CN202592562U - 一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统 - Google Patents

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本实用新型公开一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其包括主控单元和操作单元;主控单元包括人机界面和可编程控制器;操作单元包括均电连接至可编程控制器的控制输出端的左圆盘锯驱动单元、右圆盘锯驱动单元及圆盘锯升降驱动单元,还包括有带动小车作纵向移位的小车控制驱动单元和带动左、右圆盘锯作横向移位的横向控制驱动单元,小车控制驱动单元包括用于检测上述左、右圆盘锯驱动单元的驱动功率的左、右盘检测模块,横向控制驱动单元包括用于检测左、右圆盘锯横向移位量的横向检测模块;本案同现有技术相比,通过系统结构和控制方式上的改进达到了高效的精准切割和高水平的出材率,具有自动化水平高、高效节能、安全环保等特点。

Description

一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于石材矿山开采新技术领域,具体是指一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统。
背景技术
[0002] 近年来,随着金刚石圆盘锯切石板材技术的成熟,一种在石材矿山上锯切荒料的圆盘锯采石机(圆盘式矿山石材锯切机)已得到普遍的推广和应用,该种机械的应用改变了传统的石材开采方法,开采不用爆破,不用人工打契,方料外形整洁,尺寸精确,石材的整体质量大大提高,减少了烟雾粉尘及石渣对环境的污染,节约了大量的矿产资源;然而,目前所述圆盘式矿山石材锯切机其在系统结构和控制方式上的设计还不够兼容完善,例如,双圆盘锯在锯切中只能跟随小车作纵向的单维移动,故其在矿体上只能锯切出固定厚度的石板材,而不能根据石板材所需的规格尺寸直接在在矿体上切割加工,矿山的出材率较低; 锯切中控制系统的控制精度及力度不足,经常出现左右切割均衡性失调而造成能耗大、设备损耗严重、易出事故等缺陷。
[0003] 有鉴于此,本发明人针对现有所述控制系统存在的问题进行了深入研究,本案由此产生。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,实现了高效又精准地切割和高水平的出材率,具有自动化水平高、高效节能及安全环保等特点。
[0005] 为了达成上述目的,本实用新型的解决方案是:
[0006] 一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其包括主控单元和操作单元;上述主控单元包括进行双向电连接的人机界面和可编程控制器;上述操作单元包括均电连接至上述可编程控制器的控制输出端的左圆盘锯驱动单元、右圆盘锯驱动单元及圆盘锯升降驱动单元,还包括有带动小车作纵向移位的小车控制驱动单元和带动左、右圆盘锯作横向移位的横向控制驱动单元,上述小车控制驱动单元包括有用于检测上述左、右圆盘锯驱动单元的驱动功率的左、右盘检测模块,上述横向控制驱动单元包括有用于检测上述左、右圆盘锯横向移位量的横向检测模块。
[0007] 上述小车控制驱动单元包括纵向控制模块、小车驱动电机和上述左、右盘检测模块,该左、右盘检测模块的输入端分别与上述左、右圆盘锯驱动单元相电连接,输出端均电连接至上述纵向控制模块的信号输入端,上述纵向控制模块的总控制端与上述可编程控制器进行双向电连接,上述小车驱动电机电连接至上述纵向控制模块的控制输出端上。
[0008] 上述横向控制驱动单元包括上述横向检测模块、横向控制模块和左、右盘横向驱动电机,上述横向检测模块的输出端电连接至上述横向控制模块的信号输入端,上述横向控制模块的总控制端与上述可编程控制器进行双向电连接,上述左、右盘横向驱动电机分另Ij电连接至上述横向控制模块的控制输出端上。
[0009] 上述左圆盘锯驱动单元包括左盘启动模块和左盘驱动电机,上述右圆盘锯驱动单元包括右盘启动模块和右盘驱动电机,上述左、右盘启动模块的输入端分别电连接至上述可编程控制器的控制输出端,输出端各自与上述左、右盘驱动电机的输入端相电连接。
[0010] 上述圆盘锯升降驱动单元包括控制器和左、右升降驱动电机,该控制器的输入端电连接至上述可编程控制器的控制输出端,输出端分别与上述左、右升降驱动电机相电连接。
[0011] 采用上述方案后,本实用新型一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,控制时,通过操作人机界面,由主控单元实现对整机的全面监控,先由圆盘锯升降驱动单元调节左、右圆盘锯所需的适当高度,小车驱动模块带动小车推进运动,由左、右圆盘锯驱动单元分别驱动左、右圆盘锯高速旋转以进行锯切;锯切过程中,左、右检测模块分别实时检测左、右圆盘锯驱动单元的驱动功率(能够反映圆盘锯的切割功效),该检测得的检测信号 反馈至可编程控制器(以下称PLC),由PLC进行处理分析后,由该PLC发出控制指令至小车控制驱动单元,从而达到调节小车的纵向驱动速度,由此小车上的左、右圆盘锯的左右切割能够达到较佳的均衡性;另外,由横向控制驱动单元调节控制左、右圆盘锯的横向移位,并且由横向检测模块检测本次锯切与下次锯切的切缝间距,其同样将检测信号反馈至PLC,并由PLC发出控制指令至横向控制驱动单元,实现圆盘锯横向位置的给定调节,则圆盘锯在同一对轨道上可切割出更多的石缝,在矿山上能够直接切割出所需规格尺寸的工程石板材;由此,本案同现有技术相比,通过系统结构和控制方式上的改进达到了高效又精准地切割和高水平的出材率,具有自动化水平高、高效节能、安全环保等特点。
附图说明
[0012] 图I是本实用新型的原理框图。
[0013] 标号说明
[0014]
人机界面 I 可编程控制器 2
左圆盘锯驱动单元 3 左盘启动模块 31
左盘驱动电机 32 右圆盘锯驱动单元 4
右盘启动模块 41 右盘驱动电机 42
小车控制驱动单元 5 控制模块 51
左盘检测模块 52 右盘检测模块 53
小车驱动电机 M 横向控制驱动单元 6
横向控制模块 61 左盘横向驱动电机 62
右盘横向驱动电机 63 横向检测模块 64
圆盘锯升降驱动单元 7 升降控制器 71[0015]
左盘升降驱动电机 72 右盘升降驱动电机 73
辅助控制模块 8
具体实施方式
[0016] 为了进一步解释本实用新型的技术方案,下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。
[0017] 本实用新型涉及的一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,如图I所示,其包括有主控单元和操作单元;主控单元包括进行双向电连接的人机界面I和可编程控制器(以下简称PLC) 2 ;操作单元包括有左圆盘锯驱动单元3、右圆盘锯驱动单元4、控制纵向移位的小车控制驱动单元5、控制圆盘锯横向移位的横向控制驱动单元6及圆盘锯升·降驱动单元7 ;下面对所述每个单元依次作详细阐述。
[0018] 所述人机界面I,可以采用目前通用的触摸式人机界面(HMI ),其可设有手动和自动模式进行切换,人机界面I主要用于设定整机系统的各种参数,同时用于显示各种工艺参数、状态、报警信息等,其通过通信网络与可编程控制器2进行双向通信电连接,实现对整机机械的全面监控作用,具体可以使得切割机头横向移动量、锯切板材厚度及切割速度的控制参量通过人机界面I预先设定、自动检测、自动执行、实现全自动控制。
[0019] 所述左圆盘锯驱动单元3和右圆盘锯驱动单元4分别用于控制驱动左、右圆盘锯的旋转功用,具体的,左圆盘锯驱动单元3包括有左盘启动模块31和左盘驱动电机32,右圆盘锯驱动单元4包括右盘启动模块41和右盘驱动电机42,所述左、右盘启动模块31、41的输入端分别电连接至可编程控制器2的控制输出端,输出端各自电连接至左、右盘驱动电机32、42的输入端上;所述左/右圆盘锯驱动单元3/4均采用交流传动降压启动方式,由可编程控制器2指令控制,通过启动器(即左/右盘启动模块31/41)来启动圆盘锯驱动轴电机(左/右盘驱动电机32/42),最终带动左、右圆盘锯的适当旋转工作。
[0020] 所述小车控制驱动单元5,其用于控制载有左、右圆盘锯的小车沿轨道(纵向)来回往返运动,并且通过检查装置检测左/右圆盘锯驱动单元3/4的驱动功率(即能够检测左、右圆盘锯锯切中电机负荷的变化情况),将检测信号传送至可编程控制器2,由可编程控制器2发出控制指令调整小车的驱动速度;具体的,小车控制驱动单元5包括构成半闭环控制系统的控制模块51、左盘检测模块52、右盘检测模块53及小车驱动电机54,该左、右盘检测模块52、53的输入端分别与左、右圆盘锯驱动单元3、4的电机回路进行电连接,输出端均电连接至控制模块51的信号输入端,控制模块51的总控制端与可编程控制器2进行双向电连接,控制模块51的控制输出端电连接至小车驱动电机54上。
[0021] 所述横向控制驱动单元6,其用于控制小车上的横梁桥架作横向移位动作,即设于横梁桥架上的左、右圆盘锯即可作横向位置调整作用,并且通过检查装置检测左、右圆盘锯的横向移位量,检测装置将检测信号传送至可编程控制器2,由可编程控制器2发出控制指令调整左、右圆盘锯在横向上的给定位置,该给定位置可以通过人机界面I预先设定,也可以手动临时给定;具体的,横向控制驱动单元6,包括构成闭环系统的横向控制模块61、横向检测模块64、左盘横向驱动电机62和右盘横向驱动电机63,横向检测模块64的输出端电连接至横向控制模块61上,横向控制模块61的总控制端与可编程控制器2进行双向电连接,左、右盘横向驱动电机62、63分别电连接至横向控制模块61的控制输出端上。
[0022] 所述圆盘锯升降驱动单元7,用于调节控制左、右圆盘锯的高度,其包括升降控制器71、左盘升降驱动电机72和右盘升降驱动电机73,升降控制器71的输入端电连接至可编程控制器2的控制输出端,输出端与左、右盘升降驱动电机72、73分别进行电连接,由升降控制器71接收来自可编程控制器2的控制指令,由此带动左、右盘升降驱动电机72、73分别作相应变化从而使左、右圆盘锯升降到给的高度。所述操作单元还设有辅助控制单元8,其由继电控制电路组成,包括有主令开关、行程开关、限位开关、照明、信号指示及冷却泵及液压泵等机构。
[0023] 由此,本案控制系统控制时,通过操作人机界面1,由主控单元实现对整机的全面监控,先由圆盘锯升降驱动单元7调节左、右圆盘锯所需的适当高度,小车驱动电机54带动小车推进运动,由左、右圆盘锯驱动单元3、4分别驱动左、右圆盘锯高速旋转以进行锯切; 锯切过程中,左、右检测模块52、53分别实时检测左、右盘驱动电机32、42的驱动电流(能够反映圆盘锯的切割功效),其将检测得的检测信号经由控制模块51传送至可编程控制器2,由可编程控制器2对该反馈的检测信号进行分析、对比、运算后,由该可编程控制器2发出控制指令至控制模块51,从而控制小车驱动电机54改变转速,进而达到调节小车的驱动速度,由此小车上的左、右圆盘锯的左右切割功效达到时时均衡,最终使整个机械设备具有高效又精准地切割,发挥了最佳的锯切效率。
[0024] 再有,上述本次纵向移动切割石料结束后,由横向控制驱动单元6控制,左、右圆盘锯在横梁桥架上横向移动、定位,之后再由上述小车控制驱动单元5控制作下一次的纵向移动切割石料,由此切出新的切缝,如此反复直至横向车架限位处,故圆盘锯在同一对轨道上可切割出多条石缝,在矿山上能够直接切割出所需规格尺寸的工程石板材;再上述横向移动过程中,由横向检测模块64检测本次锯切与下次锯切的切缝间距,其将检测信号经由横向控制模块61反馈至PLC,并由PLC发出控制指令至横向控制驱动单元6,实现圆盘锯横向给定位置的精准调整,由此在矿体上能够直接锯切出一定给定厚度的工程石板材,然后整装运输到建筑工地,其节省了荒料开采、吊装运输和石材厂加工环节,使矿山的出材率大大提闻。
[0025] 本案所述二维可移动圆盘式矿山石材锯切机它借鉴圆盘金刚锯切割加工板材的原理,将金刚石刀具高速切割技术直接应用于工程石材开采,由可以在轨道上纵向移动的小车、可在小车上横向移动的横梁桥架及组装在横梁桥架上的左、右两台圆盘组合锯机,构成二维可移动的锯切机底盘,整机设计合理,结构简单,利用一轨道车架承载锯机,小车纵向移动切割石料,横梁桥架横向移动可调节出新的切缝,无需频繁移动调整轨道,实现锯机的每一锯片在同一对轨道上可切割出更多的石缝,提高切割效率,可在矿山上直接切割出工程石板材。
[0026] 开采时考虑到在主轴转速和刀头下刀量恒定的情况下,行走速度过快,不仅加大圆盘锯主轴电机的负荷还加大圆盘金刚石刀头的磨损,严重者将打坏金刚石刀头及烧毁电机;行走速度过慢,那么圆盘锯主轴电机的又处在小负荷状态、大主轴电机负载率低,能源利用率低,故本案小车控制驱动单元5的功能控制设计很好地克服了所述问题,其将数字化变频技术应用于行走速度的自动控制与调节,而且还应用于圆盘金刚锯的转速、下降速度的自动控制与调节,由此保证了在有效功率下的最佳切割,提高生产效率、实现节能降耗。
[0027] 再有,电气控制采用可编程控制(PLC),它不仅可以提高控制的可靠性,还可以与人机界面I及控制器组成数字化控制系统,不仅提高整机的安全运行能力、自动控制水平,使锯切机可根据石材硬度和加工要求及时调整转盘转速,确保锯片切割运行的稳定、石材切割精确,还增强安全报警及连锁防护,减轻操作人员的工作和维护强度。则本案同现有技术相比,通过系统结构和控制方式上的改进,可根据工程石材的尺寸和规格直接在矿体上进行开采,是集石材开采与加工于一体的工程石材矿山直采技术,达到了高效又精准地切割和高水平的出材率,具有自动化水平高、高效节能、安全环保等特点。
[0028] 上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (5)

1. 一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其特征在于:包括主控单元和操作单元;上述主控单元包括进行双向电连接的人机界面和可编程控制器;上述操作单元包括均电连接至上述可编程控制器的控制输出端的左圆盘锯驱动单元、右圆盘锯驱动单元及圆盘锯升降驱动单元,还包括有带动小车作纵向移位的小车控制驱动单元和带动左、右圆盘锯作横向移位的横向控制驱动单元,上述小车控制驱动单元包括有用于检测上述左、右圆盘锯驱动单元的驱动功率的左、右盘检测模块,上述横向控制驱动单元包括有用于检测上述左、右圆盘锯横向移位量的横向检测模块。
2.如权利要求I所述的一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其特征在于:上述小车控制驱动单元包括纵向控制模块、小车驱动电机和上述左、右盘检测模块,该左、右盘检测模块的输入端分别与上述左、右圆盘锯驱动单元相电连接,输出端均电连接至上述纵向控制模块的信号输入端,上述纵向控制模块的总控制端与上述可编程控制器进行双向电连接,上述小车驱动电机电连接至上述纵向控制模块的控制输出端上。
3.如权利要求I所述的一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其特征在于:上述横向控制驱动单元包括上述横向检测模块、横向控制模块和左、右盘横向驱动电机,上述横向检测模块的输出端电连接至上述横向控制模块的信号输入端,上述横向控制模块的总控制端与上述可编程控制器进行双向电连接,上述左、右盘横向驱动电机分别电连接至上述横向控制模块的控制输出端上。
4.如权利要求I所述的一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其特征在于:上述左圆盘锯驱动单元包括左盘启动模块和左盘驱动电机,上述右圆盘锯驱动单元包括右盘启动模块和右盘驱动电机,上述左、右盘启动模块的输入端分别电连接至上述可编程控制器的控制输出端,输出端各自与上述左、右盘驱动电机的输入端相电连接。
5.如权利要求I所述的一种二维可移动圆盘式矿山石材锯切机控制系统,其特征在于:上述圆盘锯升降驱动单元包括控制器和左、右升降驱动电机,该控制器的输入端电连接至上述可编程控制器的控制输出端,输出端分别与上述左、右升降驱动电机相电连接。
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CN105058591A (zh) * 2015-07-23 2015-11-18 渤海大学 圆盘锯石机的控制系统及控制方法

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