CN101670622A - 任意角度的石材自动切割机 - Google Patents

Abstract

一种任意角度的石材自动切割机。包括含横梁、导轨支座和底横梁的桥式机架1，含水冷电机和刀具的切割机头2，含台面板、大齿轮、翻转垫板的工作台3，切割机头2架在横梁上沿纵、横方向移动，它所包含的机头组合21，在蜗轮蜗杆机构带动下而转动，还可绕中心轴摆动；工作台3的台面板由减速机驱动的大齿轮所带动，被4个托轮所支承，在翻转垫板上转动，并被编码器所检测；在油缸的驱动下，翻转垫板连同台面板亦可翻转至85度。水冷电机是在定子套筒与电机外壳之间，装上冷却水盘管，盘管浸泡在冷却油中。本机的工作台还可在平面360度内随意移动，加工精度高、设备较为简易，适合于加上各种不同形状的石材。

Description

任意角度的石材自动切割机

技术领域

本发明涉及一种石材加工机械，特别是一种桥式移动、可任意角度切割的石材切割机。

技术背景

在石材加工过程中，切割是一道重要的工序，唯有经过切割，始能得到所需要的形状千变万化的石材产品。切割、就其实质而言，无非是刀具与石材之间的相对移动和相对状态的过程。因而，切割机的设计和装置，可以有无数个的方案及布置。但是，我们所希望的，是各种长处的尽量集中和统一，既要结构简单，又要功能齐全，加工质量好，精度高，成本低，操作方便，适应性好等等。在关于机头移动方面，现有的石材切割机，有在水平方向移动的，亦有可上下升降型的。中国专利ZL 200420025593.9“一种桥式升降型石材切割机”(公告号CN2678861 Y)，公开了一种由横截面为方框的机身，可在机身上水平移动和升降的机头、及由工作台构成的切割机，其水平传动部件包括上拖板，电机、减速机和齿轮，齿轮与轴向齿条相配、升降部件包括机头连板上的电机及相配的链轮传动部件。至于在机头切割角度方面，ZL 200420030585.3“可调节切割角度的石材切割机“(公告号CN 2683354 Y)所公开的，包括有电机，锯片及深度定位板，在深度定位板下铰接一个角度定位架，使定位板与锯片的夹角可在30°～90°角之间调整。上述这些设计方案。均着眼于刀具本身的移动和转动；而在工件石材的移动方面，却没有考虑；并且每一个方案只解决一个问题。工件的移动涉及到支承石材的工作台的移动问题。当中有移动的距离、方向、速度、角度、力度、以及与机头的移动配合等问题，需要通盘考虑，以达到切割的稳、准、劲，使效率提高。这需要有一个全新的综合设计方案。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提供一种工作台可任意转动，机头可纵、横向切割，并以倾斜角度倒角的，结构较为简单，制造容易，使用方便，效率较高的石材自动切割机。

本发明的目的可通过如下的措施来达到：

一种任意角度的石材自动切割机，包括桥式机架，切割机头，工作台，冷却水系统和自动控制系统，其中，所述的桥式机架包括有一根横梁，两道纵向平行设置的导轨支座，该根横梁的两端分别架设在上述两道导轨支座之上，由一台纵向驱动电机，通过传动履带，联接该根横梁，在导轨上纵向滑动；所述的切割机头架设在横梁之上，联接有一台横向驱动电机，在该台电机的驱动下，在横梁上往复左右移动，该切割机头包括有装置在其下端的、含切割刀具的机头组合，以及冷却水系统的进、出水管；所述的工作台包括有台面板，电机，液压油缸，它们安装在两根底横梁之上，底横梁的两端固定在导轨支座之上；所述的自动控制系统包括一台微电脑，和一个仪表盘，，所述的机头组合，包括一台水冷电机，和一套圆盘刀具，水冷电机的转子轴，连接到圆盘刀具的中心轴上，它们装置在一个电机盒里，该电机盒与一根机头轴连接，在该根机头轴上，联接有一根垂直放置的蜗轮轴，该根蜗轮轴与安置于机头盖板上的液压蜗杆，啮合成蜗轮蜗杆机构，该液压蜗杆的转动，经蜗轮轴与机头轴的传动，至电机盒在平面方向上转动，可至少转动90°角；在电机盒里，机头组合被支承在一根转动调节轴之上，该根转动调节轴穿过电机盒的一块侧面板、与一个调节减速器连接，调节减速器又连接到一个手轮之上，机头组合的两端从电机盒另外的两个相对的侧面伸出，以上述的水平放置的转动调节轴为轴而偏转，可在左、右两个方向上各转动至45°角；所述的工作台，还包括有台面板下面的托轮，大齿轮，减速机，编码器和翻转垫板，其中，一块翻转垫板和4个可转动的托轮，以及减速机和编码器，安装在包括两根底横梁的底座上，在该台面板的底面、还固定安装有一个大齿轮和一块圆弧形的托轮垫板，上述的4个可转动的托轮位于翻转垫板的四角上，活动地支承住该托轮垫板；而大齿轮的转轴，安装在台面板的中心，套在轴承里面的该转轴，与固定在台面板底面上的一个转轴固定盘连接，该大齿轮的外齿轮与减速机的齿轮啮合，并安装有一块刹车板；编码器安装在可检测大齿轮的转动角度的位置上。

上述的水冷电机，包括定子，转子，由前封板，后封板，顶封板，左、右侧封板，以及由该左、右侧封板、于底部向内弯折成的一段底封板，相互拼接而成的一块底封板，由此所密封成的一个电机外壳；在该电机外壳与定子外壳套筒之间的空腔里，安置有冷却水盘管，在外壳的封板的上、下方，开设有注油孔和排油孔。

上述的工作台还安装有两套液压翻转装置，该液压翻转装置包括有液压油缸和油缸里的连杆，连杆的外端分别连接在翻转垫板的两个边缘；油缸的底端则连接在包括底座横梁的底座上。

本发明的石材切割机，具有如下的优点：

1、工作台可随意移动，机头可转动。本发明的切割机的机头，既可架在横梁上于纵、横方向的全平面上移动，其机头本身亦具有多种功能，既可在平面方向转动90°，亦可在纵向上向左、右各倾斜45°角，以适应纵向、横向90°切割，以及纵向、横向0°-45°倒边切割等多种方式的需要，以便于对石材的特殊部位进行切割加工；另一方面，工作台上的石材工件亦可在平面上360°范围内任意移动，还可在垂直方向上翻转，方便装卸工件，减轻劳动强度。这样，该切割机可以在任意角度和方位上进行石材切割，突破了现有技术的工作台只有特殊的几个角度可以定位的限制，从而改善切割机的加工性能，提高生产效率，满足对不同形状石材的需要。

2、提高加工精度。工作台的转动采用变频电机，通过齿轮盘的转动来带动，由高分辨率的旋转编码器，结合高精度的齿轮进行检测，锁紧动作则通过液压油缸加刹车片组件机构，实现在0°～360°范围内的任意锁紧定位，整个检测和控制过程均十分精确，达到切割的稳、准、劲，保证了高的加工精度。工作台转动的定位精度达到±0.01°。

3、采用油浸式水冷电机作为切割机头的动力，直接带动圆盘刀具，突出了水冷电机的优点，使机头功率足够地大。

4、结构较为简单，制造容易，使用方便。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的非限定性的叙述。

附图说明

图1是本发明石材切割机的主视结构示意图；

图2是本发明石材切割机的工作台结构分解示意图；

图3是上述工作台的台面板底面的结构效果示意图；

图4是上述工作台的台面板底面的纵向剖视示意图；

图5是上述工作台的台面板底面的俯视示意图；

图6是图4上A部的放大图；

图7是上述工作台的翻转垫板的结构示意图；

图8是本发明石材切割机的水冷电机的立体外形示意图；

图9是上述水冷电机打开一边侧盖后的外形示意图；

图10是上述水冷电机的分解(未含两端端盖)示意图；

图11是上述水冷电机的装配示意图；

图12是图11上的水冷电机上倾45°角后的状态示意图；

图13是含电机与刀具的机头组合的安装结构纵剖示意图；

图14是上述机头组合的安装结构横剖示意图；

图15-1是机头组合横向45°角切割的状态图，图15-2是机头组合纵向45°角切割的状态图，图15-3是机头组合横向90°角切割的状态图，图15-4是机头组合纵向90°角切割的状态图。

各图之中，1是桥式机架，2是切割机头，3是工作台，11是横梁，12，12’是导轨支座，13是纵向驱动电机，14，14’是底横梁，21是机头组合，211是机头盖板，212是蜗轮轴，213是液压蜗杆，214是外接水管，22是横向驱动电机，23是水冷电机，235是电机的前封板，236，236’是左、右侧封板，237是顶封板，238是接线盒，239是电机定子，2310是电机转子，2311是后封板，2314是定子外壳套筒，2315是冷却水盘管，23151是进水管口，23152是出水管口，23153是电机进水管，2316是电机盒，2361是排油孔，2371是注油孔，23101是电机转子轴；24是圆盘刀具，25是手轮，26是调节减速器，27是转动调节轴，28是机头轴，31是台面板，32是托轮，32’是托轮垫板，33是大齿轮，331是轴承、332是转轴，332’是转轴固定盘、34是减速机，35是编码器，36是翻转垫板，37，37’是翻转液压油缸，371，371’是油缸的底端，372，372’是连杆，373，373’是连杆的外端，41是仪表盘。

具体实施方式

在一个由横梁11，两道轨道支座12、12’，两条底横梁14，14’，以及相应配套部件所组成的桥式机架1上，装上切割机头2，安装上工作台3，以及冷却水系统和自动控制系统。所装配成的石材自动切割机，其外形尺寸长、宽、高为5.6m×3m×2.25m。可用于加工最大3.2m×1.95m尺寸的石材。在该切割机上，横梁11的两端架设在导轨支座12、12’之上，支座下面连接有两根底横梁14，14’，一个工作台3安装在此横梁的底座上；一台纵向驱动电机13，经传动履带，带动横梁11，滑动在两边的导轨支座12、12’里，沿纵向而平行移动.而安装在横梁11上的切割机头2，则在一台横向驱动电机22的带动下，作左、右方向的水平移动，在该切割机头2之上.包括水冷电机23和圆盘刀具24的机头组合21，也随之左右移动；圆盘刀具24的中心轴连接在水冷电机23的转子轴23101上。

在切割机头2的下端安装上一个机头组合21，包括有一台油浸式水冷电机23和一套圆盘式刀具24，将电机的转子轴23101与刀具24的中心轴直接连接，整体安装在一个有两面侧板的电机盒2316里，一根转动调节轴27穿过该机头组合21的重心，并支承在上述电机盒的侧板上，转动调节轴27再与装在侧板外的一个调节减速器26连接，通过一个手轮25，经过调节减速器26、来调节该转动调节轴27的转动，从而使机头组合21可向左、右方向摆动45°角；同时，安装有上述机头组合21的电机盒2316，在顶部与一根垂直的机头轴28连接，而被装置在一块机头盖板211的下面，在此盖板211上面装置有一组蜗轮蜗杆机构，包括一个液压蜗杆213和一根蜗轮轴212，上述机头轴28连接到该根垂直的蜗轮轴212上面，通过液压蜗杆213的转动，带动垂直的蜗轮轴212转动，再连动到机头轴28转动，从而带动电机盒2316转动，使其转动至90°角，以便于机头组合21作出纵切割、或横切割的工作模式，在手轮25的调节下亦可作纵向或横向45°角的切割。上述水冷电机还通过进水管23153，通入冷却水。

上述水冷电机主要由定子239和转子2310所组成，定子239外围套有一个定子外壳套筒2314，在套筒2314外装上一个由六面封板所组成的电机外壳。该电机外壳包括有前封板235，后封板2311，顶封板237，左、右、侧封板236，236’，以及由236，236’的底部向内弯折成的一段底封板2366，2366’相互拼接而成的一块底封板，在电机外壳与定子外壳套筒2314之间的空腔里，装置有冷却水盘管2315，经进水管口23151和排水管口23152，保持冷却水的不断循环，而在顶封板237上开设有注油孔2371，在底封板上开设有排油孔2361，从注油孔2371往该空腔里注入变压器油，使盘管2315被浸泡在用于冷却的油中，在顶封板上还装有接线盒238。

工作台3包括有台面板31，于其底面上固定有一道圆弧形的托轮垫板32’，4个托轮32在此圆弧轨迹范围内，固定在台面板31下面的一块方形的翻转垫板36的四角，用以支承上述台面板31在4个托轮32上转动。该块方形的翻转垫板36，以及托轮32安装在切割机的底座上；在底座上通过螺钉连接，还固定有减速机34和编码器35，均位于台面板31的下面；与台面板31通过螺钉连接的还有一个大齿轮33，及其中心处的转轴332，该转轴332与一个固定在台面板底面上的转轴固定盘332’，以螺钉连接，套在一个圆锥滚珠轴承331里面，大齿轮33的外齿轮与减速机34啮合，并被其驱动。启动减速机34，便带动大齿轮33及转轴332转动，从而，台面板31在托轮32的支承下徐徐转动。在大齿轮33另一端，安装有一台通过红外线检测的高分辨率的旋转编码器35，对旋转角度进行检测，由包括一台微电脑的自动控制系统实施检测，显示，报警和控制；一个仪表盘41安装在导轨支座12上面，便于观察。大齿轮33转动的锁紧机构、由液压油缸和刹车板38来实现。该刹车板38安装在大齿轮33的外缘处。

上述安装在底座上的翻转垫板36，是一块可翻转的方形底板，其一侧以铰链连接在底横梁14’上。垫板的另一侧在底横梁14上，在底端371，371’的两端处，各安装有一台翻转油缸37，37’。而油缸里的连杆372，372’的外端373，373’，则连接在翻转垫板36一侧两端的支撑点上；通过油缸连杆的推动，徐徐地将翻转垫板36顶起，便于操作工人更换加工石板。本发明的石材切割机，适用于从各种角度加工切割各种形状的石材。

Claims (3)

1、一种任意角度的石材自动切割机，包括桥式机架(1)，切割机头(2)，工作台(3)，冷却水系统和自动控制系统，其中，所述的桥式机架(1)包括有一根横梁(11)，两道纵向平行设置的导轨支座(12，12’)，该根横梁(11)的两端分别架设在上述两道导轨支座(12，12’)之上，由一台纵向驱动电机(13)，通过传动履带，联接该根横梁(11)，在导轨上纵向滑动；所述的切割机头(2)架设在横梁(11)之上，联接有一台横向驱动电机(22)，在该台电机(22)的驱动下，在横梁(11)上往复左右移动，该切割机头(2)包括有装置在其下端的、含切割刀具的机头组合(21)，以及冷却水系统的进、出水管；所述的工作台(3)包括有台面板(31)，电机，液压油缸，它们安装在两根底横梁(14，14’)之上，底横梁(14，14’)的两端固定在导轨支座(12，12’)之上；所述的自动控制系统包括一台微电脑，和一个仪表盘(41)，其特征在于，所述的机头组合(21)，包括一台水冷电机(23)，和一套圆盘刀具(24)，水冷电机(23)的转子轴(23101)，连接到圆盘刀具(24)的中心轴上，它们装置在一个电机盒(2316)里，该电机盒(2316)与一根机头轴(28)连接，在该根机头轴(28)上，联接有一根垂直放置的蜗轮轴(212)，该根蜗轮轴(212)与安置于机头盖板(211)上的液压蜗杆(213)，啮合成蜗轮蜗杆机构，该液压蜗杆(213)的转动，经蜗轮轴与机头轴的传动，至电机盒(2316)在平面方向上转动，在电机盒(2316)里，机头组合(21)被支承在一根转动调节轴(27)之上，该根转动调节轴(27)穿过电机盒(2316)的一块侧面板、与一个调节减速器(26)连接，调节减速器(26)又连接到一个手轮(25)之上，机头组合(21)的两端从电机盒(2316)另外的两个相对的侧面伸出，以上述的水平放置的转动调节轴(27)为轴而偏转；所述的工作台(3)，还包括有台面板(31)下面的托轮(32)，大齿轮(33)，减速机(34)，编码器(35)和翻转垫板(36)，其中，一块翻转垫板(36)和4个可转动的托轮(32)，以及减速机(34)和编码器(35)，安装在包括两根底横梁(14，14’)的底座上，在该台面板(31)的底面、还固定安装有一个大齿轮(33)和一块圆弧形的托轮垫板(32’)，上述的4个可转动的托轮(32)位于翻转垫板(36)的四角上，活动地支承住该托轮垫板(32’)；而大齿轮(33)的转轴(332)，安装在台面板(31)的中心，套在轴承(331)里面的该转轴(332)，与固定在台面板底面上的一个转轴固定盘(332’)连接，该大齿轮(33)的外齿轮与减速机(34)的齿轮啮合，并安装有一块刹车板(38)；编码器(35)安装在可检测大齿轮(33)的转动角度的位置上。

2、根据权利要求1所述的任意角度的石材自动切割机，其特征在于，所述的水冷电机(23)，包括定子(239)，转子(2310)，由前封板(235)，后封板(2311)，顶封板(237)，左、右侧封板(236，236’)，以及由该左、右侧封板，于底部向内弯折成的一段底封板(2366，2366’)，相互拼接而成的一块底封板，由此所密封成的一个电机外壳；在该电机外壳与定子外壳套筒(2314)之间的空腔里，安置有冷却水盘管(2315)，在电机外壳的封板的上、下方，开设有注油孔(2371)和排油孔(2361)。

3、根据权利要求1或2所述的任意角度的石材自动切割机，其特征在于，所述的工作台(3)还安装有两套液压翻转装置，该液压翻转装置包括有液压油缸(37，37’)和油缸里的连杆(372，372’)，连杆的外端(373，373’)分别连接在翻转垫板(36)的两个边缘；油缸(37，37’)的底端(371，371’)则连接在包括底座横梁(14，14’)的底座上。

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