一种石材大板多线切割机的切割装置及多线切割机的制作方法

本发明涉及石材切割领域，特别为一种石材大板多线切割机的切割装置及多线切割机。

背景技术：

1、金刚线是一种在金属钢丝外层电镀金刚石制作而成的切割工具，目前金刚线广泛应用于切割光伏硅片，蓝宝石，石墨，磁性材料等行业，以上已经普及金刚线切割的领域加工对象都为人造材料，材质均匀，规格统一且尺寸都较小，切割对象长宽高一般小于500mm*500mm*300mm，切割出来的成品的截面积小于300mm*300mm，一般使用的金刚线直径0.03-0.2mm不等，不同线径的金刚线工作张力3-30n不等，切割行程一般小于400mm。而现有不同种类的多线切割机的主辊轮的直径较小(直径100mm-200mm不等)，长度也比较短(400-900mm不等)，绕线轮外径小于250mm，小过线轮直径小于150mm。

2、传统的石材切割一般采用锯片，绳锯，带锯等带有合金刀头的材料来进行加工，硬质合金具有一定的厚度，使得传统刀具在切割石材的过程中会形成3-10mm不等的锯缝，而且硬质合金刀具在加工过程中与石材刚性接触震动大，容易导致石材在加工过程中破裂，一般只能加工厚度超过10mm厚度的板材。而金刚线线与石材柔性接触，不存在瞬时的冲击载荷，震动小噪音低，而且线径小切割锯缝不到1mm，不仅可以大大提高成材率，而且能够直接在荒料上加工出厚度小于5mm的薄板而不会使得石材在切割过程中发生破碎。天然开采的石材具有很多特殊之处，首先石材荒料尺寸并不统一，一般尺寸大重量也大，一般一颗荒料超过20吨，长宽高尺寸可超过3000*2000*2000mm，加工的石材大板截面积能够达到3000mm*2000mm。而且石材的莫氏硬度从2到9级不等，不同品种的硬度差别很大，即使是同一块荒料不同位置材质也不同，再加上天然石材本身带有裂纹、孔洞，材质非常复杂，这就导致采用金刚线切割石材将极易出现断线现象。一旦出现断线，金刚线线切割锯缝很小，石材切割后会由于内部应力产生变形或因冷却水的张力导致石材吸附在一起，将导致石材无法重新进行布线切割从而使切割到一半的石材报废造成损失。想要用金刚线切割石材并且取得好的效果就需要采用更大的线径来降低切割过程中金刚线的断线率，而大线径的金刚线同时也需要匹配更大的张力来保障金刚线的张紧。同时一颗石材荒料重达二三十吨，一次加工产出超过500平方的板材，加上石材具有很强的研磨性，采用金刚线进行切割一刀的单位面积的耗线量远大于切割其他小尺寸的人造材料，因此要想一次性把一颗大荒料加工完成就要使用大储线量的绕线轮。同时大尺寸的荒料主辊轮之间的跨度超过2000mm，在切割过程中摩擦受热累计的热量难以散去，同时排泄石粉困难，因此需要更大的冷却水量来冷却金刚线和冲刷带出切割物，高速的切割时候形成的带有压力的冷却水和石粉也将对轴承箱的防水性能提出更高的要求。

3、由于在加工石材领域，石材荒料长宽高很多都大于3000*2000*2000mm，切割的截面积超过3000*2000mm，金刚线切割时候只能有一个切割网面接触工件，因此最优的结构是采用平行的四辊轮结构形成切割网面。同时切割适用于石材加工的金刚线直径超过0.3mm，金刚线的工作张力超过60n。

4、申请号为201520035317.9的中国实用新型专利，公开了一种大理石的多线切割，包括机座、设于机座上的工作台和安装座，安装座位于工作台的上方，待切割的大理石固设在工作台上，工作台、安装座两个部件中至少有一个部件可升降地设于机座上，安装座上设有多根可绕自身轴心线旋转的绕线辊、按序绕设在多根绕线辊上形成多条切割丝的切割用钢线，每根绕线辊上所有切割丝沿绕线辊的长度延伸方向间隔分布，安装座上还设有用于对钢线进行收放的收放线机构、用于驱动其中至少一根绕线辊旋转从而带动切割丝往复运动的切割驱动机构。其中绕线辊有4根，所述钢线依次由第一根所述绕线辊的一个所述线槽引出，进入第二根所述绕线辊的一个线槽、进入第三根所述绕线辊的一个线槽、进入第四根所述绕线辊的一个线槽后，再进入第一根所述绕线辊的下一个线槽，如此循环而张紧在四根所述绕线辊的周部上形成多条所述切割丝。安装座上还固设有辊轮架，绕线辊的一端转动地安装在所述安装座上、另一端转动地安装在所述辊轮架上，所述辊轮架呈“h”型。

5、上述大理石的多线切割存在以下缺点：一、辊轮架整体为悬臂结构，在切割大尺寸石材过程中由于需要更长的导轮使得切割组件自身重量大，悬臂结构力臂很长支撑点单侧受力，稳定性不好，容易产生共振和抖动。二、其中放线机构是在下部的两根绕线辊中的之一进线，收线机构是两根绕线辊中的另之一出线，由于下部的两根绕线辊之间布设的金刚线形成切割网面，该切割网面为工作面，用于对石材进行切割，金刚线的两头分别与放线机构和收线机构相连，使得金刚线的两头直接参与石材的切割工作，波动大，金刚线容易断裂；并且金刚线与石材在切割过程中产生的粉尘与水汽容易被金刚线带入收线机构和放线机构，容易造成电气故障影响两者的使用。三、由于绕线辊重量重，绕线辊拆装时需使用提升机进行吊装，由于辊轮架呈“h”型，同一侧的上下两根绕线辊分布在辊轮架中间横杆的上方和下方，在中间横杆的阻挡下下方绕线辊吊装困难，拆卸不便。四、悬臂式的切割组件上下移动进行切割，h型切割组件一边承载绕线辊的重力和切割力，一边又要整体移动进行切割，整体稳定性不佳，容易造成断线和切割面不平整。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：克服以上缺点提供一种四立柱四导轮顶升式石材大板多线切割机，用于解决在切割石材大板时切割机稳定性不足，金刚线易断和水汽影响收放线机构的问题。

2、本发明通过如下技术方案实现：一种四立柱四导轮顶升式石材大板多线切割机，其特征在于：包括机台和设置在机台上方的机架，所述机架上设有切割组件，所述机台上设有位于切割组件下方用于活动举升石材以便切割组件进行切割的顶升机构；

3、所述切割组件包括金刚线、第一收放线机构、第二收放线机构、第一主导轮、第二主导轮、第三主导轮、第四主导轮和导轮驱动机构，四个主导轮沿水平纵向方向延伸且轴向两端分别转动连接在机架上，第一主导轮和第二主导轮位于同一高度位置，第三主导轮和第四主导轮位于同一高度位置，且所述第一主导轮位于第四主导轮的上方，所述第二主导轮位于第三主导轮的上方；所述导轮驱动机构与四个主导轮相连接并驱动各主导轮转动，所述第一收放线机构和第二收放线机构安装在机架上且分别连接金刚线的两端头，所述金刚线的一端头从第一收放线机构放线后在第一主导轮上进线，并依次沿着第一主导轮、第二主导轮、第三主导轮和第四主导轮的方向反复绕设在四个主导轮上，并由第二主导轮出线，所述金刚线在第三主导轮和第四主导轮底部之间形成由多条相互平行间隔设置的切割线组成的用于进行石材切割的第一切割网面。

4、进一步，所述机架包括固定竖置在机台上的第一立柱、第二立柱、第三立柱和第四立柱，所述第一立柱和第二立柱位于机台的横向一侧的纵向两端，第三立柱和第四立柱位于机台的横向另一侧的纵向两端，第一立柱和第二立柱之间固定连接有位于两者外侧的第一纵向背板，第三立柱和第四立柱之间固定连接有位于两者外侧的第二纵向背板，第一立柱和第四立柱之间固定连接有第一横梁，第二立柱和第三立柱之间固定连接有第二横梁；

5、所述第一主导轮和第四主导轮的轴向两端分别转动连接在第一立柱和第二立柱上，所述第二主导轮和第三主导轮的轴向两端分别转动连接在第三立柱和第四立柱上，所述第一收放线机构安装在第一纵向背板上部，所述第二收放线机构安装在第二纵向背板上部。

6、进一步，所述第一横梁和第二横梁位于四根立柱的上部，且第一横梁和第二横梁上安装有喷淋系统。

7、进一步，所述第一纵向背板和第二纵向背板的下方留有检修口。

8、进一步，所述机台包括上层体、下层体以及连接在上层体和下层体之间的四个立墩，所述四个立墩分别设置在机台的横向两侧的纵向两端；

9、所述顶升机构包括设置在四个立墩之间的用于放置石材的升降台、四组用于举升升降台的升降机构、以及用于驱动四组升降机构同步动作的升降驱动装置，每组升降机构均包括竖置的t型丝杆和升降导轨，所述t型丝杆转动连接在上层体和下层体上，并且与升降台螺纹连接，所述升降导轨安装在对应立墩上并与升降台竖直滑动连接，其中上层体的中部还留有方便升降台抬升待切割石材升降通过的通道，所述机架固定在上层体上。

10、进一步，所述机台为钢筋水泥材料制造。

11、进一步，所述第一收放线机构和第二收放线机构均包括收放线轮、用于驱动收放线轮转动的线轮驱动部件、设置在收放线轮旁侧的排线轮、用于驱动排线轮纵向移动的排线装置、设置在排线轮纵向一旁侧的张力轮、用于驱动张力轮活动的张力调节装置、设置在排线轮上方的进出线轮、以及用于驱动进出线轮纵向移动的走线机构，排线轮的出线点a、张力轮的进线点b、张力轮的出线点c和进出线轮的进线点d共面，位于所述进出线轮的出线点e和第一主导轮的进线点之间的金刚线垂直第一主导轮或第二主导轮的轴线，所述金刚线的一端头连接在收放线轮上，并依次经过排线轮、张力轮和进出线轮后与对应主导轮相连接。

12、进一步，所述走线机构包括固定设置在第一纵向背板或第二纵向背板上且沿纵向延伸的纵向丝杆和纵向导杆、与纵向丝杆螺纹连接且与纵向导杆滑动设置的滑板、以及用于驱动纵向丝杆转动的丝杆驱动部件，所述滑板上设有沿平行纵向丝杆方向垂直穿透滑板且在滑板上呈弧形延伸的弧形调节孔，弧形调节孔的圆心线平行于纵向丝杆延伸方向；所述进出线轮转动连接在连接板上且转动中心线垂直于纵向丝杆延伸方向，所述连接板通过穿设在弧形调节孔中的螺栓与滑板可调固定设置。

13、进一步，所述第一主导轮、第二主导轮、第三主导轮、第四主导轮均包括导轮本体，所述导轮本体的轴向两端内均同轴固设有用于连接主轴承箱或副轴承箱的堵头，所述导轮本体在两堵头的轴向外旁侧均预设有容纳腔体，所述主轴承箱和副轴承箱的轴向一端均能部分塞置于两个对应的容纳腔体中，并且使位于主、副轴承箱的主轴与靠近定心堵头的前侧端盖之间相对运动处的连接缝隙分别躲藏在两个容纳腔体中。

14、该切割机采用顶升式，即切割组件设置在机架上，顶升机构设置在机台上，上方的切割组件与下方的顶升机构独立分开，切割产生的振动被机台和地面吸收，稳定性能好。而且该切割机采用上进线和上出线的形式，其中金刚线绕过上方的第一主导轮和第二主导轮才进入第三主导轮和第四主导轮，其中第一主导轮和第二主导轮起到了缓冲作用，金刚线从第一收放线机构和第二收放线机构出来后未直接参与切割，金刚线波动较小，不易断裂，而且金刚线与石材在切割过程中产生的粉尘与水汽不容易被金刚线带入第二收放线机构和第一收放线机构。并且采用四根平行主导轮的结构，四根主导轮可以撑开较大的切割室，能适应多种尺寸和形状的石材切割。