本發(fā)明涉及一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置及方法,屬于礦山機械領域。

背景技術：

室內(nèi)實驗是科研領域重要的實驗手段，尤其采礦、石油、地質(zhì)等領域為達到科研目的往往將所研究的煤巖樣品制成特定尺寸以滿足實驗設備要求，傳統(tǒng)方法常常采取鉆具直接取芯的方法，針對有一定裂隙或易碎煤巖石，傳統(tǒng)方法往往很難取出完整樣品，造成煤巖試塊的浪費，減低實驗效率。基于上述情況，急需一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，以達到精準快速加工不規(guī)則煤巖樣品，滿足不同實驗設備對樣品尺寸需求的目的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于提出一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，通過數(shù)據(jù)采集裝置向控制加工裝置提供數(shù)據(jù)指令，由控制加工裝置利用移動馬達調(diào)整豎臂承載上部托梁位置、旋轉(zhuǎn)馬達帶動驅(qū)動軸、鋸臂和繩鋸旋轉(zhuǎn)震蕩移動、卡銷及托盤固定樣品，最終實現(xiàn)精準快速加工不規(guī)則煤巖樣品，同時，該裝置提供了兩個加工裝置，可同時進行加工，滿足不同實驗設備對樣品尺寸需求的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，包括控制單元、加工裝置單元、數(shù)據(jù)采集裝置單元和支架，其特征在于：所述支架的內(nèi)框?qū)ΨQ安裝有兩套加工裝置單元，所述的兩套加工裝置單元均分別與控制單元以及數(shù)據(jù)采集裝置單元連接。

所述的數(shù)據(jù)采集裝置單元包括服務器、電源、數(shù)據(jù)線，所述的電源通過數(shù)據(jù)線分別與控制加工裝置以及服務器連接。

所述的控制單元包括一個控制加工裝置總開關、一個控制上部托梁移動按鈕、兩個旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕、兩個旋轉(zhuǎn)馬達、兩個鋸臂控制按鈕、一個移動馬達，控制加工裝置總開關分別與控制上部托梁移動按鈕、兩個旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕、兩個鋸臂控制按鈕連接；控制上部托梁移動按鈕與移動馬達連接；旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕與旋轉(zhuǎn)馬達連接。

所述的支架包括豎臂、上部托梁和下部托梁，所述的豎臂共兩根，豎臂分別與上部托梁和下部托梁連接并形成一個內(nèi)框。

所述的兩套加工裝置單元分別包括各一個驅(qū)動軸、鋸臂、滑輪、繩鋸、托盤、驅(qū)動輪和卡銷，驅(qū)動軸安裝在上部托梁的開孔處，驅(qū)動軸一端與滑輪連接；驅(qū)動輪通過托盤固定在下部托梁上；鋸臂上下分別設置在滑輪和驅(qū)動輪上，繩鋸通過上下鋸臂連接。

所述的驅(qū)動輪四周安裝有卡銷。

其實驗煤巖樣快速精準加工方法，包括以下步驟：

第一步、開啟電源，檢查裝置各部件是否正常；

第二步、開始試件加工，根據(jù)實驗要求確定煤巖樣尺寸，并將尺寸參數(shù)輸入服務器；

第三步、選擇原始樣件并放在驅(qū)動輪中部，用卡銷固定；

第四步、開動控制加工裝置總開關，服務器的數(shù)據(jù)指令通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂萍庸ぱb置，分別按下控制上部托梁移動按鈕和鋸臂控制按鈕，移動馬達控制上部托梁沿豎臂上下方向運動，鋸臂自由伸縮，以調(diào)整各部件位置，最后按下旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕，旋轉(zhuǎn)馬達帶動驅(qū)動軸控制鋸臂旋轉(zhuǎn)，從而帶動通過驅(qū)動輪、繩鋸運動直至完成煤巖樣加工。

試件加工為加工裝置單元先為單個加工并記錄數(shù)據(jù)，然后再兩個同時加工后記錄數(shù)據(jù)。

本發(fā)明述及的一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，控制加工裝置與數(shù)據(jù)采集裝置相互密切配合，控制加工裝置可通過服務器輸入實驗所需試件尺寸，服務器通過數(shù)據(jù)線將指令傳達至控制加工裝置，最后控制加工裝置接受服務器指令，并通過控制其上各部件控制按鈕進行調(diào)整，以使各部分機構相互配合完成加工任務，其中根據(jù)加工樣品尺寸，上部托梁可通過移動馬達沿豎臂上下移動，鋸臂可進行伸縮調(diào)整；根據(jù)加工巖樣硬度可進行旋轉(zhuǎn)馬達的速度調(diào)整，最終在各個部件精確配合下實現(xiàn)精準快速加工不規(guī)則煤巖樣品，同時，本裝置提供了兩個控制加工裝置，可以同時進行兩個試件的加工，提高了加工效率，以滿足不同實驗設備對樣品尺寸需求的目的。

綜上所述，采用本發(fā)明的一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，通過數(shù)據(jù)采集裝置向控制加工裝置提供數(shù)據(jù)指令，由控制加工裝置利用移動馬達調(diào)整豎臂承載上部托梁位置、旋轉(zhuǎn)馬達帶動驅(qū)動軸、鋸臂和繩鋸旋轉(zhuǎn)震蕩移動、卡銷及托盤固定樣品，最終實現(xiàn)精準快速加工不規(guī)則煤巖樣品，同時，該裝置提供了兩個加工裝置，可以同時進行兩個試件的加工，提高了加工效率，以滿足不同實驗設備對樣品尺寸需求的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構圖；

圖2為本發(fā)明的試件加工過程圖；

圖中：1-服務器；2-電源；3-數(shù)據(jù)線；4-控制加工裝置總開關；5-控制上部托梁移動按鈕；6-豎臂；7-旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕；8-旋轉(zhuǎn)馬達；9-驅(qū)動軸；10-鋸臂控制按鈕；11-上部托梁；12-鋸臂；13-滑輪；14-繩鋸；15-托盤；16-移動馬達；17-驅(qū)動輪；18-卡銷；19-下部托梁。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。

如圖1、圖2所示，一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，包括服務器1、電源2、數(shù)據(jù)線3、控制加工裝置總開關4、控制上部托梁移動按鈕5、豎臂6、旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕7、旋轉(zhuǎn)馬達8、驅(qū)動軸9、鋸臂控制按鈕10、上部托梁11、鋸臂12、滑輪13、繩鋸14、托盤15、移動馬達16、驅(qū)動輪17、卡銷18、下部托梁19。

其中移動馬達16、旋轉(zhuǎn)馬達8的控制信號分別有服務器1通過數(shù)據(jù)線3傳輸；控制加工裝置所包括的控制加工裝置總開關4、控制上部托梁移動按鈕5、豎臂6、旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕7、旋轉(zhuǎn)馬達8、驅(qū)動軸9、鋸臂控制按鈕10、上部托梁11、鋸臂12、滑輪13、繩鋸14、托盤15、移動馬達16、驅(qū)動輪17、卡銷18、下部托梁19；滑輪13安裝在鋸臂12兩端并承接繩鋸14；卡銷18安裝在驅(qū)動輪17上部四周；托盤15安裝在下部托梁19上；數(shù)據(jù)采集裝置所包括的服務器1、電源2、數(shù)據(jù)線3，電源2通過數(shù)據(jù)線3和控制加工裝置、服務器1分別連接；移動馬達16通過上部托梁11與豎臂6連接，移動馬達16電源通過市電電源供給；旋轉(zhuǎn)馬達8與驅(qū)動軸9連接，旋轉(zhuǎn)馬達8電源通過市電電源供給；繩鋸14為鋸齒鋼絲繩。驅(qū)動輪17安裝在托盤15上，四周安裝有卡銷18，且中部為圓形中空狀；鋸臂12與驅(qū)動軸9連接并具有伸展性。

進一步的滑輪安裝在鋸臂兩端并承接繩鋸；卡銷安裝在托盤上部四周；托盤安裝在下部托梁上；采用以上各個部件的組合能夠很好實現(xiàn)各個傳動裝置以及其它裝置的合理連接，保證裝置內(nèi)的各個部件能正常運轉(zhuǎn)。

進一步的數(shù)據(jù)采集裝置包括服務器、電源、數(shù)據(jù)線，所述的電源通過數(shù)據(jù)線和控制加工裝置、服務器分別連接，所述的服務器通過數(shù)據(jù)線與控制加工裝置連接，可以將實驗時所需的實驗數(shù)據(jù)及時輸入到控制加工裝置，控制加工裝置精確控制馬達的運轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)高精度快速的加工功能。

進一步的移動馬達通過上部托梁與豎臂連接，移動馬達電源通過市電電源供給，以方便上部托梁上下移動，滿足所需試件的尺寸要求。

進一步的旋轉(zhuǎn)馬達與驅(qū)動軸連接，旋轉(zhuǎn)馬達電源通過市電電源供給，以方便托盤作旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動鋸臂和繩鋸共同旋轉(zhuǎn)，進行試件的加工。

進一步的繩鋸為鋸齒鋼絲繩，鋸齒鋼絲繩鋒利、接觸面小，以便于對煤巖樣進行較高精度切割。

進一步的托盤安裝在下部托梁中上部。

進一步的驅(qū)動輪分上下兩個，上部驅(qū)動輪與驅(qū)動軸連接，下部驅(qū)動輪安裝在托盤上，可旋轉(zhuǎn)，四周安裝有卡銷，卡銷保證托盤能夠固定，不脫落。

進一步的鋸臂由四個組成，上下各兩個，安裝在驅(qū)動輪上，安裝位置成90°，與驅(qū)動軸連接并具有伸展性，便于調(diào)節(jié)繩鋸的中空尺寸。

實驗時按照上述技術方案將各個部件首先做好連接，然后按照下述步驟進行加工：

第一步、開啟電源2，檢查裝置各部件是否正常；

第二步、開始試件加工，根據(jù)實驗要求確定煤巖樣尺寸，并將尺寸參數(shù)輸入服務器；

第三步、選擇原始樣件并放在驅(qū)動輪17中部，用卡銷18固定；

第四步、開動控制加工裝置總開關4，服務器1的數(shù)據(jù)指令通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂萍庸ぱb置，分別按下控制上部托梁移動按鈕5和鋸臂控制按鈕10，移動馬達16控制上部托梁11沿豎臂6上下方向運動，鋸臂12自由伸縮，以調(diào)整各部件位置，最后按下旋轉(zhuǎn)馬達控制按鈕7，旋轉(zhuǎn)馬達8帶動驅(qū)動軸9控制鋸臂12旋轉(zhuǎn)，從而帶動通過驅(qū)動輪17、繩鋸14運動直至完成煤巖樣加工。

本發(fā)明述及的一種實驗煤巖樣快速精準加工裝置，控制加工裝置與數(shù)據(jù)采集裝置相互密切配合，控制加工裝置可通過服務器輸入實驗所需試件尺寸，服務器通過數(shù)據(jù)線將指令傳達至控制加工裝置，最后控制加工裝置接受服務器指令，并通過控制其上各部件控制按鈕進行調(diào)整，以使各部分機構相互配合完成加工任務，其中根據(jù)加工樣品尺寸，上部托梁可通過移動馬達沿豎臂上下移動，鋸臂可進行伸縮調(diào)整；根據(jù)加工巖樣硬度可進行旋轉(zhuǎn)馬達的速度調(diào)整，最終在各個部件精確配合下實現(xiàn)精準快速加工不規(guī)則煤巖樣品，同時，本裝置提供了兩個控制加工裝置，可以同時進行兩個試件的加工，提高了加工效率，以滿足不同實驗設備對樣品尺寸需求的目的。

當然，以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明并不限于列舉上述實施例，應當說明的是，任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下，所做出的所有等同替換、明顯變形形式，均在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi)，理應受到本發(fā)明的保護。