的前进运动及刀架主轴3的横向运动均为不间断的模式，上述两种运动的结合是为了完全覆盖石材平板的整个表面。
5.用以实现前述任一权利要求所述的方法的石材平板校准设备，至少包括一个相对于板材(1)平面的垂直轴不断旋转的头部(2)，所述头部(2)支承一组沿头部(2)的周缘呈放射状排列的刀架主轴(3)，其特征在于，至少两个刀架主轴(3)同时按住板材(1)，板材(1)两侧边中的任意一边均至少有一个接触点，每个刀架主轴均与一个共轴电动马达相连接，该共轴电动马达与其他刀架主轴(3)的其他马达分开独立工作。
6.如权利要求5所述的一种石材平板校准设备，其特征在于该设备包含24个刀架主轴以加工一个两侧边的距离为600mm的板材(1)
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