CN113275962B - 陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置及其控制方法。预处理装置，包括机架、输送机构、定位机构、铣削机构及控制系统；机架由一对纵梁、纵梁顶部固设的横梁构成，位于机架横梁底部设有定位机构，定位机构用于对输送机构上的陶瓷砖进行紧固，防止铣削过程中陶瓷砖发生非必要的移位，定位机构顶部设有若干组铣削机构，铣削机构用于对陶瓷砖表面进行铣削处理，安装定位机构底部设有输送机构，输送机构用于将待处理的陶瓷砖输送到位，并在铣削过程中提供持续的平移驱动力，控制系统用于对预处理装置的控制。

Description

陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置及其控制方法

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，特别涉及一种陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置及其控制方法。

背景技术

吸水率是指陶瓷砖内空隙吸入水分的量所占陶瓷砖质量的比率，是判定陶瓷砖质量的重要指标之一，间接反映陶瓷砖内部空隙的大小和结构的疏密程度，吸水率越大，表明其内部空隙越大、结构越疏松，陶瓷砖的强度越低，反之表明内部空隙越小、结构越致密，陶瓷砖强度越高。

根据国家标准(GB/T3810.3-2006)《陶瓷砖试验方法第3部分：吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定》，吸水率的检测方法包括煮沸法及真空法；测试前的取样方法为：

⑴每种类型取10块整砖进行测试；

⑵如每块砖的表面积大于0.04m²时，只需用5块整砖进行测试；

⑶如每块砖的质量小于50g，则需足够数量的砖使每个试样质量达到50～100g；

⑷砖的边长大于200mm且小于400mm时，可切割成小块，但切割下的每一块应计入测量值内，多边形和其他非矩形砖，其长和宽均按外接矩形计算。若砖的边长大于400mm时，至少在3块整砖的中间部位切取最小边长为100mm的5块试样。

以上取样方法未提及对待测陶瓷砖的表面铣削处理。但在实际的生产中发现，烧结后的有釉陶瓷砖的釉质部分与坯体部分经的吸水率有所不同，受烧结程度的影响，坯体不同深度方向的坯层的吸水率也有所差异。使用未进行表面铣削处理的陶瓷砖样品进行吸水率检测，检测结果易受釉质部分的影响，与坯体中间的烧结程度的关联性较差；当窑炉烧成温度、烧成曲线等工况紊乱后，吸水率的检测不能直接反映工艺参数的波动及成品质量变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置、控制方法及预处理方法，易于对陶瓷砖检测样品的表面进行不同深度的铣削，铣削深度调节简单方便，同时提出了预处理方法，包括铣削过程的深度计算及控制、磨片粗糙度、磨片转速等，易于提高吸水率检测结果的准确性、客观性，从而对陶瓷砖的烧结程度得出更为准确的判断，方便在实际的生产当中快速敏捷地对陶瓷烧成相关的工艺参数进行调整。

本发明的技术解决方案是所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特殊之处在于，包括机架、输送机构、定位机构、铣削机构及控制系统；所述机架由一对纵梁、纵梁顶部固设的横梁构成，位于机架横梁底部设有定位机构，定位机构用于对输送机构上的陶瓷砖进行紧固，防止铣削过程中陶瓷砖发生非必要的移位，定位机构顶部设有若干组铣削机构，铣削机构用于对陶瓷砖表面进行铣削处理，安装定位机构底部设有输送机构，输送机构用于将待处理的陶瓷砖输送到位，并在铣削过程中提供持续的平移驱动力，控制系统用于对预处理装置的控制。

作为优选：所述输送机构包括输送机架、平皮带、皮带滚筒、减速机及输送电机；所述输送电机通过减速机驱动皮带滚筒转动，平皮带套装在两个皮带滚筒上，皮带滚筒带动平皮带移动；位于顶部平皮带的底层面设有用于保证输送平面平整度的钢化玻璃、支撑所述钢化玻璃的若干支架及用于调整支架高度及将支架固定在机架上的安装螺栓。

作为优选：所述定位机构包括若干压轮机构、用于安装压轮机构的型材、用于吊装型材并固定在机架上的调节板，所述型材的长度方向与输送机构的输送方向一致，所述调节板设置在机架的纵梁上，纵梁数量为二条，所述调节板设有长腰孔，所述型材通过螺栓吊装在调节板的长腰孔内；所述型材有二条，压轮机构有两大组，对称地布置在平皮带上方两侧；通过调节螺栓紧固的位置，可调节两组压轮机构之间的距离，从而适应不同宽度尺寸的陶瓷砖；通过调节螺栓吊装在调节板上的安装高度，可适应不同厚度的陶瓷砖的定位。

作为优选：所述压轮机构包括安装座、压轮、支臂、挡圈及第一销轴、第二销轴、缓冲件，所述支臂的一端与安装座联接，另一端与压轮连接，第一销轴穿过安装座、支臂，第二销轴穿过压轮与支臂，使压轮可在支臂的安装位上旋转；在支臂与安装座联接部位设置法兰轴承，法兰轴承的外圈凸台贴合在安装座外侧，法兰轴承数量为两个，支臂数量为两个，第一销轴依次通过法兰轴承、支臂、挡圈、另一支臂、另一法兰轴承，使支臂在安装座上的转动更为润滑、可靠；压轮还可成对地在压轮与两个支臂之间的联接位置设置轴承，使压轮在支臂的安装位上的旋转更为润滑可靠；两个支臂之间还设置了连杆，并在安装座上加工有腰形槽孔，连杆穿出支臂后再进入安装座的腰形槽孔，从而使支臂绕销轴在安装座上的旋转范围可控；为使压轮的压紧力可控，在连杆与安装座的空隙中设置缓冲件，缓冲件可选择为弹簧、缓冲橡胶、气弹簧、油压弹簧，通过调整安装座的整体高度，可调整压轮机构对同等厚度的瓷砖通过时缓冲件的变形量，从而实现压紧力的调节；也可通过调整安装座的整体高度，适应不同厚度的瓷砖的压紧。

作为优选：所述机架设置了用于安装铣削机构、沿输送机构输送方向布置的横梁，横梁联接在两条纵梁之间，为了提高铣削机构的铣削能力，铣削机构可设置为多组。

作为优选：所述铣削机构包括主电机、主轴、磨盘、轴承、挡圈、螺母、轴承压盖、第一安装件、第二安装件、导向装置、调节装置，所述磨盘安装在主轴的下端部，主轴的上端可直接插进主电机的输出轴孔内联接，或通过联轴器与主电机输出轴联接；主电机与第一安装件固定联接；第一安装件加工有允许主轴穿过的空腔；轴承数量为三个，一个设置在第一安装件的空腔上部，轴承外圈与空腔内壁接触，轴承内圈套在主轴上，并通过空腔的凸台与挡圈限制轴承外圈在空腔内的上、下移动；另外两个轴承成对地设置在第一安装件的空腔下侧，轴承压盖的凸缘可顶住轴承外圈，轴承压盖外缘通过螺栓安装在第一安装件下表面，通过空腔内表面的凸台与轴承压盖配合，限制了轴承在空腔的上、下移动；主轴穿过轴承，螺母与主轴上的螺纹配合紧固，使螺母下表面压到轴承内圈的上表面，通过主轴台阶与轴承内圈下表面的配合、螺母在主轴上的螺接紧固使主轴与轴承内圈固定联接，由此将主轴在第一安装件内的上、下方向位置固定，使主轴仅能相对第一安装件做旋转运动，并使主轴受到的竖直方向的作用力施加在轴承及第一安装件上，避免对主电机造成冲击；为增强紧固效果及防止螺母松动，螺母数量为两个。

作为优选：所述第一安装件空腔下部安装成对轴承可为圆锥滚子轴承、深沟球轴承或推力球轴承，使主轴受到轴向冲击力时在第一安装件内的旋转更加稳定、可靠；在轴承压盖与相邻轴承的内圈、主轴的交集位置还设置了唇形密封圈，用以对轴承及第一安装件的内腔进一步密封。

作为优选：所述导向装置安装在第一安装件与第二安装件之间，导向装置由滑块与滑轨形成的组合体，或直线轴承与光杆形成的组合体，所述滑轨竖直地安装在第二安装件表面，第一安装件与滑块连接，通过滑轨、滑块的导向作用可使第一安装件沿竖直方向平稳移动；为使导向更加平稳、第一安装件的安装更为牢靠，滑块数量为四个，滑轨数量为两个，每条滑轨上分别对应两个滑块；同时，也可将滑轨、滑块的安装方式调转，将滑块安装在第二安装件上，滑轨安装在第一安装件上。

作为优选：所述调节装置包括齿条、齿轮、蜗轮蜗杆减速机，调高电机，调高电机也可用调节手轮替代，齿条沿竖直方向安装在第一安装件蜗轮蜗杆减速机上，齿轮安装在蜗轮蜗杆减速机的输出轴，调高电机转动或旋转调节手轮，通过蜗轮蜗杆减速机驱动齿轮转动，通过齿条、齿轮的啮合，使第一安装件沿导向装置竖直导向的方向上、下移动。

作为优选：当使用调节手轮调节时，为方便现场实际操作，把蜗轮蜗杆减速机安装在第一安装件侧部，齿条安装在第二安装件，蜗轮蜗杆减速机的输入轴、调节手轮位于第一安装件的侧部，便于调节；为方便手动调节时控制调节量，调节手轮上加工或粘贴数字刻度；为防止蜗轮蜗杆减速机的自锁功能失效及减少蜗轮蜗杆减速机输出轴转动间隙对第一安装件高度精度的影响，在第一安装件上螺接有紧定螺栓，紧定螺栓1端部与第二安装件接触，在高度调节完毕后，旋紧紧定螺栓，使第二安装件相对第一安装件位置更为牢靠；磨盘直径为180～250mm，便于处理完毕后切割取尺寸100mm×100mm的小样砖。

作为优选：所述磨盘的侧边设置冲水管、气管，冲水管、气管安装在与第一安装件固定联接的管支架上，管出口都指向磨盘边沿位置。

作为优选：所述控制系统由PLC控制器、PLC控制器串联的人机交互界面、PLC控制器并联的铣削模块、输送模块组成；所述PLC控制器用于接收人机交互界面输入的各项信息，保证各主轴转速、瓷砖厚度、铣削深度、输送速度，并将信号发至铣削模块及输送模块分别处理；输送电机变频器连接输送电机，输送模块用以控制输送电机变频器动作及电机转速，从而控制平皮带的启停、运行速度。

作为优选：所述铣削模块并联主轴电机变频器、调高电机变频器、若干个设置在每个铣削机构第二安装件侧面的传感器、水泵、电磁阀；所述主轴电机变频器连接主轴电机；所述调高电机变频器连接调高电机；铣削模块控制铣削机构的主轴电机变频器及调高电机变频器，在接收到PLC控制器传来的信息后，将指令发至控制铣削机构的调高电机的第二变频器，控制调高电机启停，进而通过蜗轮蜗杆减速机、齿轮、齿条调节铣削机构磨盘的高度；第一安装件的侧部固定安装挡块或挡片，用于第一安装件向上移动时遮挡传感器光线或接触传感器，使PLC控制器可标记该初始位置，便于控制PLC控制器控制磨盘高度调整至初始高度；水泵用于将水加压并沿冲水管冲出；电磁阀用于控制气管的出气。

本发明的另一技术解决方案是所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置的控制方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

⑴根据瓷砖宽度方向大小，人工调节压轮机构的型材之间的宽度，使两列压轮均匀地分布在离预计瓷砖边沿向内80～100mm的位置上方；

⑵开机，在人机交互界面输入主轴转速n、瓷砖厚度t、磨削深度t1，输送速度v；

⑶PLC对瓷砖厚度t、磨削深度t₁进行计算，磨盘数量为a，计算单磨盘铣削量t₂＝t₁/a；

⑷为避免单次铣削量过大，造成输送电机电流过大导致停机或陶瓷砖样品受损，单磨盘铣削量t₂最大值为0.5mm，当计算单磨盘铣削量t₂＞0.5mm时，需将铣削过程分多次处理，避免损伤设备；

⑸磨盘离平皮带上表面的初始高度为h，计算第m片磨盘下降高度h_m，h_m＝h-t-t₂×m；

⑹铣削模块控制将指令发至各调高电机变频器，控制各调高电机动作，使第1至第m片磨盘分别下降h₁、h₂、h₃...h_m；

⑺铣削模块控制主轴电机启动，水泵启动，电磁阀动作，输送模块通过输送机构的变频器控制输送电机启动，等待上砖；

⑻将瓷砖沿输送方向缓慢放下，瓷砖随皮带逐次进入铣削机构的磨盘下部，逐次将瓷砖表面铣削，每次铣削厚度为t₂；

⑼当所有铣削机构铣削完毕后，瓷砖输送至平皮带上方便拾取的位置后，通过人机交互界面关闭整个装置；

⑽取下装置，使用切割机切割按需取样，样品尺寸100mm*100mm；

⑾根据陶瓷吸水率检测样品不同深度检测的需求，设置不同的铣削深度，按需不同层级的检测样品。

与现有技术相比，本发明的有益效果:

⑴本发明易于对陶瓷砖检测样品的表面进行不同深度的铣削，铣削深度调节简单方便，同时提出了控制方法及预处理方法，包括铣削过程的深度计算及控制等，易于提高吸水率检测结果的准确性、客观性，从而对陶瓷砖的烧结程度得出更为准确的判断，方便在实际的生产当中快速敏捷地对陶瓷烧成相关的工艺参数进行调整。

⑵本发明通过输送机构钢化玻璃的支撑及高度调整螺栓的调节，有效保证了铣削过程中基准平面的平整度，有利于铣削过程更加平稳、铣削范围更加准确。

⑶本发明的定位机构压轮组件利用缓冲件的变形量控制对陶瓷砖的压力，且该安装型式支持选择弹簧、缓冲橡胶、气弹簧、油压弹簧等作为缓冲件，使结构更为灵活；通过轴承、法兰轴承、挡圈、支臂、第一销轴、第二销轴之间的配合，使压轮的转动及受压变形更加顺滑。

⑷本发明的铣削机构中的导向装置使用滑轨、滑块配合的方式使高度调节更为可靠；并通过蜗轮蜗杆减速机与齿轮齿条配合传动，使调节的精度控制更为精准。

⑸冲水管、气管的设置可及时有效的去除铣削的陶瓷废屑，避免造成铣削过程中磨头卡顿，以及对铣削表面造成不必要的划痕。

⑹通过控制系统中PLC控制器、人机交互界面及各模块单元的控制，对铣削相关参数的计算及转化等，使预处理装置的控制过程更加智能，各机构的动作有序进行，减轻了使用人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明预处理装置的立体视图；

图2是本发明预处理装置的结构示意图；

图3是本发明铣削机构立体视图；

图4是本发明铣削机构的结构示意图；

图5是图4C-C向的剖视图；

图6是本发明压轮机构装配视图；

图7是本发明压轮机构爆炸视图；

图8是本发明控制系统的电路框图；

图9是本发明控制系统铣削模块的电路控制图。

主要组件符号说明：

机架100	纵梁101	横梁102	陶瓷砖001
				输送机构200	输送机架201	平皮带202	皮带滚筒203
减速机204	输送电机205	钢化玻璃206	支架207
				螺栓208	定位机构300	型材302	调节板303
螺栓304	压轮机构310	安装座311	压轮312
				支臂313	挡圈314	第一销轴315	第二销轴316
缓冲件317	法兰轴承318	轴承319	连杆320
				铣削机构400	主电机401	主轴402	磨盘403
轴承404	挡圈405	螺母406	轴承压盖407
				第一安装件408	第二安装件409	唇形密封圈410	紧定螺栓411
冲水管412	气管413	管支架414	传感器415
				安装挡块416	导向装置420	滑块421	滑轨422
调节装置430	齿条431	齿轮432	减速机433
				调高电机434	调节手轮435

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：

请参阅图1所示，陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，包括机架100、输送机构200、定位机构300、铣削机构400及控制系统。输送机构200用于将待处理的陶瓷砖001输送到位，并在铣削过程中提供持续的平移驱动力；机架100用于安装定位机构300及铣削机构400；定位机构300用于对输送机构200上的陶瓷砖进行紧固。防止铣削过程中陶瓷砖001发生非必要的移位；铣削机构400用于对陶瓷砖表面进行铣削处理；控制系统用于对上述机构的控制。

输送机构200包括输送机架201、平皮带202、皮带滚筒203、减速机204及输送电机205；所述输送电机205通过减速机204驱动皮带滚筒203转动，平皮带202套装在两个皮带滚筒203上，皮带滚筒203带动平皮带202移动；输送机构200还设置了用于保证输送平面平整度的钢化玻璃206、支撑所述钢化玻璃的若干支架207及用于调整支架207高度及将支架207固定在机架201上的安装螺栓208。

定位机构300包括若干压轮机构310、用于安装压轮机构310的型材302、用于吊装型材302并固定在机架201上的调节板303，所述型材302的长度方向与输送机构200的输送方向一致，所述调节板303设置在机架100的纵梁101上，纵梁101数量为2条，所述调节板303设有长腰孔，所述型材通过螺栓304吊装在调节板的长腰孔内。所述型材302有2条，压轮机构有2大组，对称地布置在平皮带202上方两侧。通过调节螺栓304紧固的位置，可以调节两组压轮机构310之间的距离，从而适应不同宽度尺寸的陶瓷砖；通过调节螺栓304吊装在调节板303上的安装高度，可适应不同厚度的陶瓷砖001的定位。

所述压轮机构310包括安装座311、压轮312、支臂313、挡圈314及第一销轴315、第二销轴316、缓冲件317，所述支臂313的一端与安装座311联接，另一端与压轮312连接，第一销轴315穿过安装座311、支臂313，第二销轴316穿过压轮312与支臂313，使压轮312可在支臂313的安装位上旋转；在支臂313与安装座311联接部位设置法兰轴承318，法兰轴承318的外圈凸台贴合在安装座311外侧，法兰轴承318数量为2个，支臂313数量为2个，第一销轴315依次通过法兰轴承318、支臂313、挡圈314、另一支臂、另一法兰轴承，使支臂在安装座311上的转动更为润滑、可靠；压轮312还可成对地在压轮312与两个支臂313之间的联接位置设置轴承319，使压轮312在支臂的313安装位上的旋转更为润滑可靠；两个支臂之间还设置了连杆320，并在安装座311上加工有腰形槽孔，连杆320穿出支臂后再进入安装座的腰形槽孔，从而使支臂绕第一销轴在安装座上的旋转范围可控；为使压轮的压紧力可控，在连杆320与安装座311的空隙中设置缓冲件317，缓冲件317可选择为弹簧、缓冲橡胶、气弹簧、油压弹簧等，通过调整安装座311的整体高度，可调整压轮机构310对同等厚度的瓷砖001通过时缓冲件317的变形量，从而实现压紧力的调节；也可通过调整安装座311的整体高度，适应不同厚度的瓷砖001的压紧。

所述机架100设置了用于安装铣削机构400、沿输送机构200输送方向布置的横梁102，横梁102联接在两条纵梁101之间，为了提高铣削机构400的铣削能力，铣削机构400可设置为多组。本实施例中为四组。

铣削机构400包括主电机401、主轴402、磨盘403、轴承404、挡圈405、螺母406、轴承压盖407、第一安装件408、第二安装件409、导向装置420、调节装置430，所述磨盘403安装在主轴402的下端部，主轴402的上端可直接插进主电机401的输出轴孔内联接，也可以通过联轴器与主电机401输出轴联接；主电机401与第一安装件408固定联接；第一安装件408加工有允许主轴402穿过的空腔；轴承404数量为3个，一个设置在第一安装件408的空腔上部，轴承404外圈与空腔内壁接触，轴承404内圈套在主轴402上，并通过空腔的凸台与挡圈405限制轴承404外圈在空腔内的上下移动；另外两个轴承404成对地设置在第一安装件408的空腔下侧，轴承压盖407的凸缘可顶住轴承404外圈，轴承压盖407外缘通过螺栓安装在第一安装件408下表面，通过空腔内表面的凸台与轴承压盖407配合，限制了轴承404在空腔的上下移动；主轴402穿过轴承404，螺母406与主轴402上的螺纹配合紧固，使螺母406下表面压到轴承404内圈的上表面，通过主轴402台阶与轴承404内圈下表面的配合、螺母406在主轴402上的螺接紧固使主轴402与轴承404内圈固定联接，由此可将主轴402在第一安装件408内的上下方向位置固定，使主轴402仅能相对第一安装件408做旋转运动，并使主轴402受到的竖直方向的主要作用力施加在轴承404及第一安装件408上，避免对主电机401造成冲击；为增强紧固效果及防止螺母406松动，螺母406数量为2。

本实施例中，第一安装件408空腔下部安装成对轴承404可为圆锥滚子轴承、深沟球轴承或推力球轴承，使主轴402受到轴向冲击力时在第一安装件408内的旋转更加稳定、可靠；在轴承压盖407与相邻轴承404的内圈、主轴402的交集位置还设置了唇形密封圈410，用以对轴承404及第一安装件408的内腔进一步密封。

导向装置420安装在第一安装件408与第二安装件409之间，导向装置420可以为滑块421与滑轨422的组合，也可以为直线轴承与光杆的组合，实施例中仅以滑块421与滑轨422组合作为示例，其中滑轨422竖直地安装在第二安装件409表面，第一安装件408与滑块421连接，通过滑轨421、滑块422的导向作用可使第一安装件408沿竖直方向平稳移动；为使导向更加平稳、第一安装件408的安装更为牢靠，滑块421数量为4，滑轨422数量为2，每条滑轨422上分别对应2个滑块421。同时，也可将滑轨422、滑块421的安装方式调转，将滑块421安装在第二安装件409上，滑轨422安装在第一安装件408上；

调节装置430包括齿条431、齿轮432、蜗轮蜗杆减速机433，调高电机434，调高电机434也可用调节手轮435替代，齿条431沿竖直方向安装在第一安装件408蜗轮蜗杆减速机433安装在第二安装件409，齿轮432安装在蜗轮蜗杆减速机433的输出轴，调高电机434或调节手轮435安装在的输入轴，调高电机434转动或旋转调节手轮435，可通过蜗轮蜗杆减速机433驱动齿轮431转动，通过齿条431齿轮432的啮合，使第一安装件408沿导向装置420竖直导向的方向上下移动。

本实施例中，当使用调节手轮435调节时，为方便现场实际操作，也可把蜗轮蜗杆减速机433安装在第一安装件408侧部，齿条431安装在第二安装件409，蜗轮蜗杆减速机433的输入轴、调节手轮435位于第一安装件408的侧部，便于调节。为方便手动调节时控制调节量，调节手轮435上可加工或粘贴数字刻度；

本实施例中，为防止蜗轮蜗杆减速机433的自锁功能失效及减少蜗轮蜗杆减速机433输出轴转动间隙对第一安装件408高度精度的影响，在第一安装件408上螺接有紧定螺栓411，紧定螺栓411端部与第二安装件409接触，在高度调节完毕后，可旋紧紧定螺栓411，使第二安装件409相对第一安装件408位置更为牢靠。

磨盘直径为180～250mm，便于处理完毕后切割取尺寸100mm×100mm的小样砖。

本实施例中，在磨盘的侧边设置冲水管412、气管413，冲水管412、气管413安装在与第一安装件408固定联接的管支架414上，管出口都指向磨盘边沿位置。

本实施例中，所述控制系统由PLC控制器、PLC控制器串联的人机交互界面、PLC控制器并联的铣削模块、输送模块组成；所述PLC控制器用于接收人机交互界面输入的各项信息，保证各主轴转速、瓷砖厚度、铣削深度、输送速度，并将信号发至铣削模块及输送模块分别处理；输送电机变频器连接输送电机，输送模块用以控制输送电机变频器动作及电机转速，从而控制平皮带的启停、运行速度。

本实施例中，所述铣削模块并联主轴电机变频器、调高电机变频器、若干个设置在每个铣削机构第二安装件409侧面的传感器415、水泵、电磁阀；所述主轴电机变频器连接主轴电机401；所述调高电机变频器连接调高电机434；铣削模块控制铣削机构400的主轴电机变频器及调高电机变频器，在接收到PLC控制器传来的信息后，将指令发至控制铣削机构400的调高电机434的第二变频器，控制调高电机434启停，进而通过蜗轮蜗杆减速机433、齿轮432、齿条431调节铣削机构磨盘403的高度；第一安装件408的侧部固定安装挡块416或挡片，用于第一安装件408向上移动时遮挡传感器415光线或接触传感器，使PLC控制器可标记该初始位置，便于控制PLC控制器控制磨盘403高度调整至初始高度；水泵用于将水加压并沿冲水管412冲出；电磁阀用于控制气管413的出气。

上述控制系统的控制方法、瓷砖吸水率检测样品的预处理方法：

⑴根据瓷砖宽度方向大小，人工调节压轮机构310的型材302之间的宽度，使两列压轮312均匀地分布在离预计瓷砖边沿向内80～100mm的位置上方。

⑵开机，在人机交互界面输入主轴转速n、瓷砖厚度t、磨削深度t1，输送速度v；

⑶PLC对瓷砖厚度t、磨削深度t₁进行计算，磨盘数量为a，计算单磨盘铣削量t₂＝t₁/a；

⑷为避免单次铣削量过大，造成电机205电流过大导致停机或陶瓷砖样品受损，单磨盘403铣削量t₂最大值为0.5mm，当计算单磨盘铣削量t₂>0.5mm时，需将铣削过程分多次处理，避免损伤设备。

⑸磨盘403离平皮带202上表面的初始高度为h，计算第m片磨盘下降高度h_m，h_m＝h-t-t₂×m；

⑹铣削模块控制将指令发至各调高电机变频器，控制各调高电机动作，使第1至第m片磨盘分别下降h₁、h₂、h₃...h_m；

⑺铣削模块控制主轴电机启动，水泵启动，电磁阀动作，输送模块通过输送机构的变频器控制输送电机启动，等待上砖；

⑻将瓷砖沿输送方向缓慢放下，瓷砖随皮带逐次进入铣削机构的磨盘下部，逐次将瓷砖表面铣削，每次铣削厚度为t₂；

⑼通过所有铣削机构铣削完毕后，瓷砖输送至平皮带202上方便拾取的位置后，通过人机交互界面关闭整个装置；

⑽取下装置，使用切割机切割按需取样，样品尺寸100mm*100mm；

⑾根据陶瓷吸水率检测样品不同深度检测的需求，设置不同的铣削深度，按需不同层级的检测样品。

以2mm作为一个梯度，分别采集铣削深度为2mm、4mm、6mm的陶瓷砖样品检测其吸水率；

⑿也可将陶瓷砖的表面及底面分别铣削所需的深度，以单独取得中间某厚度范围的坯层进行检测。例如，当对厚度12mm的陶瓷砖进行预处理时；如需检测从上到下6mm～10mm的坯层进行检测时，则分别将陶瓷砖上表面分3次磨削，每次磨削2mm后将陶瓷砖翻转底面朝上，1次磨削2mm，以取得目标坯层的检测样品。

上述控制系统、控制方法及检测方法仅以调高电机通过蜗轮蜗杆减速机、齿轮、齿条调节铣削机构的升降为例；当需节约成本，将调高电机换成带刻度的调节手轮时，上述计算、调节的过程需人工完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，包括机架、输送机构、定位机构、铣削机构及控制系统；所述机架由一对纵梁、纵梁顶部固设的横梁构成，位于机架横梁底部设有定位机构，所述定位机构包括若干压轮机构、用于安装压轮机构的型材、用于吊装型材并固定在机架上的调节板，所述型材的长度方向与输送机构的输送方向一致，所述调节板设置在机架的纵梁上，纵梁数量为二条，所述调节板设有长腰孔，所述型材通过螺栓吊装在调节板的长腰孔内；所述型材有二条，压轮机构有两大组，对称地布置在平皮带上方两侧；通过调节螺栓紧固的位置，可调节两组压轮机构之间的距离，从而适应不同宽度尺寸的陶瓷砖；通过调节螺栓吊装在调节板上的安装高度，可适应不同厚度的陶瓷砖的定位；定位机构用于对输送机构上的陶瓷砖进行紧固，防止铣削过程中陶瓷砖发生非必要的移位，定位机构顶部设有若干组铣削机构，所述铣削机构包括主电机、主轴、磨盘、轴承、挡圈、螺母、轴承压盖、第一安装件、第二安装件、导向装置、调节装置，所述磨盘安装在主轴的下端部，主轴的上端可直接插进主电机的输出轴孔内联接，或通过联轴器与主电机输出轴联接；主电机与第一安装件固定联接；第一安装件加工有允许主轴穿过的空腔；轴承数量为三个，一个设置在第一安装件的空腔上部，轴承外圈与空腔内壁接触，轴承内圈套在主轴上，并通过空腔的凸台与挡圈限制轴承外圈在空腔内的上、下移动；另外两个轴承成对地设置在第一安装件的空腔下侧，轴承压盖的凸缘可顶住轴承外圈，轴承压盖外缘通过螺栓安装在第一安装件下表面，通过空腔内表面的凸台与轴承压盖配合，限制了轴承在空腔的上、下移动；主轴穿过轴承，螺母与主轴上的螺纹配合紧固，使螺母下表面压到轴承内圈的上表面，通过主轴台阶与轴承内圈下表面的配合、螺母在主轴上的螺接紧固使主轴与轴承内圈固定联接，由此将主轴在第一安装件内的上、下方向位置固定，使主轴仅能相对第一安装件做旋转运动，并使主轴受到的竖直方向的作用力施加在轴承及第一安装件上，避免对主电机造成冲击；为增强紧固效果及防止螺母松动，螺母数量可为两个；铣削机构用于对陶瓷砖表面进行铣削处理，安装定位机构底部设有输送机构，输送机构用于将待处理的陶瓷砖输送到位，并在铣削过程中提供持续的平移驱动力，控制系统用于对预处理装置的控制；所述输送机构位于顶部平皮带的底层面设有用于保证输送平面平整度的钢化玻璃、支撑所述钢化玻璃的若干支架及用于调整支架高度及将支架固定在机架上的安装螺栓。

2.根据权利要求1所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述第一安装件空腔下部安装成对轴承可为圆锥滚子轴承、深沟球轴承或推力球轴承，使主轴受到轴向冲击力时在第一安装件内的旋转更加稳定、可靠；在轴承压盖与相邻轴承的内圈、主轴的交集位置还设置了唇形密封圈，用以对轴承及第一安装件的内腔进一步密封。

3.根据权利要求1所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述导向装置安装在第一安装件与第二安装件之间，导向装置由滑块与滑轨形成的组合体，或直线轴承与光杆形成的组合体，所述滑轨竖直地安装在第二安装件表面，第一安装件与滑块连接，通过滑轨、滑块的导向作用可使第一安装件沿竖直方向平稳移动；为使导向更加平稳、第一安装件的安装更为牢靠，滑块数量为四个，滑轨数量为两个，每条滑轨上分别对应两个滑块；同时，也可将滑轨、滑块的安装方式调转，将滑块安装在第二安装件上，滑轨安装在第一安装件上。

4.根据权利要求1所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述调节装置包括齿条、齿轮、蜗轮蜗杆减速机，调高电机，调高电机也可用调节手轮替代，齿条沿竖直方向安装在第一安装件蜗轮蜗杆减速机上，齿轮安装在蜗轮蜗杆减速机的输出轴，调高电机转动或旋转调节手轮，通过蜗轮蜗杆减速机驱动齿轮转动，通过齿条、齿轮的啮合，使第一安装件沿导向装置竖直导向的方向上、下移动。

5.根据权利要求4所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，当使用调节手轮调节时，为方便现场实际操作，把蜗轮蜗杆减速机安装在第一安装件侧部，齿条安装在第二安装件，蜗轮蜗杆减速机的输入轴、调节手轮位于第一安装件的侧部，便于调节；为方便手动调节时控制调节量，调节手轮上加工或粘贴数字刻度；为防止蜗轮蜗杆减速机的自锁功能失效及减少蜗轮蜗杆减速机输出轴转动间隙对第一安装件高度精度的影响，在第一安装件上螺接有紧定螺栓，紧定螺栓1端部与第二安装件接触，在高度调节完毕后，旋紧紧定螺栓，使第二安装件相对第一安装件位置更为牢靠；磨盘直径为180～250mm，便于处理完毕后切割取尺寸100mm×100mm的小样砖。

6.根据权利要求5所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述磨盘的侧边设置冲水管、气管，冲水管、气管安装在与第一安装件固定联接的管支架上，管出口都指向磨盘边沿位置。

7.根据权利要求1所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述控制系统由PLC控制器、PLC控制器串联的人机交互界面、PLC控制器并联的铣削模块、输送模块组成；所述PLC控制器用于接收人机交互界面输入的各项信息，保证各主轴转速、瓷砖厚度、铣削深度、输送速度，并将信号发至铣削模块及输送模块分别处理；输送电机变频器连接输送电机，输送模块用以控制输送电机变频器动作及电机转速，从而控制平皮带的启停、运行速度。

8.根据权利要求7所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置，其特征在于，所述铣削模块并联主轴电机变频器、调高电机变频器、若干个设置在每个铣削机构第二安装件侧面的传感器、水泵、电磁阀；所述主轴电机变频器连接主轴电机；所述调高电机变频器连接调高电机；铣削模块控制铣削机构的主轴电机变频器及调高电机变频器，在接收到PLC控制器传来的信息后，将指令发至控制铣削机构的调高电机的第二变频器，控制调高电机启停，进而通过蜗轮蜗杆减速机、齿轮、齿条调节铣削机构磨盘的高度；第一安装件的侧部固定安装挡块或挡片，用于第一安装件向上移动时遮挡传感器光线或接触传感器，使PLC控制器可标记该初始位置，便于控制PLC控制器控制磨盘高度调整至初始高度；水泵用于将水加压并沿冲水管冲出；电磁阀用于控制气管的出气。

9.一种根据权利要求1所述陶瓷砖吸水率检测样品的预处理装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴根据瓷砖宽度方向大小，人工调节压轮机构的型材之间的宽度，使两列压轮均匀地分布在离预计瓷砖边沿向内80～100mm的位置上方；

⑵开机，在人机交互界面输入主轴转速n、瓷砖厚度t、磨削深度t1，输送速度v；

⑶PLC对瓷砖厚度t、磨削深度t₁进行计算，磨盘数量为a，计算单磨盘铣削量t₂＝t₁/a；

⑷为避免单次铣削量过大，造成输送电机电流过大导致停机或陶瓷砖样品受损，单磨盘铣削量t₂最大值为0.5mm，当计算单磨盘铣削量t₂＞0.5mm时，需将铣削过程分多次处理，避免损伤设备；

⑸磨盘离平皮带上表面的初始高度为h，计算第m片磨盘下降高度h_m，h_m＝h-t-t₂×m；

⑹铣削模块控制将指令发至各调高电机变频器，控制各调高电机动作，使第1至第m片磨盘分别下降h₁、h₂、h₃...h_m；

⑺铣削模块控制主轴电机启动，水泵启动，电磁阀动作，输送模块通过输送机构的变频器控制输送电机启动，等待上砖；

⑻将瓷砖沿输送方向缓慢放下，瓷砖随皮带逐次进入铣削机构的磨盘下部，逐次将瓷砖表面铣削，每次铣削厚度为t₂；

⑼当所有铣削机构铣削完毕后，瓷砖输送至平皮带上方便拾取的位置后，通过人机交互界面关闭整个装置；

⑽取下装置，使用切割机切割按需取样，样品尺寸100mm*100mm；

⑾根据陶瓷吸水率检测样品不同深度检测的需求，设置不同的铣削深度，按需不同层级的检测样品。

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