一种用于制备非常规岩样的循环切割装置的制作方法

本发明涉及岩样制备设备领域，特别是涉及一种用于制备非常规岩样的循环切割装置。

背景技术：

矿石在实验研究中往往需要将开采的样品进行岩心制取，传统的取芯设备一般是通过钻取的方式制取岩心，这种钻取设备需要在运行的过程中不断喷淋冷却液，以保护钻头，但冷却介质的添加会造成样品的污染，加之钻取过程中需要施加一定的压力，因此钻取设备不适用于疏松页岩、泥页岩、疏松煤心、石英及玉石等质地较为松散的多节理脆性矿石岩心的制取。

为了解决这一问题，目前市面上出现了一种利用金属丝进行线切割的设备，其通过将切割丝在运丝部件上往复运动实现矿石的切割，但这种往复切割的设备运行过程中需要电机循环正反转，长期使用会对电机造成损害；由于切割丝是往复运动，切割丝接触样品的位置较为固定，导致切割丝的切割部位易磨损断裂，使用寿命较短，严重影响了使用成本及效率；且这种往复切割设备由于切割方向不断反复的局限，仍不能进行石墨材质等岩心的切割制取。

因此，亟需一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，能够解决现有岩心往复切割设备使用寿命短，且使用局限性大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，以解决上述现有岩心往复切割设备使用寿命短，且使用局限性大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，包括工作台，所述工作台上设有横向伺服驱动机构和纵向伺服驱动机构，用于驱动所述工作台横向位移和纵向位移，所述工作台上还设有夹紧机构，用于固定待制备岩样，所述横向伺服驱动机构、所述纵向伺服驱动机构以及所述夹紧机构均与plc控制机构电性连接，其特征在于：还包括循环运丝机构，所述循环运丝机构设置于所述工作台的一侧，其包括机架，所述机架的中部可转动地设有储丝筒，所述储丝筒连接有伺服电机，所述伺服电机与所述plc控制机构电性连接，所述机架的上部设有上运丝臂，所述上运丝臂的侧部可转动地设有上滑轮，所述机架的下部设有下运丝臂，所述下运丝臂的侧部可转动地设有下滑轮，所述储丝筒、所述上滑轮和所述下滑轮之间绕设有闭合的切割丝，所述切割丝与所述工作台上的待制备岩样接触切割。

优选地，所述夹紧机构包括竖直设置于所述工作台两端的左夹臂和右夹臂，所述左夹臂的内侧横向设有左电动液压缸，所示右夹臂的内侧横向设有右电动液压缸，所述右夹臂的顶部横向设有上夹臂，所述上夹臂的末端竖直设有上电动液压缸，所述右夹臂的底部横向设有下夹臂，所述下夹臂的末端竖直设有下电动液压缸，所述左电动液压缸、所述右电动液压缸和所述上电动液压缸的末端均与待制备岩样接触夹紧，所述工作台的中部竖直设有通孔，所述下电动液压缸的末端穿过所述通孔与待制备岩样接触夹紧，所述左电动液压缸、所述右电动液压缸、所述上电动液压缸和所述下电动液压缸均与所述plc控制机构电性连接。

优选地，所述左夹臂的顶部和底部均设有气吹机构，所述气吹机构的吹气口作用于待制备岩样处，所述气吹机构与所述plc控制机构电性连接。

优选地，所述储丝筒的外表面设有螺纹槽，所述切割丝连续绕设于所述螺纹槽内。

优选地，所述切割丝采用电镀金刚石线。

优选地，所述上运丝臂的中部设有张紧机构，所述张紧机构包括与所述plc控制机构电性连接的张紧力传感器和电动张紧轮，所述张紧力传感器和所述电动张紧轮均与所述切割丝接触，用于检测所述切割丝的张紧力并做出调整。

优选地，所述机架的下部设有换向轮，用于对所述下滑轮和所述储丝筒之间的切割丝导向。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，包括工作台，工作台上设有伺服驱动机构和夹紧机构，伺服驱动机构和夹紧机构均与plc控制机构电性连接，还包括循环运丝机构，其包括机架，机架的中部可转动地设有储丝筒，储丝筒连接有伺服电机，伺服电机与plc控制机构电性连接，机架的上部设有上运丝臂，上运丝臂的侧部可转动地设有上滑轮，机架的下部设有下运丝臂，下运丝臂的侧部可转动地设有下滑轮，储丝筒、上滑轮和下滑轮之间绕设有闭合的切割丝，由于切割丝始终沿一个方向循环切割，使其能够加工脆软材质的岩心，适用范围大大提高，且循环运行的切割丝与岩样接触均匀，有效提高了使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于制备非常规岩样的循环切割装置结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于制备非常规岩样的循环切割装置电连接关系示意图；

图中：1：工作台、2：夹紧机构、21：左夹臂、22：右夹臂、23：左电动液压缸、24：右电动液压缸、25：上夹臂、26：上电动液压缸、27：下夹臂、28：下电动液压缸、3：plc控制机构、4：循环运丝机构、41：机架、42：储丝筒、43：上运丝臂、44：上滑轮、45：下运丝臂、46：下滑轮、47：切割丝、48：换向轮、5：气吹机构、6：张紧机构、61：张紧力传感器、62：电动张紧轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，以解决现有岩心往复切割设备使用寿命短，且使用局限性大的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

本实施例提供一种用于制备非常规岩样的循环切割装置，如图1和2所示，包括工作台1，工作台1上设有横向伺服驱动机构和纵向伺服驱动机构，用于驱动工作台横向位移和纵向位移，横向伺服驱动机构位移行程大于等于630mm，精度为0.05mm，纵向伺服驱动机构位移行程大于等于400mm，精度0.05mm，工作台1上还设有夹紧机构2，用于固定待制备岩样，横向伺服驱动机构、纵向伺服驱动机构以及夹紧机构2均与plc控制机构3电性连接，还包括循环运丝机构4，循环运丝机构4设置于工作台1的一侧，其包括机架41，机架41的中部可转动地设有储丝筒42，储丝筒42连接有伺服电机，伺服电机与plc控制机构3电性连接，机架41的上部设有上运丝臂43，上运丝臂43的侧部可转动地设有上滑轮44，机架41的下部设有下运丝臂45，下运丝臂45的侧部可转动地设有下滑轮46，储丝筒42、上滑轮44和下滑轮46之间绕设有闭合的切割丝47，切割丝47与工作台1上的待制备岩样接触切割。

具体地，夹紧机构2包括竖直设置于工作台1两端的左夹臂21和右夹臂22，左夹臂21的内侧横向设有左电动液压缸23，所示右夹臂22的内侧横向设有右电动液压缸24，右夹臂22的顶部横向设有上夹臂25，上夹臂25的末端竖直设有上电动液压缸26，右夹臂22的底部横向设有下夹臂27，下夹臂27的末端竖直设有下电动液压缸28，左电动液压缸23、右电动液压缸24和上电动液压缸26的末端均与待制备岩样接触夹紧，工作台1的中部竖直设有通孔，下电动液压缸28的末端穿过通孔与待制备岩样接触夹紧，左电动液压缸23、右电动液压缸24、上电动液压缸26和下电动液压缸28均与plc控制机构3电性连接。

进一步地，左夹臂21的顶部和底部均设有气吹机构5，气吹机构5的吹气口作用于待制备岩样处，气吹机构5与plc控制机构3电性连接，气吹机构5能够将切割过程中产生的碎屑清除。

进一步地，储丝筒42的外表面设有螺纹槽，切割丝47连续绕设于螺纹槽内，防止切割丝47混乱缠绕。

进一步地，切割丝47采用电镀金刚石线，其总长度应小于等于80m，直径小于0.45mm。

进一步地，上运丝臂43的中部设有张紧机构6，张紧机构6包括与plc控制机构3电性连接的张紧力传感器61和电动张紧轮62，张紧力传感器61和电动张紧轮62均与切割丝47接触，用于检测切割丝47的张紧力并做出调整，以保证切割过程中张紧力稳定可靠。

进一步地，机架41的下部设有换向轮48，用于对下滑轮46和储丝筒42之间的切割丝47导向，以保证切割丝47定位准确，避免偏移影响切割丝47稳定运行。

本发明提供的用于制备非常规岩样的循环切割装置，其工作原理和使用方法为：将待制备岩样放置在工作台1上，通过plc控制机构3控制左电动液压缸23、右电动液压缸24、上电动液压缸26和下电动液压缸28将将待制备岩样夹紧，在plc控制机构3上设置横向伺服驱动机构和纵向伺服驱动机构运动行程及运动轨迹，启动伺服电机，伺服电机即可带动储丝筒42转动，进而带动切割丝47循环移动，实现对待制备岩样的稳定切割。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。