CN217476288U - 一种石材切割用圆锯机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种石材切割用圆锯机，包括装置主体；装置主体包括切割机构和承载切割机构的承载机构；承载机构包括承载座和处于承载座下方的移动轮组；装置主体还包括控制机构；控制机构包括驱动移动轮组移动的第一驱动装置；移动轮组包括第一轮组、与第一轮组相配合的第二轮组；第一驱动装置还包括驱动第一轮组转动的第一驱动电机和驱动第二轮组转动的第二驱动电机；控制机构还包括行走变频驱动器和控制器；控制器包括测距组件；测距组件包括设置在承载座上的磁力开关和设置于第一轮体或第二轮体上的磁力块；磁力块跟随第一轮组或第二轮组转动。通过测距组件对行走距离进行测定，控制器可依照行走距离控制石材切割用圆锯机使其自动行走。

Description

一种石材切割用圆锯机

技术领域

本发明涉及采石机械技术领域，具体涉及一种石材切割用圆锯机。

背景技术

对硬质材料例如矿业的石材进行切割时，普遍采用的切割装置是带有环形刀具的切割器具，典型的该类切割器具例如带锯、链锯、绳锯以及圆盘锯。其中，圆盘锯机具有分别独立驱动的两个圆盘锯片对石材进行同步切割，这种双圆盘锯机具有行走结构，以带动所述圆盘锯机沿着预设轨道所限定的路线对石材的平行两侧进行高效切割，现有技术中通过设置固定的行走速度使得圆锯匀速向前切割石材；然而对于石材而言，石材本身在不同位置的硬度会存在差异；若切割硬度高的部分需要缓慢行走，使得圆锯具有更长的切割时间；若切割硬度较低的部分则可提高行走速率，提高切割效率；相比较于匀速切割，根据石材硬度变化自适应调整行走速率，能减少电能的浪费，提高切割效率。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应调节行走速率的石材切割用圆锯机，以解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种石材切割用圆锯机，包括装置主体；所述装置主体包括切割机构和承载切割机构的承载机构；所述承载机构包括承载座和处于承载座下方的移动轮组；所述装置主体还包括控制机构；所述控制机构包括驱动移动轮组移动的第一驱动装置；所述移动轮组包括第一轮组、与第一轮组相配合的第二轮组；所述第一驱动装置还包括驱动第一轮组转动的第一驱动电机和驱动第二轮组转动的第二驱动电机；所述控制机构还包括与第一驱动电机和第二驱动电机相连接的行走变频驱动器和与行走变频驱动器连接的控制器；所述控制器包括测距组件；所述测距组件包括设置在承载座上的磁力开关和设置于第一轮体或第二轮体上的磁力块；所述磁力块跟随第一轮组或第二轮组转动。

所述切割机构包括壳体和与壳体转动连接且用于安装锯片的锯片安装座；所述锯片安装座包括分处于壳体两侧的第一卡座和第二卡座；所述控制机构还包括驱动第一卡座转动的第三驱动电机和驱动第二卡座转动的第四驱动电机。

所述控制机构还包括切割控制组件；所述切割控制组件包括与第三驱动电机相连接的第一变频驱动器和与第四驱动电机相连接的第二变频驱动器。

所述控制器分别与行走变频驱动器、第一变频驱动器以及第二变频驱动器相连接。

所述控制器包括触摸显示屏和中间继电器。

所述控制机构还包括驱动第一卡座向外伸缩的第一油缸与第二卡座向外伸缩的第二油缸。

所述切割机构还包括处于承载座上且竖向设置的导向杆；所述壳体与导向杆滑动连接；所述控制机构还包括驱动壳体沿导向杆升降移动的第三油缸。

所述第一轮组包括两个第一轮体和两个转动方向与第一轮体相垂直的第二轮体；所述第二轮组包括两个第三轮体和两个转动方向与第三轮体相垂直的第四轮体；所述第二驱动装置还包括设置于承载座四角的第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸。

所述控制机构还包括液压站油泵和控制液压站油泵的油泵主控模块；所述液压站油泵分别与第一油缸、第二油缸、第三油缸、第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸相连接。

采用上述技术方案后，一种石材切割用圆锯机，至少具有如下有益效果：

在实际实施过程中，通过控制器控制行走驱动变频器进行控制，调整行走驱动变频器的输出频率，进而调整移动轮组的进给速率以达到“遇软加速，遇硬减速”功能来适应切割不同硬度部分的石材矿体，提高电能利用效率；同时通过测距组件对行走距离进行测定，控制器可依照行走距离控制第一驱动电机和第二驱动电机的转动方向；具体的，在切割时，石材具有较大的厚度，需要通过多次行走进行分段切割；因此，石材切割用圆锯机通常在石材上往复行走，通过测距组件可有效的对行走距离进行测量，控制器控制石材切割用圆锯机使其自动行走，从而降低圆锯机对操作人员的依赖性，进而提高切割效率。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的石材切割用圆锯机的结构示意图；

图2为根据本发明的实施例的石材切割用圆锯机的控制机构架构图；

图中：

切割机构1；承载机构2；控制机构3；移动轮组21；壳体11；锯片安装座12；导向杆22；第一轮体211；第二轮体212；第三轮体213；第四轮体214。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过图1所示对具体实施例进行详细阐述。

一种石材切割用圆锯机，包括装置主体；装置主体包括切割机构1和承载切割机构1的承载机构2；承载机构2包括承载座和处于承载座下方的移动轮组21；装置主体还包括控制机构3；控制机构3包括驱动移动轮组21移动的第一驱动装置；移动轮组21包括第一轮组、与第一轮组相配合的第二轮组；第一驱动装置还包括驱动第一轮组转动的第一驱动电机和驱动第二轮组转动的第二驱动电机；控制机构3还包括与第一驱动电机和第二驱动电机相连接的行走变频驱动器和与行走变频驱动器连接的控制器。在实际实施过程中，通过控制器控制行走驱动变频器进行控制，调整行走驱动变频器的输出频率，进而调整移动轮组21的进给速率以达到“遇软加速，遇硬减速”功能来适应切割不同硬度部分的石材矿体，提高电能利用效率；同时通过测距组件对行走距离进行测定，控制器可依照行走距离控制第一驱动电机和第二驱动电机的转动方向；具体的，在切割时，石材具有较大的厚度，需要通过多次行走进行分段切割；因此，石材切割用圆锯机通常在石材上往复行走，通过测距组件可有效的对行走距离进行测量，控制器控制石材切割用圆锯机使其自动行走，从而降低圆锯机对操作人员的依赖性，进而提高切割效率。

优选地，切割机构1包括壳体11和与壳体11转动连接且用于安装锯片的锯片安装座12；锯片安装座12包括分处于壳体11两侧的第一卡座和第二卡座；控制机构3还包括驱动第一卡座转动的第三驱动电机和驱动第二卡座转动的第四驱动电机。在实际实施过程中，通过第三驱动电机驱动第一卡座，通过第四驱动电机驱动第二卡座，通过控制第三驱动电机与第四驱动电机的输出功率，可有效的控制圆锯的转速。

优选地，控制机构3还包括切割控制组件；切割控制组件包括与第三驱动电机相连接的第一变频驱动器和与第四驱动电机相连接的第二变频驱动器。在实际实施过程中，通过第一变频驱动器控制输出频率对第三驱动电机的转速进行调节；通过第二变频器对第四驱动电机的转速进行调节；能高效的调节第三驱动电机和第四驱动电机进行调节使之适应石材不同硬度部分。

优选地，控制器分别与行走变频驱动器、第一变频驱动器以及第二变频驱动器相连接。在实际实施过程中，通过控制器控制行走变频驱动控制行走速率同时控制第一变频器与第二变频器控制切割转速；具体的，在切割石材高硬度部分时，控制器控制行走变频驱动器降低第一驱动电机和第二驱动电机的输出功率，使得行走速率下降，同时控制第一变频驱动器与第二变频驱动器提高第三电机和第四电机的输出功率，使得切割转速增加，能更好的对高硬度部分进行切割，提高切割效率；在切割石材低硬度部分时，控制器控制行走变频驱动器提高第一驱动电机和第二驱动电机的输出功率，使得行走速率提高，同时控制第一变频驱动器与第二变频驱动器降低第三电机和第四电机的输出功率，使得切割转速较小，能更好的对低硬度部分进行切割，提高切割效率。

优选地，控制器包括触摸显示屏和中间继电器。在实际实施过程中，在自动模式中，触摸显示屏通过RS485通讯读写行走变频驱动器、第一变频驱动器以及第二变频驱动器的运行数据，从而实现对变频驱动器、第一变频驱动器以及第二变频驱动器的控制；通过触摸显示屏对数据的显示可对行走速率和切割转速进行精确控制，从而提高切割效率；在手动模式中，可通过中间继电器对行走速率和切割转动进行控制；手动模式通常作为自动模式的补充。

优选地，控制机构3还包括驱动第一卡座向外伸缩的第一油缸与第二卡座向外伸缩的第二油缸。在实际实施过程中，通过第一油缸使得第一卡座向外伸出与第二油缸使得第二卡座向外伸出，进而调整切割石材的宽度，便于使用者使用。

优选地，切割机构1还包括处于承载座上且竖向设置的导向杆22；壳体11与导向杆22滑动连接；控制机构3还包括驱动壳体11沿导向杆22升降移动的第三油缸。在实际实施过程中，通过第三油缸使得圆锯下降，便于使用者切割不同厚度的石材，便于使用者使用。

优选地，第一轮组包括两个第一轮体211和两个转动方向与第一轮体211相垂直的第二轮体212；第二轮组包括两个第三轮体213和两个转动方向与第三轮体213相垂直的第四轮体214；所述第二驱动装置还包括设置于承载座四角的第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸。在实际实施过程中，第一轮体211与第三轮体213相平行，第二轮体212与第四轮体214相平行，具体的，第四油缸与第五油缸处于第一轮组的两侧；第六油缸与第七油缸处于第二轮组的两侧，在需要更换行走轨道时，第四油缸与第五油缸伸出使得第一轮组抬起，将与行走轨道相垂直的第一轨道放入，在放入轨道后第四油缸与第五油缸收缩；之后第六油缸和第七油缸伸出将第二轮组顶起，放入相同方向的第二轨道，之后第六油缸与第七油缸收缩；此时第一驱动电机驱动第二轮体212转动沿第一轨道行进，第二驱动电机驱动第四轮体214转动沿第二轨道行进；进而使得圆锯机沿行走方向的垂直方向移动，便于圆锯机更换轨道。

优选地，控制机构3还包括液压站油泵和控制液压站油泵的油泵主控模块；液压站油泵分别与第一油缸、第二油缸、第三油缸、第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸相连接。在实际实施过程中，通过油泵主控模块控制液压站油泵对第一油缸、第二油缸、第三油缸、第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸进行输油，使得各油缸独立运作，进行高效控制。

一种石材切割用圆锯机的控制方法，包括以下步骤，

s1、设定预设电流值：在触摸显示屏上设定自动切割时的预设电流值A1和行走速率D；

s2、获取电流比较值：获取第一变频驱动器与第二变频驱动器实际切割时的电流值，对比两个电流值大小，取较大的数值作为电流比较值A2；

s3、设定行走变频驱动器的频率增益值KP和积分作用参数KI；

s4、比较计算：电流比较值小于预设电流值时，行走变频驱动器以(A1-A2)/A1乘以KP的比例增加输出频率，提高行走速率D；电流比较值大于预设电流值时，行走变频驱动器以(A2-A1)/A1乘以KP的比例减小输出频率，降低行走速率D。

在实际实施过程中，步骤s2取较大的数值作为电流比较值可有效的防止第三驱动电机和第四驱动电机中的其一过载，避免电机损坏；具体的，在切割过程中，实际切割的比较电流值与切割负载呈正相关关系，当切割负载增加时，其比较电流值也相应增大，行走速率不变的情况下，切割高硬度部分将会使得切割负载增大，切割低硬度部分也会使得切割负载减小；电机在运转过程中具有空载、过载以及满载三种状态，其中，满载转态切割效率最高；自空载到满载过程中电机的工作电流逐渐增大，为减少电能浪费，可在电机工作过程中，使得电机的工作电流处于满载电流区域，通过增加负载或减少负载的形式使得圆锯机能高效进行切割，提高电能的使用效率，其中，预设电流值可设置于满载电流值的80％；步骤s4，通过电流比较值与预设电流值的差值比例对行走速率进行调节，当差值较大时，调节速率高；差值较小时，调节速率低；使得电流比较值围绕预设电流值高效调节，快速接近，减少电能浪费空耗。

例如：在用小锯片切割过程中第一变频驱动器工作电流A1为50A；第二变频驱动器工作电流A2为60A，通过触摸屏运算比较A2>A1，取A2作为输出电流比较值。用触摸屏设定一个80A为输入的预设电流值，设置行走变频驱动器用小片的KP增益值为0.5，KI积分值为3，电流比较值60<预设电流值80,差值20。(即比较电流值＜预设电流值，此时需要行走驱动机构加快移动速度)此时行走变频驱动器PID功能按照差值与预设电流值的比例值乘以KP每次增加输出频率，行走驱动就加快移动速度，第一变频器与第二变频驱动器负载就增大，电流随着增加，与预设电流值差值比例减小，则每次比例调节的量也渐渐变少，当电流比较值达到接近预设电流值时，为了使电流比较值与预设电流值相平衡，使切割保持稳定状态，积分调节功能按照KI值发挥累积时间进行调节功能。KP值设置越大比例调节越多，KI值设置越小积分调节速度越快。反之当出现比较电流值>预设电流值时，需要行走驱动机构减慢移动速度，则行走变频驱动器PID功能按照差值比例乘以KP每次减小输出频率，行走驱动就减慢移动速度。

KP的取值范围:0.00-10.00；

KI的取值范围：0.1-100.0；

触摸屏具有物联网功能，可以实时采集现场切割数据进行统计，监控运行情况，方便远程维护和控制。

控制器具有前后限位功能可以控制调节行走距离，实现自动化控制，减少对人工的依赖，能有效的提高切割效率。

控制器还包括与第三油缸相连接的测距编码器，可对锯片升降的距离进行测算，反馈数据给控制器，进而实心自动升降控制，减少对人工的依赖，能有效的提高切割效率。

一种石材切割用圆锯机的控制方法对比目前市场现有的同类矿山圆盘锯解决了以下行业痛点：

a.大幅提高开采效率，同时节能；之前没有办法自动调整行走速度只能固定速度切割，且切割时容易夹锯，卡锯，烧电机，机械传动机构等，为求稳定只能低电流切割，导致电机利用率低。

b.切割中所有环节都能实现自动控制功能，大大减轻工人劳动强度。

c.自动化切割加上物联网远程监控应用有效的改变矿山开采作业环境，让工人不需要一直值守在现场，极大提高安全性，减少安全事故。

d.整机智能化程度高，故障率低。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

虽然参照示例性实施例对本公开进行了描述，但是应当理解，本公开并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (9)

1.一种石材切割用圆锯机，其特征在于：包括装置主体；所述装置主体包括切割机构和承载切割机构的承载机构；所述承载机构包括承载座和处于承载座下方的移动轮组；所述装置主体还包括控制机构；所述控制机构包括驱动移动轮组移动的第一驱动装置；所述移动轮组包括第一轮组、与第一轮组相配合的第二轮组；所述第一驱动装置还包括驱动第一轮组转动的第一驱动电机和驱动第二轮组转动的第二驱动电机；所述控制机构还包括与第一驱动电机和第二驱动电机相连接的行走变频驱动器和与行走变频驱动器连接的控制器；所述控制器包括测距组件；所述测距组件包括设置在承载座上的磁力开关和设置于第一轮体或第二轮体上的磁力块；所述磁力块跟随第一轮组或第二轮组转动。

2.根据权利要求1所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述切割机构包括壳体和与壳体转动连接且用于安装锯片的锯片安装座；所述锯片安装座包括分处于壳体两侧的第一卡座和第二卡座；所述控制机构还包括驱动第一卡座转动的第三驱动电机和驱动第二卡座转动的第四驱动电机。

3.根据权利要求2所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述控制机构还包括切割控制组件；所述切割控制组件包括与第三驱动电机相连接的第一变频驱动器和与第四驱动电机相连接的第二变频驱动器。

4.根据权利要求3所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述控制器分别与行走变频驱动器、第一变频驱动器以及第二变频驱动器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述控制器包括触摸显示屏和中间继电器。

6.根据权利要求5所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述控制机构还包括驱动第一卡座向外伸缩的第一油缸与驱动第二卡座向外伸缩的第二油缸。

7.根据权利要求6所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述切割机构还包括处于承载座上且竖向设置的导向杆；壳体与导向杆滑动连接；所述控制机构还包括驱动壳体沿导向杆升降移动的第三油缸。

8.根据权利要求7所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述第一轮组包括两个第一轮体和两个转动方向与第一轮体相垂直的第二轮体；所述第二轮组包括两个第三轮体和两个转动方向与第三轮体相垂直的第四轮体；所述第一驱动装置还包括设置于承载座四角的第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸。

9.根据权利要求8所述的一种石材切割用圆锯机，其特征在于：所述控制机构还包括液压站油泵和控制液压站油泵的油泵主控模块；所述液压站油泵分别与第一油缸、第二油缸、第三油缸、第四油缸、第五油缸、第六油缸以及第七油缸相连接。

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