CN117799068A - 具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿山机械领域，具体涉及具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法，所述的绳锯机包括绳锯机本体、进给单元、姿态检测件和电控单元，进给单元设有牵引组件和调节组件。本发明利用牵引组件对绳锯机本体的锯绳提供进刀张力，利用电控单元采集绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和接受姿态检测件采集到的绳锯机本体的动态偏斜信息进行PID算法计算和分析处理，并指令调节组件的若干组调节缸组的驱动缸在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体进行移动和摆动，使绳锯机本体移动和纠偏复位来动态补偿调节锯绳张力，通过调节组件自主调节来使绳锯机保持切割张力恒定和姿态稳定，从而可提高绳锯机切割的稳定性和切割质量。

Description

具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法

技术领域

本发明涉及矿山机械领域，具体涉及具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法。

背景技术

金刚石绳锯机主要应用于矿山开采、石材加工、建筑拆解等众多领域对石材或其他建筑材料的切割。绳锯机的金刚石锯绳的进刀张力的提供方式主要分为有导轨式的行走机构拉动和无导轨式的履带式底盘拖动。由于有导轨式的拉动需要在施工现场铺设轨道，既不方便也会受到地形和基底的局限，应用范围有限，而无导轨的履带式拖动局限性小且操作方便，因此应用得更为广泛。比如授权公告号为CN208468746U的实用新型专利公开了《一种绳锯机》，其描述道：“…采用履带式车轮组驱动机架移动，进而驱动金刚石绳锯进给切割石材，相对于导轨式绳锯机需要铺设导轨来驱动绳锯机进给…使用更加方便…”。但是由于矿山的实际地面无法始终保持平整，绳锯机在切割时，若履带式行走机构走在凸凹不平的地面上，有时会产生姿态偏斜并引起机器间歇振动，这振动会影响锯绳的切割张力的稳定性，切割张力的骤变既容易使金刚石锯绳绷紧或松弛进而使锯绳易断裂或打滑烧坏防滑胶条，从而影响切割质量，也容易引起绳锯机的主电机实际工作电流不稳定而损坏电机。另外若绳锯机的履带行走在左右倾斜的地面上，绳锯机机身姿态无法保持稳定，也会影响锯绳的切割张力的稳定性和切割质量。鉴于此，有必要设计出一种具有自调节功能，能自动适应不同地面环境且能保持切割张力恒定和姿态稳定的金刚石锯绳机，来提高切割的稳定性和切割质量，是目前待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明公开具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法，所述的绳锯机包括绳锯机本体、进给单元、姿态检测件和电控单元，进给单元设有牵引组件和调节组件，其牵引组件可驱使绳锯机本体的锯绳张紧并提供进刀张力，其调节组件可对锯绳的张力进行自动补偿调节使其恒定和可对绳锯机本体的姿态进行复位调整。本发明在绳锯机本体的底部设有将调节组件与牵引组件集成一起的进给单元，利用牵引组件对绳锯机本体的锯绳提供进刀张力，利用电控单元采集绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和接受姿态检测件采集到的绳锯机本体的动态偏斜信息进行PID算法计算和分析处理，并指令调节组件的若干组调节缸组的驱动缸在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体进行移动和摆动，使绳锯机本体移动和偏斜的锯机本体复位来动态补偿调节锯绳张力，通过调节组件自主调节来自动适应不同地面环境使绳锯机保持切割张力恒定和姿态稳定，从而可提高绳锯机切割的稳定性和切割质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

具有自调节功能的金刚石绳锯机，包括绳锯机本体和电控单元，所述的绳锯机本体包含用于切割物料的环形锯绳和驱使环形锯绳连续运动的主电机，所述的电控单元内置有PID功能模块，其特征在于：还包括进给单元和姿态检测件，所述的绳锯机本体连接在进给单元上，所述的姿态检测件连接在绳锯机本体上，所述的进给单元设有牵引运动机构和调节机构，其牵引运动机构可驱使绳锯机本体的锯绳张紧并提供进刀张力，其调节机构可对锯绳的张力进行自动补偿调节使其恒定和可对绳锯机本体的姿态进行复位调整，所述的进给单元、绳锯机本体和姿态检测件均与电控单元电性连接，电控单元可采集绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和接收姿态检测件采集的绳锯机本体的动态偏斜信息并可进行PID算法计算，电控单元可控制绳锯机本体和进给单元动作，实时调节锯绳张力和绳锯机本体的姿态。

所述的进给单元包括牵引组件和调节组件，所述的调节组件连接在牵引组件上。

所述的牵引组件包括履带轮组和牵引底盘，所述的履带轮组为二组，二组履带轮组对称设置并连接在牵引底盘的左右两侧。

进一步，所述的履带轮组为可行走的履带式移动构件，其包含有履带、托带轮、驱动轮、驱动电机、支重轮和导向轮。

所述的调节组件设有若干组调节缸组且其调节缸组不少于三组，所述的调节缸组包括驱动缸、铰支座和虎克铰，所述的铰支座连接在驱动缸的一端，所述的虎克铰连接在驱动缸的另一端。

所述的驱动缸为由伺服电机驱动的电动缸或由设有伺服油泵的液压系统控制的油缸或由比例阀控制的油缸。

所述的调节组件的若干组调节缸组通过铰支座铰接在牵引底盘上，并通过虎克铰铰接在绳锯机本体的机架上。

所述的姿态检测件设有陀螺仪，其可动态采集绳锯机本体的偏斜状态信息且可反馈至电控单元。

所述的电控单元设有控制主板，在其控制主板中内置有PID功能模块，电控单元可依绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和姿态检测件反馈的绳锯机本体的动态偏斜信息进行分析处理，指令若干组调节缸组的驱动缸进行协同升降，来共同驱使绳锯机本体移动和摆动，进而动态调整锯绳张力和对绳锯机本体工作时产生的姿态偏斜进行复位调整。

所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机的调节方法包含有：

a. 所述的进给单元的牵引组件可驱使绳锯机本体的锯绳张紧并提供进刀张力；

b. 所述的进给单元的调节组件随牵引组件一起移动并对牵引组件产生的振动和偏斜所引起的切割张力失衡进行补偿调整和复位调整；

c. 所述的电控单元可采集绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和可接受姿态检测件采集到的绳锯机本体的动态偏斜信息，并进行PID算法计算和分析处理；

d. 所述的电控单元可指令所述的调节组件的若干组调节缸组的驱动缸在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体进行移动和摆动复位来动态补偿调节锯绳张力，使锯绳张力恒定。

由以上描述可知，本发明提供的具有自调节功能的金刚石绳锯机及其调节方法的优点在于：一是在绳锯机本体的底部设有将调节组件与牵引组件集成一起的进给单元，并在绳锯机本体上设置姿态检测件，利用牵引组件对绳锯机本体的锯绳提供进刀张力，利用电控单元采集绳锯机本体的主电机的实际工作电流的动态信息和接受姿态检测件采集到的绳锯机本体的动态偏斜信息进行PID算法计算和分析处理，并指令调节组件的若干组调节缸组的驱动缸在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体进行移动和摆动，使绳锯机本体移动和偏斜的锯机本体复位来动态补偿调节锯绳张力，通过调节组件自主调节来自动适应不同地面环境使绳锯机保持切割张力恒定和姿态稳定。一是调节组件内的若干组调节缸组的驱动缸在各自升降的过程中协同联动，并且随牵引组件一起移动，调节组件对牵引组件产生的振动和偏斜所引起的切割张力失衡可进行补偿调节和复位调整，从而可提高切割的稳定性和切割质量以及设备的使用寿命。二是在绳锯机本体上设有姿态检测件，其可采集绳锯机本体的偏斜状态的动态信息且可反馈至电控单元，通过电控单元的PID算法计算和分析处理，可指令若干组调节缸组的驱动缸协同联动来动态调整绳锯机本体的姿态使其快速复位，可使绳锯机的履带行走在左右倾斜和凸凹不平的地面上时，绳锯机机身姿态始终保持稳定，从而可突破工作环境的局限性，应用更为广泛。本发明设计合理，结构简单，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1 为本发明所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机的总体示意图。

图2 为进给单元的示意图。

图3 为调节组件的放大示意图。

图4 为调节缸组的放大示意图。

附图标记：

1绳锯机本体；2进给单元；21牵引组件；211履带轮组；212牵引底盘；22调节组件；221调节缸组；2211驱动缸；2212铰支座；2213虎克铰；3姿态检测件；4电控单元。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机包括绳锯机本体1、进给单元2、姿态检测件3和电控单元4，所述的绳锯机本体1包含用于切割物料的环形锯绳和驱使环形锯绳连续运动的主电机，所述的电控单元4设有控制主板，在其控制主板中内置有PID功能模块，所述的姿态检测件3设有陀螺仪，陀螺仪能测量和感知物体角度变化，陀螺仪是公知技术。所述的绳锯机本体1连接在进给单元2上，所述的姿态检测件3连接在绳锯机本体1上，所述的进给单元2设有牵引运动机构和调节机构，其牵引运动机构可驱使绳锯机本体1的锯绳张紧并提供进刀张力，其调节机构可对锯绳的张力进行自动补偿调节使其恒定和可对绳锯机本体1的姿态进行复位调整，所述的进给单元2、绳锯机本体1和姿态检测件3均与电控单元4电性连接，电控单元4可采集绳锯机本体1的主电机的实际工作电流的动态信息和接收姿态检测件3采集的绳锯机本体1的动态偏斜信息并可进行PID算法计算。PID控制为公知技术，它将给定值与实际输出值的偏差的比例、积分、微分通过线性组合形成控制量，对被控对象进行控制。电控单元4可控制绳锯机本体1和进给单元2动作，实时调节锯绳张力和绳锯机本体1的姿态。

如图1至图4所示，本发明所述的进给单元2包括牵引组件21和调节组件22，所述的调节组件22连接在牵引组件21上。所述的牵引组件21包括履带轮组211和牵引底盘212，所述的履带轮组211为二组，二组履带轮组211对称设置并连接在牵引底盘212的左右两侧。所述的履带轮组211为可行走的履带式移动构件，其包含有履带、托带轮、驱动轮、驱动电机、支重轮和导向轮，履带轮组211为公知技术。所述的调节组件22设有若干组调节缸组221且其调节缸组221不少于三组，本实施例的调节组件22设有三组调节缸组221，所述的调节缸组221包括驱动缸2211、铰支座2212和虎克铰2213，所述的铰支座2212连接在驱动缸2211的一端，所述的虎克铰2213连接在驱动缸2211的另一端。虎克铰是一种用于空间并联构型装备的铰链结构，其可使被连接构件在给定的空间内可多维度运动，虎克铰是公知技术。所述的驱动缸2211为由伺服电机驱动的电动缸或由设有伺服油泵的液压系统控制的油缸或由比例阀控制的油缸，本实施例的驱动缸2211为由伺服电机驱动的电动缸。所述的调节组件22的若干组调节缸组221通过铰支座2212铰接在牵引底盘212上，并通过虎克铰2213铰接在绳锯机本体1的机架上。所述的电控单元4可依绳锯机本体1的主电机的实际工作电流的动态信息和姿态检测件3反馈的绳锯机本体1的动态偏斜信息进行分析处理，指令若干组调节缸组221的驱动缸2211进行协同升降，来共同驱使绳锯机本体1移动和摆动，进而动态调整锯绳张力和对绳锯机本体1工作时产生的姿态偏斜进行复位调整。

本发明所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机的调节方法如下。

先依据待切割物料比如石材、旧建筑构件的质地特性和切割面的倾斜姿态，在电控单元4中设定绳锯机本体1的主电机的工作电流的标准值和允差，以及设定绳锯机本体1工作姿态时允许的偏斜标准值和允差；将绳锯机本体1的金刚石锯绳套接在待切割的物料上，启动牵引组件21向后移动，驱使绳锯机本体1的锯绳张紧并与物料接触；启动主电机；牵引组件21继续向后缓慢移动，驱使绳锯机本体1的锯绳进刀切割; 电控单元4不断采集绳锯机本体1的主电机的实际工作电流的动态信息和接受姿态检测件3采集到的绳锯机本体1的实际偏斜动态信息，电控单元4将这些动态信息与提前设定的绳锯机本体1的主电机的工作电流的标准值及允差和提前设定的绳锯机本体1工作姿态时允许的偏斜标准值及允差进行比对分析和PID算法计算，并向调节组件22的若干组调节缸组221的驱动缸2211分别输出执行指令，驱使各个驱动缸2211在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体1进行移动和摆动复位来动态补偿调节锯绳张力，使锯绳张力恒定和姿态稳定。

本发明在绳锯机本体1的底部设有将调节组件22与牵引组件21集成一起的进给单元2，利用牵引组件21对绳锯机本体1的锯绳提供进刀张力，利用电控单元4采集绳锯机本体1的主电机的实际工作电流的动态信息和接受姿态检测件3采集到的绳锯机本体1的动态偏斜信息进行PID算法计算和分析处理，并指令调节组件22的若干组调节缸组221的驱动缸2211在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体1进行移动和摆动，使绳锯机本体1移动和偏斜的锯机本体1复位来动态补偿调节锯绳张力，通过调节组件22自主调节来自动适应不同地面环境使绳锯机保持切割张力恒定和姿态稳定，从而可提高绳锯机切割的稳定性和切割质量。

上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.具有自调节功能的金刚石绳锯机，包括绳锯机本体（1）和电控单元（4），所述的绳锯机本体（1）包含用于切割物料的环形锯绳和驱使环形锯绳连续运动的主电机，所述的电控单元（4）内置有PID功能模块，其特征在于：还包括进给单元（2）和姿态检测件（3），所述的绳锯机本体（1）连接在进给单元（2）上，所述的姿态检测件（3）连接在绳锯机本体（1）上，所述的进给单元（2）包括牵引组件（21）和调节组件（22），所述的调节组件（22）连接在牵引组件（21）上，所述的牵引组件（21）可驱使绳锯机本体（1）的锯绳张紧并提供进刀张力，所述的调节组件（22）设有若干组调节缸组（221）且其调节缸组（221）不少于三组，所述的调节缸组（221）包括驱动缸（2211）、铰支座（2212）和虎克铰（2213），所述的铰支座（2212）连接在驱动缸（2211）的一端，所述的虎克铰（2213）连接在驱动缸（2211）的另一端，调节缸组（221）可对锯绳的张力进行自动补偿调节使其恒定和可对绳锯机本体（1）的姿态进行复位调整，所述的进给单元（2）、绳锯机本体（1）和姿态检测件（3）均与电控单元（4）电性连接，电控单元（4）可采集绳锯机本体（1）的主电机的实际工作电流的动态信息和接收姿态检测件（3）采集的绳锯机本体（1）的动态偏斜信息并可进行PID算法计算，电控单元（4）可控制绳锯机本体（1）和进给单元（2）动作。

2.根据权利要求1所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：所述的牵引组件（21）包括履带轮组（211）和牵引底盘（212），所述的履带轮组（211）为二组，二组履带轮组（211）对称设置并连接在牵引底盘（212）的左右两侧。

3.根据权利要求1所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：所述的驱动缸（2211）为由伺服电机驱动的电动缸或由设有伺服油泵的液压系统控制的油缸或由比例阀控制的油缸。

4.根据权利要求2所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：所述的调节组件（22）的若干组调节缸组（221）通过铰支座（2212）铰接在牵引底盘（212）上，并通过虎克铰（2213）铰接在绳锯机本体（1）的机架上。

5.根据权利要求4所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：所述的姿态检测件（3）设有陀螺仪，其可动态采集绳锯机本体（1）的偏斜状态信息且可反馈至电控单元（4）。

6.根据权利要求5所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：所述的电控单元（4）设有控制主板，在其控制主板中内置有PID功能模块，电控单元（4）可依绳锯机本体（1）的主电机的实际工作电流的动态信息和姿态检测件（3）反馈的绳锯机本体（1）的动态偏斜信息进行分析处理，指令若干组调节缸组（221）的驱动缸（2211）进行协同升降，来共同驱使绳锯机本体（1）移动和摆动。

7.根据权利要求6所述的具有自调节功能的金刚石绳锯机，其特征在于：其调节方法包含有：

a. 所述的进给单元（2）的牵引组件（21）可驱使绳锯机本体（1）的锯绳张紧并提供进刀张力；

b. 所述的进给单元（2）的调节组件（22）随牵引组件（21）一起移动并对牵引组件（21）产生的振动和偏斜所引起的切割张力失衡进行补偿调整和复位调整；

c. 所述的电控单元（4）可采集绳锯机本体（1）的主电机的实际工作电流的动态信息和可接受姿态检测件（3）采集到的绳锯机本体（1）的动态偏斜信息，并进行PID算法计算和分析处理；

d. 所述的电控单元（4）可指令所述的调节组件（22）的若干组调节缸组（221）的驱动缸（2211）在各自升降的过程中协同联动，共同驱使绳锯机本体（1）进行移动和摆动复位来动态补偿调节锯绳张力，使锯绳张力恒定。