[发明专利]一种框架式锯切加工实验台及其控制方法

说明书

本发明公开了一种框架式锯切加工实验台及其控制方法，包括机架，在机架上安装有锯框，锯框上安装有锯条，所述锯框通过驱动装置驱动其在水平面内往复运动；所述锯框的下方安装有工作台，所述的机架的四个角分别各自连接一个丝杠，在机架顶部对称的安装有两个伺服电机，其中第一伺服电机通过传动装置分别驱动其中两个丝杠转动，另外第二伺服电机通过传动装置分别驱动另外两个丝杠转动，工作台的四个角与四个丝杠的滑块相连，进而实现工作台的上下运动；且所述的两个伺服电机采用两套独立的伺服驱动系统驱动。

技术领域

本发明涉及一种用于测试锯齿性能、进行锯切工艺参数、锯切轨迹及进给系统实验研究的实验台及控制方法，属于脆性材料锯切实验加工领域。

背景技术

框架式锯切加工机床是当前石材板加工的主要手段，被广泛的应用在石材等硬脆材料的板材加工。框架式锯切加工机床加工板材是通过锯齿上的金刚石颗粒对石材进行磨削以达到材料去除的目的。

针对不同类型的大理石及花岗岩等硬脆材料加工用的磨料及粒度、锯切轨迹以及工艺参数等都在企业的大量生产实践的基础上总结制定。故没有考虑岩石的矿物含量与其物理力学性能，另外，框架式锯机多采用单电机做进给驱动，进给的平稳性较差，会导致金刚石颗粒的过度磨损。因此，这些探索性工作通常在现有的机床加工设备上进行，花费大量的时间和成本。

发明内容

本发明针对现有的框架式锯切机床加工板材时获得的金刚石及其粒度、锯切轨迹及锯切工艺参数技术存在的不足，提供一种框架式锯切加工实验台及其控制方法，可以用来评价锯齿的锯切效率、寿命及锯切轨迹的对锯切效率与金刚石磨损的影响，探索锯切加工工艺参数。

本发明的框架式锯切加工实验台，采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提出了一种框架式锯切加工实验台，包括机架，在机架上安装有锯框，锯框上安装有锯条，所述锯框通过驱动装置驱动其在水平面内往复运动；所述锯框的下方安装有工作台，所述的工作台的四个角各设有一个丝杠，在机架顶部对称的安装有两个伺服电机，其中第一伺服电机通过传动装置分别驱动其中两个丝杠转动，另外第二伺服电机通过传动装置分别驱动另外两个丝杠转动，工作台的四个角与四个丝杠的滑块相连，进而实现工作台的上下运动；且所述的两个伺服电机采用两套独立的伺服驱动系统驱动。

作为进一步的技术方案，两个伺服电机相对于机架对称设置。

作为进一步的技术方案，所述的四个丝杠前后左右对称。

作为进一步的技术方案，所述的飞轮驱动装置包括驱动电机、皮带、飞轮、曲柄、连杆和锯框，所述的电机通过皮带飞轮带动飞轮旋转，曲柄一端与飞轮轴连接，另一端与连杆连接，连杆的另一端与锯框连接。

作为进一步的技术方案，在所述的机架上还安装有导向机构，所述的导向机构用于对锯框的运动轨迹进行导向。

作为进一步的技术方案，所述的导向机构，其函数形式如公式(1)所示：

其中，y表示的是锯框的长度方向，x表示的是锯框的宽度方向；Mh为岩石的莫氏硬度，该值由莫氏硬度实验获得；YM为岩石的杨氏模量，杨氏模量为应力与应变之比，通过材料力学实验得到；SF-a为评价岩石的指标，其为三个岩石参数的函数，包括：BTS、EQC和GS；EQC为岩石的等效石英含量，通过岩石和矿物鉴定获得，采用的仪器为偏光显微镜；GS为岩石内矿物颗粒的平均粒径，通过显微镜观察测量获得；BTS为岩石的巴西劈裂强度，其值由巴西劈裂强度实验获得；UCS为岩石的单轴抗压强度，由单轴抗压强度实验获得；a,b_i(i为1、2、3、4)为系数，由数据处理软件获得。通过岩石的矿物含量及其力学性能推导锯切优化的轨迹，实现高效锯切。