универсальная автоматизированная поточная линия для производства изделий из природного камня

Формула изобретения

1. Универсальная автоматизированная поточная линия для производства изделий из природного камня, содержащая распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование, замкнутый транспортер для межоперационного перемещения заготовок природного камня, установленных на кинематически связанных с транспортером вагонетках, и единый привод перемещения заготовок на заранее заданную величину толщины изделия, отличающаяся тем, что заготовки природного камня размещены на укрепленных на вагонетках платформах, которые связаны с укрепленными на вагонетках тумбами, снабженными средствами для фиксации заготовок на вагонетках и подъемником для подъема платформ с заготовками на заданную толщину изделия, кинематически взаимодействующим с единым приводом перемещения заготовок, выполненным в виде единого привода подъема платформ, при этом распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование установлено с размещением их рабочих инструментов, обеспечивающим горизонтальные плоскости обработки верхних частей заготовок, выступающих над уровнем верхних торцов тумб, кроме того, средства для фиксации каждой заготовки на вагонетке выполнены в виде по меньшей мере трех гидродомкратов, установленных на тумбах так, что рабочие торцы их штоков взаимодействуют с противоположными сторонами установленной на платформе заготовки, при этом рабочие полости гидродомкратов сообщены с главным гидроцилиндром, поршень которого взаимодействует с единым приводом подъема платформ.

2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что подъемники выполнены в виде укрепленных в тумбах винтов, снабженных звездочками, объединенными единой связью, при этом платформы снабжены гайками, взаимодействующими с винтами, причем цепь установлена с возможностью периодического взаимодействия с единым приводом подъема платформ.

3. Линия по п.1 или 2, отличающаяся тем, что платформы снабжены винтовыми прижимами заготовок к платформе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к камнеобрабатывающей промышленности и может быть использовано для производства плоскостных изделий, например декоративной плитки, из природного камня преимущественно гранита или мрамора.

Для оценки новизны и изобретательского уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных технических средств аналогичного назначения.

Известна поточная линия для производства прямоплоских плит, включающая разрезной станок для получения плит-заготовок, многодисковый станок для продольного распила плит-заготовок, устройство для разворота плит на 90^o, многодисковый станок для поперечного распила, а также средства для удержания пакета плит в вертикальном положении и шлифовально-полировальный агрегат (см. патент Франции 2192490, В 28 D 1/00).

Недостатком данного аналога является низкая производительность при изготовлении тонкомерных плиточных изделий, большие габариты, высокая стоимость.

Известна поточная линия для производства плоскостных изделий из природного камня, состоящая из последовательно по ходу технологического процесса установленных рольганга приема плит, многодискового станка для продольной распиловки, промежуточного рольганга, окантовочного станка, промежуточно-разъединительного рольганга, пазорезного станка для выполнения пропила на заданную глубину и транспортных устройств (см. а.с. СССР 613907, В 28 D 1/00).

Недостатки данного аналога заключаются в громоздкости данной поточной линии, требующей большой площади для своего размещения, а также в отсутствии шлифовально-полировальной операции.

Известна поточная линия для изготовления декоративной плитки из природного камня, содержащая установленные на основании механизм подачи камней, окантовочный, распиловочный и шлифовально-полировальные ставки, а также транспортер для межоперационного перемещения заготовок, характеризующаяся тем, что она снабжена вагонетками для установки заготовок со смонтированными на них механизмами для параллельного сдвига заготовок на величину толщины плитки и размещенным на основании перед шлифовально-полировальным станком задающим сдвиг элементом, взаимодействующим в процессе работы с механизмом для параллельного сдвига заготовок, при этом вагонетки кинематически связаны с замкнутым транспортером для межоперационного перемещения заготовок (см. патент РФ 2097181, В 28 D 1/00).

Недостатком данной поточной линии является то, что передача вагонеток с заготовками с вертикально-фрезерного станка на шлифовально-полировальную линию осуществляется с помощью передаточной тележки, которая затем возвращается за следующей вагонеткой. Сдвиг заготовки после шлифования в прототипе осуществляется с помощью рейки, с которой взаимодействовали звездочки вагонеток, поэтому толщина плит, получаемых со всех вагонеток, одинакова.

Известна универсальная автоматизированная поточная линия для производства изделий из природного или искусственного камня, содержащая распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование, замкнутый транспортер для межоперационного перемещения заготовок природного камня, установленных на кинематически связанных с транспортером вагонетках, и механизм сдвига заготовок на заранее заданную величину толщины изделия, которая характеризуется тем, что транспортер для межоперационного перемещения заготовок природного камня выполнен в виде двух установленных напротив друг друга прямолинейных рабочих конвейеров, вдоль рабочей зоны одного из которых установлено распиловочное оборудование в виде совокупности колонн с отрезными головками, а вдоль рабочей зоны второго - шлифовально-полировальное оборудование, а также трех передаточных конвейеров, размещенных поперек рабочих конвейеров и сблокированных с ними, два из которых выполнены с возможностью передачи вагонеток с заготовками с одного рабочего конвейера на другой и размещены по концам рабочих зон конвейеров, а третий передаточный конвейер размещен на продолжении рабочих конвейеров в сторону заготовительной зоны линии, при этом линия снабжена дополнительным конвейером окончательной обработки изделий, включающим последовательно установленные приводной рольганг, калибровочную установку, механизм разворота изделий, оборудование для снятия фасок, чистки и сушки изделий и разгрузочный рольганг, причем дополнительный конвейер окончательной обработки изделий размещен вне замкнутого контура транспортера для межоперационного перемещения заготовок и связан с ним посредством форматно-раскройной установки, установленной в конце рабочей зоны рабочего конвейера с распиловочным оборудованием и снабженной кантователем для приема отрезанных изделий и оборудованием для раскроя изделий по длине и передачи их на загрузочный рольганг дополнительного конвейера окончательной обработки изделий, кроме того линия снабжена оборудованием для калибровки изделий по ширине, выполненным в виде двух калибрующих головок, установленных на одной из колонн распиловочного оборудования, преимущественно первой, при этом механизм сдвига заготовок снабжен управляемым шаговым двигателем, причем линия снабжена единым органом управления, задающим и контролирующим величину сдвига заготовок, скорость движения вагонеток и нагрузку на отрезные головки распиловочного оборудования в зависимости от физических характеристик обрабатываемого природного или искусственного камня (см. патент РФ 2150383, В 28 D 1/00).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатками, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является недостаточная универсальность данной поточной линии, обусловленная отсутствием возможности обрабатывать природный материал, например гранитные или мраморные блоки, с низкими показателями блочности камня, т.е. материал, который не подлежит обработке известными технологическими средствами.

Задачей изобретения является повышение универсальности поточной линии за счет обеспечения возможности обрабатывать природный материал как с высокими, так и с низкими показателями блочности камня.

Сущность заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше технического результата.

Согласно изобретению универсальная автоматизированная поточная линия для производства изделий из природного камня, содержащая распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование, замкнутый транспортер для межоперационного перемещения заготовок природного камня, установленных на кинематически связанных с транспортером вагонетках, и единый привод перемещения заготовок на заранее заданную величину толщины изделия, которая характеризуется тем, что заготовки природного камня размещены на укрепленных на вагонетках платформах, которые связаны с укрепленными на вагонетках тумбами, снабженными средствами для фиксации заготовок на вагонетках и подъемником для подъема платформ с заготовками на заданную толщину изделия, кинематически взаимодействующим с единым приводом перемещения заготовок, выполненным в виде единого привода подъема платформ, при этом распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование установлено с размещением их рабочих инструментов, обеспечивающим горизонтальные плоскости обработки верхних частей заготовок, выступающих над уровнем верхних торцов тумб, кроме того средства для фиксации каждой заготовки на вагонетке выполнены в виде по меньшей мере трех гидродомкратов, установленных на тумбах так, что рабочие торцы их штоков взаимодействуют с противоположными сторонами установленной на платформе заготовки, при этом рабочие полости гидродомкратов сообщены с главным гидроцилиндром, поршень которого взаимодействует с единым приводом подъема платформ.

В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, конкретные формы его материального воплощения либо особые условия его использования, а именно:

- подъемники могут быть выполнены в виде укрепленных в тумбах винтов, снабженных звездочками, объединенными единой связью, при этом платформы снабжены гайками, взаимодействующими с винтами, причем цепь установлена с возможностью периодического взаимодействия с единым приводом подъема платформ,

- платформы могут быть снабжены винтовыми прижимами заготовок к платформе.

Заявленное техническое решение является новым, так как характеризуется наличием новой совокупности признаков, отсутствующей во всех известных нам объектах техники аналогичного назначения.

Непосредственный технический результат, который может быть получен при реализации заявленной совокупности признаков, заключается в том, что на платформе с помощью винтовых прижимов и гидродомкратов может быть надежно закреплен природный камень практически любой формы с неровными боковыми гранями при незначительной предварительной обработке.

Получение упомянутого технического результата обеспечивает появление у поточной линии для производства изделий из природного или искусственного камня, как у объекта изобретения в целом, ряда новых полезных свойств, а именно повышение универсальности линии, так как произвести шлифование и отрезание тонкомерных плиток из подобного природного материала известными средствами невозможно. Таким образом, заявленная технологическая линия позволяет реанимировать старые карьеры природного камня, в том числе полудрагоценного, и подвергать обработке природный материал с блочностью ниже 30%, который ранее из-за сложности и неэффективности его обработки признавался отходом.

Указанное позволяет признать заявленное техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий план поточной линии; на фиг.2 - вид на вагонетку с установленными на ней на одной платформе двумя заготовками; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - кинематическая схема подъема заготовки на платформе вагонетки; фиг.5 - гидравлическая схема работы гидродомкратов и главного гидроцилиндра.

Заявленная универсальная автоматизированная поточная линия для производства изделий из природного камня содержит распиловочное оборудование, рабочим инструментом которого являются отрезные алмазные диски 1, шлифовально-полировальное оборудование, рабочим инструментом которого являются щлифовально-полировальные головки 2, замкнутый транспортер 3 для межоперационного перемещения заготовок 4 природного камня, установленных на кинематически связанных с транспортером 3 вагонетках 5. Линия имеет единый привод перемещения заготовок 6 на заранее заданную величину толщины изделия. Заготовки 4 природного камня размещены на укрепленных на вагонетках 5 платформах 7, которые связаны с укрепленными на вагонетках 5 тумбами 8, снабженными средствами для фиксации заготовок на вагонетках и подъемником для подъема платформ 7 с заготовками 4 на заданную толщину изделия, кинематически взаимодействующим с единым приводом 6 перемещения заготовок, выполненным в виде единого привода подъема платформ 7. Распиловочное и шлифовально-полировальное оборудование установлено с размещением их рабочих инструментов соответственно 1 и 2, обеспечивающим горизонтальные плоскости обработки верхних частей заготовок 4, выступающих над уровнем верхних торцов тумб 8. Средства для фиксации каждой заготовки 4 на вагонетке 5 выполнены в виде по меньшей мере трех гидродомкратов 9, установленных на тумбах 8 так, что рабочие торцы их штоков взаимодействуют с противоположными сторонами установленной на платформе 7 заготовки 4. Рабочие полости гидродомкратов 9 сообщены с главным гидроцилиндром 10, поршень которого периодически взаимодействует с единым приводом 6 подъема платформ 7. Подъемники для подъема платформ 7 выполнены в виде укрепленных в тумбах 8 винтов 11, снабженных звездочками 12, объединенными единой связью, например цепью, 13. Платформы 7 снабжены гайками 14, взаимодействующими с винтами 11, причем цепь 13 установлена с возможностью периодического взаимодействия с единым приводом 6 подъема платформ 7. Платформы 7 снабжены винтовыми прижимами 15 заготовок 4 к платформе 7.

Устройство работает следующим образом.

На поточной линии задействовано от 4 до 12 постоянно находящихся в работе вагонеток 5, на которых на платформах 7 укреплены заготовки 4 природного камня (гранита, мрамора) толщиной от 300 до 600 мм и длиной от 1500 до 2500 мм.

Рабочие торцы штоков гидродомкратов 9, усилие на которые по замкнутой гидравлической системе подается от главного гидроцилиндра 10, упираются в противоположные боковые края заготовки 4 и надежно закрепляют ее на вагонетке 5. Подобный способ закрепления заготовки не зависит от характера поверхности боковых краев заготовок, так как единая замкнутая гидравлическая система обеспечивает равномерное от начала до конца зажима заготовки распределение усилий штоков гидродомкратов 9, что позволяет исключить перекос заготовки при ее зажиме и надежно закрепить заготовку 4.

Рабочие и передаточные конвейеры 3 сблокированы между собой, благодаря чему все вагонетки 5 ходят по замкнутому кругу, например против часовой стрелки, синхронно, без сбоев при смене скоростей резания, которая регулируется единым органом управления линии в зависимости от твердости обрабатываемого материала.

Шлифовка и полировка торцов заготовок 4, а также отрезание тонкомерных изделий производится следующим образом.

Шлифуется верхняя часть заготовки, выступающая над торцами тумб 8. Шлифовально-полировальные головки 2 установлены горизонтально с вертикальной осью их вращения и с горизонтальной плоскостью обработки. Это повышает эффективность шлифовки и полировки верхних частей заготовок 4, так как полезно используется собственный вес шлифовально-полировального оборудования, а кроме того, такое расположение шлифовально-полировальных головок 2 снижает степень их засорения продуктами обработки. Пройдя шлифовку и полировку несколькими шлифовально-полировальными головками 2 (от 8 до 16), вагонетка 5 с заготовкой 4 с отполированной верхней частью передвигается к единому приводу 6 подъема заготовки, который предварительно воздействует на поршень главного гидроцилиндра 10 и происходит отжим заготовки 4, а затем единый привод 6 взаимодействует с цепью 13, которая перемещается и вращает звездочки 12, которые вращают винты 14, в результате чего за счет гаек 14 происходит подъем платформы 7 с заготовкой 4 на заранее заданную органом управления линии величину, равную требуемой толщине готового изделия. Затем вагонетка с заготовкой через передаточный конвейер поступает на рабочий конвейер с распиловочным оборудованием, отрезные головки 1 которого также установлены в горизонтальной плоскости. При движении вагонетки 5 с заготовкой 4 вдоль отрезных головок 1 от заготовки поэтапно отрезается изделие, имеющее отшлифованную и отполированную лицевую сторону. Готовые изделия затем попадают на разгрузочный рольганг (не показан), где происходит ручной съем готовой продукции. После отрезки готового изделия вагонетка 5 с заготовкой 4 через передаточный подается на рабочий конвейер 3 для обработки торца заготовки на шлифовально-полировальном оборудовании. При полном использовании заготовки на одной из вагонеток она уходит на передаточный конвейер заготовительного участка линии, при этом находящаяся там запасная вагонетка с предварительно уложенной на нее заготовкой включается в работу, сохраняя непрерывный характер процесса производства.

Управление линией осуществляется единым органом управления (компьютером), задающим и контролирующим величину сдвига заготовок, скорость движения вагонеток и нагрузку на отрезные головки распиловочного оборудования в зависимости от физических характеристик обрабатываемого природного или искусственного камня. Компьютер также осуществляет контроль за состоянием алмазного инструмента, а также контролирует качество и количество выпускаемой продукции.

Заявленная поточная линия характеризуется высокой универсальностью, обусловленной возможностью подвергать обработке природный камень практически любой формы с неровными боковыми гранями и с блочностью ниже 30% при незначительной предварительной обработке. Линия может выпускать плитку различной толщины от 5 мм из природного материала, который ранее признавался отходом.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается успешными результатами испытаний опытно-промышленного образца заявленной линии, изготовленной на предприятиях С.-Петербурга.