動態分斷瓷磚的方法及其組線設備與流程
2023-09-11 23:35:10
本發明涉及瓷磚加工領域，尤其涉及動態分斷瓷磚的方法及其組線設備。
背景技術：
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在瓷磚加工行業，通常使用分割機將800mm×800mm或者600mm×600mm的瓷磚平分成多片後加工成各種規格的商品，例如：梯級磚、牆面磚等，目前具備分割瓷磚的加工機械有多種多樣，從分割的形式來說，大體可以分成溼切和幹切兩種類型，溼切類型的特徵是在灑水的作業環境下利用機器上的金剛石鋸片將瓷磚分割成所需規格，其優點是能對硬度較大或磚面有凹凸花紋的磚體(比如仿古磚、木紋磚等)進行分割，且斷面整齊，不崩邊，所以合格率高，但存在產生工業汙水和生產效率低的不足；而幹切類型的特徵是利用機器上的若干合金輪同時在瓷磚的正面劃出設定條數的分斷痕跡，再利用對應的頂磚裝置將磚體沿著劃痕頂斷，其優點是工作速度比溼切類型的機器快很多，不足之處是，較適合對拋光磚這種硬度適中的磚體進行加工，而對硬度較大或磚面有凹凸花紋的磚體進行作業時，容易發生崩邊現象，造成成品率下降，此外，這類機器在對磚體進行劃痕或頂斷操作時，需要磚體處在靜止狀態等待劃痕或頂斷操作完成之後，才再次啟動皮帶轉動向下一道工序傳送，這些操作過程使流水作業線產生了間歇性停頓，是制約生產效率進一步提高的重要因素。
技術實現要素：
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為了彌補現有技術的不足，而又秉承現有技術存在的各種優點，本發明旨在提供一種動態分斷瓷磚的方法及其組線設備，該技術方案由各自獨立的複合劃痕機和瓷磚連續壓斷機與傳輸線架搭建成自動生產線，複合劃痕機中設置的鋸-劃單元不僅能對傳輸過程中移動著的磚體進行劃痕作業，還將溼切和幹切兩種技術特徵整合在一起，使傳統技術的優點性能集結於一身，而瓷磚連續壓斷機中設置的上滾機構和下滾機構，能將被複合劃痕機劃出斷痕的瓷磚，在傳輸運動中順著斷痕一一分斷開來，同時引入了車床數控技術操控所述複合劃痕機和瓷磚連續壓斷機的作業，於業內率先突破人-機界面對話操作的技術瓶頸，大大提升了機器的自動化性能，其技術方案如下：
動態分斷瓷磚的方法及其組線設備，由複合劃痕機和瓷磚連續壓斷機與傳輸線架搭建成自動生產線，含有上料、對中、動態劃痕、轉向下傳、居中和動態分斷六道工序，所述上料是指將工件擺放或傳送到向複合劃痕機傳輸工件的傳輸皮帶上的過程；所述對中是將來自上料工序的工件，由複合劃痕機上的居中裝置一一進行偏離處理，使工件中心軸線與複合劃痕機上預設基準線對齊的過程；所述動態劃痕是經對中工序處理後的工件，跟隨皮帶在複合劃痕機的鋸-劃單下方經過，被鋸-劃單元上安裝的鋸片和金剛輪或合金輪，以先鋸後劃的形式在工件正面劃出預設數量斷痕的過稱；所述轉向下傳是經過動態劃痕工序操作的工件，跟隨傳送皮帶向瓷磚連續壓斷機入口移動的過程中，被傳輸線架中的轉向裝置自動水平旋轉90°的運送過程；所述居中是將由轉向下傳工序輸送來的工件，在瓷磚連續壓斷機的入口處，被居中導向裝置在兩側夾持下的狀態下跟隨傳送皮帶前移，且在進入由上、下滾機構中三根上、下滾筒組成的分斷區域前，使工件的中心軸線與瓷磚連續壓斷機上預設基準線對齊的過程；所述動態分斷是經居中工序的工件跟隨傳送皮帶前移，在經過上、下滾機構組成的分斷區域時被連續頂壓斷開，得到分斷成品的過程；
上述動態劃痕工序設置液體霧化裝置向鋸口空間噴灑霧化水珠；
上述分斷區域由三根套接有橡膠輪的上、下滾筒以兩上一下呈∵狀分布形成，相間分布的傳輸皮帶在滾筒的上下間隙中以與滾筒呈縱橫布局的形式穿過；
安裝在下滾機構中的下滾筒選用氣缸的活塞杆來支撐的方式安裝，使該滾筒的剛性程度可視工件的硬度情況進行調整；
上滾筒調整的移動規律是，以下滾筒中心軸所在的z軸平面作為實時基準面，一左一右相向移動，既以下滾筒為中心，上滾筒呈對稱分布狀態在在兩側移動；
上述安裝在鋸-劃單元底部上的鋸片和金剛輪或合金輪，以鋸片在前金剛輪或合金輪在後的形式安裝，且在z軸方向上二者的中心軸線對齊，在y軸方向上鋸片的底部比金剛輪或合金輪略高，目的是將由鋸片鋸出的斷痕，再被金剛輪或合金輪劃切一次，從而增加斷痕的深度。
所述複合劃痕機，包含機架、數控系統、動力裝置和安裝在機架上的皮帶傳輸裝置，所述動力裝置由伺服電機和減速箱組成，所述皮帶傳輸裝置是能通過皮帶將工件從機架的一端輸送到另一端的裝置；橫跨在機架的左端的居中裝置後側連接有壓磚裝置，相間分布的第一、第二複合切割裝置依次排列在壓磚裝置後側跨接在機架上，所述複合切割裝置裝配有鋸-劃單元，該鋸-劃單元配置有流體霧化裝置。
所述瓷磚連續壓斷機，包含機架、數控系統和連接在機架上的傳輸線架、導向裝置、擋磚裝置、上滾機構、下滾機構；所述上滾機構是在支架上連接一個可調高度的支撐框，支撐框的前、後梁上安裝滑軌，套在各滑軌上的第一、第二滑座各自與一蝸杆以及一驅動軸連接，蝸杆與安裝在支架四角上的渦輪減速機對應連接；前述滑座各自連接的驅動軸與上滾筒連接，使第一上滾筒被對應的第一滑座懸掛在前、後梁間，而使第二上滾筒被對應的第二滑座懸掛在前、後梁間；固定在任一第一、第二滑座上的動力裝置與驅動軸連接，在該動力裝置的作用下第一、第二上滾筒轉動；所述下滾機構是在一對U形架的底板上連接一蝸杆，蝸杆的下端與渦輪減速機連接，上端與一T形構件連接，安裝在T形構件上的氣缸其活塞杆與軸承座連接，第三滾筒兩端連接的驅動軸固定軸承座上，且一端的驅動軸與動力裝置連接；所述渦輪減速機各自連接手輪，且給同一滾筒提供動力源的兩個渦輪減速機連接了聯動連杆，並擇一渦輪減速機與伺服電機連接；所述滾筒上套接有多個橡膠輪；滾機構中設置的第一、第二上滾筒位於傳輸線架的皮帶上方，下滾機構中設置的下滾筒位於皮帶的下方，其上套接的橡膠輪在皮帶的間隙中浮出頂部，且上、下滾筒呈倒正三角狀態分布(即符號∵狀態)分布；
所述複合劃痕機和瓷磚連續壓斷機的詳細技術方案，本發明人分別用「複合劃痕機」和「瓷磚連續壓斷機」為主題，另案同時提出專利申請，故二者的詳細方案在此不再贅述。
本發明的有益效果是：能在運動狀態下對工件進行溼、幹形式劃痕和連續分斷，不僅適用面廣，還解決了現有溼切技術效率低，幹切技術需將瓷磚處在靜止狀態下劃痕、頂斷，導致流水作業線產生間歇性停頓，制約生產效率進一步提高的問題，另外，該方案引用了車床數控技術，實現人-機界面對話操作，大大提升了機器的自動化性能。
附圖說明：
1、圖1是所述動態分斷瓷磚的方法及其設備的工序流程及對應設備的示意圖；
2、圖2是對工件進行2等分劃痕作業的示意圖；
3、圖3是對工件進行3等分劃痕作業的示意圖；
4、圖4對工件進行5等分的劃痕作業示意圖；
5、圖5是對圖2所示工件進行動態分斷的示意圖；
6、圖6是對圖3所示工件進行動態分斷的示意圖；
7、圖7是所述複合劃痕機的結構示意圖；
8、圖8是所述複合劃痕機的邏輯控制圖；
9、圖9是所述瓷磚連續壓斷機的結構示意圖；
10、圖10是所述瓷磚連續壓斷機的邏輯控制圖；
具體實施方式：
下面結合附圖對所述動態分斷瓷磚的方法及其組線設備作進一步的闡述。
參考圖1，如圖所示，所述動態分斷瓷磚的方法及其組線設備，由複合劃痕機4和瓷磚連續壓斷機9與傳輸線架1搭建成自動生產線，含有上料、對中、動態劃痕、轉向下傳、居中和動態分斷六道工序，所述上料是指將工件3擺放或傳送到向複合劃痕機4傳輸工件的傳輸皮帶2上的過程；所述對中是將來自上料工序的工件3-1，由複合劃痕機4上的居中裝置5一一進行偏離處理，使工件3-1中心軸線與複合劃痕機上4預設基準線a對齊的過程；所述動態劃痕是經對中工序處理後的工件3-1，跟隨皮帶6在複合劃痕機4的鋸-劃單①、②、③、④下方經過，被安裝在鋸-劃單元①、②、③、④底部上的鋸片和金剛輪或合金輪，以先鋸後劃的形式在工件正面劃出預設數量斷痕的過稱；所述轉向下傳是經過動態劃痕工序操作的工件3-2，跟隨傳送皮帶2-1向瓷磚連續壓斷機9入口移動的過程中，被傳輸線架中的轉向裝置7自動水平旋轉90°(轉向裝置7中的三根皮帶8，由於相鄰兩根與另外一根的速度不同，所以當工件被這三根皮帶8拖動前行設定的距離後，工件會逐漸的被水平旋轉90°)上的運送過程；所述居中是將由轉向下傳工序輸送來的工件3-3，在瓷磚連續壓斷機9的入口處，被居中導向裝置10在兩側夾持下的狀態下跟隨傳送皮帶2-2前移，且在進入由上、下滾機構中三根上、下滾筒11、12組成的分斷區域前，使工件3-3的中心軸線與瓷磚連續壓斷機9上預設基準線b對齊的過程；所述動態分斷是經居中工序的工件3-3跟隨傳送皮帶2-2前移，在經過上、下滾機構組成的分斷區域時被連續頂壓斷開，得到分斷成品13的過程，
所述動態劃痕工序設置液體霧化裝置向鋸口空間噴灑霧化水珠，
∵狀分布形成，相間分布的傳輸皮帶2-2在上、下滾筒11、12的上下間隙中以與上、下滾筒11、12呈縱橫布局的形式穿過；
安裝在下滾機構中的下滾筒12選用氣缸的活塞杆來支撐的方式安裝，使該滾筒的剛性程度可視工件的硬度情況進行調整；
安裝在鋸-劃單元①、②、③、④底部上的鋸片和金剛輪或合金輪，以鋸片在前金剛輪或合金輪在後的形式安裝，且在z軸方向上二者的中心軸線對齊，在y軸方向上鋸片的底部比金剛輪或合金輪略高；
以下將結合附圖對本發明所述動態分斷瓷磚的方法及其組線設備的工作過程作出描述；
參考圖1、7，該實施例中，擬將規格為800mm×800mm的工件3分割成4等份，在實際操作時，啟動複合劃痕機4的數控系統裡，在其人-機入界面輸入工件規格：800mm×800mm；分割份數：4份，工件厚度：8.5mm，斷痕深度：0.3mm，確認後，系統進入800mm×800mm規格4等份模式，該模式下系統默認鋸-劃單元①、③、④聯機作業，②單元為脫機，依據默認設置，系統自動對鋸-劃單元②執行脫機操作，自動將鋸-劃單元②上的鋸片和刀輪提起並行偏到設定位置，離開與工件的相交空間，同時對聯機的①、③、④鋸-劃單元進行實時行偏檢測，並將檢測所得數值與對應模式(800mm×800mm規格4等份)的設定行偏數值進行一一對比，運算出各自的差值，依據這些差值在z軸方向上分別移動鋸-劃單元①、③、④各自的滑座，帶動鋸-劃單元①、③、④上的鋸片和刀輪如圖1中所示，分別處在一分為三斷痕線的正上方，另外，系統還將自動對鋸-劃單元①、③、④進行實時高度檢測，並將檢測所得數值與輸入的工件厚度和斷痕深度進行對比，運算出鋸-劃單元①、③、④上的鋸片和刀輪的工作高度，依據該工作高度在y軸方向上移動鋸-劃單元①、③、④各自連接的滑塊，拉動它們各自的鋸片和刀輪移動到該工作高度上，完成上述動作後，系統就緒完畢，在此處可進行修正設置，在圖7所示的「手工修正」中，可手動將圖1中所示的居中裝置5調整在800mm間距檔位(氣缸在第一、第二夾板上滾輪相距800mm的行程上往返運動，一張一攏地將流經居中裝置5的工件一一推向中心，使工件的中心軸線與設定基準線a對齊)，亦可對各鋸-劃單元的行偏距和高度進行手工校準或微調，以上設置完成後，系統進入待機狀態，在待機狀態下可啟動圖1所示複合劃痕機4上的傳送皮帶6，將來自上磚工序的工件3一一送往劃痕區域，並在鋸-劃單元①、②、③、④底部上的鋸片和金剛輪或合金輪下方經過，完成動態劃痕工序，在此需要指出的是，在鋸片給工件鋸痕時，所述複合劃痕機4上的流體霧化裝置向鋸口區域噴灑霧化液體，起到相當於現有溼切割技術的效果。
參考圖1、2、7，該實施例中，擬將圖2規格為600mm×600mm的工件3分割成2等份，作業時，啟動複合劃痕機4的數控系統裡，在其人-機入界面輸入工件規格：600mm×600mm；分割份數：2份，工件厚度：8mm，斷痕深度：0.3mm，確認後，系統進入600mm×600mm規格2等份模式，該模式下系統默認鋸-劃單元①聯機作業，而②、③、④單元為脫機，依據默認設置，系統自動對鋸-劃單元②、③、④執行脫機操作，自動將這三個鋸-劃單元上的鋸片和刀輪提起並行偏到設定位置，離開與工件的相交空間；同時對聯機的鋸-劃單元①進行實時行偏檢測，並將檢測所得數值與對應模式(600mm×600mm規格2等份)的設定行偏數值進行一一對比，運算出各自的差值，依據這些差值在z軸方向上分別移動鋸-劃單元①的滑座，帶動鋸-劃單元①上的鋸片和刀輪處在如圖2一分為二斷痕線15的正上方，另外，系統還將自動對鋸-劃單元①進行實時高度檢測，並將檢測所得數值與輸入的工件厚度和斷痕深度進行對比，運算出鋸-劃單元①上的鋸片和刀輪的工作高度，依據該工作高度在y軸方向上移動鋸-劃單元①連接的滑塊，拉動它們各自的鋸片和刀輪移動到該工作高度上，完成上述動作後，系統就緒完畢，在此處可進行修正設置，在圖7所示的「手工修正」中，可手動將圖1中所示的居中裝置5調整在600mm間距檔位(氣缸在第一、第二夾板上滾輪相距600mm的行程上往返運動，一張一攏地將流經居中裝置5的工件一一推向中心，使工件的中心軸線與設定基準線a對齊)，亦可對各鋸-劃單元的行偏距和高度進行手工校準或微調，以上設置完成後，系統進入待機狀態。
參考圖3、7，當擬將圖3規格為800mm×800mm的工件3分割成3等份，可在複合劃痕機4的人-機入界面輸入工件規格：800mm×800mm；分割份數：3份，工件厚度：10mm，斷痕深度：0.3mm，確認後，系統進入800mm×800mm規格3等份模式，該模式下系統默認鋸-劃單元①、②聯機，③、④脫機，依據默認設置，系統自動完成就緒設置，動作過程與前述實施例雷同，不做贅述，在此待機狀態下作業，就可加工出如圖3所示的3等份工件。
參考圖4、7，當擬將圖4規格為800mm×800mm的工件3分割成5等份，可在複合劃痕機4的人-機入界面輸入工件規格：800mm×800mm；分割份數：5份，工件厚度：12mm，斷痕深度：0.35mm，確認後，系統進入800mm×800mm規格5等份模式，該模式下系統默認鋸-劃單元①、②、③、④全部聯機，依據此默認設置，系統自動完成就緒設置，動作過程與前述實施例雷同，不做贅述，在此待機狀態下作業，就可加工出如圖4所示的5等份工件。
參考圖1，如圖所示，經過動態劃痕工序加工過的工件3-2，其正面上已被鋸-劃出預設數量的斷痕15，這些工件3-2將由轉向下傳工序輸送到瓷磚連續壓斷機9的入口端，在輸送過程中，工件3-2將被傳輸線架中的轉向裝置7自動水平旋轉90°，由圖所示的工件3-2形態轉變成工件3-3形態，並以轉向後的形態向瓷磚連續壓斷機9的入口處輸送。
其實，在完成前述複合劃痕機4的待機設置後，工作人員也將對瓷磚連續壓斷機9進行相應的待機設置，其設置過程如下：
參考圖1、9、10，如圖所示，啟動數控系統後，可進入該系統的人-機對話作業界面，當輸入工件規格：800mm×800mm；分割份數：4份，硬度值：0並確認，將進入系統中的800mm×800mm4等份無柔性模式，在該模式下系統依據預存的默認參數，自動進行作業就緒設置，設定支撐下滾筒12的氣缸24不工作，氣路處在放氣狀態，同時對上、下滾筒11、12的間距進行實時檢測，並將檢測到的數據與模式下默認的間距進行對比，運算出相差的結果，依據該運算結果，系統發出調整指令，使連接滾筒兩端上的滑座25，在蝸杆20轉動下，帶動上滾筒11沿滑軌26在x軸方向上移動到對應的空間位置，上滾筒(11)調整的移動規律是，以下滾筒12中心軸所在的z軸平面作為實時基準面，一左一右相向移動，既以下滾筒12為中心，上滾筒11呈對稱分布狀態在在兩側移動；此外，在開機進入人-機對話作業界面前，系統已經檢測出上、下滾筒中橡膠輪14的間距d(參考圖5、6)的數值，並顯示在設備中，當就緒設置完畢後，工作人員可在手工修正界面，根據工件的厚度8.5mm，通過手工調整瓷磚連續壓斷機9的四個角為上，用於控制上滾機構27高度的上、下調整螺絲21、22，升高或降低上滾筒11，使d值大約等於8.5mm，也可通過搖動安裝在四角方位上的手輪23，對上滾筒11的位置進行修正或微調；設置完畢後進入待機狀態，在待機狀態下啟動瓷磚連續壓斷機9中的皮帶2-2，將來自轉向下傳工序的工件3-3一一送往分斷區域，並在上滾筒11和下滾筒12之間經過，完成動態分斷工序；在進入分斷區域之前，工件3-3在瓷磚連續壓斷機的入口處流經居中導向裝置10時，導向板上的滾輪28在兩側夾持下跟隨皮帶2-2前移，在前移中工件3-3的中心軸將與設定的基準線b對齊，完成所述的居中工序。
以下對結合附圖對分斷過程作出描述。
參考圖1、2、5，如圖所示，圖5中給出了分斷工件的三個動態圖解，並將圖1中一分為四的工件3-3，換成圖2所示的一分為二工件，即工件的正面只劃出一條斷痕15；
參考圖5，當被居中工件3-4移動到圖5中狀態1所示的位置時，此時工件3-4被下滾筒12上的橡膠輪14頂起，呈左低右高的傾斜狀態繼續向右端移動，當移動到圖中狀態2所示的位置時，原先向上斜的工件3-4被右側的上筒11上的橡膠輪14下壓繼續向右端移動，當移動到圖中狀態3所示的位置時，工件3-4上有斷痕15的位置移動到下滾筒12正上方，在此狀態時，斷痕15處受到下滾筒12向上的頂力，而兩側受到來自上滾筒11上的向下壓力也最大，於是被瞬間分斷開來，就這樣連續工作，將來自上道工序的工件在移動中一一進行分斷，效率非常快；
參考1、3、6，如圖所示，圖6中也給出了分斷工件的三個動態圖解，如圖5的不同之處是，圖6將圖1中的工件3-3，換成圖3所示的一分為三工件，即工件的正面只劃出兩條斷痕15、35；
如圖6所示，當一分為三工件3-4移動到圖6中狀態3所示的位置時，工件上有第一斷痕15的位置已經移動到下滾筒12正上，在此狀態時，第一斷痕15處受到下滾筒12向上的頂力，而兩側受到來自上滾筒11上的向下壓力也最大，於是將沿第一條斷痕15瞬間分斷開來，而第二斷痕35處並不像第一斷痕那樣頂力和壓力作用，所以還沒有斷開，然而，在繼續向右移動的過程中，它又必定出現承受這種被頂壓的分斷過程，當第二斷痕被分斷時，系統發出送工件入壓斷區的信號，進入對下一塊工件的分斷操作，如此循環。