CN2331499Y

CN2331499Y - 异形石材切机

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Publication number: CN2331499Y
Application number: CN 98221901
Authority: CN
Inventors: 宋举成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-19
Filing date: 1998-07-19
Publication date: 1999-08-04
Anticipated expiration: 2008-07-19

Abstract

本实用新型公开了一种异形石材切割机,属石材切割机械技术领域。它包括立臂机构,横臂机构,升降机构,切削机构和控制机构。特点是升降机构的升降电机17和横臂机构的水平电机8均为步进电机,切削机构的切刀14为圆盘式锯片,控制机构的主控部分为数控器,在控制机构的配电装置内,设有延时继电器SJ₁,使数控器在延时时间内工作并同时使工作台换向。与现有技术相比,具有加工精度高,速度快,成本低的优点,除具备普通单臂切机及圆柱车床的功能外,能够加工多种异形石材。

Description

异形石材切机

本发明公开了一种异形石材切机，属石材切割机械技术领域。

现有的异形石材切割机，主要有以下两种。1、靠模仿形机，其工作原理是，根据石材产品形状制出靠模，切削机构沿靠模作曲线运动，切出石材形状。但一种产品需一种靠模。由于异形石材产品种类多，数量少，所用一次性靠模多，造成了较大浪费，并且准备靠模需较长时间，若加工的产品时间性强，很难在规定的时间内完成任务。2、成形刀具切机，这种切机的工作原理是，根据石材产品的形状制出成形刀具，用成形刀具切制出石材形状。同样，一种产品需要一种刀具，每种刀具比普通金刚石锯片成本高数倍，且一次性刀具较多，刀具浪费过大。又因成形刀具的准备时间长，给时间要求紧迫的产品加工带来了许多困难，当加工形状复杂的产品时，切削效率太低。

本实用新型的目的是，提供一种结构合理，能根据欲加工石材形状，通过电脑控制刀具移动，用普通圆盘式锯片进行切割的异形石材切机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来达到的。这种异形石材切机包括立臂机构，横臂机构，升降机构，切削机构，控制机构和工作台运行机构，控制机构包括控制器和配电装置，其特殊之处是，升降机构的升降电机17和横臂机构的水平电机8均为步进电机，切削机构的切刀14为圆盘式锯片，控制机构的控制器为数控器15，该数控器由控制选择器151，与其相联的单片计算机152，通过光电隔离器153与其相联并将其输出信号进行功率放大的功放电源154，该功放电源有两个输出端，一个输出端与升降电机17相接，另一个输出端与水平电机8相接。在配电装置内，设有延时继电器SJ₁，该延时继电器的一个触点SJ_1-1与配电装置的继电器J₁、J₂的两个触点J_1-1,J_2-1并联，它的另一个触点SJ_1-2与配电装置继电器J₁、J₂的另两个触点J_1-2、J_2-2并接，且有三个输出，三输出经光电反馈器155与控制选择器151的一个输入端相联。

所述的单片计算机152的型号为8031。

单片计算机的型号还可以是8098，或其它具有同等功能的单片计算机。

立臂机构包括立臂1，丝杠2和丝母3。横臂机构包括横臂4，它的一端套装在立臂1上，并与丝杠2联接，丝杠5，丝母6，可在横臂上滑动的溜板7，与丝杆5端部相联的步进电机8。升降机构包括步进电机17，支架18，丝杠19，丝母20，溜板21，压板22。切削机构包括主电机9，主电机安装板10，主轴安装弯板11，主轴12，双轴承座13和切刀14，切刀14为圆盘式锯片。工作台机构包括工作台23，导轨24和工作台换向机构25。控制机构包括控制器和配电延时装置16，且控制器为数控器。数控器由下列部分组成。

控制选择器151。它具有选择功能，部分功能键通过其编码器与计算机相连。单片计算机152，具有储存程序，执行程序的功能。光电隔离器153，通过光电偶合器和放大器将单片计算机输出的信号传输给功放电源154，并防止功放电源自身的一些干扰信号反馈到计算机内，以免发生误动作。

功放电源154，其作用是将计算机输出的控制信号放大到一定程度，如130V-160V，输出后直接控制升降电机17和水平电机8转动。

光电反馈器155，通过光电偶合器将配电延时装置输出的反馈控制信号输入到控制选择器151的输入端，并通过该控制选择器151输入到计算机内。

配电延时装置，为主电机9，工作台运行电机和电磁离合器提供工作电源，并为数控器提供延时时间，数控器在这一延时时间内完成控制升降电机7和水平电机8的动作。

由于本实用新型升降机构的升降电机和横臂机构的水平电机均为步进电机，使切削机构能够上、下、左、右移动微小距离，并使圆盘式锯片按操作要求切掉石材，从而加工出异形石材。当控制机构采用数控技术时，提高了加工精度和自动化程度。本机除具备普通单臂切机及圆柱车床的功能外，还能够加工多种异形石材。用普通金刚石锯片代替成形刀具(电镀金刚石成形轮)，加工同种、同量石材产品，刀具费用，前者仅是后者的十分之一。本机的生产效率也比仿形机及成形刀具切机提高10倍以上。在石材领域采用数控技术，大大提高了加工精度和工作效率。尤其是在计算机和功放电源之间采用光电隔离器，配电延时装置与数控器之间采用光电反馈器后，消除了其它信号对计算机的干扰，防止了计算机的误动作，保证了计算机的控制精度。当在配电装置中增设延时器后，达到了在计算机外部控制其工作的目的，延迟时间可在0.1-99秒范围内调整。而且这里的延迟时间正是计算机用于控制切机移动的时间，为下一步切割作好了准备。也就是说，延迟继电器SJ₁的设置，将计算机按执行程序控制切机的连续切割，变成了计算机分段执行程序控制切机的间断切割，并在间断的时间内完成了切刀位置的调整。

附图图面说明

图1-本实用新型的一种结构示意图

图2-图1的左视图

图3-本实用新型的一种电控原理示意图

图4-控制选择器151的一种电路原理图

图5-单片计算机152的一种结构示意图

图6-光电隔离器153的一种电原理图

图7-功放电源154为升降电机17(X电机)提供动力信号的一种电原理图

图8-功放电源154为水平电机8(X电机)提供动力信号的一种电原理图(因该图与图7一样，所以只用方框表示)

图9-电源156的一种电原理图

图10-光电反馈器155的一种电原理图

图11-配电延时装置16的一种电原理图

图12-欲加工石材的一种结构图(包括坐标)

下面结合附图给出本实用新型的实施例，用来进一步说明技术解决方案。

实施例，参考图1-图12。由图1、图2看出，它的立臂机构通过立臂1固定联接在台基上，丝杠2通过丝母3与横臂机构的横臂4联接，丝杠5位于横臂4的中心位置，穿过横臂的端部后与步进电机8的转轴联接，丝母6与溜板7联接，升降机构联接在溜板7上。升降机构的步进电机17与丝杠19联接，丝杆19通过丝母20与切削机构的溜板21联接。主电机9通过安装板10与溜板21联接，溜板21以压板22作为导向槽。压板22与溜板7联接。主轴安装弯板11侧面通过螺栓与溜板21联接，双轴承座13安装在主轴安装弯板11上，主轴12穿过双轴承座13后，一端通过皮带与主电机9联接，另一端与切刀14联接，在这里切刀14为圆盘式锯片。工作台机构包括工作台23，联接在该工作台下端面上的工作台换向机构25，位于基础上的导轨24，工作台换向机构25上的导轮一个为平轮，一个为凹轮，所对应的导轨24一根为平轨，另一根为凸轨(如图2所示)。所述的工作台换向机构，可以用以下几种形式来实现。1、用直流电机的正反转来实现换向；2、用交流电机的正反转来实现换向；3、用液压油杠实现换向；4、用平面连杆机构实现换向；5、用交流电机的单向运转来实现换向。本实施例所用的工作台换向机构为最后一种。这种换向机构的优点是，体积小，成本低，使用寿命长。其详细结构已申请中国实用新型专利，专利申请号为982214413。这种换向机构的主要构成是，一台交流电机，一个减速机，三个相互啮合的伞形齿轮，两个电磁离合器，两个导向轮。交流电机通过伞形齿轮的相互啮合使两个电磁离合器的输入端作方向相反的空转，再通过控制两电磁离合器的交替通断，使其输出轴交替转动，从而带动导向轮交替作正向、反向运动，工作台随之作同方向移动。工作台在换向机构作用下的前后移动，实现了切削机构的相对前后运动。控制机构包括数控器15和配电延时装置16。控制机构的外形结构，如图2所示，它的电控原理图如图3所示。数控器15由控制选择器151。单片计算机152，光电隔离器153，功放电源154，光电反馈器155和电源156组成。这些部分的电原理图参考图4-图11，各部分的联接关系是。控制选择器151的输出接口1CZ3与单片计算机152(这里为8031)的信号输入端接口2CZ1联接。单计算机152的信号输出端接口2CZ2与光电隔离器153的信号输入端接口3CZ4联接。它的信号输出端通过3CZ2、3CZ3接口分别与功放电源154的X功放电源1541接口的4CZ3X联接，Z功放电源1542的接口14CZ3Z联接。光电反馈器155的信号输出端6CZ2与控制选择器151的V接口联接。电源156分别给控制选择器151，单片计算机152，光电隔离器153，功放电源154供电，光电反馈器155通过配电延时装置16的接口7CZ7供电。X功放电源1541的输出端接升降电机17，即X电机。Z功放电源1542的输出端接水平电机8，即Z电机。配电延时装置16的电原理图如图11所示。它的延时信号输出端7CZ3与光电反馈器155的信号输入端6CZ1相接。配电延时装置16通过接口7CZ1、7CZ2、7CZ4分别向主电机，工作台运行电机和工作台换向机构中的电磁离合器KT1、KT2提供工作电源，并在行程开关SQ1、SQ2的作用下，通过接口7CZ3和光电反馈器155的接口6CZ1将信号反馈到单片计算机152内，控制该计算机工作。

整机工作原理如下，将加工石材放到工作台上，并进行固定。参考图4，打开数控器15的电源开关，预热1分钟，将功能选择开关打到编辑功能，这时，根据欲加工石材的形状，通过计算机键盘输入加工运行程序。若加工石材的形状如图12所示的那样，为一两边平中间凸出半圆的形状，且两边平面的长度为20cm，半圆的直径为40cm。上部虚线致实线部分为欲去掉的石料，左上端为参考起始点。则程序如下：

N 0 0 1 0 M 0 0

N 0 0 2 0 G 0 1 U0 W-2 0 F 1 0 0

N 0 0 3 0 G 0 3 U0 W-4 0 Io、K-2 0

N 0 0 4 0 G 0 1 U0 W-2 0

N 0 0 5 0 G 2 6 M02

其中：M00-暂停，G01-直线指令，U0-纵坐标代号

W-横坐标代号，F-运行速度，Io-圆心坐标，G03-圆弧指令，G26-返回起始指令，M02-程序结束指令。

合上功放开关，通过控制选钮X+,X-,Z+,Z-(也可通过与接口OV相连的遥控器控制)控制图1、图2所示的升降电机17，水平电机8，使切刀快速移动到待加工处。按配电延时装置16的A、B键(参考图11)，交流接触器km1、km2闭合，分别接通了主电机9和工作台换向机构25的电机使它们开始工作。将图4所示的功能选择开关打到自动档，切机进入自动切削过程。假设，此时的工作台位于起始位置，则位于导轨上的行程开关SQ₁工作，发出指令，这时，继电器J1接通，使继电器J₃工作并自锁，电磁离合器KT₁工作，该电磁离合器的输出轴接通，带动工作台轮转动，工作台从起始位置向另一方向移动，同时，延时继电器SJ₁通过接口7CZ3和光电反馈器155将信号反馈给单片计算机152，该单片计算机将信号处理后，按输入的程序控制信号，经功放电源154的X、Z两个方向的功放电路放大后分别控制升降电机17和水平电机8工作，从而使切刀位置改变，延时结束，计算机停止发出信号，升降、水平电机不工作，切刀位置固定，这时工作台载着石材运行并通过切刀，其上的石材被切刀切去一部分。当工作台运行到另一端时，位于导轨上的行程开关SQ₂工作，继电器J₂接通，使继电器J₄工作并自锁，接通电磁离合器KJ₂，该电磁离合器的输出轴接通，带动工作台轮转动，完成换向。同时，延时继电器SJ₁通过接口7CZ3和光电反馈器155将信号反馈给单片计算机152，该单片计算机将信号处理后，按输入的程序输出控制信号，经功放电源154的X、Z两个方向的功放电路放大后，分别控制升降电机17和水平电机8工作，从而使切刀位置改变，延时结束，计算机停止发出信号，升降、水平电机不工作，切刀位置固定，这时换向后的工作台又带动石料经过切刀，使石料得到加工，当工作台回到起始位置时，行程开关SQ₁又工作，重复以上动作，工作台往复，计算机按输入的程序输出控制信号控制切刀的位置，并在切刀与运动的石材相触过程中，加工石材，直至计算机发生的控制信号全部输出，所加工的石材形状一次完成。这时按开关A₁、B₁，则交流接触器km1、km2依次断开，主电机9和工作台换向机构25的运行电机D₂停止工作。卸下石料。加工完毕。加工同形状的多块石料，重复以上动作即可。

若加工其它形状的石材，则运用通用的程序指令，按要求，编制程序指令并将其输入即可。

Claims

1、一种异形石材切机，它包括立臂机构，横臂机构，升降机构，切削机构，控制机构和工作台运行机构，控制机构包括控制器和配电装置，其特征是，升降机构的升降电机(17)和横臂机构的水平电机(8)均为步进电机，切削机构的切刀(14)为圆盘式锯片，控制机构的控制器为数控器(15)，该数控器由控制选择器(151)，与其相联的单片计算机(152)，通过光电隔离器(153)与其相联并将其输出信号进行功率放大的功放电源(154)，该功放电源有两个输出端，一个输出端与升降电机(17)相接，另一个输出端与水平电机(8)相接，在配电装置内，设有延时继电器SJ₁，该延时继电器的一个触点SJ_1-1与配电装置的继电器J₁、J₂的两个触点J_1-1,J_2-1并联，它的另一个触点SJ_1-2与配电装置的继电器J₁、J₂的另两个触点J_1-2、J_2-2并接，且有三个输出，三输出经光电反馈器(155)与控制选择器(151)的一个输入端相联。

2、根据权利要求1所述的一种异形石材切机，其特征是，所述的单片计算机(152)的型号的为8031。