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金刚石绳锯加工技术跟其他石材开采及加工方法相比,具有锯切效率高、资源利用率好、荒料质量好、环境污染小、设备简单、人工成本低等优点,被广泛应用于各类矿山石材的开采、各种石材制品的加工,以及修整和拆除大型钢筋混泥土建筑物、维修海底构件、拆除核电厂等特殊领域的工作中。国内外学者对金刚石绳锯在锯切板材时的锯切效率、锯切参数、锯切轨迹、绳锯寿命等方面做了大量研究,但鲜有学者对锯切过程中绳锯过度弯曲形成的“线弓角”进行研究。过大线弓角会影响绳锯寿命和石材表面加工质量。另外,国内外学者对数控金刚石绳锯机在机械设备中出现的问题做了很多研究,但还未见对绳锯线弓角进行实时测量及调节等的智能改进。 本文提出了一种动态线弓角的测量与调节方法,搭建了动态线弓角测量平台,对绳锯在实验过程中的张紧力进行了标定,并对绳锯在回转状态下导轮的受力进行了分析。通过测量二维轴力传感器输出的X、Y两个方向的电压值,计算出动态线弓角。采用PLC编写数控程序并模拟调试,实现线弓角自动调节,通过显示模块能否显示最后调节角度,来验证实验是否正确。实验研究表明: (1)初始张紧力一定时,随着线弓角度的增加,串珠绳张紧力增大,不同初始张紧力下,增加趋势基本相同。 (2)通过张紧力调节手柄的反退可以保证绳锯张紧力恒定,且反退圈数随着线弓角的增加成线性增加趋势。采用张紧轮轴力传感器输出的电压值也可标定张紧力,当线弓角为0°时,随着张紧力的增加,电压示数呈现线性变化;当绳锯张紧力一定时,随着角度增加,电压示数趋于稳定。 (3)在绳锯线速度为0.21m/s时可采集到准确动态力信号。 (4)动态线弓角计算值与实测值之间存在较稳定的倍数关系,约为1.245,且随着张紧力的增加,计算角度更加接近真实值。 (5)采用PLC编程可实现线弓角度的计算与比较调节,并通过显示最终调节角度可验证程序准确性。