大理石切割的调查参数和能耗

国际期刊上发表的数学模型和方法的应用科学大理石切割的调查参数,和能耗Qinar MahmutQimen、赛义德哈桑穆斯塔法,Nartkaya摘要-大理石切削过程有非常复杂的结构有大量的加工和石头参数。在本文中,一颗弹珠试 验用PC机完全控制算法。基于PC机的大理石测试机是专为实验任务，例如确定合适的切 削参数、发展锯片而大理石切割性能优化电能。PC系统具有很多优势为基础，如快速、功能、 低成本，适应能力强，有吸引力。PC为基础的系统也能使用工业环境，为提高生产率。提出了 PC 大理石的测试机器为基础由此试验测试机在完成得到准确的结果。基于Keywords-PC控制、仪器仪表、数据采集、block-cutter、大理石工业，降低能源。i . 介绍这是非常重要的原料ARBLE全球范围内建筑行业用于首先,室内、outdoordecoration、 陶瓷、造纸、涂料等行业1 - 3。在那里储备是很重要的大理石在土耳其和大量吗大理石是 出口。大理石产业是相当大的西部地区的Afyo nkarahisar火鸡和石头采石场和大量的大理 石工厂。块大理石采石场移出石头一般对圆形钻石侵吞block-cutter分段锯刀片。被称为汽提的 block-cutter机（ST）在工业领域中的应用。大理石锯切加工过程中的切屑具有非常重要的 复杂结构与大量的加工和石头参数1 - 2。因此,确定合适的每一块石头是主要参数的重要性 在大理石上工业和这些参数必须是控制的期间切削过程3。许多研究已经进行了解锯切加 工过程中的结构和提高锯切性能4 7。PC 为基础的系统被广泛应用于实验装置专为研究8。同时,大量的 manufacturershave 仪表系统广泛应用为提高PC为基础的生产效率和降低成本12本文提出了一种的block-cutter为原型的圣机和完全控制与个人计算机（PC）以便精确可靠 的实验结果在较短的时间内得到。通过界面软件,所有观察到的行为管制,机器启动的。在实 验结果可。此外,保存到硬盘20 -第21 条。II。实验设置要求建立了基于PC机的要求block-cutter身上切削参数确定用户集中开采工程），发展刀具性 能（机械工程）和大理石切割与优化电能（电气工程）。因为多discipliner研究，还有很多其他的 用户需求。一切行动的机器-必须控制通过接口软件。此机器需在自动或手动控制十切割实验模式，应该是连续的在自动模式下进行。 -过程必须显示地位和错误。 -锯片转速、 工件旅行速度、切割深度、冷却水流量、切削力等都必须是业余选手观察、实时的。石头- 信息应该是写给一个数据字段。切削参数应-书面和不变的参数应该选定。 -锯片转速必须 改变，从0到4000rpm份辨率）和工件0.1rpm传播速度快必须改变，从0到400万/分钟（0.1m /术:目标可以隐形分辨率）。锯片-位置应调整与平台等级的决议。 -冷却水流量应调整从0 到0.1l份钟（201 /分钟分辨率）。2007年10月 9日,手稿收到:修订版本中收到了3月 4日,2008年。这项研究是由一个项 目的科学&技术研究理事会没有:106E164 土耳其（项目）。h .试件的部门是教育，大学电气 Afyon Kocatepe 03200 Tukey,Afyo n（电话:90-271-228;传真:90-272 13 11 -电子邮件:10 岁;228 hcimenaku.edu.tr 13）。sm . Cinar 是教育的部门，大学电气 Afyon Kocatepe 03200 Tukey,Afyon（电子邮件:smcinaraku.edu.tr）。m . Nartkaya是教育的部门，大学电气 Afyon Kocatepe 03200 Tukey,Afyo n（电子邮件:n artkayaaku.edu.tr）电气工程要求b .消耗电能,并要求-有功功率应通过测量分析仪和这些价值观能量显示在 屏幕上应。 -线电流,有功无功功率和谐波所有反对扭曲电流,电压和强国应该记录下来。矿山工程要求 c。 -锯切噪声、锯片金刚石的温度应该被观察到,在屏幕上。 -切削力等切 削噪声、锯片,金刚石的温度应该被记录。机械工程的要求锯片的振动速度-、锯片金刚石的 温度会显示在界面的软件。锯片的振动速度-、锯片金刚石的温度应该被记录。三。实验设置答:硬件设置虽然圣机器已经垂直和水平所看到的叶片,block-cutter只有垂直锯片。水平 在切割锯片是没有效率的工作过程。所以，只有一个被用在垂直block-cutter锯片。垂直看见 叶片在水平和垂直轴移动。切削过程是提供向前和向后移动的工作-一块。图 1 显示了 block-cutter 的机械结构。切削深度、厚度进行调整到水平切片锯片和垂直运动的平台。锯片两轴直线运动平台都由 雪橇轴承和无限的齿轮系统。工件的线性wheel-chai n运动是执行系统。也看到了刀锋 山:wheel-belt圆运动被执行的系统（图1）。此外，速度锯片定位电动机和旅行电机工件减低由 减速机。感应电机适用于锯片定位（0,75kW）,工件运动（0,75kW）、锯片旋转（7、介质）。锯片 和工件的感应电机驱动采用变频调速（图 2）。锯片转动和通过工件旅行速度变频器的改变. 0-4000rpm和0-4m范围宽（/分钟）。此外看见叶片的垂直和水平位置调整，在高在厚度精确（分 辨率.Block-cutter电气系统组成的感应汽车的AC电源、计算机、传感器和指示器直流电源及 能源分析仪布线系统和他们位于电器面板（图3）。电气系统的block-cutter设有相位故障，相 位序列和过负荷保护系统20。感应电动机和所有其他设备是预防这些保护系统。数据采集系统是由两种主要的单位。这些是工业和多功能数据采集卡和吗能量分析器。仪 表系统的核心是16位250kS / s多功能数据采集卡。16位16-channel数据采集卡单端或摘要介绍了微分模拟输入,16位2声道模拟的数字输入、输出、16-channel 16-channel数 字输出和16位1MHz可编程计数器/定时器。这张卡片是插入到PC机的PCI插槽。此外， 周边仪表设备（如传感器、负载细胞,接触器、变频器等）连接有扩大卡片（接线端子板、孤 立的数字输入卡片，数字输出卡和计数器多工器）。PC和坐落在控制面板的扩展卡（图4）。锯片电机的电气参数（阶段和线目前,相位和线电压、积极、无功和明显权力、有功无功能 源等）测定能量分析器（鲨鱼100由电行业/ GaugeTech）。能量分析仪3线的主导（显示、 RS-485纺织传播）和红外线（PDA）港口和0.2%远程读的准确性。此外，分析谐波和力量可以 由资格能量分析器。连接分析仪测量有线和三相和四线（图 2）。除了数据传输正在进行能量分析器到PC或从PC机，由RS-485能量分析仪通信端口。 （RS-485 / RS-232 转换器）使用 PC 和能量之间分析仪。切削力等三轴仪所测得的和力指标。有三个负荷测功器细胞在 100N 测量能力。指标产生 模拟电压（10 伏特）根据传感器的压力。当指标的模拟输出,达到+ 10 伏特、负荷的压力是+ 100N 细胞。软件设置 b .接口软件进行与德尔菲编程语言（图 5）。德尔菲的面向对象的编程和有力于一体的硬件 和软件。所有的测量,工作、记录和分析任务的表现与接口软件。通过界面软件、数据块切控制手动或自动模式。连续十切实验可以使在自动模式。同时, 看见叶片旋转速度、工件旅行的速度和方向,锯片的位置和流量调整的冷却水在手动模式。界面软件组成四个窗户。这些都是“大理石测试程序”、“曼努埃尔控制”、“数据”“设定”窗口 串行通信。大量的信息就可以看见主窗口，就是这样的作为显示器，按钮，数据域等主窗口组成显示 器（外汇、1997 和福州三地轴心国军队,看到的东西叶片旋转速度、工件的传播速度快,切割 深度,减少能源,积极主动的切削力、噪音、振动、冷却水流量、过程的状态和错误）,按钮（启 动、停止、程序、主要重置、手动、数据、分析仪,分析仪、能源复位,安装误差清晰和出口 处）和数据字段（石材商情,切削参数、常数,看到了叶片直径、切片厚度及流量等切削水）。所有的显示器显示实际数值。例如,活跃切削力是真实的时间价值来衡量能量分析器。预 期的价值观是写在数据域。但是,它可以预期的和实际值之间的差异。这个状态,它可以导致 测量或控制系统误差。锯片的转速、工件的方向和旅行速度、锯片垂直或水平位置和冷却水流量通过手动门窗控 制（图 6）。但是整个极限的传感器失效手册模式。例如,当锯片向上或者向下移动,平台的锯片 能超过极限位置。所有的数据所获得的仪器系统记录在数据窗（图 7）。这窗户是显现为“数据”按钮点击放置 在主窗口。此外,有功功率和锯片转速图被认为是实时的。国际期刊上发表的数学模型和方法的应用科学串行端口的配置设置系列沟通的窗口（图 8）。同时,串行通信这扇窗户是开始。当数学运算,使网上,它会引起程序错误在界面的软件。因此,这些操作是履行的离线。数据 文件保存在“* .txt”格式是很容易处理与电子制表软件。数学、图形和统计操作即可进行数据 文件迅速转化为电子表格。c 设计新的数据采集系统数据所获得的能量分析器（100）有鲨鱼足够精确的挖掘和机械的 调查工作。不幸的是,人们注意到,这个精密并不会足够的能源优化调查。由于能源分析仪设计了一种用于电力更新时间精确监控应用,没有考虑考虑。虽然,有功功率 值是更新/控寄存器,如果有功功率要求电机不是锯片从一个特定的范围,它不是更新。因此,它专注于设计新的数据采集对能源优化系统的应用。在新体系下,但目前子结构的保 护和数据采集卡功率测量系统是完全改变了。界面程序的开发使用0 开始软件环境,是广泛应用于科学研究十三至十八日。观察数据和 控制模型参数界面程序中,存在着不同的部件。通过界面的程序;锯,被定位在旅行马车可以移 动的速度可调向前和向后,看见电机可以控制和冷却水速度也可以调整。在实验设置，因为所有的测量和控制466功能、镍USB-6259 M系列多功能数据采集卡采 集（使用）（图10）。采集卡有32模拟输入与16位分辨率和1,25MS / s取样模拟输入率,4与 16位分辨率和2、8MS / s采样率、总48数字I / O单位1MHz速度和符合TTL / CMOS 和32位80MHz计数器/定时器。电脑的连接卡是实现通过USB终端。为了衡量电子重要 的很少看到电机、电流和电压聚合氯化铝是用于数据采集系统（图10）。多亏这些聚合氯化铝, 电压和电机电流的价值观可以转换为10伏特水平和一个确保电气隔离卡和网络之间。在图 11 块模式总结的新数据给出了采集与控制系统。计划的宗旨是0,或者被定义在图形如准备一个流程图,而不是写一个代码。每个函数或过 程被储存在一个程序，它被定义为VI（虚拟仪器），由两个主要元件;前面板和框图。给出了图的 前面板。9属于一个VI程序,是设计用来控制的实验获得的实验数据集，用于这个研究。前面 板是用户接口包含数据输入和控制等部分组成。是烂泥框图那里的功能是定义的图形化显示 （图12）。一个街区图可以包含一个或更多的子VI的目的在类似于文本基础域子程序的设计 程序。在这项研究中，子VI程序不同，如用于职责看见电机能量计算值的设计主要VI程序。国际期刊上发表的数学模型和方法的应用科学在框图截面属于主要VI程序中所提供的图12,我们可以看到一个部分的地方部件就是用 来读取看见了电机电流以及从模拟输入电压信号的采集卡所在地。在这里,在电流、电压信 号来自卡样品并从采样数据,零的传球点的信号已经定了。零传球后分下定决心,200个样本 取自不同信号和吗采样是停了下来。相关的资料，电流和电压子VI程序传输到Analyzer.vi 命名为“能量”计算电压、电流、积极、无功和明显权力和功率因数。在横线上。实验结果在本节中,有些实验结果透过老了和新的接口软件进行了介绍。在古 老的界面,Bilecik灰褐色大理石是用来切割实验。对观察效果的旋转和传播速度快，二十实 验。在新的接口,Afyon白色大理石是用来切割实验。观察效果的行程速度和看见转速、十 二实验.在这些试验中切削深度、流速冷却水是d = 50毫米固定分别和fw = 12l份钟。在表1给 出了切削参数,每个实验。实现了对运动切割操作的工件对固定所看到的。看见动作时的方向在图和工件的确定， down-cutting。 13 日是考虑位置是有效的。所有在本研究切削试验中实现以下切位置。该数据记录在实现测试开始工作时一块触动到看见,将一直持续到之间的联系看见轴与工 件的停止。能量的帐户是使根据有功功率值中获得测试。积极的能量等于面积低于该异能 曲线。总能量用于切割可以进行测定下面的整体帐户。 20。在这里,Etotal表明减少能源（Ws）,p（t）即时活跃电力需求的电机（W）和T切削时间（秒）。这 以上数值积分的帐户是实现给定。在其他计算值的话,即时能量通过乘以活跃通过采样时间 的竞争力值不断补充说所以总的切削和能量的表达式。计算切削能量转换为揭开了单位价值, 才能更有意义的事情。为特定的减少能源计算定义为能量消费每单位体积，下面的公式使用20。在这里,SE表明 特定的减少能源（/立方米）,wtotal揭开了王正坐席的减少能源（总）和qw总额的频道开看到 （m3）。在图14,渠道开在工件上看到过。体积（qw频道）是计算上述公式。在这里，妳是显示的长度,d工件切削深度通道宽度和广告。 对影响电机的转速有功功率:看到了旋转速度的影响是检查有功功率0.3,在旋转速度增加,增 加的有功功率。当看见开始切割、要求有功功率增加。在看到完全输入到摇滚乐,要求活跃 权力几乎呆固定值。看见电机的装好了旅行速度足够高,作用的旋转速度对有源功率小,由于 较低的传播速度快。因此，虽然增加有源功率显然是观察到的低价15-a传播速度快和b（图）, 这是无法观察高旅行15-e速度（图）。旅行速度的影响:看见电机有功功率旅行速度的影响为1432 有功功率进行,1910年,2387,2864rpm。（图16-a,b,c,d）。实验的结果是旅行中，增加的速度递增的有功功率。 这旅行速度影响切削时间。为此,加大在旅行速度下降的切削时间。旅行速度快增加电 机有功功率为 0.7m 看到如此、前后/术:目标可以隐形回到了有源功率曲线是坡比低的 旅行速度（0.3,0.4i亏损50万/分钟。）。分析:与特定能量的旋转速度增加,特定切割的能量也增加。具体的减少能源演示了一个明 显的增加特别是在低旅行速度（0.3和0.4米/分钟。 17-a。 ）（图）。增加旋转（前提是传播速度 快的速度仍将是固定的）的意志引起更多的能源消耗不必要的以及它将变形的速度、带卯的 座十个。因为这个原因,旋转速度必须存放于价值最合适的修剪大理石。进一步的分析表明，增加传播速度快降低了具体的减少能源。在旅行时增加ts速度的加快, 有功功率需求，它会导致减少（a）在切削时间。降低切削时间自然减少具体的减少能源。另一 方面，对于所有的旋转1910年，速度（1432 2385和2864rpm），价值观的特定降低能源接近彼 此经过一些确定值的传播速度快。17-b（图）。该成为更近一点在图形可以被定义为影响的地 区旅行速度得到最优值的价值。当图形显示的效果，看见旋转旅行速度对具体的减少能源检查,在一起（图17-a和b）,可以看 出,旅行速度的影响在特定的减少能源比看到的旋转速度。这是很清楚的,即从倾斜的平面曲 线。为这个原因,调整速度而不是速度的旅行看见旋转将更为经济、简单的途径。对影响电机的转速有功功率:看到了旋转速度的影响是检查有功功率0.3,亏损50万/分钟。 18-a和b（图）。观察表明，也在增加旋转速度增加的有功功率。虽然,时间在古老的250ms区 间是更大40ms接口,它比较少新的接口。因此，实验数据与新获得的界面是表明，新系统比老 有更高的精度系统。能源分析仪是专为巨大的高负载,它是明白,它将不被用于能源优化应用。此外,以能量分析 仪和计算机通过串行航站楼,沟通的数据传输速率慢了每秒10数据（最多）。虽然,有功功率值每控寄存器更新,如果有功功率要求锯片吗电机是不会离开你的一个特定的范围,它不是更 新。所以,有时的间隔时间数据已增加到1 - 2次。在新系统的间隔时间,减少数据从1 -2秒到40毫秒。新系统的设计虚拟仪器LabVIEW（实验室工程工作台）会被用来发展控制器 安排好了旅行和/或转速。旅行速度的影响:看见电机有功功率旅行速度的影响为1450有功功率进行,1500rpm。19-a 和b（图）。研究表明,增加旅行速度的加快，有功功率。有源电力需求是一种近似方法0.3m2000W水平/分钟。对于高旅行速度（0.7,亚洲份钟。）有源电力需求是近似值4000W水平。 旅行速度的影响更有有功功率旋转速度比的影响。在这项研究中,一种计算机控制块切机被提出了。此外,基于数据采集系统专为能源优化算 法。表演采集系统的试验进行对比一些加工参数。在这项研究中,以下的结果所获得的;当新老系统进行了比较,我们可以发现新的数据采集系统是比旧的系统更精确。在旧系统、 电气参数的看见电机专为测量电能量分析仪大理石切割实验可以轻易的,快速的,精确、可靠 地进行block-cutter与PC为基础的和很多的数据可以被记录为真正的时间。当新老系统-比较,我们可以发现新数据收集系统比旧的系统更精确。这样、就把新的系统 将被用来设计发展的必然趋势。LabVIEW控制器安排旅行和/或转速。-的旅行和旋转速度 有明显的看到影响切割能量。下了决心的优化价值观的旅费和看见旋转速度,非常明显的,这 些能量可以被用于生产制造。即使是一个保存在10%的税率将在能源消耗的显著效益为 Afyonkarahisar 一半的工业是建立在大理石治疗。观察表明,-旅行速度的影响在特定的减少 能源大于看见转速。所以安排旅行速度是经济的方法,由于费用的锯电机驱动。如果成本- 速度控制的单位可以减少,发动机可以使驾驶看到经济的未来。与优化的看见转速此外去旅 行速度,更有成效,高质量的控制器确保安全操作将被开发。这项研究是由一个项目的科学&技术研究理事会土耳其（项目没有:106E164）。答:Ersoy”,和美国的性能和特点,Atici圆形钻石锯切不同岩石类型中，钻石和相关”材料，农 业交易22-37下册,2004年1月，页。Goktan蔡其旳Buyuksagis和R.M.大理石的加工,”调 查使用一个仪器性能block-cutter”，国立成功大学材料加工技术，农业,Vol.169交易,pp.258 -262oC,11 月 2005 年。m . 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