异型石材锯铣复合加工中心的设计与分析

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异型石材多功能数控加工中心开发与分析

机械设计与制造
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ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ
＆
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
第５期２０ｌ３年５月
异型石材多功能数控加工中心开发与分析
赵德宏，张珂，吴玉厚
１１０１６８）（沈阳建筑大学交通与机械工程学院，辽宁沈阳
ｓｐｅｃｉａｌｓｈａｐｅｄｓｔｏｎｅａｎｄｔｈｅｃｒａｆｔｐｒｏｄｕｃｔ ’ ｓｄｅｍａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｄａｙｂｙｄｙ．ａＳｔｏｎｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｄｅｖｅｌｏｐｒ
ｓｐｅｅｄｎｄａ
ｅｆｉｃｆｉｅｎｃｙ，ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ，ｃｏｍｐｏｕｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎｉｓｈｅｄｓｐｅｃｉｌａｓｈａｐｅｄｓｔｏｎｅｃｏｍｐｏｕｎｄｍｃｈａｉｎｉｎｇｄｅｓｉｇｎｉｎｇａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｓｓｅｌｅｃｔｉｎｇ，ｒｅｌａｉｚｅｄｓｔｏｎｅｔｕｒｎｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｃａｒｖｉｎｇａｎｄｍｉｌｌｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｃｏｍｐｏｕｎｄｉｎａｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌｒａｓｌｉｐｐｅｒｙｓａｄｄｌｅｉｆｒｓｔｔｉｍｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃｒｏｓｓｂｅａｍ，ｔｈｅｌｔａｈｅｂｅｄａｎｄＳＯｏｎｍａｉｎｓｕｐｐｏｒｔｐａｒｔｃｈａｒｃｔａｅｒｉｓｔｉｃａｎｌａｙｓｉｓ，ａｐｔｉｍ￣ｅｄｔｈｅ

异型石材成形加工刀具工艺的研究

Ａｂｓｒｃ．Ｔｈｔｎｃｉｉｇｔｃｎｏｏｙｉｉｅｅｔｆｏｔｅｍａｈｎｎｇｔｃｎｌｇｔａｔ．ｅｓｏｅｍａｈｎｎｅｈｌｇｓｄｆｒｎｒｍｈｃｉｉｅｈｏｏｙ．ＴｈｅｍｏｄｎｏｅｓｓｉｐｒａｔｔｈｆｌｉｇｐｒｃｓｉｍｏｔｎｏｔｅｐｏｉｅｔｎａｈｉｉｇＴｈｏ］ｍａｅｉｌｓｒｃｕｅ，ｍａｈｎｉｇｐａａｅｅｓ，ｃｔｉｎｕｔｏａｕｒｆｌｄｓｏｅｍｃｎｎ．ｅｔｏｔｒａ，ｔｕｔｒｃｉｎｒｍｔｒｕ —ｎａｄｃ — ｕｔｖｌｅ，ｍａｈｉｎｌｏｎｅｏｃｎｉｇａｌｗａｃｆｔｈｅｍｏｄｉｇｐｒｃｓｒｎｌｚｄＴｈｅｕｔｈｗｈａｈｕｔｎｇｔｏ’ ｂａｉｎｉｅｕｃｄａｎｔｃｉｉｆｃｅｃｓｅｈａｅｌｎｏｅｓｗｅｅａａｙｅ．ｅｒｓｌｓｓｏｔｔｔｅｃｔｉｏｌＳａｒｓｏｓｒｄｅｄｉｓｍａｈｎｎｇｅｉｎｙｉｎｎｃｄｂｙｉｄｔｒｎｎｇｒａｏｂｅｍａｈｉｉｇｐｒｍｅｅｓｅｅｍｉｉｅｓｎａｌｃｎｎａａｔｒ．
提高加工效率。
关键词：异型石材；刀具工艺；成形加工中图分类号：Ｔ７４４Ｕ５，文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ８１（００４— ２３０１３８２１）２００—
ＳｕｈｃｎｏｏｙｏｏｎＭｏｄｎｇＭａｈｉｉｇｏｈｅＰｒｆｌｄＳｏｅｔｄｙｔｅＴｅｈｌｇｆＴｏｌｉｌｉｃｎｎｆｔｏｅｔｎｉ

浅议石材异型制品的复合加工技术

接｜
誊
浅议石材异型制品的复合加工技术
刘阳张进生王志袁杰王日君（东大学机械工程学院，济南２０６）山５０１
摘要：在系统分析传统石材异型制品加工技术和金属加工领域复合加工技术与应用的基础上，对石材制品复合加工技术与机具进行了初步研究，简要介绍了石材异型制品复合加工理论和关键技术，
国石材加工设备的种类繁多、各具特色，但是目前大念。工件一次装夹后，根据数控程序执行指令，通过
多数设备功能比较单一，复合加工设备应用不够广对工具的自动更换，依次进行同一工艺方法中的多个泛，而且依赖造价较高、对环境要求苛刻以及维修维工序或不同工艺方法中的多种工序的加工，减少在不护困难的进口设备。（２）我国石材加工企业很大程度同机床转换而引起的待工以及上下料等待时间。而且上保存了简单的机械加工，使得生产效率低，生产周
并对石材制品复合加工技术进行了初步的分类，针对工艺、运动以及加工工具的复合提供了几种可
行的方案，探讨了石材异型制品复合加ｉ技术的发展趋势和研究热点，为今后石材制品复合加工技
术进一步系统化、理论化的研究做了铺垫。
一
步缩短加工周期，复合机床已经从上世纪７０年代

新型石材加工数控锯石机的设计构思

新型石材加工数控锯石机的设计构思【摘要】随着建筑装饰业和石材加工业的发展，石材制品应用越来越广泛，但制品发展与设备先进性之间仍然存在一定矛盾，比如设备加工的质量难以满足装饰的质量要求、自动化程度低、材料利用率低，环境友好性差等等，因此，设计新型、高效锯石机，以满足石材加工业的发展需要, 是很有必要的。

【关键词】石材、锯石机、步进电机、节能、环保、自动化中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：1963年中国利用油压千斤顶生产出了第一颗人造金刚石, 却只能在试验室里长期束之高阁。

1957年政府投资建设了一批石材加工厂, 但设备小、土、乱, 许多仍为手工操作, 专门的石材机械生产行业此时没有真正形成。

1978年以后, 随着中国大规模经济建设的需求, 天然石材需求量猛增, 加工石材的机械生产就顺势而上。

1978年至1986年是中国大规模引进国外石材设备为主时期, 几年间共引进200条生产线, 主要引进的有石材成套加工生产线, 石材工具生产线, 金刚石生产设备等。

此时, 中国的大批技术人员也开始到意大利、德国等石材工业及石材设备先进的国家去学习，开始了自己的石材机械与工具的仿造生产。

今天, 中国已经能生产出绝大部分石材设备与工具, 且价格与性能均能满足国内的一般需求并有一定数量的出口。

我国锯石机械的现状及发展方向我国锯石机械的发展现状随着我国石材行业的迅速发展, 对石材加工机械提出了更高的要求, 在广泛吸收国内外同类产品优点的基础上, 许多石材机械厂研制了全自动大径圆盘锯石机, 该机可加工荒料规格大、自动化程度高、生产效率高、切割板材质好。

进口圆盘式锯石机质量好, 但价格昂贵，国产圆盘锯的锯片直径一般较小, 不能切割大规格板材,且自动化程度低。

目前国内市场上圆盘锯石机可大致分为多片式圆盘锯石机和单片式圆锯石机。

生产效率比较高的一种多片式圆盘锯石机是安装最大直径为1200mm的金刚石圆锯片, 主要用于生产400400mm石材板材, 该种多片式圆盘锯石机可安装锯片一般为30多片, 最多片达50片。

石材复合切割机器人的设计与研究

石材复合切割机器人的设计与研究作者：石何斌黄卫清来源：《中国新技术新产品》2019年第18期摘 ;要：该文设计了一种双刀头工具的复合切割机器人，这种机器人具有锯切和水刀切割双重功能，并将水刀安装在蜗轮蜗杆电机上，这样控制水刀可以有效避免锯切和水刀之间的干涉，工业相机将收到的石材拼花图像信息和待切割石板信息传送给视觉检测分析平台，经过分析处理后，在离线编程软件上进行仿真模拟，这样可以得到最优的切割路径、切割方式和切割速度。

此石材复合切割机器人配有三切割平台，这样可以减少上下料时间，提高生产效率。

关键词：雙刀头工具;三切割平台;复合切割;视觉检测中图分类号：TH164 ; ; ; 文献标志码：A0 引言随着人们生活水平的提高，对石材加工提出了更高的要求，石材拼花在近年来越来越受到广大消费者的热爱，在石材装饰和加工领域，石材拼花使用率是最高的，因为它可以将不同形状的石材组成想要的装饰图案，该领域包括了石材加工艺术、装修设计技术和美学技术，非常有观赏和工艺艺术价值。

但是现如今石材拼花加工主要采用传统三轴或五轴龙门、悬臂桥切机进行单一的直线锯切切割或者是水刀切割，该加工方式速度慢、产能低、成本高且难以进行复杂的曲线切割加工。

1 总体结构及实施方案复合切割机器人包括机器人本体、机器人控制器，切割平台、双刀头工具、空压机、供砂机、工业相机、视觉检测分析平台、增压机、冷却塔、供水机。

总体结构供水机为冷却塔和增压机供水，空压机为供砂机提供压力。

供砂机可以提供不同大小的砂石颗粒，以满足水刀切割时所需要的水流切割压力。

机器人控制器控制机器人本体、增压机、蜗轮蜗杆电机开关、锯切电机开关和水切割开关，蜗轮蜗杆电机可以控制水刀的方向，这样可以有效地避免双刀具产生干涉。

冷却塔为增压机进行冷却，视觉检测分析平台控制工业相机，将工业相机得到的产品拼花图案和石板在切割平台上的位置信息输送给电脑，视觉检测分析平台上的电脑进行分析处理，并通过离线编程软件进行仿真模拟，进而得到最优的切割路径、最优的切割方式和最优的切割速度，第一个切割平台上的石板切割完成时，机器人将转向第二个切割平台继续对待切割石板进行切割，同时切割完成的一侧切割平台进行上下料，以此往复。

车铣复合加工中心毕业设计方案

应用
广泛应用于航空航天、汽车制造、模具制造、能源装备等领域，适用于复杂零件的高效、高精度加工。
车铣复合加工中心的发展趋势
高速化
随着切削速度的提高，车铣复合加工中心将向更高速度、更高效率的方向发展。
智能化
采用环保材料、节能技术等措施，降低车铣复合加工中心的能耗和排放，实现绿色制造。
高精度化
关键技术与创新点
关键技术
重点解决车铣复合加工中心在高速、高精度加工过程中的关键技术问题，如热误差补偿、动态性能优化、高精度传动等。
创新点
提出具有自主知识产权的创新性设计，如新型主轴结构、高性能直线电机驱动技术等，提升车铣复合加工中心的加工效率和精度。
04
机械系统设计
主轴箱设计
主轴结构
采用高性能电主轴，具有高转速、高精度和低振动等特点。
设计目标与要求
设计要求实现多轴联动控制，提高加工精度和效率。
优化机床结构，降低振动和噪音。
设计目标与要求
01
选用高性能切削刀具，提高切削效率。
02
集成自动化上下料系统，提高生产效率。
03
完善安全防护措施，确保操作安全。
设计流程与步骤
需求分析
明确设计任务和目标，收集相关资料，进行需求分析。
随着制造技术的不断进步，车铣复合加工中心的加工精度将不断提高，满足更高精度的加工需求。
绿色化
引入人工智能、大数据等先进技术，实现车铣复合加工中心的智能化、自动化生产。
03
毕业设计方案总体设计
设计思路与方案选择
设计思路
基于车铣复合加工中心的加工需求，结合现有技术和资源条件，提出一种高效、高精度、高稳定性的设计方案。

异型石材制品加工技术与设备发展概述

异型⽯材制品加⼯技术与设备发展概述摘要:为了解和分析国内外异型⽯材制品加⼯技术与设备的发展现状与趋势，研发新⼀代具有⾃主知识产权和国际⽔准的异型⽯材制品加⼯技术与设备提供理论依据，通过分析和⽐较不同种类异型⽯材制品的加⼯⽅法和不同类别的异型⽯材加⼯技术与设备的功能，得出异型⽯材加⼯设备正向着⾼速⾼效化、智能化、⼈性化和单机设备多功能化的⽅向发展的结果。

结论是⽬前国内异型⽯材制品加⼯技术与设备与国外存在较⼤差距，研发新⼀代具有⾃主知识产权和国际⽔准的异型⽯材制品加⼯技术与设备是提升我国⽯材加⼯业整体⽔平的战略需求。

关键词:异型⽯材加⼯设备发展1概述近年来，随着⼈们⽣活⽔平的提⾼，⽯材制品越来越⼴泛地被应⽤于建筑装饰业。

伴随着⽯材制品业向着⾼质量、艺术化、多样化⽅向的发展，市场对异型⽯材制品的种类、形状、精度和产品尺⼨的要求愈来愈⾼、需求愈来愈⼤，异型⽯材加⼯装备也向着⾼速⾼效化、智能化、⼈性化和单机设备多功能化的⽅向发展。

2异型⽯材制品的分类及加⼯技术异型⽯材制品⼀般是指除矩形板材以外的其他所有⽯材制品。

按照制品的特点和加⼯⽅式的不同，异型⽯材制品可分为:平⾯异型制品、曲⾯异型制品、实体回转体制品和雕刻制品等四⼤类。

2.1平⾯异型制品及其加⼯技术平⾯异型⽯材制品是指以⼆维线条或图形为主的台⾯制品，⼀般带有边缘花线或雕有⽂字。

如卫⽣间⾯盆板、厨房灶台板、花线条、拼花板材和简单的墓碑等。

平⾯异型⽯材的加⼀般采⽤传统的机械加⼯设备。

设备通常配备-⼀个⼯作平台供安放和固定⼯件⽤，⼑具可沿x轴、Y轴、Z轴三个⽅向运动，配以圆盘铣⼑或雕铣⼑头，可完成花线切割和⽂字雕刻。

部分⽑⾯花纹的加⼯采⽤喷砂加⼯技术，如意⼤利PELLECRINI公司的S系列喷砂加⼯设备，采⽤喷砂⽑⾯加⼯技术，可在⽯材板表⾯上喷砂加⼯出各种花纹图案，其最⼤加⼯宽度可达2.2⽶。

配备专门的粉尘收集装置，防⽌沙尘对⼯作环境和操作者的污染。

2.2曲⾯异型制品及其加⼯技术曲⾯异型制品指具有公共母或对称中线的曲⾯板材制品，如内外圆弧板、S型或波浪形等墙⾯⽤板材、柱⾯⽤板材制品等。

基于UGNX的异型石材多功能复合加工中心数控加工与仿真技术研究

该机床具有８个独立的运动轴和１伺服控制０个
电机，用８轴双５联动数控技术，有石材车削（采配锯切）工和雕铣（削）工复合工作头部件，同时加磨加能实现对石材的车削、铣、削加工，雕磨以及对石材回转体异型制品和三维立体制品的双五轴联动加工．
对端面进行切削，但需要对端面进行设置，即总长度的
设置，以及各外圆轮廓所组成的阶梯轮廓线进行配置．而刻字地方为槽体，削不好进刀，选择铣削加工．车故在铣削加工中，由于刻字的拐角处是铣加工难以切削干净的区域，了使模型加工更完备，为需要先对模型进行粗加工，待做完粗加工后采用较小的刀具进行ＩＷＰ
所产生的加工程序进行了仿真，结果验证了机床的其
加工性能和后处理器的高效性．
２罗马柱模型工艺分析及刀轨生成
所加工模型为罗马柱模型，图２所示．如材料采用石材，毛胚是罗马柱体，圆尺寸分别为直径５０ｍｍ、外０
性，异型石材数控加工技术的后续研究提供了技术基础．为关键词：ＧＮＵ／ＯＳ；工中心；工仿真ＵＸ；ＧＰＴ加加
中图分类号：Ｇ５Ｔ６９
文献标识码：Ａ
文章编号：１７６３—１０（００００７０６３２１）２— ｔ５— ４

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赵德宏，孙晶，吴玉厚
（沈阳建筑大学交通与机械工程学院，沈阳１１０１６８）摘要：高速高效化、智能化和单机功能复合化是石材异型制品加工装备的主要发展方向。论文根据石材加３－－工艺特性，创新性设计了异型石材八轴双五联动锯铣复合数控加工中心；并对整机进行了
第２期
２０１４年２月
组合机床与自动化加工技术
ＭｏｄｕｌａｒＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆ＡｕｔｏｍａｔｉｃＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅ
Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１４
（Ｔｒａｆｆｉｃ＆ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｈｏｏｌ，ＳｈｅｎｙａｎｇＪｉａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６８，Ｃｈｉｎａ）
文章编号：１００１ — ２２６５（２０１４）０２— ０１０２— ０４
ＤＯＩ：１０．１３４６２／ｊ．ｅｎｋｉ．ｍｍｔａｍｔ．２０１４．０２．０２７
异型石材锯铣复合加工中心的设计与分析木
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈｅｆｉｃｆｉｅｎｃｙ，Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄｓｉｎｇｌｅ，Ｍｕｌｔｉｐｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｓｐｅｃｉａｌ — ｓｈａｐｅｄｓｔｏｎｅｐｒｏｄｕｃｔｓｐｒｏ — ｃｅｓｓｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｔｈｅｍａｉｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｉｏｔｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｓｔｏｎｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈ — ｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｄｅｓｉｇｎｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｓｔｏｎｅｅｉｇｈｔｓｈａｆｔｄｏｕｂｌｅｉｖｆｅｇａｎｇｓａｗｍｉｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅＣＮＣｍａｃｈｉ — ｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ；Ａｎｄｈｅｔｍａｃｈｉｎｅｄｙｎａｍｉｃｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｎｃｍａｃｈｉｎｉｎｇｖｅｉｆｒｉｃａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｓｈｏｗｓｈａｔｔ：ｃｕｔｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｅｎｇｒａｖｉｎｇａｎｄｍｉｌｌｉｎｇｍａｃｈｉｎｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｉｎｈｅｔｎｕｍｅｉｃｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒｈｅｔｓａｍｅｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｓｌｉｄｅｓａｄｄｌｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗａｓｖｅｒｙｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ；Ｓｐｅｃｉａｌｓｔｏｎｅ
ｓａｗｍｉｌｌｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｉｇｈｔｓｈａｔｆｄｏｕｂｌｅｉｖｆｅｌｉｎｋａｇｅＣＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒｈａｓｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒ — ｔｉｃｓ；Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｅｎｔｅｒｗｉｌｌｂｅａｂｌｅｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｅｔｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｉｖｆｅａｘｉｓｌｉｎｋａｇｅｎｕｍｅｉｃｒａｌｃｏｎｒｏｔｌ
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳａｗ－ＭｉｌｌｉｎｇＣＮＣｆｏｒＳｐｅｃｉａｌＳｈａｐｅｄＳｔｏｎｅ
ＺＨＡＯＤｅห้องสมุดไป่ตู้— ｈｏｎｇ，ＳＵＮＪｉｎｇ．ＷＵＹｕ－ｈｏｕ
动态性能分析和数控加工验证。研究表明：锯切加工功能部件和雕铣加工功能部件在数控加工中心同一个水平滑鞍下的复合非常成功；异型石材锯铣复合八轴双五联动数控加工中心具有良好的动态
特性；加工中心能够实现立式与卧式五轴联动数控加工，加工精度优于行业标准。研究结果对推动我国石材机械向高端化和高精度化方向发展具有开创性意义。关键词：异型石材；锯铣复合加工；八轴运动控制；五轴联动；动态特性中图分类号：ＴＨ１６４；ＴＧ６５文献标识码：Ａ