CN113021650A - 绳锯机构和石材切割用绳锯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种绳锯机构和石材切割用绳锯装置，绳锯机构包括机架、主动轮、张紧轮、两个导向轮、金刚石串珠绳、驱动装置和张紧装置；张紧装置包括张紧驱动件、压力传感器和控制器，张紧驱动件带动张紧轮移动在机架上并以此绷紧金刚石串珠绳，压力传感器用于测量金刚石串珠绳的张紧力，控制器分别与压力传感器和张紧驱动件电连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制张紧驱动件来调整张紧轮的位置。应用本技术方案可实现可调整金刚石串珠绳张紧力的绳锯机构。

Description

绳锯机构和石材切割用绳锯装置
技术领域
本发明涉及一种绳锯机构和石材切割用绳锯装置。
背景技术
锯切作为一道石材粗加工工序，其主要目的是快速去除材料。目前的锯切打胚加工中，多采用金刚石圆形锯片来完成。这样的加工方式的加工方向受限制较大。金刚石串珠绳锯切一般用于矿山石材开采，随着加工技术的发展，但在实际的使用过程中，金刚石串珠绳锯切在进行重载操作时，金刚石串珠绳的张紧力容易过大或过小，张紧力过大时，金刚石串珠绳容易断裂，张紧力过小时，金刚石串珠绳的切割效率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种绳锯机构和石材切割用绳锯装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种绳锯机构，包括机架、主动轮、张紧轮、两个导向轮、金刚石串珠绳、驱动装置和张紧装置，所述机架为弓形并具有弓形开口，所述主动轮、张紧轮和导向轮转动设置在机架上，两个导向轮分别设置在弓形开口的两端，所述金刚石串珠绳首尾连接缠绕在主动轮、张紧轮和导向轮上并延伸跨过弓形开口，所述驱动装置带动主动轮转动，所述主动轮带动金刚石串珠绳循环走线；
所述张紧装置包括张紧驱动件、压力传感器和控制器，所述张紧驱动件带动张紧轮移动在机架上并以此绷紧金刚石串珠绳，所述压力传感器用于测量金刚石串珠绳的张紧力，所述控制器分别与压力传感器和张紧驱动件电连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制张紧驱动件来调整张紧轮的位置。
优选的，所述张紧驱动件包括伸缩滑动的伸缩杆，所述伸缩杆推抵所述张紧轮绷紧金刚石串珠绳。
优选的，所述压力传感器设置在伸缩杆与张紧轮的推抵处。
优选的，所述张紧装置还包括传动件，所述传动件的第一端连接张紧轮，所述伸缩杆推抵传动件的第二端，所述传动件的第二端朝向张紧轮张紧金刚石串珠绳的方向倾斜。
优选的，所述传动件包括推抵杆和两个连接杆，两个所述连接杆一端分别连接在张紧轮的两侧轴心并界定出传动件的第一端，所述推抵杆连接在两个所述连接杆的另一端并界定出传动件的第二端，所述伸缩杆推抵连接所述推抵杆。
优选的，所述机架包括连接臂和两个悬臂，所述悬臂分别连接在连接臂的两端，所述连接臂和悬臂界定出弓形开口，所述导向轮设置在悬臂的末端，所述主动轮和张紧轮分别设置在连接臂的两侧。
优选的，所述张紧驱动件设置在所述连接臂上，所述张紧轮滑动在所述连接臂上并张紧金刚石串珠绳。
优选的，所述主动轮、张紧轮和导向轮均设置有环形凹槽，所述金刚石串珠绳嵌置在环形凹槽内，所述环形凹槽与金刚石串珠绳的连接处由耐磨橡胶制成。
优选的，所述主动轮、张紧轮和导向轮均由两片金属轮中间夹一可替换规格的耐磨橡胶轮组成，所述金属轮和耐磨橡胶轮界定出所述环形凹槽。
本发明还提供一种石材切割用绳锯装置，包括：
重载工业机器人，包括一转台并提供一旋转自由度，所述转台由重载工业机器人带动并具有六个自由度；
绳锯装置还包括所述的绳锯机构，所述绳锯机构与所述转台连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制重载工业机器人带动绳锯机构切割时的进给速度。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.绳锯机构还包括张紧装置，所述张紧装置的压力传感器用于测量金刚石串珠绳的张紧力，控制器通过来自压力传感器测量的张紧力并控制张紧驱动件来调整张紧轮的位置。压力传感器可实时测量串珠绳所受的张紧力的大小，以便通过及时调整张紧轮的位置，以使得金刚石串珠绳始终处于最佳的切割状态，防止绳锯机构在进行高负载的切换工作时，张紧力过大导致的金刚石串珠绳断裂，或者张紧力过小时导致的切换效率变低；
2.张紧装置还包括传动件，所述传动件的第一端连接张紧轮，所述伸缩杆推抵传动件的第二端，传动件的第二端朝向张紧轮张紧金刚石串珠绳的方向倾斜，可以防止传动件带动张紧轮有松开金刚石串珠绳的趋势；
3.主动轮、张紧轮和导向轮均设置有环形凹槽，所述金刚石串珠绳嵌置在环形凹槽内，所述环形凹槽与金刚石串珠绳的连接处由耐磨橡胶制成。环形凹槽可以防止金刚石串珠绳脱线；
4.主动轮、张紧轮和导向轮均由两片金属轮中间夹一可替换规格的耐磨橡胶轮组成，所述金属轮和耐磨橡胶轮界定出所述环形凹槽，可以依据切割需求更换不同规格的金刚石串珠绳和耐磨橡胶轮；
5.绳锯装置，包括重载工业机器人还包括一转台并提供一旋转自由度，所述转台由重载工业机器人带动并具有六个自由度，重载工业机器人加工与绳锯机构加工相结合，既具有绳锯机切削速度快、加工效率高和石材利用率高的特点，又具有机器人加工自由度高、灵活性大的特点，可对各种异形石材进行高效的切割加工；
6.绳锯机构与转台连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制重载工业机器人带动绳锯机构切割时的进给速度，防止绳锯机构在进行高负载的切换工作时，张紧力过大导致的金刚石串珠绳断裂，或者张紧力过小时导致的切换效率变低。
附图说明
图1为本发明优选实施例中绳锯机构的立体示意图；
图2为本发明优选实施例中主动轮、张紧轮、导向轮和金刚石串珠绳连接的示意图；
图3为本发明优选实施例中张紧装置的立体实施图；
图4为本发明优选实施例中主动轮、张紧轮或导向轮的示意图；
图5为本发明优选实施例中绳锯装置的立体示意图；
图6为本发明优选实施例中压力传感器、控制器、张紧驱动件和重载工业机器人的连接示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
本发明中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本发明中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
参阅图1-图6，一种绳锯机构100，所述绳锯机构100包括机架1，所述机架1为弓形并具有弓形开口11，所述机架1包括连接臂12和两个悬臂13，所述悬臂13分别连接在连接臂12的两端，所述连接臂12和悬臂13界定出弓形开口11，所述悬臂13的末端分别界定出所述弓形开口11的两端。
在本实施例中，所述机架1包括两平行设置的固定板14，所述固定板14间隔开一定距离，所述固定板14之间通过螺栓连接，两个固定板14的中间部位界定出所述连接臂12，两个固定板14的两侧部位界定出所述悬臂13。
所述绳锯机构100还包括主动轮21、张紧轮22和两个导向轮23，所述主动轮21、张紧轮22和导向轮23转动设置在机架1上，所述主动轮21、张紧轮22和导向轮23转动设置在两个固定板14之间的间隔空间上，所述主动轮21、张紧轮22和导向轮23的旋转轴的两端分别设置在两个固定板14上。
两个导向轮23分别设置在弓形开口11的两端，即设置在所述悬臂13的末端。所述主动轮21和张紧轮22分别设置在连接臂12的两侧，所述主动轮21设置在所述悬臂13和连接臂12的连接处，所述连接臂12远离主动轮21的一侧设置有导向滑槽121，所述张紧轮22的旋转轴可移动的设置在所述导向滑槽121上，所述张紧轮22在所述导向滑槽121上滑动并靠近或远离所述主动轮21。
所述绳锯机构100还包括金刚石串珠绳3，所述金刚石串珠绳3首尾连接缠绕在主动轮21、张紧轮22和导向轮23上并延伸跨过弓形开口11，所述绳锯机构100还包括驱动装置4，所述驱动装置4带动主动轮21转动，所述主动轮21带动金刚石串珠绳3循环走线。
在本实施例中，所述驱动装置4直接与主动轮21传动相传递动力，进而带动金刚石串珠绳3循环走线，所述金刚石串珠绳3可以得到更大的动力，适用于切割大型石材，所述驱动装置4是伺服电机。
所述主动轮21、张紧轮22和导向轮23均设置有环形凹槽24，所述金刚石串珠绳3嵌置在环形凹槽24内，所述环形凹槽24与金刚石串珠绳3的连接处由耐磨橡胶制成。所述主动轮21、张紧轮22和导向轮23均由两片金属轮26中间夹一可替换规格的耐磨橡胶轮25组成，所述金属轮26和耐磨橡胶轮25界定出所述环形凹槽24。所述环形凹槽24可以防止金刚石串珠绳3脱开所述主动轮21、张紧轮22或导向轮23，耐磨橡胶可以防止金刚石串珠绳3磨损。可替换规格的耐磨橡胶轮25可以依据金刚石串珠绳3的规格来改变，方便快捷，无需更换整个绳锯机构100。
在本实施例中，所述耐磨橡胶轮25与金刚石串珠绳3连接的轮面还间隔设置有多个嵌槽，所述金刚石串珠绳3的串珠对应嵌入嵌槽中，所述嵌槽可以增大主动轮21、张紧轮22和导向轮23与金刚石串珠绳3的结合，防止打滑。
所述绳锯机构100还包括张紧装置5，所述张紧装置5包括张紧驱动件51、压力传感器52和控制器53，所述张紧驱动件51带动张紧轮22移动在机架1上并以此绷紧金刚石串珠绳3，所述压力传感器52用于测量金刚石串珠绳3的张紧力，所述控制器53分别与压力传感器52和张紧驱动件51电连接，所述控制器53通过来自压力传感器52测量的张紧力并控制张紧驱动件51来调整张紧轮22的位置。所述压力传感器52可实时测量串珠绳所受的张紧力的大小，以便通过及时调整张紧轮22的位置，以使得金刚石串珠绳3始终处于最佳的切割状态，防止绳锯机构100在进行高负载的切换工作时，张紧力过大导致的金刚石串珠绳3断裂，或者张紧力过小时导致的切换效率变低。
所述张紧驱动件51带动张紧轮22滑动在所述导向滑槽121内，所述张紧驱动件51包括伸缩滑动的伸缩杆511，所述伸缩杆511推抵所述张紧轮22绷紧金刚石串珠绳3，在本实施例中，所述压力传感器52设置在伸缩杆511与张紧轮22的推抵处，具体的，所述张紧装置5还包括传动件54，所述传动件54的第一端541连接张紧轮22，所述伸缩杆511推抵传动件54的第二端542，所述传动件54的第二端542朝向张紧轮22张紧金刚石串珠绳3的方向倾斜。所述传动件54包括推抵杆543和两个连接杆544，两个所述连接杆544的一端分别连接张紧轮22的两侧轴心并界定出传动件54的第一端541，所述推抵杆543连接在两个所述连接杆544的另一端并界定出传动件54的第二端542，所述伸缩杆511推抵连接所述推抵杆543。所述伸缩杆511的末端推抵连接在所述推抵杆543上，在本实施例中，所述压力传感器52设置在所述伸缩杆511的末端，在所述伸缩杆511不动时，所述推抵杆543对伸缩杆511末端的压力即为金刚石串珠绳3的张紧力大小。在本实施例中，所述张紧驱动件51是电动推杆，所述伸缩杆511是电动推杆的推杆。
所述张紧驱动件51设置在所述连接臂12上，所述张紧轮22的旋转轴滑动在所述连接臂12的导向滑槽121上并张紧金刚石串珠绳3。所述伸缩杆511伸长时推动推抵杆543，所述伸缩杆511的末端推抵在所述推抵杆543上，所述推抵杆543带动连接杆544并带动张紧轮22的旋转轴滑动在所述导向滑槽121上，所述传动件54的第二端542朝向张紧轮22张紧金刚石串珠绳3的方向倾斜，可以防止传动件54带动张紧轮22有松开金刚石串珠绳3的趋势。
本发明还包括一种石材切割用的绳锯装置200，所述绳锯装置200包括重载工业机器人210，所述重载工业机器人210包括一转台2101并提供一旋转自由度，所述转台2101由重载工业机器人210带动并具有六个自由度，所述绳锯机构100与所述转台2101连接，所述转台2101带动所述绳锯机构100转动，所述控制器53接收来自压力传感器52测量的张紧力并控制重载机器人带动绳锯机构100切割时的进给速度，防止进给速度过快或过慢，使得金刚石串珠绳3达到最佳的切割状态。所述绳锯机构100的连接臂12的中间部位还设置有连接装置6，所述连接装置6设置有多个螺栓孔，所述连接装置6通过螺栓孔与所述转台2101连接。
在本实施例中，所述重载工业机器人210为KUKA KR240 R2900六轴工业机器人，作业半径2900毫米，自重1145公斤，负载为240公斤，适用于中大型石材模型的加工。在本实施例中，为满足切割需求，所述切割机构的最大切割宽度为1100mm，最大垂直切割深度为500mm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种绳锯机构，其特征在于，包括机架、主动轮、张紧轮、两个导向轮、金刚石串珠绳、驱动装置和张紧装置，所述机架为弓形并具有弓形开口，所述主动轮、张紧轮和导向轮转动设置在机架上，两个导向轮分别设置在弓形开口的两端，所述金刚石串珠绳首尾连接缠绕在主动轮、张紧轮和导向轮上并延伸跨过弓形开口，所述驱动装置带动主动轮转动，所述主动轮带动金刚石串珠绳循环走线；
所述张紧装置包括张紧驱动件、压力传感器和控制器，所述张紧驱动件带动张紧轮移动在机架上并以此绷紧金刚石串珠绳，所述压力传感器用于测量金刚石串珠绳的张紧力，所述控制器分别与压力传感器和张紧驱动件电连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制张紧驱动件来调整张紧轮的位置。
2.如权利要求1所述的绳锯机构，其特征在于：所述张紧驱动件包括伸缩滑动的伸缩杆，所述伸缩杆推抵所述张紧轮绷紧金刚石串珠绳。
3.如权利要求2所述的绳锯机构，其特征：所述压力传感器设置在伸缩杆与张紧轮的推抵处。
4.如权利要求2所述的绳锯机构，其特征在于：所述张紧装置还包括传动件，所述传动件的第一端连接张紧轮，所述伸缩杆推抵传动件的第二端，所述传动件的第二端朝向张紧轮张紧金刚石串珠绳的方向倾斜。
5.如权利要求4所述的绳锯机构，其特征在于：所述传动件包括推抵杆和两个连接杆，两个所述连接杆一端分别连接在张紧轮的两侧轴心并界定出传动件的第一端，所述推抵杆连接在两个所述连接杆的另一端并界定出传动件的第二端，所述伸缩杆推抵连接所述推抵杆。
6.如权利要求1-5中任一项所述的绳锯机构，其特征在于：所述机架包括连接臂和两个悬臂，所述悬臂分别连接在连接臂的两端，所述连接臂和悬臂界定出弓形开口，所述导向轮设置在悬臂的末端，所述主动轮和张紧轮分别设置在连接臂的两侧。
7.如权利要求6所述的绳锯机构，其特征在于：所述张紧驱动件设置在所述连接臂上，所述张紧轮滑动在所述连接臂上并张紧金刚石串珠绳。
8.如权利要求1所述的绳锯机构，其特征在于：所述主动轮、张紧轮和导向轮均设置有环形凹槽，所述金刚石串珠绳嵌置在环形凹槽内，所述环形凹槽与金刚石串珠绳的连接处由耐磨橡胶制成。
9.如权利要求8所述的绳锯机构，其特征在于：所述主动轮、张紧轮和导向轮均由两片金属轮中间夹一可替换规格的耐磨橡胶轮组成，所述金属轮和耐磨橡胶轮界定出所述环形凹槽。
10.一种石材切割用绳锯装置，包括：
重载工业机器人，包括一转台并提供一旋转自由度，所述转台由重载工业机器人带动并具有六个自由度；
其特征在于：还包括如权利要求1-9中任一项所述的绳锯机构，所述绳锯机构与所述转台连接，控制器接收来自压力传感器测量的张紧力并控制重载工业机器人带动绳锯机构切割时的进给速度。
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