五軸石材切割機床真空吸附關(guān)鍵系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、近年來，隨著建筑行業(yè)和裝飾行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對石材的需求越來越大，特別是對大理石的需求。大理石特有的性質(zhì)使其越來越受到人們的關(guān)注，這就促進(jìn)了石材切割機床和石材雕刻機床的發(fā)展。然而，我國傳統(tǒng)的石材切割機床切割石材后，石材的移位和運輸是一難題，該問題在五軸石材切割機床中更是突出，同時，在石板切割后需要再加工時往往會跟旁邊的石板產(chǎn)生干涉，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。另一方面，若在切割機床上對石材進(jìn)行雕刻，石材的固定是關(guān)鍵，傳統(tǒng)的固定方式操作不便、費

2、時費力，需要開發(fā)一種靈活性強的新型固定方法及其裝備。本課題在充分調(diào)研現(xiàn)有的五軸石材切割機床功能結(jié)構(gòu)的前提下，提出了采用真空吸附系統(tǒng)來解決現(xiàn)有石材運輸和移位難題的思路，創(chuàng)新設(shè)計了大理石起吊真空吸附系統(tǒng)與面向小型石材雕刻的雙面真空吸附平臺，為完善現(xiàn)有五軸石材切割機床的設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　首先，論文對大理石起吊真空吸附系統(tǒng)中所用到的真空器件進(jìn)行了介紹，其中包括真空器件的工作原理以及主要真空器件的選型和計算，同時對真

3、空系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了闡述。在參考大量的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及實際情況的前提下，對真空吸附系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，其中包括真空吸盤及其附件的設(shè)計優(yōu)化。
　　然后，進(jìn)行了真空吸附有限元仿真技術(shù)研究，在參考實物的情況下，利用流體仿真分析軟件Fluent對真空吸附系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件——真空吸盤在吸附大理石石板時腔體內(nèi)的壓力及壓降等進(jìn)行模擬，并且進(jìn)行了真空吸盤吸附大理石石板的試驗，以此來驗證所設(shè)計的真空吸盤的合理性。
　　進(jìn)一步，基于有限元技術(shù)，開展了真

4、空吸盤吸附系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，主要從真空吸盤的出口位置、出口直徑和密封條高度幾個方面出發(fā)進(jìn)行對比優(yōu)化。
　　最后，在對真空吸盤設(shè)計及試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計了面向小型石材雕刻的新型雙面真空吸附平臺，并對其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，使其可以吸附在五軸石材切割機床上用來對大理石進(jìn)行雕刻，這樣就可以在原有基礎(chǔ)上將五軸石材切割機床的鋸片換成刀具進(jìn)行雕刻，從而大大拓展了五軸石材切割機床的應(yīng)用范圍。
　　理論與實驗研究表明:本文設(shè)計開發(fā)的大理