一、概述

板材生產(chǎn)主要包括鋸、磨、切三個(gè)工序, 相應(yīng)設(shè)備為鋸石機(jī)、磨光機(jī)、切邊機(jī)。對(duì)于火燒面或荔枝面板材, 則用相應(yīng)設(shè)備替代磨光機(jī)。我國石材機(jī)械產(chǎn)業(yè)起步于上世紀(jì)70 年代末, 初期以仿制進(jìn)口設(shè)備、特別是意大利設(shè)備為主, 形成了以平移式金剛砂鋸石機(jī)、搖臂式磨拋機(jī)和手搖切機(jī)為代表的第一代(Gl )國產(chǎn)板材加工技術(shù)。Gl技術(shù)替代了進(jìn)口, 降低了設(shè)備造價(jià), 但存在著設(shè)備笨重、生產(chǎn)效率低、能耗高、勞動(dòng)強(qiáng)度大等明顯缺點(diǎn), 自20 0 年起, 以金剛石圓盤鋸、磨盤式磨拋機(jī)、 自動(dòng)切機(jī)為代表的第二代(GZ)技術(shù)逐步成熟,并基本替代了第一代設(shè)備。

二、鋸石機(jī)

Gl代鋸石機(jī):代表機(jī)型是金剛砂鋸。若干錳鋼板條固定在鋸框上, 在曲柄機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下作往復(fù)平移運(yùn)動(dòng), 金剛砂漿自上而下噴淋, 在錳鋼板條的作用下對(duì)石材形成磨削式切割。整套設(shè)備粗大笨重, 成本高、能耗高、效率極低, 是初期石材價(jià)格居高不下的主要成因。歸結(jié)起來, 該機(jī)的主要缺點(diǎn)一是板材平整度差、磨削難度大, 二是鐵原子大量存在于板材表面, 容易生成銹斑。但該機(jī)型并未完全淘汰, 在一些特殊場合仍有應(yīng)用, 如大尺寸板材或人造石板的鋸切。

GZ代鋸石機(jī)。隨著金剛石圓盤鋸技術(shù)的突破, 誕生了第二代(GZ)鋸石機(jī)。與Gl比, 在生產(chǎn)效率、能耗、毛板質(zhì)量等方面都得到大幅提升, 并為磨盤機(jī)連續(xù)磨機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。GZ的代表機(jī)型是單片鋸石機(jī), 目前仍是主力機(jī)型。

從技術(shù)層面分析, 圓盤鋸的技術(shù)瓶頸是加大鋸片直徑與減薄鋸片厚度的矛盾。以目前的技術(shù), 鋸片厚度可做到4mm左右, 但由于鋸片剛性的考慮, 一般使用smm左右的鋸片, 其鋸路寬度約為12mm , 這嚴(yán)重制約了能耗和出材率兩個(gè)指標(biāo)的進(jìn)一步提升。

為適應(yīng)效率方面的需求, 近幾年圓盤鋸加快了升級(jí)換代趨勢。目前的主要型式是組合鋸, 系用直徑不同的鋸片(多為6 一10 片)組合在一起, 先用小直徑鋸片開鋸路, 最后大鋸片切割。采用這種結(jié)構(gòu)的主要原因是, 受鋸片剛性的制約, 大直徑鋸片鋸路容易跑偏, 需先用小直徑鋸片導(dǎo)正鋸路, 避免產(chǎn)生廢板。但是這種結(jié)構(gòu)存在兩方面的先天不足。一是小直徑鋸片線速度過低, 嚴(yán)重影響切割效率, 必須使用特殊的刀頭配方。二是不同鋸片切割同一鋸路, 搞不好就會(huì)產(chǎn)生切割臺(tái)階, 適應(yīng)不了GZ代連續(xù)磨機(jī)的要求,使其應(yīng)用受到較大限制。

G3代鋸石機(jī)。圓盤鋸的理想結(jié)構(gòu)是用相同尺寸的大直徑鋸片組成的“多片鋸” 。其中要解決的關(guān)鍵問題是防止鋸路跑偏。這方面, 萊州大正石材機(jī)械有限公司積極探索, 創(chuàng)造性地提出了防止鋸路跑偏的新思路, 并試制成功了概念樣機(jī)。在今年的第十七屆中國國際石材展覽會(huì)上, 引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。與GZ代鋸石機(jī)相比, G3有諸多優(yōu)勢。一是統(tǒng)一采用大直徑鋸片, 線速度高, 切割效率非GZ可比。二是鋸片厚度可減薄至smm左右, 從而大幅提高出材率、降低單板能耗。隨著資源環(huán)境壓力的逐步加大, 這一點(diǎn)對(duì)石材產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展至關(guān)重要。三是避免了組合鋸經(jīng)常出現(xiàn)的切割臺(tái)階問題, 毛板質(zhì)量得到根本保證?？梢灶A(yù)見, 大正公司的“多片鋸”方案將是G3代鋸石機(jī)技術(shù)的基本出路, 如能成功推向市場, 將引發(fā)鋸片機(jī)技術(shù)的重大變革。

三、磨光機(jī)GI代磨光設(shè)備的代表機(jī)型是手扶磨機(jī)和雙頭自動(dòng)磨機(jī), 主要特征是采用搖臂式磨頭(布拉磨頭) 。專用磨塊(布拉磨塊)鑲在磨頭的四個(gè)擺臂上, 磨頭內(nèi)部設(shè)有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu), 驅(qū)動(dòng)磨塊在磨削過程中左右小幅擺動(dòng)。

性能方面, 這種磨機(jī)磨削力大, 對(duì)毛板的平整度要求較低, 磨出來的光澤較高。但由于磨頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 成本高、故障率高。且在使用過程中, 要不斷更換粗細(xì)磨塊, 限制了整機(jī)效率。隨著連續(xù)磨機(jī)的發(fā)展, 這方面的不足更顯突出。

自2000年以來, 隨著圓盤鋸的普及, 毛板平整度大大提高, 樹脂磨盤應(yīng)運(yùn)而生。GZ代磨光設(shè)備的代表機(jī)型是連續(xù)磨, 其特征是樹脂磨盤替代了搖臂式磨頭。不同粒度的磨頭(一般為12 一16個(gè))分別進(jìn)行粗磨、細(xì)磨和拋光, 大大提高了工序效率。樹脂磨盤結(jié)構(gòu)簡單、輕便, 使設(shè)備成本大大降低。目前, 連續(xù)磨的單臺(tái)價(jià)格約為15~20 萬元,僅比初期的雙頭自動(dòng)磨機(jī)略高。可以說, 磨機(jī)在技術(shù)方面基本趨于成熟, 今后不會(huì)再有太大的變化。

四、切邊機(jī)切邊機(jī)原理較為簡單, 20 年來其變化主要體現(xiàn)在自動(dòng)化程度上。30年前, 受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制, 主力機(jī)型為手搖切機(jī)。板材平放在工作臺(tái)上, 工作臺(tái)通過手搖作往復(fù)進(jìn)給。

2000年后, 逐漸改進(jìn)為橋式自動(dòng)切機(jī)。其切頭在橫梁上可作橫向移動(dòng), 橫梁又可在基座上作縱向移動(dòng), 工作臺(tái)可作90 或360 旋轉(zhuǎn), 從而自動(dòng)完成雙向切邊。

近幾年, 橋式切機(jī)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化, 其主要配置也基本定型。主要包括磁柵尺+步進(jìn)電機(jī)測控定位、激光標(biāo)線器、直線導(dǎo)軌、360 旋轉(zhuǎn)+ 85 / 翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。設(shè)備選型的考慮的主要因素是品牌和服務(wù)。

預(yù)計(jì)切邊機(jī)下步發(fā)展的方向應(yīng)在全程自動(dòng)化上,主要是指裝卸料的自動(dòng)化, 以提高綜合效率, 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。