CN108381089B - 金刚石锯片焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明供了一种金刚石锯片焊接机，属于机床技术领域。它解决了采用现有的金刚石锯片焊接机焊接每片金刚石锯片时均需进行分度调整的问题。金刚石锯片焊接机包括控制电路和数字光纤传感器，当安装在锯片基体夹具上的锯片基体外缘部嵌入两个叉头之间且锯片基体旋转时数字光纤传感器能够检测旋转状态，控制电路能根据数字光纤传感器检测到的旋转状态开始记录数控电机旋转参数，以及控制电路能根据数字光纤传感器检测到的旋转状态开始执行并控制数控电机旋转上述记录的数控电机旋转参数。本金刚石锯片焊接机显著降低了调整数字光纤传感器发出的光束位置所需的时长，进而提高了金刚石焊接机焊接金刚石锯片时锯片基体分齿效率。

Description

金刚石锯片焊接机
技术领域
本发明属于机床技术领域，涉及一种焊接机，特别是一种金刚石锯片焊接机。
背景技术
金刚石锯片是一种切割工具，广泛应用于混凝土、耐火材料、石材、陶瓷等硬脆材料的加工。金刚石锯片主要由基体和刀头两部分组成，基体是粘结刀头的主要支撑部分。
石材荒料切割是指将从矿山开采出来的立体石材切割成板材，石材荒料切割需要采用大直径金刚石锯片，锯片直径一般为1600 mm～4500mm。
在金刚石锯片加工过程中，基体先装夹在夹具上，再向上运动使顶部到达焊接操纵区域，即达到高频焊接机加热区域。金刚石锯片焊接机中具有用于夹持锯片基体顶部的前夹块和后夹块；后夹块固定不动，前夹块能相对后夹块运动。在加热焊接过程中，前夹块靠近后夹块，进而夹紧锯片基体顶部；前夹块远离后夹块后，锯片基体被释放，进而锯片基体能旋转。
由于金刚石锯片焊接机中锯片后侧面与后夹块的夹持面之间理论间隙较小，一般为1mm～3mm；以及由于锯片尺寸较大，基体不可避免地存在中部拱起现象；由此存在着下述不足之处：在锯片基体向上运动操纵过程中锯片基体与后夹块相碰撞风险。再由于锯片尺寸较大不利于准确观察锯片基体与后夹块之间状态，以及为了保证锯片基体升降操纵效率，升降速度相对更快，一般为40mm/s～50mm/s；而适合焊接小尺寸锯片的焊接机中锯片基体升降速度一般为15mm/s～20mm/s；因而操纵时稍有不慎便导致锯片基体与后夹块相碰撞，导致金刚石锯片焊接机损坏。
中国专利文献曾记载了锯片基体齿位定位装置（授权公告号CN205464994U）。大直径金刚石锯片的基体还存在着制造精度低，即基体的直径尺寸和水槽口宽度尺寸精度较低，导致每片金刚石锯片的基体都不相同；进而导致焊接每片金刚石锯片均需进行适应性调整，因而存在着生产效率不高的问题。
发明内容
本发明提出了一种金刚石锯片焊接机，本发明要解决的技术问题是如何提高金刚石焊接机焊接金刚石锯片时锯片基体分齿效率。
本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：一种金刚石锯片焊接机包括机架和锯片基体夹具，锯片基体夹具通过数控电机与机架相连接；金刚石锯片焊接机还包括控制电路和数字光纤传感器，数字光纤传感器具有两根光纤；机架上安装有具有两个叉头的叉臂，两根光纤的头部与两个叉头一一对应地固定连接；数字光纤传感器和数控电机均与控制电路电连接，当安装在锯片基体夹具上的锯片基体外缘部嵌入两个叉头之间且锯片基体旋转时数字光纤传感器能够检测旋转状态，控制电路能根据数字光纤传感器检测到的旋转状态开始记录数控电机旋转参数，以及控制电路能根据数字光纤传感器检测到的旋转状态开始执行并控制数控电机旋转上述记录的数控电机旋转参数。
本金刚石锯片焊接机进行锯片基体分齿时，调整锯片基体和叉臂的位置，使锯片基体外缘部嵌入两个叉头之间且数字光纤传感器发出的光束位于锯片基体的水槽口内。先手动操控数控电机旋转使锯片基体至少旋转一个齿位，即数字光纤传感器发出的光束位于相邻的一个水槽口内，若光束位于水槽口内时数字光纤传感器对应信号为“1”，被刀头齿阻挡时数字光纤传感器对应信号为“0”，在此过程中控制电路可记录“1”信号段内数控电机旋转参数，如时长、脉冲信号数等。再手动操控数控电机微调锯片基体的位置使金刚石刀头与刀头齿相正对，这样便调整了“1”信号段内数控电机旋转参数，该产生直接反应数字光纤传感器发出的光束与水槽口一侧壁之间间距。在后续自动焊接金刚石刀头过程中，“0”信号和“1”信号间隔产生，从“0”信号切换至“1”信号后控制电路控制数控电机旋转上述记录的数控电机旋转参数。
本金刚石锯片焊接机仅需粗调叉臂的位置，便能实现自动分齿，因而具有操纵简单且方便的优点。与现有技术相比，本金刚石锯片焊接机无需手动精确调整移动座使数字光纤传感器发出的光束与水槽口一侧壁相对；即本金刚石锯片焊接机显著降低了调整数字光纤传感器发出的光束位置所需的时长，进而提高了金刚石焊接机焊接金刚石锯片时锯片基体分齿效率。
附图说明
图1和图2是金刚石锯片焊接机不同视角的立体结构示意图。
图3是金刚石锯片焊接机的控制原理图。
图中，1、机架；2、数字光纤传感器；3、叉臂；4、升降架；5、直线导轨；6、丝杆丝母组件；7、减速电机；8、前夹块；9、后夹块；10、气缸；11、滑台；12、连杆；13、接近传感器；14、锯片基体；14a、水槽口；14b、刀头齿；15、数控电机。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种金刚石锯片焊接机包括机架1、锯片基体夹具、控制电路、数字光纤传感器2和叉臂3。
锯片基体夹具用于装夹和固定金刚石锯片的基体。锯片基体夹具通过数控电机15与机架1相连接；因而通过操控数控电机15能使锯片基体14旋转。具体来说，机架1和数控电机15之间设置有升降架4，升降架4与机架1之间通过竖直设置的直线导轨5和丝杆丝母组件6相连接；机架1上安装有减速电机7，减速电机7的输出轴与丝杆丝母组件6中的丝杆机械传动连接；因而通过操控减速电机7能使锯片基体14升降运动。
锯片基体夹具的上方设置有前夹块8和后夹块9，后夹块9与机架1固定连接，前夹块8和机架1之间通过能使前夹块8靠近或远离后夹块9的气缸10相连接。当锯片基体14顶部位于前夹块8和后夹块9之间时，操控气缸10的活塞杆伸出，前夹块8和后夹块9夹紧锯片基体14，操控气缸10的活塞杆回缩，前夹块8和后夹块9释放锯片基体14，锯片基体14重新能够旋转。
数字光纤传感器2具有本体和两根光纤，叉臂3具有两个叉头；数字光纤传感器2的本体固定在机架1上，两根光纤的头部与两个叉头一一对应地固定连接。叉臂3设置在后夹块9的左侧或右侧，机架1上安装有能水平移动和升降移动的滑台11，叉臂3通过连杆12插设在滑台11上，进而通过调整叉臂3的位置以及倾斜角度实现调整数字光纤传感器2中光纤头部的位置，使数字光纤传感器2发出的光束能更容易地位于锯片基体14的水槽口14a内。该布置结构使叉臂3离金刚石锯片焊接机中焊接区域较近，一般仅有两个刀头齿14b的位置，因而减少误差累积，提高检测精度。金刚石锯片焊接时锯片基体14一般逆时针旋转，说明书附图给出叉臂3位于后夹块9的左侧。
后夹块9的下方设有用于检测锯片基体14顶部位置的接近传感器13，接近传感器13为激光传感器或光电传感器。
接近传感器13、数字光纤传感器2、数控电机15和减速电机7均与控制电路电连接。控制电路上还电连接有用于控制数控电机15正转的正转按键和用于控制数控电机15反转的反转按键；以及电连接有用于控制减速电机7正转的上升按键和用于控制减速电机7反转的下降按键。
通过阐述本金刚石锯片焊接机的运行过程，进一步说明各个机械结构以及控制系统的作用和优点。
将一张锯片基体14安装在锯片基体夹具上，通过按压上升按键使减速电机7正转，进而使锯片基体夹具向上运动，即锯片基体14逐渐向上运动，当锯片基体14的顶部触发接近传感器13时，控制电路控制减速电机7停止转动；控制电路上还电连接有报警子电路，同时控制电路控制报警子电路发出报警信号，仅当人们操控报警子电路并解除报警信号后再次按压上升按键时减速电机7才能继续正转。
锯片基体14在接近传感器13下方运动时，控制电路可控制减速电机7执行高转速运行方式，提高锯片基体14升降速度，进而提高加工效率；锯片基体14的顶部越过接近传感器13后，控制电路可控制减速电机7执行低转速运行方式，提高锯片基体14停留位置控制精确，进而保证焊接品质。
当接近传感器13被触发且控制电路控制减速电机7停止转动后保证锯片基体14的顶部未与后夹块9碰撞，通过控制接近传感器13的位置能调整锯片基体14的顶部与后夹块9之间间距，进而便与人们观察和判断锯片基体14的顶部与后夹块9是否存在碰撞可能性，进而根据观察和判断结构进行适合性地操作；若存在碰撞风险，则调整锯片基体14状态达到消除风险的目的；若不存在碰撞风险，则操控报警子电路实现解除报警信号。再次按压上升按键，控制电路控制减速电机7继续正转，直至锯片基体14的顶部位于前夹块8和后夹块9之间且锯片基体14的顶部到达焊接所需位置处。
通过在合适的位置设置接近传感器13以及结合上述控制方法，有效地提高了金刚石锯片焊接机运行安全性，同时又有效地保证了生产效率和焊接品质。
调整叉臂3的位置使锯片基体14的外缘部嵌入两个叉头之间且数字光纤传感器2发出的光束位于水槽口14a内。
首先形成数控电机15旋转参数；手动按压反转按键，控制电路操控数控电机15反向旋转使锯片基体14至少旋转一个齿位，即数字光纤传感器2发出的光束移动到相邻的一个水槽口14a内。若光束位于水槽口14a内时数字光纤传感器2对应信号为“1”，被刀头齿14b阻挡时数字光纤传感器2对应信号为“0”，那么在此过程中数字光纤传感器2产生的信号顺序依次为“1”、“0”、“1”。控制电路记录从“0”信号切换至“1” 信号后的参数，如数控电机15旋转时长，根据实际情况可调整记录数控电机15旋转参数，如旋转角度。
接着调整数控电机15旋转参数；根据金刚石刀头与刀头齿14b相对状态适应性地按压正转按键或反转按键，使金刚石刀头与刀头齿14b相正对；在此过程中，控制电路根据数控电机15旋转情况调整上一步骤记录的数控电机15旋转参数。若数控电机15继续反转旋转才达到金刚石刀头与刀头齿14b相正对状态，则数控电机15旋转时长增加；反之减少。
最后在自动焊接刀头分齿过程中，控制电路控制数控电机15反向旋转，在此过程中数字光纤传感器2产生的信号由“1”转换为“0”，再转换为“1”，在由“0”转换为“1”后控制电路控制数控电机15继续反向旋转时长与上述记录的数控电机15旋转时长相同，由此保证每个金刚石刀头与每个刀头齿14b的位置正对。

Claims (8)

1.一种金刚石锯片焊接机，包括机架（1）和锯片基体夹具，锯片基体夹具通过数控电机（15）与机架（1）相连接；其特征在于，金刚石锯片焊接机还包括控制电路和数字光纤传感器（2），数字光纤传感器（2）具有两根光纤；机架（1）上安装有具有两个叉头的叉臂（3），两根光纤的头部与两个叉头一一对应地固定连接；数字光纤传感器（2）和数控电机（15）均与控制电路电连接，当安装在锯片基体夹具上的锯片基体（14）外缘部嵌入两个叉头之间且锯片基体（14）旋转时数字光纤传感器（2）能够检测旋转状态，控制电路能根据数字光纤传感器（2）检测到的旋转状态开始记录数控电机（15）旋转参数，以及控制电路能根据数字光纤传感器（2）检测到的旋转状态开始执行并控制数控电机（15）旋转上述记录的数控电机（15）旋转参数；
所述控制电路上还电连接有用于控制数控电机（15）正转的正转按键和用于控制数控电机（15）反转的反转按键；
利用金刚石锯片焊接机焊接金刚石锯片时锯片基体分齿控制方法是依次按下述步骤进行的：
首先形成数控电机（15）旋转参数，手动按压反转按键或正转按键，控制电路操控数控电机（15）反向或正向旋转使锯片基体（14）至少旋转一个齿位，数字光纤传感器（2）发出的光束从被阻挡状态切换到连通状态时控制电路开始记录数控电机（15）旋转参数；
接着调整数控电机（15）旋转参数，根据金刚石刀头与刀头齿（14b）相对状态适应性地按压正转按键或反转按键使金刚石刀头与刀头齿（14b）相正对，控制电路根据数控电机（15）旋转情况调整首先步骤中记录的数控电机（15）旋转参数；
最后在自动焊接金刚石锯片过程中，控制电路控制数控电机（15）开始反向或正向旋转，当数字光纤传感器（2）发出的光束从被阻挡状态切换到连通状态时控制电路进一步控制数控电机（15）使数控电机（15）继续旋转且数控电机（15）继续旋转参数与接着步骤中记录的数控电机（15）旋转参数相同。
2.根据权利要求1所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述锯片基体夹具的上方设置有前夹块（8）和后夹块（9），后夹块（9）与机架（1）固定连接，叉臂（3）设置在后夹块（9）的左侧或右侧。
3.根据权利要求1所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述机架（1）上安装有能水平移动和升降移动的滑台（11），叉臂（3）通过连杆（12）插设在滑台（11）上。
4.根据权利要求1所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述机架（1）和数控电机（15）之间设有升降架（4），升降架（4）与机架（1）之间通过竖直设置的直线导轨（5）和丝杆丝母组件（6）相连接；机架（1）上安装有减速电机（7），减速电机（7）的输出轴与丝杆丝母组件（6）中的丝杆机械传动连接；所述锯片基体夹具的上方设置有前夹块（8）和后夹块（9），后夹块（9）与机架（1）固定连接，机架（1）上安装有用于检测锯片基体（14）顶部位置的接近传感器（13），且锯片基体（14）顶部触发接近传感器（13）时锯片基体（14）顶部位于后夹块（9）的下方。
5.根据权利要求4所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述接近传感器（13）为光电传感器。
6.根据权利要求4所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述接近传感器（13）位于后夹块（9）的下方。
7.根据权利要求4或5或6所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，所述控制电路电连接有用于控制减速电机（7）正转的上升按键和用于控制减速电机（7）反转的下降按键；控制电路上还电连接有报警子电路；当按压上升按键使锯片基体（14）向上运动且锯片基体（14）的顶部触发接近传感器（13）后，控制电路控制减速电机（7）停止转动以及控制报警子电路发出报警信号，仅当人们操控报警子电路并解除报警信号后，再次按压上升按键才能使减速电机（7）继续正转。
8.根据权利要求7所述的金刚石锯片焊接机，其特征在于，锯片基体（14）在接近传感器（13）下方运动时，控制电路控制减速电机（7）执行高转速运行方式，锯片基体（14）的顶部越过接近传感器（13）后，控制电路控制减速电机（7）执行低转速运行方式。
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