专利名称：用于对石材进行多金属丝切割的机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，该机械被设计成从材料块例如大理石、花岗岩等获得多个板块。
背景技术：
这种机械大体上包括在平行平面上并排定位并各自包括绕至少两个飞轮缠绕成环的切割金属丝的多个切割装置，至少一个飞轮由电机驱动。通过引发待切割块与切割金属丝之间的相对运动来实现实际的切割操作。
每个切割装置还具有确保在整个切割操作过程中单个切割金属丝张紧的张紧系统。
在同一申请人的专利EP 1 024 314中描述了使所有单个切割金属丝可以独立张紧的张紧装置的示例。
在所述专利中，通过连接在飞轮与相对于飞轮的固定部分之间的液压缸确保金属丝张紧，并利用增压油供给金属丝以促使其延伸并因而在飞轮促使切割金属丝的路径延伸的方向上使飞轮相对于固定部分移动。
然而，现在已知的用于多金属丝切割的机械具有几个缺陷。
在切割操作过程中，即使在同一块上材料的切割(硬度)特性也会显著变化。
在切割装置和石块相互移动过程中，当材料硬度增大时，前掠并由此导致的切割金属丝经受的张力增大，如果张力变得过大，金属丝会断裂。
相反，当材料硬度降低时，金属丝的切割动作不会遇到任何障碍(尤其是消除了前掠)，因此金属丝张力太低，导致所获得的切割不光滑并且不够精确。
在两种情况下，产生的问题与用于张紧的飞轮只要其可以相对于另一飞轮自由移动就能确保正确的张紧这一事实相关。然而，当飞轮达到其行程末端时(在一侧或另一侧)，其不会在那一方向上进一步移动。因此，根据讨论的情况，如果存在进一步提高或降低的张紧，则已知的张紧装置不能对其进行补偿。
发明内容
在这种情形下，构成本发明基础的技术要求是提供一种克服上述缺陷的用于对石材进行多金属丝切割的机械。
特别地，本发明的技术要求是提供一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，该机械可以在任何操作状态下防止切割金属丝的过度张紧。
本发明的另一技术要求是提供一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，该机械可以防止因过度张紧导致的切割金属丝断裂。
本发明的另一技术要求是提供一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，该机械可以防止切割金属丝的过度松弛并因此确保在任何操作状态下的精确和光滑的切割。
所规定的技术要求和所提出的目的基本上通过权利要求中所述的一种用于对石材进行多金属丝切割的机械来实现。
通过下文参照附图中所示的用于对石材进行多金属丝切割的机械的优选、非限制性实施方式的详细描述可以更加清楚地了解到本发明的其它特征和优点，图中图1是根据本发明的用于对石材进行多金属丝切割的机械一些部件的透视正视图；图2是图1所示机械的顶视图；图3是图1所示机械的放大细节的顶视图；
图4是图3所示细节沿线IV-IV截取的横截面图；图5是图1所示机械的一组第一飞轮6的正视图；图6是图5所示的那一组第一飞轮6的横截面图；图7是图5所示的那一组第一飞轮6的轴侧后视图；图8是图5所示的那一组第一飞轮6的轴侧正视图；图9是根据本发明制成的第一飞轮的轴侧图；图10是图9所示的飞轮的中心部分的正视图；图11是图10所示的飞轮沿线XI-XI截取的横截面图；图12是图10所示的飞轮沿线XII-XII截取的横截面图；图13是表示根据本发明的机械的操作流程图；图14-17表示根据本发明的机械的其它操作状态的其它流程图。
具体实施例方式
参照附图，附图标记1总体表示根据本发明的用于对石材进行多金属丝切割的机械。
机械1包括固定支承结构2，在垂直方向可移动的框架3滑动安装在所述固定支承结构2上。
多个切割装置4安装在框架3上，这些装置相互平行地布置，使得它们可以同时对同一材料块5进行多次切割。每个切割装置4又包括定位在同一平面上并相互间隔的至少一个第一飞轮6和一个第二飞轮7。飞轮6，7旋转安装在框架3上并且它们中的至少一个通过电机驱动，而另一个优选是空转轮。至少一个切割金属丝8绕两个飞轮6，7缠绕成环。在所示实施方式中，每个切割装置4还包括与第一和第二飞轮6，7在同一平面上并被设计成以最佳可行方式引导切割金属丝8的多个更小的附加飞轮9。
在每个切割装置4中，张紧装置10在第一飞轮6(优选是空转轮)上操作以保持切割金属丝8拉紧。为此，张紧装置10使第一飞轮6相对于其支承轴11在最小张紧位置12(第一飞轮6移动到图1和10的右侧)与最大张紧位置13(第一飞轮6移动到图1和10中的左侧)之间移动。
由于在操作状态下通过张紧装置10施加在金属丝上的张紧力基本上恒定，因此在本文中定义“最小张紧位置”12表示切割金属丝8经受外部牵引力使得其不能补偿张紧装置10的作用的状态，从而第一飞轮6通过张紧装置10的作用被推向其行程的末端，所述张紧装置10的牵引力不会由外部应力平衡。类似地，下文所述的“最大张紧位置”13指的是切割金属丝8经受比张紧装置10施加的力更大的外部牵引力，从而第一飞轮6通过外部牵引力被拉到其行程的末端。
有利地是，所有的第一飞轮6共用支承轴11，然而这些第一飞轮6可以相互独立地移动(为了表示清楚，图5-8表示支承轴11仅具有安装在其上的一些第一飞轮6)。
还设置控制单元(未示出)总体上控制机械1的操作，尤其是其被设计成控制机械1所有移动部件的移动。
根据本发明，机械1还包括用于每个第一飞轮6的至少一个传感器14，其用于检测第一飞轮6相对于支承轴11的位置。
传感器14优选检测并向控制单元传送第一飞轮6相对于最小张紧位置12和/或最大张紧位置13的位置。
有利地，每个传感器14包括与支承轴11一体的固定基准部件15和与相应第一飞轮6一体的移动部件16。固定部件15/移动部件16还装有电磁探测器，其能够检测移动部件16/固定部件15的位置并由此确定第一飞轮6的位置。
表示每个第一飞轮6的位置的信号随后被传送到控制单元，根据本发明，所述控制单元得到编程以根据由相应传感器14检测到的第一飞轮6的位置改变框架3相对于支承结构2的移动速度。
在所示实施方式中，由于通过框架3的垂直下降切割石材块使得金属丝从上到下作用在石块5上，因此框架3的移动速度通常被称为下降速度。这样，在这种情况下根据各个第一飞轮6的位置确定下降速度。
有利地，控制单元得到编程以在其从传感器接收表示至少一个第一飞轮6与最小张紧位置12的距离小于预定第一安全距离17的指示时增大框架3的移动(下降)速度。
第一飞轮6可以在相应切割金属丝8的张紧力不足时向最小张紧位置12移动。这通常由于金属丝下降速度相对于被切割的材料部分的硬度较低。
因而，在通常状态下增大下降速度可以有效地增加金属丝张紧力。可以根据需要确定每一情形下的速度增大幅度。特别地，所述速度可以是以不连续值改变或连续地改变。而且，其可以连续地改变一次或多次，达到预定限值。
无论哪种情况，控制单元还优选得到编程以在比预定极限时间更长的时间内，当至少一个第一飞轮6与最小张紧位置12的距离保持小于预定第一安全距离17时中断机械1的操作，尽管框架3的移动速度已经一次或多次增大或达到预定限值。
控制单元还优选得到编程以在其从传感器接收到表示至少一个第一飞轮6与最小张紧位置12的距离小于预定第一极限距离18的指示时中断机械1的操作，其中第一极限距离18小于第一安全距离17。
通过举例的方式，对于第一飞轮6总的65mm的行程，存在10mm的第一安全距离17和4mm的第一极限距离18。这意味着如果第一飞轮6处于距最小张紧位置12小于10mm但大于4mm的位置，则控制单元如上所述地增大框架3的下降速度，但如果所述距离小于4mm，则控制单元中止机械1的操作。
类似地，根据本发明，控制单元可以得到编程以在其从传感器接收到表示至少一个第一飞轮6与最大张紧位置13的距离小于预定第二安全距离19的指示时降低框架3的移动速度。
在这种情况下，第一飞轮6在相应切割金属丝8的张紧力过大时被迫向最大张紧位置13移动。这通常是由于金属丝的下降速度相对于被切割的材料部分的硬度较高，使得切割金属丝8在材料中的进给速度小于框架3的移动速度。
因而，通过降低下降速度，在正常状态下切割金属丝8的张力得到有效降低。在这种情况下与上述针对速度增大类似，同样根据需要确定每种情形下的速度降低幅度。特别地，所述速度可以离散或连续地改变。而且，其可以连续改变二次或多次，达到预定限值。
同样，控制单元也优选得到编程以在比预定极限时间更长的时间内当至少一个第一飞轮6与最大张紧位置13的距离保持小于预定第二安全距离19时中断机械1的操作，尽管移动速度已经降低一次或多次或者达到预定限值。
而且，与上述类似，控制单元优选得到编程以在从传感器接收到表示至少一个第一飞轮6与最大张紧位置13的距离小于预定第二极限距离20的指示时中断机械1的操作，其中第二极限距离20小于第二安全距离19。
参照以上示例(第一飞轮6总的行程65mm)，存在10mm的第二安全距离19和4mm的第二极限距离20。这意味着如果第一飞轮6处于距最大张紧位置13小于10mm但多于4mm的位置，则控制单元如上所述地降低框架3的下降速度，但如果所述距离小于4mm，则控制单元中止机械1的操作。
至于张紧装置10的结构，它们包括用于每个第一飞轮6并与第一飞轮6一体的轴承21，其根据位于垂直于支承轴11延伸方向的平面上的滑动方向滑动安装在支承轴11上。第一致动件22(例如附图所示的液压缸、气压缸或电动装置)安装在支承轴11与轴承21之间，以使轴承21在垂直于第一飞轮6的旋转轴线的平面上相对于支承轴11移动。为了引导轴承21的移动(并由此引导相应第一飞轮6的移动)，张紧装置10具有用于每个第一飞轮6并与支承轴11一体的至少一个导向件23。在附图中存在两个导向件23，它们相互平行并各自包括在支承轴11突起25上形成的通孔24。被成形为与所述孔匹配并与轴承21一体的杆26滑动安装在每个通孔24中。
有利地，根据本发明用于进行多金属丝切割的机械1还包括用于定位支承轴11的装置27，其被设计成在最小距离位置(移动到相对于图3中的左侧位置)与最大距离位置(移动到相对于图3的右侧位置)之间改变支承轴11距第二飞轮7的距离。
在所示实施方式中，定位装置27包括滑动安装在与框架3一体的四个平行导向杆29上并支承第一飞轮6的支承轴11的移动构件28。安装在框架3与移动构件28之间的第二致动件30促使移动构件28相对于框架3滑动。在其它实施方式中，可以具有一个或多个导向杆29。
在附图中，第二致动件30包括其上安装移动构件28的螺纹杆31以及用于驱动螺纹杆31旋转的装置，该装置有利地包括直接或通过传动机构例如采用齿轮与螺纹杆31相连的电动机32。
定位装置27的致动也由控制单元控制。特别地，控制单元得到编程以在通过操作者提供命令之后通过使定位装置27致动而使支承轴11移动预定距离。
为此，机械1还包括通过操作者致动并与控制单元相连以检查和控制其操作的接口构件(未示出)。
在优选实施方式中，接口构件对每个第一飞轮6相对于支承轴11的位置提供指示。在图13-17中示意性示出了所述指示的示例(参见下文)。
控制单元还得到编程以在切割操作过程中忽略一个或多个切割装置4。这一点在仅使用一些切割装置4时(例如在机械1上具有三十个切割装置4，仅使用十五个)是必需的。然而，如果在一个排除的切割装置4上检测到张紧力时，因为这意味着存在不必要的切割金属丝8，则停止机械1的操作，这可作为一项检查。
控制单元还可以得到编程以计算每个切割金属丝8使用的小时数并在每个切割金属丝8使用的小时数超过预定时间限值时中断机械1的操作。
在此披露的机械1的许多操作方面是从以上的结构描述中得到的。
如图所示，图13-17表示在所披露的机械1中四个切割装置4的几种操作情形。
在每个图中，上杆示意性表示将每个第一飞轮6的行程分成的五个区域。右端与最小张紧位置12(液压缸22完全伸出)相对应，而左端与最大张紧位置13(液压缸22完全收缩)相对应。
因而，在每个第一飞轮6的行程中，确定中心常规操作区域33、与其靠近的两个临界操作区域34、以及两个不可接受的操作极限区域35。
垂直线表示第一和第二安全距离17，19以及第一和第二极限距离18，20。
下面的四个矩形表示四个第一飞轮6相对于最小张紧位置12的位置。
图13表示达到一定速度的操作，其中所有的四个切割装置4都处于常规操作区域33。
图14表示切割装置4处于靠近最大张紧位置13的临界操作区域34的情形。其它三个装置4也靠近所述区域。在这种情况下，控制单元干预，降低了框架3的移动(下降)速度。在正常状态下这导致所有的飞轮向最小张紧位置12移动并回到常规操作区域33内。
图16表示类似但相反的情形，其中切割装置4处于靠近最小张紧位置12的临界操作区域34。在这种情况下，控制单元得到编程以增大框架3的移动(下降)速度。
图15和17表示切割装置4处于不可接收的操作区域35的情形(图17还表示第一飞轮6处于临界操作区域34)。在这种情况下，控制单元得到编程以中断机械1的操作。操作者负责确定导致切割装置4处于不可接受的操作区域35的原因。
例如，在图15的情形中，可能是因为切割金属丝8的金刚石涂层过度磨损，从而导致显著前掠。如果存在这种情况，操作者更换切割金属丝8。
在图17的情形中，支承轴11移向最大距离位置足以使所有的切割装置4回到常规操作位置33。
当开始新的切割操作时，控制单元优选得到编程以执行几个操作步骤，确保机械1的操作准确。
首先，控制单元采用定位装置27将支承轴11移动到最小距离位置。
随后其采用张紧装置10向所有的第一飞轮6施加预定的张紧力。在所示实施方式中，这包括利用油或其它流体在相同的压力下供给所有的第一致动件22。由于不存在任何外部应力，因此所有的第一飞轮6都移向最小张紧位置12。这时，控制单元优选利用每个第一飞轮6的位置作为随后移动的基准位置。
之后，控制单元使定位装置27致动以将支承轴11移向最大距离位置(图3的右侧)。一旦每个切割金属丝8都完全伸出，则定位装置27的作用克服由相应第一致动件22施加的张紧力，从而促使第一飞轮6从最小张紧位置12逐渐移向最大张紧位置13。采用传感器14通过控制单元控制上述移动。
控制单元得到编程以在所有的第一飞轮6都处于常规操作区域33时中止定位装置27的操作。如果需要，在中断定位装置27的操作之前，控制单元等待直至所有的第一飞轮6都与靠近最小张紧位置12的临界操作区域34成预定距离。
本发明带来突出的优点。
首先，所披露的用于进行多金属丝切割的机械可以防止切割金属丝在任何操作状态下的过度张紧。
这样即使在切割金属丝过度磨损时也可以防止它们因过度张紧而断裂。
而且，所披露的机械防止切割金属丝过度松弛并由此确保在任何操作状态下实现精确和光滑的切割。
还应该注意到本发明制造相对容易，甚至与本发明的实施相关联的成本都不是非常高。
在不脱离本发明思想范围的前提下可以对所描述的发明做出变型和修改。
本发明所有的细节都可以由其它技术上等效的构件替换，并且实践中所采用的所有材料以及各个部件的形状和尺寸都可以根据需要确定。
权利要求
1.一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，包括固定的支承结构(2)；滑动安装在支承结构(2)上的框架(3)；相互平行安装在框架(3)上的多个切割装置(4)，每个切割装置(4)又包括在同一平面上，相互间隔并旋转安装在框架(3)上的至少一个第一飞轮(6)和一个第二飞轮(7)，至少一个飞轮通过电机驱动；至少一个切割金属丝(8)绕飞轮缠绕成环；在第一飞轮(6)上操作以保持切割金属丝(8)拉紧的张紧装置(10)，张紧装置(10)使第一飞轮(6)在最小张紧位置(12)与最大张紧位置(13)之间相对于其支承轴(11)移动；还存在至少一个机械(1)的操作控制单元；所述机械的特征在于，其还包括用于每个第一飞轮(6)的至少一个传感器(14)，所述传感器用于检测第一飞轮(6)相对于支承轴(11)的位置，并且控制单元得到编程以根据由相应传感器(14)检测到的第一飞轮(6)的位置改变框架(3)相对于支承结构(2)的移动速度。
2.如权利要求1所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在其从传感器(14)接收到表示至少一个第一飞轮(6)与最小张紧位置(12)的距离小于预定第一安全距离(17)的指示时增大框架(3)的移动速度。
3.如权利要求2所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在至少一个第一飞轮(6)与最小张紧位置(12)成的距离在比预定极限时间更长的时间内保持小于预定第一安全距离(17)时中断机械(1)的操作。
4.如权利要求2或3所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在其从传感器(14)接收到表示至少一个第一飞轮(6)与最小张紧位置(12)的距离小于预定第一极限距离(18)的指示时中断机械(1)的操作，第一极限距离(18)小于第一安全距离(17)。
5.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在其从传感器(14)接收到表示至少一个第一飞轮(6)与最大张紧位置(13)的距离小于预定第二安全距离(19)的指示时降低框架(3)的移动速度。
6.如权利要求5所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在至少一个第一飞轮(6)与最大张紧位置(13)的距离在比预定极限时间更长的时间内保持小于预定第二安全距离(19)时中断机械(1)的操作。
7.如权利要求1或2所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在其从传感器(14)接收到表示至少一个第一飞轮(6)与最大张紧位置(13)的距离小于预定第二极限距离(20)的指示时中断机械(1)的操作，第二极限距离(20)小于第二安全距离(19)。
8.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，张紧装置(10)包括用于每个第一飞轮(6)、与第一飞轮(6)一体并滑动安装在支承轴(11)上的轴承(21)，以及安装在支承轴(11)与轴承(21)之间的至少一个第一致动件(22)，该第一致动件(22)用于使轴承(21)在垂直于第一飞轮(6)的旋转轴线的平面上相对于支承轴(11)移动。
9.如权利要求8所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，第一致动件(22)是液压缸、气压缸或电动装置。
10.如权利要求8或9所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，对于每个第一飞轮(6)，张紧装置(10)具有至少一个与支承轴(11)一体的导向件(23)。
11.如权利要求10所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，对于每个第一飞轮(6)，张紧装置(10)具有两个与支承轴(11)一体的平行导向件。
12.如权利要求11所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，所述导向件各自包括通孔(24)，被成形为与通孔匹配并与轴承(21)一体的杆(26)滑动安装在所述通孔(24)中。
13.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，每个传感器(14)包括与支承轴(11)一体的固定基准部件(15)和与相应第一飞轮(6)一体的移动部件(16)。
14.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，其还包括用于使支承轴(11)定位的装置(27)，该装置被设计成在最小距离位置与最大距离位置之间改变支承轴(11)距第二飞轮的距离。
15.如权利要求14所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，定位装置(27)包括与框架(3)滑动连接的移动构件(28)，支承轴(11)安装在移动构件(28)上，还包括安装在框架(3)与移动构件(28)之间以促使移动构件相对于框架(3)滑动的至少一个第二致动件(30)。
16.如权利要求15所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，第二致动件(30)包括其上安装移动构件(28)的螺纹杆(31)以及用于驱动螺纹杆(31)旋转的装置。
17.如权利要求15或16所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，定位装置(27)还包括其上滑动安装移动构件(28)的两个平行导向杆(29)。
18.如权利要求14-17中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在操作者提供指令之后使支承轴(11)移动预定距离。
19.如权利要求14-18中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以在开始每项切割操作之前执行以下操作步骤将支承轴(11)移动到所述最小距离位置；采用张紧装置(10)向所有第一飞轮(6)施加预定张紧力，将第一飞轮移动到最小张紧位置(12)；使支承轴(11)移向最大距离位置，克服所施加的张紧力直至通过相应传感器(14)检测到的所有第一飞轮(6)相对于支承轴(11)的位置回到预定区域内。
20.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，还包括可以通过操作者致动并与控制单元相连的接口构件。
21.如权利要求20所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，接口构件对每个飞轮相对于支承轴(11)的位置提供指示。
22.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以便在切割操作过程中忽略一个或多个切割装置(4)。
23.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，控制单元得到编程以计算每个切割金属丝(8)使用的小时数并在每个切割金属丝(8)使用的小时数超过预定时间限值时中断机械(1)的操作。
24.如在前权利要求中任意一项所述的进行多金属丝切割的机械，其特征在于，所有第一飞轮(6)共用支承轴(11)。
全文摘要
一种用于对石材进行多金属丝切割的机械，包括固定的支承结构(2)和滑动安装在支承结构(2)上的框架(3)。多个切割装置(4)相互平行安装在框架(3)上。每个切割装置(4)包括在同一平面上、相互间隔并旋转安装在框架(3)上的至少一个第一飞轮(6)和一个第二飞轮(7)，至少一个切割金属丝(8)绕飞轮缠绕成环，并且张紧装置(10)在第一飞轮(6)上操作以保持切割金属丝(8)拉紧。而且还包括用于每个第一飞轮(6)的至少一个传感器(14)，所述传感器用于检测第一飞轮(6)相对于支承轴(11)的位置。控制单元得到编程以根据由相应传感器(14)检测到的第一飞轮(6)的位置改变框架(3)相对于支承结构(2)的移动速度。
文档编号B28D1/02GK101084082SQ200580044034
公开日2007年12月5日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者M·T·佩莱格里尼 申请人:佩莱格里尼机械股份公司