目前工程石材，如地面石材、墻面石材、 廣場石、道牙石、 臺階石及柱石等，其工藝路線是：石材礦山荒料開采→吊裝運輸→石材廠加工→整裝運輸到建筑工地，其開采與加工的技術和工藝都采用傳統的方法進行，荒料開采不安全、資源破壞嚴重，石材加工投資大、環境污染嚴重，工程石材成本居高不下，嚴重制約了石材產業的可持續發展。
本文介紹一種集石材開采與加工于一體的自動化機械，它可根據工程石材的尺寸和規格直接在礦體上進行開采，然后整裝運輸到建筑工地，節省了荒料開采、吊裝運輸和石材廠加工環節。該機采用圓盤鋸切開采技術，從根本上解決了工程石材的傳統開采方法，填補了國內在工程石材開采和加工的技術空白。
1．工程石材礦山直采機的整體結構
工程石材礦山直采機它借鑒圓盤鋸切割加工板材的原理，將金剛石刀具直接應用在工程石材開采上，圖1所示為工程石材礦山直采機的結構示意圖。
1一操作控制室；2-鋸片升降機構；3-鋸片傳動機構；4-圓盤金剛石刀具；5-縱向驅動機構；6-礦體雙導軌；7-橫梁橋架
如圖l所示，它由橫梁橋架7及縱向驅動機構5組成的可在橫向軌道上行走的軌道車架，由鋸片升降機構2、鋸片傳動機構3及圓盤金剛石刀具4組成的升降鋸機和操作控制室1這三大部分構成。整機設計合理，結構簡單，利用一軌道車架承載鋸機，軌道車架橫向移動切割石料，鋸機縱向移動可調節出新的切縫，無需頻繁移動調整橫向軌道，實現鋸機的每一鋸片在同一對軌道上可切割出更多的石縫，提高切割效率，可在礦山上直接切割出工程石板材。因此，稱該裝置為工程石材礦山直采機。
2．工程石材礦山直采機的控制技術
如前所述，工程石材礦山直采機是在礦體上直接開采工程石板材的機械，其工作環境較差，設計時不僅要考慮到控制設備有較高的可靠性，且自動化控制水平要高、以減輕工作人員的勞動強度，還要考慮到整機石材開采的工作效率、使設備能發揮最佳狀態，實現節能降耗?？紤]到在主軸轉速和刀頭下刀量恒定的情況下，行走速度過快，不僅加大圓盤鋸主軸電機的負荷還加大圓盤金剛石刀頭的磨損，嚴重者將打壞金剛石刀頭及燒毀電機；行走速度過慢，那么圓盤鋸主軸電機的又處在小負荷狀態、大主軸電機負載率低，能源利用率低。
在控制系統中，首先將數字化變頻技術應用于圓盤鋸的轉速、下降速度和行走速度的自動控制與調節，保證在有效功率下的最佳切割，提高生產效率、實現節能降耗。
其次，電氣控制采用可編程控制(PLC)，他不僅可以提高控制的可靠性，還可以與人機界面(HMI)及變頻器組成數字化控制系統。不僅提高整機的安全運行能力、自動控制水平，使鋸切機可根據石材硬度和加工要求及時調整轉盤轉速，確保鋸片切割運行的穩定、石材切割精確，還增強安全報警及連鎖防護，減輕操作人員的工作和維護強度。
最后，軟件編程和硬件配合、友好的人機界面設計，方便加工過程的工藝參數設定和修改，操作更簡單。使得切割機頭橫向移動量、鋸切板材厚度及切割速度的控制參量可通過人機界面預先設定、自動檢測、自動執行、實現全自動控制6它可根據石板材的規格尺寸，直接在礦體上切割加工，實現高效的精準切割，使礦山的出材率大大提高，實現高效環保。圖2所示即為工程石材礦山直采機的人機界面首頁。
3．工程石材礦山直采機的系列化
研發的工程石材礦山直采機從第一批試銷開始，就深受廣大礦山石材業主的青睞，其產品規格也不斷完善，形成了工程石材礦山直采機(單機頭)及工程石材礦山直采機(雙機頭)兩大系列產品，機頭配帶的圓盤鋸片最多達l2片，圓盤鋸片的直徑最大可達3m。圖3即為工程石材礦山直采機(雙機頭)結構示意圖，表1所示為華隆機械研發的HKZS系列工程石材礦山直采機的主要技術參數。
4．工程石材礦山直采機應用情況
工程石材礦山直采機是集石材開采與加工于一體，可根據工程石材的尺寸和規格直接在礦體上進行開采，節省了荒料吊裝運輸和石材廠加工環節，達到加工廠直接移到礦山的目的，節約建立工廠的費用及土地資源，并采用鋸切開采新技術，從根本上解決了工程石材的傳統開采和加工不安全、破壞資源、污染環境、成本高等問題。圖4所示是應用HKZS工程石材礦山直采機在礦山上采石的實際情況。
5．結語
工程石材礦山直采機應用高可靠性的PLC和HMI控制技術代替傳統的電器元氣件，提高礦山采石機的安全運行能力。采用HMI實現友好的人機界面、方便加工過程的工藝參數設定和修改，操作更簡單。應用最新的科研成果改進切割刀具、減低噪音、提高切割速度，刀具冷卻采用水過濾自動循環系統、節約水資源。對于該項目的研發，我們已獲得了5項實用新型。實踐證明，工程石材礦山直采機的成功研發，新產品投放市場，興起石材業科學發展的一次浪潮，它的推廣應用是石材工業的一次革命和創新，對產業技術進步和區域經濟發展具有重大影響，對于我國石材機械行業和石材開采加工行業提高機械自動化水平、環保節能、增產增效都具有積極的推動作用和深遠的意義。
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