CN101352898A - 加工石材表面的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加工石材表面的装置及其加工方法，该装置包括支架系统和设置其上的加工系统，所述的支架系统包括用于支撑工件的工件支架和设置在工件上方的基座，所述的基座可相对于工件横向或纵向移动；所述的加工系统包括由马达驱动的往复机构，该往复机构间歇地冲击用于加工石材表面的切刀，以及一个连接于切刀的复位件，该复位件使切刀在向下完成一次切凿后回复到初始位置。本发明结构简单，加工处理容易，基本不影响花岗石或大理石的装饰效果，并使其立体感效果更佳，又达到了防滑的目的，是现有建筑用石料加工的理想选择，值得推广应用。

Description

加工石材表面的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工石材表面的装置，尤其适用于花岗石、大理石等装饰石材的表面加工的装置。

背景技术

花岗石、大理石是高档建筑物常用的装饰材料，在建筑中普遍用于地板或墙面。花岗石或大理石地板虽然装饰效果豪华，表面光洁度好，但其最大的缺点是在其上行走时稍有不慎就会滑倒，造成不必要的人财损失。而现有的可防滑的陶瓷地砖虽可以满足上述的防滑要求，但其装饰效果则远不及花岗石或大理石的效果。

目前，花岗石或大理石表面的加工方式多数采用人工敲凿，在石料的表面刻画下有一定深度的凹槽。但是这种人工加工的方式费时费力，而且由于每个加工者的水平有差异，会使大理石表面的凹槽深度不一、距离也不等。这样，相对于整块花岗石或大理石的美观问题得不到很好的解决。另外，人工敲凿的话很容易会把花岗石或大理石的边缘敲落，导致整块花岗石或大理石报废。所以人工敲凿的报废率也很高。鉴于上述问题，急需用一个机械加工的方式来代替上述人工方式。

中国专利ZL02233760号揭示了一种花岗石表面处理机，利用高温火焰把花岗石或大理石的表面烧制成凹凸不整的形状。这种加工方式成本高，需要消耗掉大量的乙炔等燃料；而且由于花岗石或大理石的表面被高温烧烤后会产生大量的石屑和粉尘，很容易会把火焰喷头堵塞，因此需要经常更换火焰喷头，这样会导致产能无法提高，而且不良率也很高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种结构简单、操作方便、效率高而不良率低的加工石材表面的装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种加工石材表面的装置，包括支架系统和设置其上的加工系统，所述的支架系统包括用于支撑工件的工件支架和设置在工件上方的基座，所述的基座可相对于工件横向或纵向移动；所述的加工系统包括由马达驱动的往复机构，该往复机构间歇地冲击用于加工石材表面的切刀，以及一个连接于切刀的复位件，该复位件使切刀在向下完成一次切凿后回复到初始位置。

进一步地，所述的工件上方跨设有纵向导轨，基座可相对于纵向导轨纵向移动，所述纵向导轨的两端分别被固定在设置于所述工件支架两侧的横向滑套上，所述的横向滑套套接在横向导轨上且可相对于横向导轨横向移动，所述的横向导轨设置于所述工件支架两侧。所述的基座底部固定设置有滚轮，该滚轮与所述纵向导轨滚动连接。

再进一步地，所述的往复机构包括由马达驱动并绕其自身轴线旋转的转盘，所述转盘的端面上偏心设有一个偏心销，有一往复杆的一端套接在偏心销上，所述的往复杆可驱动一冲击杆作往复运动，所述的冲击杆用于驱动切刀作切凿运动。

所述的往复杆的另一端固定连接有一个活塞，所述的活塞可在活塞缸套中作往复运动，所述的活塞的另一侧固定连接冲击杆，所述的冲击杆用于驱动切刀作切凿运动。

或者，所述的往复机构包括由马达驱动并绕其自身轴线旋转的凸轮，该凸轮的凸轮面与往复杆的一端滑动配接，往复杆的另一端固定连接有一个挡块，所述的挡块的另一侧固定连接有一个冲击杆，所述的冲击杆用于驱动切刀作切凿运动，所述的挡块与基座之间设置有一个弹簧，所述的弹簧套在冲击杆的外侧。

更进一步地，所述的冲击杆与切刀之间配接有一个撞针。所述的切刀包括有刀杆和刀头，所述的刀杆和撞针可滑动地设置在一个套筒的内部，所述的刀头露在套筒的外部。

再进一步地，所述的套筒固定设置在一水平调节杆上，该水平调节杆的两端分别被两个螺钉锁定在基座的端面上，有两个弹簧分别被套在螺钉的外周，且该弹簧的一端抵在基座的端面上，另一端抵在水平调节杆上。

更进一步地，所述的复位件为拉簧，该拉簧的一端固定在套筒上，另一端固定在切刀的刀杆上。

或者，所述的作为复位件的拉簧设置在套筒的内部，其一端抵接在与所述套筒固定连接的端盖上，另一端固定在切刀的刀杆上。

更进一步地，所述的套筒的壁上开有两个贯通的长槽，所述的刀杆上固定有一个导向杆，该导向杆的两端分别在所述的两个长槽内滑动。

更进一步地，所述的切刀包括有刀杆和刀头，所述的刀头的刀刃形状包括直线形、圆弧形和圆锥形。

本发明还揭示了使用上述加工石材表面的装置来加工石材表面的方法，包括以下步骤：

(1)、把工件水平放置在工件支架上；

(2)、对刀，使切刀的刀刃与工件的表面平行设置；

(3)、打开马达，通过驱动往复机构来冲击切刀，使切刀在工件的表面上切凿出一条与刀刃长度相当的防滑槽；

(4)、手动匀速拉动设置在基座一侧的纵向拉手，使切刀在工件的表面沿纵向切凿出一列防滑槽，每个防滑槽之间的距离相当；

(5)、横向拉动基座至一个刀刃长度的距离；

(6)、重复第(4)步的操作方法；

(7)、连续重复第(5)和第(6)步的操作方法，直至把整个石材工件的表面加工完成。

进一步地，所述的对刀的方式包括调节设置在基座上的水平调节杆，通过旋松或拧紧设置在水平调节杆两端的螺钉来调节水平调节杆与石材工件表面的角度。

再进一步地，所述的基座的纵向和横向的移动由PLC系统来控制，用来代替手动拉动。

本发明的有益效果主要体现在：结构简单，加工处理容易，基本不影响花岗石或大理石的装饰效果，并使其立体感效果更佳，又达到了防滑的目的，是现有建筑用石料加工的理想选择，值得推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明加工石材表面的装置的优选实施例的示意图。

图2：本发明加工石材表面的装置的支架系统的立体图。

图3：本发明加工石材表面的装置的支架系统的主视图。

图4：本发明加工石材表面的装置的支架系统的俯视图。

图5：本发明加工石材表面的装置的支架系统的右视图。

图6：本发明加工石材表面的装置的第二实施例的示意图。

图7：本发明加工石材表面的装置的第三实施例的示意图。

其中：

10加工系统      101转盘       102皮带轮

103转轴         104偏心销     105往复杆

106活塞         107活塞缸套   108冲击杆

109撞针         110刀杆       111刀头

112水平调节杆   113螺钉       114弹簧

115拉簧         116套筒       117凸轮

118挡块         119弹簧       120缓冲块

121导向杆       122长槽       123端盖

20支架系统      201工件支架    202横向导轨

203横向滑套     204纵向导轨    205基座

206滚轮         207横向拉手    208纵向拉手

209马达放置位   210基孔        3工件

30防滑槽        4马达

具体实施方式

本发明揭示了一种加工石材表面的装置，如图1所示，包括支架系统20和加工系统10。所述的支架系统20主要是为了支撑工件，在本发明中为各种石材，包括花岗石或大理石等；支架系统20的另一主用功能是支撑加工系统10。所述的加工系统10的目的就是在石材的表面加工出防滑槽或其他的花纹、图案等。

下面先介绍支架系统20，结合图2至图5所示，支架系统20包括用于支撑工件3的工件支架201和设置在工件3上方的基座205。在本实施例中，工件支架201为两个并排放置的支架，工件3放置其上。当然为了适应大批量的生产，本发明中的工件支架201也包括使用传送带或者圆辊，使石材工件能自动地向前传送，从而实现自动化加工。由于传送带或者圆辊都是现有技术，在此不再赘述。

有两根横向导轨202设置于所述工件支架201两侧，并且该横向导轨202的离地高度高于工件支架201的离地高度。各有一个横向滑套203套接在横向导轨202上且可相对于横向导轨202横向移动。所述的工件3上方跨设有两根纵向导轨204，所述纵向导轨204的两端分别被固定在横向滑套203上。当横向滑套203相对于横向导轨202横向移动时，横向滑套203可带动纵向导轨204一起横向移动。所述的基座205底部固定设置有四个滚轮206，每两个滚轮206与其中一根纵向导轨204滚动连接。这样，基座205可相对于纵向导轨204纵向移动，另外又由于纵向导轨204可相对于工件3横向移动，所以所述的基座205可相对于工件3横向移动，也可以纵向移动。

在本实施例中，在横向滑套203的一侧设有横向拉手207，在基座205的一侧设有纵向拉手208，主要是为了手动控制基座205的移动。为了精确地显示基座205的移动距离，横向拉手207和纵向拉手208可以改成手动仪表轮，类似于现有技术的车床用来控制进给量的手轮。当然，为了自动化加工的需要，可以取消横向拉手207和纵向拉手208，进而采用先进的自动控制系统来控制，例如采用类似加工中心的PLC编程系统，使基座205能向任意方向移动，则本发明可在石材的表面加工出各种花纹、图案等，大大地扩大了本发明的应用范围。

基座205的顶面设有马达放置位209，可用来放置马达；基座205上还设有一个基孔210，穿通于基座205。本发明的原理是采用往复机构穿过基孔210，间歇地冲击用于加工石材表面的切刀，驱动切刀间歇地切凿石材表面，使石材表面留下切痕，即为防滑槽30。再另外设置一个连接于切刀的复位件，该复位件使切刀在向下完成一次切凿后回复到初始位置。

下面介绍一下本发明的加工系统10。

如图1所示，本发明的优选实施例中的往复机构包括由马达4驱动的转盘101，所述转盘101的端面上偏心设有一个偏心销104，有一往复杆105的一端套接在偏心销104上。在本实施例中，马达4带动皮带轮102转动，通过转轴103带动转盘101绕其自身轴线旋转，由于偏心销104的缘故，往复杆105即可上下往复运动。所述的往复杆105可驱动一冲击杆108作往复运动，所述的冲击杆108用于驱动切刀作切凿运动。

在本优选实施例中，所述的往复杆105的另一端固定连接有一个活塞106，所述的活塞106可在活塞缸套107中作往复运动，所述的活塞106的另一侧固定连接冲击杆108，所述的冲击杆108用于驱动切刀作切凿运动。设置活塞106和活塞缸套107的作用是为了缓冲冲击杆108的冲击力，由于冲击杆108与切刀是刚性接触，所以冲击力较大，容易切坏石材或使刀刃崩断，而采用了活塞缓冲后可大大减小此类事故的发生。当然，若切凿一些材质较软的石材时，可简化装置而取消活塞106和活塞缸套107，采用往复杆105与冲击杆108直接相连。本实施例中活塞缸套107为焊接在一个L型支撑板上，该L型支撑板又焊接在基座205上，皮带轮102、转轴103、转盘101都置于L型支撑板的上表面。本发明中的连接方式除了焊接，还包括其他普通的连接方式，例如螺纹连接、铆接等。

本实施例中，切刀包括有刀杆110和刀头111，所述的刀头111的刀刃形状包括直线形、圆弧形和圆锥形。更换切刀或采用不同功率的马达，可以用来切凿不同深度或不同形状的防滑槽或图案。

所述的冲击杆108与切刀的刀杆110之间配接有一个撞针109。因为冲击杆108与刀杆110之间是刚性接触，而且带有冲击力，所以两者很容易损坏。而在两者之间加入一个撞针109后，虽然还是刚性连接，但是撞针109可以经常更换，而不需要费力地更换冲击杆108或切刀。而且，可以根据需要切凿的防滑槽30的深浅，更换长度不同的撞针109即可。

所述的刀杆110和撞针109可滑动地设置在一个套筒116的内部，所述的刀头111露在套筒116的外部。所述的套筒116固定设置在一水平调节杆112上，该水平调节杆112的两端分别被两个螺钉113锁定在基座205的端面上，有两个弹簧114分别被套在螺钉113的外周，且该弹簧114的一端抵在基座205的端面上，另一端抵在水平调节杆112上。

通过旋松或拧紧设置在水平调节杆112两端的螺钉113，依靠弹簧114的作用来调节水平调节杆112与石材工件表面的角度，进而使切刀的刀刃调节到与工件3的表面大致平行设置。这样做的原因是石材的表面在加工时可能不是水平的，若切刀的刀刃与石材的表面之间有角度会导致刀刃崩断，而引发操作事故。当然，也可以把套筒116直接固定在基座205上，前提是能确保切刀的刀刃与工件3的表面大致平行。

有一个拉簧115控制切刀在向下完成一次切凿后回复到初始位置，其一端固定在套筒116上，另一端固定在切刀的刀杆110上。

本优选实施例的转盘101被马达4驱动转动后，通过偏心销104带动往复杆105往复运动，进而带动冲击杆108往复运动。当冲击杆108向下运动时，冲击撞针109，继而驱动切刀向下切凿；当冲击杆108向上运动时，切刀在拉簧115的作用下回复到初始位置。这样就完成一次切凿动作。

如图6所示，本发明的第二实施例与优选实施例的区别在于，其往复机构包括由马达4驱动并绕其自身轴线旋转的凸轮117，该凸轮117的凸轮面与往复杆105的一端滑动配接，往复杆105的另一端固定连接有一个挡块118，所述的挡块118的另一侧固定连接有一个冲击杆108，所述的挡块118与基座205之间设置有一个弹簧119，所述的弹簧119套在冲击杆108的外侧。凸轮117被马达驱动转动，其凸轮面上升时，使往复杆105向下运动，从而带动冲击杆108向下运动，当冲击杆108向下运动时，冲击撞针109，继而驱动切刀向下切凿；当凸轮面下降时，此时冲击杆108在弹簧119的作用下向上运动时，切刀在拉簧115的作用下也回复到初始位置。这样就完成一次切凿动作。

如图7所示，本发明的第三实施例与优选实施例的区别在于，所述的往复杆105上固定连接有一个活塞106，所述的活塞106可在活塞缸套107中作往复运动，而在活塞106的另一侧配接有一个缓冲块120和冲击杆108，所述的缓冲块120可以冲击所述冲击杆108，而冲击杆108用于驱动切刀作切凿运动。设置缓冲块120的原因是为了进一步地缓冲活塞106对冲击杆108的冲击力。

另外，本实施例中的拉簧115设置在套筒116的内部。与优选实施例区别的是：所述的套筒116的壁上开有两个贯通的长槽122，而在刀杆110上固定有一个导向杆121，该导向杆121的两端分别在上述的两个长槽122内滑动，这样使刀头111不会发生旋转。所述的套筒116的一端固定有一个端盖123，两者可以为螺纹连接。拉簧115的一端固定在刀杆110或导向杆121上，另一端抵接在端盖123上。

本实施例的转盘101被马达4驱动转动后，通过偏心销104带动往复杆105往复运动，进而带动冲击杆108往复运动。当冲击杆108向下运动时，冲击撞针109，继而驱动切刀向下切凿；此时导向杆121的两端分别在长槽122内向下滑动，并且导向杆121会压缩拉簧115。当往复杆105向上运动时，切刀在拉簧115向上的弹力作用下回复到初始位置。这样就完成一次切凿动作。

本发明的往复机构除了上述的以外，还可以包括不完全齿轮、由偏心圆带动的曲柄连杆等，由于这些都是机械行业中的基本原理，故在此不再赘述。

下面介绍一下本发明的加工石材表面的装置的加工石材表面的方法。

(1)、把工件3水平放置在工件支架201上；

(2)、通过调节水平调节杆112来对刀，使切刀的刀刃与工件3的表面平行设置；

(3)、打开马达4，通过驱动往复机构来冲击切刀，使切刀在工件的表面上切凿出一条与刀刃长度相当的防滑槽30；

(4)、手动匀速拉动设置在基座205一侧的纵向拉手208，使切刀在工件的表面沿纵向切凿出一列防滑槽30，而每个防滑槽30之间的距离大致相当；

(5)、横向拉动基座205至一个刀刃长度的距离；

(6)、重复第(4)步的操作方法；

(7)、连续重复第(5)和第(6)步的操作方法，直至把整个石材工件的表面加工完成。

本发明尚有多种具体的实施方式，凡采用等同替换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种加工石材表面的装置，包括支架系统(20)和设置其上的加工系统(10)，其特征在于：所述的支架系统(20)包括用于支撑工件(3)的工件支架(201)和设置在工件(3)上方的基座(205)，所述的基座(205)可相对于工件(3)横向或纵向移动；所述的加工系统(10)包括由马达(4)驱动的往复机构，该往复机构间歇地冲击用于加工石材表面的切刀，以及一个连接于切刀的复位件，该复位件使切刀在向下完成一次切凿后回复到初始位置。

2.根据权利要求1所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的工件(3)上方跨设有纵向导轨(204)，基座(205)可相对于纵向导轨(204)纵向移动，所述纵向导轨(204)的两端分别被固定在设置于所述工件支架(201)两侧的横向滑套(203)上，所述的横向滑套(203)套接在横向导轨(202)上且可相对于横向导轨(202)横向移动，所述的横向导轨(202)设置于所述工件支架(201)两侧。

3.根据权利要求2所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的基座(205)底部固定设置有滚轮(206)，该滚轮(206)与所述纵向导轨(204)滚动连接。

4.根据权利要求1所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的往复机构包括由马达(4)驱动并绕其自身轴线旋转的转盘(101)，所述转盘(101)的端面上偏心设有一个偏心销(104)，有一往复杆(105)的一端套接在偏心销(104)上，所述的往复杆(105)可驱动一冲击杆(108)作往复运动，所述的冲击杆(108)用于驱动切刀作切凿运动。

5.根据权利要求4所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的往复杆(105)的另一端固定连接有一个活塞(106)，所述的活塞(106)可在活塞缸套(107)中作往复运动，所述的活塞(106)的另一侧固定连接冲击杆(108)，所述的冲击杆(108)用于驱动切刀作切凿运动。

6.根据权利要求1所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的往复机构包括由马达(4)驱动并绕其自身轴线旋转的凸轮(117)，该凸轮(117)的凸轮面与往复杆(105)的一端滑动配接，往复杆(105)的另一端固定连接有一个挡块(118)，所述的挡块(118)的另一侧固定连接有一个冲击杆(108)，所述的冲击杆(108)用于驱动切刀作切凿运动，所述的挡块(118)与基座(205)之间设置有一个弹簧(119)，所述的弹簧(119)套在冲击杆(108)的外侧。

7.根据权利要求4或5或6所述的任意一种加工石材表面的装置，其特征在于：所述的冲击杆(108)与切刀之间配接有一个撞针(109)。

8.根据权利要求7所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的切刀包括有刀杆(110)和刀头(111)，所述的刀杆(110)和撞针(109)可滑动地设置在一个套筒(116)的内部，所述的刀头(111)露在套筒(116)的外部。

9.根据权利要求8所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的套筒(116)固定设置在一水平调节杆(112)上，该水平调节杆(112)的两端分别被两个螺钉(113)锁定在基座(205)的端面上，有两个弹簧(114)分别被套在螺钉(113)的外周，且该弹簧(114)的一端抵在基座(205)的端面上，另一端抵在水平调节杆(112)上。

10.根据权利要求9所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的复位件为拉簧(115)，该拉簧(115)的一端固定在套筒(116)上，另一端固定在切刀的刀杆(110)上。

11.根据权利要求9所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的复位件为拉簧(115)，该拉簧(115)设置在套筒(116)的内部，其一端抵接在与所述套筒(116)固定连接的端盖(123)上，另一端固定在切刀的刀杆(110)上。

12.根据权利要求11所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的套筒(116)的壁上开有两个贯通的长槽(122)，所述的刀杆(110)上固定有一个导向杆(121)，该导向杆(121)的两端分别在所述的两个长槽(122)内滑动。

13.根据权利要求1所述的加工石材表面的装置，其特征在于：所述的切刀包括有刀杆(110)和刀头(111)，所述的刀头(111)的刀刃形状包括直线形、圆弧形和圆锥形。

14.一种使用权利要求1所述的加工石材表面的装置来加工石材表面的方法，包括：

(1)、把工件(3)水平放置在工件支架(201)上；

(2)、对刀，使切刀的刀刃与工件(3)的表面平行设置；

(3)、打开马达(4)，通过驱动往复机构来冲击切刀，使切刀在工件的表面上切凿出一条与刀刃长度相当的防滑槽(30)；

(4)、手动匀速拉动设置在基座(205)一侧的纵向拉手(208)，使切刀在工件的表面沿纵向切凿出一列防滑槽(30)，每个防滑槽(30)之间的距离相当；

(5)、横向拉动基座(205)至一个刀刃长度的距离；

(6)、重复第4步的操作方法；

(7)、连续重复第5和第6步的操作方法，直至把整个石材工件的表面加工完成。

15.根据权利要求14所述的加工石材表面的方法，其特征在于：所述的对刀的方式包括调节设置在基座(205)上的水平调节杆(112)，通过旋松或拧紧设置在水平调节杆(112)两端的螺钉(113)来调节水平调节杆(112)与石材工件表面的角度。

16.根据权利要求14所述的加工石材表面的方法，其特征在于：所述的基座(205)的纵向和横向的移动由PLC系统来控制，用来代替手动拉动。

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