石材异型制品的自动化加工技术与设备

目前有各种各样的方法加工石材异型制品，涉及到的加工设备种类繁多，根据制品类型的不同，适用的加工设备和加工方法也有差异。
    1. 仿型技术及设备
    石材异型制品的仿形加工是利用机械或液压机构经一定的运动关系组合后，形成的机构仿形特点，并具有的输入输出点坐标关系同步的特性，以制品模型为依据，进行的一种机械加工方式。
    现在越来越多的设备能够进行仿形控制。仿形控制与数字控制在原理上有根本区别。它是利用仿形仪作为检测和反馈元件 ,根据仿形指的偏移量和其它相关参数计算出机床各坐标轴上的速度值 ,直接输出给伺服单元 ,使仿形指保持规定的偏移量沿着模型表面作扫描运动。数字仿形控制 (Numerical Tracer Control,简称 NTC)按照其数控插补出来的轨迹的不同可划分为直线 NTC、圆弧 NTC和其它曲线 NTC。数字仿形包括直线 NTC和圆弧 NTC两大类。因为从控制原理上看两者的区别仅在于 :一个进行直线插补 ,另一个进行圆弧插补 ,而基本的仿形原理是相同的。目前国内也已开发出多种类型的仿形设备。
    OMAG公司的生产的ID86系列液压仿型车床，是用于回转体和圆柱成型、抛光的液压伺服车床，可以用于加工母线是任意曲线的回转体柱类产品。
    2. 数控机床及单机生产线
    数控，即数字控制，在机床领域指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床，机床组成框图如图1所示。现代的数控机床都采用计算机作为控制系统。数控技术和计算机辅助设计与制造技术的发展，正在使传统的机械设计与制造方式发生根本变化。特别是现代化计算机数控机床的普及应用，由于采用了计算机辅助数控编程，缩短了产品的制造周期，提高了产品的竞争能力，具有明显的经济效益和广阔的发展前景。当前数控技术已进入第六代，具有一定的开放性。
    用于异型石材加工的数控加工设备除了多功能数控加工中心外，还有数控铣床，数控车床，数控圆柱雕刻设备，数控桥式切机，数控金刚石串珠锯，数控回转面加工设备，数控石材异型台面加工设备等。
    数控铣床主要是加工非回转体制品，OMAG公司的95 TOP、911CN、921CN等机型都是数控铣床类设备。数控车床是专门用于加工罗马柱、扭纹柱、花瓶、栏杆等母线是任意曲线或直线的柱或球类等产品。OMAG公司的CN94、CN98P等型号设备是具有CNC系统的数控车床。OMAG公司的CN88系列产品以加工回转体和立体雕像制品为主。山东大学建机中心研究的SSH型数控石材回转面加工设备，是采用三坐标计算机数控系统，配合回转式工作台的异型石材制品数控加工设备。可以完成空心异型柱体、弧板等加工工序。山东大学建机中心研制的SST系列设备是数控异型台面加工设备，按设计造型要求把板材加工成各种装饰或实用台面板，并将其内外边缘进行铣、磨、抛光加工，适于各种异型台面板材内外边缘花线的铣、磨、抛光加工，并可加工各种孔。

 3.多功能数控加工中心
    多功能数控加工中心一般用来生产立体异型石材产品。这类设备通常是将多个普通数控加工中心的功能集中于一台设备上。设备的很多功能可以通过增加选配件实现。只有一个圆柱铣刀动力头的数控加工中心，一般需要五维控制，即设备必须能控制工件的旋转角度定位、圆柱铣刀类刀具的水平(x轴)、垂直(z轴)、前后(Y轴)的移动和定位，以及刀具轴本身的摆动角度这五个方向的运动，这是完成雕像类产品加工需要的最少控制维数。
    工件转速的调节是为了适应不同材质、硬度的石材(如大理石、花岗石等)加工，刀具的转速还应加以控制；如果需要增加加工回转体功能，工件的转速必须可以调节，以满足不同直径产品的加工。如果需要完成多种形状的异型制品加工，可以再增加一个安装圆锯片的锯切动力头，实施对工件的锯切加工。该动力头可以与圆柱铣刀型刀具的动力头安装在同一个活动横梁上，X、Y、Z三个运动方向也都可得到控制。锯片可以沿通过其直径的垂直轴转动(锯片平面360度旋转)．转动角度的定位可以得到控制，所以该锯片可进行各个方向的切割。如果再赋予这个动力头的垂直轴摆动功能，设备对所增加的锯切动力头可以进行五维控制。

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