CN102941773B - 一种铝板表面立体花纹的加工方法 - Google Patents

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本发明提供了一种铝板表面立体花纹的加工方法，属于铝合金表面加工技术领域。它解决了现有技术中无法对铝板表面进行三维立体加工等技术问题。本发明方法包括如下工序：a、清洗；b、放卷；c、放卷牵引定位；d、立体花纹雕刻；e、收卷牵引定位；f、收卷。本铝板表面立体花纹的加工方法具有能够实现立体花纹的加工，且加工方法简单、污染小等优点。

Description

一种铝板表面立体花纹的加工方法
技术领域
本发明属于铝合金表面加工技术领域，涉及一种铝板表面立体花纹的加工方法。
背景技术
铝板：是指用纯铝或铝合金材料通过压力加工制成(剪切或锯切)的获得横断面为矩形,厚度均匀的矩形材铝板料。国际上习惯把厚度在0.2mm以上,500mm以下,200mm宽度以上,长度16m以内的铝材料称之为铝板材或者铝片材,0.2mm以下为铝箔材,200mm宽度以内为排材或者条材；当然随着大设备的进步,最宽可做到600mm的排材也比较多。
目前铝板表变的花纹一般都是平面的花纹，平面花纹的视觉效果比较差，不如三维立体的图案效果好。
目前的铝板的表面加工方法一般如专利（CN102758510A）所公开的一种铝扣板的表面加工处理方法，包括如下几道工序;1)板材的雕刻、喷漆处理，它是指先对板材的表面进行丝网印刷后腐蚀雕刻，或激光雕刻机直接进行雕刻，然后对表面进行雕刻加工过的板材进行喷漆;2)表面拉丝处理，它是对喷漆后的板材进行表面拉丝处理，把板材上凸起表面的油漆进行拉丝后去除，而板材表面凹下处的油漆仍保留;3)表面图案印制，在板材凸起表面进行颜色处理，包括喷绘、印刷、转印、氧化、烤漆处理，并在表面图案印制完成后在板材表面覆上保护膜;4)扣板冲压成型，将上述处理后的板材放入冲床模具上把板材冲压成所需扣板;5)表面喷清漆，再在冲压后的扣板表面进行喷亚光或高光洁漆。
由此可见，上述加工方法只是用于加工一般的平面花纹，目前的市场上并没有出现能够对铝板表面进行三维立体加工的加工工艺。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种铝板表面立体花纹的加工方法，本发明所要解决的技术问题是：使铝板表面形成三维立体花纹，从而使铝板的外观更加美观。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种铝板表面立体花纹的加工方法,其包括如下工序：
a、清洗：通过清洗去除铝板表面的油污和杂质；
b、放卷：将铝板卷绕成筒状的铝卷放置在放卷机构上，根据铝卷的重量和花纹种类确定放卷张力的预设值，通过磁粉张力控制器来调节放卷机构的放卷张力至预设值；
c、放卷牵引定位：将铝卷的起始端穿过前牵引张力辊机构，通过调节前牵引张力辊机构的牵引力使所述的铝卷展开形成铝板部分在前行时保持张紧和平整，通过前牵引张力辊机构使铝板间歇向前进给一个花纹宽度；
d、立体花纹雕刻：将花纹图样通过进行数字化处理，通过处理使花纹图样转化为能够用于数控磨削加工的机器指令；将工序c中的铝卷起始端穿过数控磨床装置，将机器指令输入该数控磨床装置，通过磨削方式对铝板表面进行雕刻并使该铝板表面形成立体花纹；
e、收卷牵引定位：将工序d中经过磨削出来的铝板起始端穿过后牵引张力辊机构，通过调节后牵引张力辊机构的牵引力使所述的铝板在前行时保持张紧和平整；
f、收卷：工序e中输送过来的铝板卷绕在收卷机构上，根据铝卷的重量和花纹种类确定收卷张力的预设值，通过变力矩机构来调节放卷机构的收卷张力至预设值，通过收卷机构将加工后的铝板重新卷绕成卷筒状。
其工作原理如下：通过工序a中的清洗可以使得铝板表面洁净度提高，防止杂质和油污影响后续的加工；通过放卷机构将铝卷展开形成部分的铝板，从而为加工做准备，放卷机构的放卷张力实现可调，能够根据不同的工况进行自由的调节，方便加工；前牵引张力辊机构带动铝板间歇进给，也就是说每隔一段时间将铝板向前输送一个段长，本文所说的段长为一个完整花纹的宽度；间歇进给方便后续的数控磨床装置对铝板进行磨削加工；采用磨削方式对铝板表面进行去除材料，实现立体花纹的加工，这种加工方式比较简单，相对化学原料的蚀刻其污染也比较小，在加工过程可以随时通过对机器指令的修改实现花纹的调整，从而防止次品率。
在上述的一种铝板表面立体花纹的加工方法中，所述的工序d中的数控磨床装置包括若干个磨头，每个磨头均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头的分布方式为并行分布。设置有多个磨头，能够同时对复杂多样的花纹进行加工，提高生产效率，采用并行分布最大化加工方式的多样性；通过伺服电机来一一对应控制一个磨头，能够提高磨头的灵活性，有效的保证花纹图样雕刻的精确性。
在上述的一种铝板表面立体花纹的加工方法中，所述的数控磨床装置包括相对设置的前磨架和后磨架，其中一部分磨头安装在前磨架上，其余磨头安装在后磨架上，所述的前磨架和后磨架上磨头的排列方式均为呈线性依次均匀排列，每两个相邻磨头之间间隔一个磨孔的距离，前磨架上的磨头和后磨架上的磨头交错排列。利用两排磨头交错排列，能够加工交叉花纹，提高花纹的美观性。
在上述的一种铝板表面立体花纹的加工方法中，所述的工序d中的数控磨床装置包括若干个磨头，每个磨头均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头的分布方式为盘式分布。
在上述的一种铝板表面立体花纹的加工方法中，所述的前牵引张力辊机构和后牵引张力辊机构均包括牵引辊组件和上下S辊组件，所述的牵引辊组件位于上下S辊组件的外侧，所述的牵引辊组件连接有一个用于驱动其转动的调速伺服电机，通过所述的调速伺服电机能够控制牵引辊组件带动铝板间歇进给一个花纹宽度。牵引辊组件能够带动铝板向前进给，通过调速伺服电机驱动牵引辊组件能够实现精确控制进给的距离，上下S辊组件用于对铝板进行张紧，将牵引辊组件设置在上下S辊组件的外侧，能够使铝板前进的动力更大。
在上述的一种铝板表面立体花纹的加工方法中，所述的工序a中的清洗包括将铝板表面依次通过碱洗、酸洗和钝化处理。通过上述的几个工步的处理，基本上将铝板表面的油污和杂质全部去掉。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本发明采用磨削方式对铝板表面进行去除材料，实现立体花纹的加工，这种加工方式比较简单，相对化学原料的蚀刻其污染也比较小，在加工过程可以随时通过对机器指令的修改实现花纹的调整，从而防止次品率。
2、本发明的放卷机构的放卷张力实现可调，能够根据不同的工况进行自由的调节，方便加工；
3、本发明通过伺服电机来一一对应控制一个磨头，能够提高磨头的灵活性，有效的保证花纹图样雕刻的精确性。
4、本发明利用两排磨头交错排列，能够加工交叉花纹，提高花纹的美观性。
附图说明
图1是本加工方法的工艺流程图。
图2是本加工方法的设备示意图。
图3是本前磨架和后磨架的结构示意图。
图中，1、放卷机构；2、前牵引张力辊机构；3、数控磨床装置；4、后牵引张力辊机构；5、收卷机构；6、磨头；7、前磨架；8、后磨架；9、牵引辊组件；10、上下S辊组件；11、铝板。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1、图2和图3所示，本铝板表面立体花纹的加工方法,其包括如下工序：
a、清洗：通过清洗去除铝板11表面的油污和杂质；工序a中的清洗包括将铝板11表面依次通过碱洗、酸洗和钝化处理。通过上述的几个工步的处理，基本上将铝板11表面的油污和杂质全部去掉。
b、放卷：将铝板11卷绕成筒状的铝卷放置在放卷机构1上，本实施例中，铝卷规格一般为0.12*1270mm，根据铝卷的重量和花纹种类确定放卷张力的预设值为70-80N，通过磁粉张力控制器来调节放卷机构1的放卷张力至预设值；
c、放卷牵引定位：将铝卷的起始端穿过前牵引张力辊机构2，通过调节前牵引张力辊机构2的牵引力使铝卷展开形成铝板11部分在前行时保持张紧和平整，通过前牵引张力辊机构2使铝板11间歇向前进给一个花纹宽度；前牵引张力辊机构2包括牵引辊组件9和上下S辊组件10，牵引辊组件9位于上下S辊组件10的外侧，牵引辊组件9连接有一个用于驱动其转动的调速伺服电机，通过调速伺服电机能够控制牵引辊组件9带动铝板11间歇进给一个花纹宽度。牵引辊组件9能够带动铝板11向前进给，通过调速伺服电机驱动牵引辊组件9能够实现精确控制进给的距离，上下S辊组件10用于对铝板11进行张紧，将牵引辊组件9设置在上下S辊组件10的外侧，能够使铝板11前进的动力更大。本实施例中，铝板11的走速为2m/min，一个花纹宽度一般为114mm，即每走114mm需要停下来进行雕刻加工。
d、立体花纹雕刻：将花纹图样通过进行数字化处理，数字化处理在三维立体软件中进行，目前一般采用Type3浮雕软件来进行数字化处理。通过处理使花纹图样转化为能够用于数控磨削加工的机器指令；将工序c中的铝卷起始端穿过数控磨床装置3，将机器指令输入该数控磨床装置3，通过磨削方式对铝板11表面进行雕刻并使该铝板11表面形成立体花纹；工序d中的数控磨床装置3包括若干个磨头6，每个磨头6均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头6的分布方式为并行分布，且本数控磨床装置3还包括相对设置的前磨架7和后磨架8，其中一部分磨头6安装在前磨架7上，其余磨头6安装在后磨架8上，前磨架7和后磨架8上磨头6的排列方式均为呈线性依次均匀排列，每两个相邻磨头6之间间隔一个磨孔的距离，前磨架7上的磨头6和后磨架8上的磨头6交错排列，本实施例中，前排设置22个磨孔，安装11个磨头6，后排设置23个磨孔，安装12个磨头6，每两个磨头6间隔一个磨孔，两磨头6间距为115mm，前排可以磨出11个圆，后排为中间10个圆，两边各半个圆。设置有多个磨头6，能够同时对复杂多样的花纹进行加工，提高生产效率，采用并行分布最大化加工方式的多样性；通过伺服电机来一一对应控制一个磨头6，能够提高磨头6的灵活性，有效的保证花纹图样雕刻的精确性，利用两排磨头交错排列，能够加工交叉花纹，提高花纹的美观性。本实施例中，数控磨床装置3中的磨头6在X轴沿直线运动，在Y轴沿圆周运动，沿Z轴上下运动，完成完整的圆后抬起磨头6。
e、收卷牵引定位：将工序d中经过磨削出来的铝板11起始端穿过后牵引张力辊机构4，通过调节后牵引张力辊机构4的牵引力使铝板11在前行时保持张紧和平整；后牵引张力辊机构4包括牵引辊组件9和上下S辊组件10，牵引辊组件9位于上下S辊组件10的外侧，牵引辊组件9连接有一个用于驱动其转动的调速伺服电机，通过调速伺服电机能够控制牵引辊组件9能够带动铝板11间歇进给一个花纹宽度。
f、收卷：工序e中输送过来的铝板11卷绕在收卷机构5上，根据铝卷的重量和花纹种类确定收卷张力的预设值为200-210N，通过变力矩机构来调节放卷机构1的收卷张力至预设值，通过收卷机构5将加工后的铝板11重新卷绕成卷筒状。本实施例中的变力矩机构优选为一个由电机带动的减速机，作为其他方案也可通过在电机的输入端设置一变频器，或者通过伺服电机与伺服驱动器的配合等方案来实现。一般收卷机构5的电机功率为15KW。
其工作原理如下：通过工序a中的清洗可以使得铝板11表面洁净度提高，防止杂质和油污影响后续的加工；通过放卷机构1将铝卷展开形成部分的铝板11，从而为加工做准备，放卷机构1的放卷张力实现可调，能够根据不同的工况进行自由的调节，方便加工；前牵引张力辊机构2带动铝板11间歇进给，也就是说每隔一段时间将铝板11向前输送一个段长，本文所说的段长为一个完整花纹的宽度；间歇进给方便后续的数控磨床装置3对铝板11进行磨削加工；采用磨削方式对铝板11表面进行去除材料，实现立体花纹的加工，这种加工方式比较简单，相对化学原料的蚀刻其污染也比较小，在加工过程可以随时通过对机器指令的修改实现花纹的调整，从而防止次品率。
实施例二:
本实施例大致内容和实施例一相同，所不同之处在于，本实施例中，数控磨床装置3包括若干个磨头6，每个磨头6均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头6的分布方式为盘式分布。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、放卷机构；2、前牵引张力辊机构；3、数控磨床装置；4、后牵引张力辊机构；5、收卷机构；6、磨头；7、前磨架；8、后磨架；9、牵引辊组件；10、上下S辊组件；11、铝板等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种铝板表面立体花纹的加工方法,其包括如下工序：
a、清洗：通过清洗去除铝板(11)表面的油污和杂质；
b、放卷：将铝板(11)卷绕成筒状的铝卷放置在放卷机构(1)上，根据铝卷的重量和花纹种类确定放卷张力的预设值，通过磁粉张力控制器来调节放卷机构(1)的放卷张力至预设值；
c、放卷牵引定位：将铝卷的起始端穿过前牵引张力辊机构(2)，通过调节前牵引张力辊机构(2)的牵引力使所述的铝卷展开形成的部分铝板(11)在前行时保持张紧和平整，通过前牵引张力辊机构(2)使铝板(11)间歇向前进给一个花纹宽度；
d、立体花纹雕刻：将花纹图样进行数字化处理，通过处理使花纹图样转化为能够用于数控磨削加工的机器指令；将工序c中的铝卷起始端穿过数控磨床装置(3)，将机器指令输入该数控磨床装置(3)，通过磨削方式对铝板(11)表面进行雕刻并使该铝板(11)表面形成立体花纹，在加工过程中随时通过对机器指令的修改实现花纹的调整；
e、收卷牵引定位：将工序d中经过磨削出来的铝板(11)起始端穿过后牵引张力辊机构(4)，通过调节后牵引张力辊机构(4)的牵引力使所述的铝板(11)在前行时保持张紧和平整；
f、收卷：工序e中输送过来的铝板(11)卷绕在收卷机构(5)上，根据铝卷的重量和花纹种类确定收卷张力的预设值，通过变力矩机构来调节收卷机构(5)的收卷张力至预设值，通过收卷机构(5)将加工后的铝板(11)重新卷绕成筒状。
2.根据权利要求1所述的一种铝板表面立体花纹的加工方法，其特征在于，所述的工序d中的数控磨床装置(3)包括若干个磨头(6)，每个磨头(6)均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头(6)的分布方式为并行分布。
3.根据权利要求2所述的一种铝板表面立体花纹的加工方法，其特征在于，所述的数控磨床装置(3)包括相对设置的前磨架(7)和后磨架(8)，其中一部分磨头(6)安装在前磨架(7)上，其余磨头(6)安装在后磨架(8)上，所述的前磨架(7)和后磨架(8)上磨头(6)的排列方式均为呈线性依次均匀排列，每两个相邻磨头(6)之间间隔一个磨孔的距离，前磨架(7)上的磨头(6)和后磨架(8)上的磨头(6)交错排列。
4.根据权利要求1所述的一种铝板表面立体花纹的加工方法，其特征在于，所述的工序d中的数控磨床装置(3)包括若干个磨头(6)，每个磨头(6)均连接有一个用于驱动的伺服电机，上述的磨头(6)的分布方式为盘式分布。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种铝板表面立体花纹的加工方法，其特征在于，所述的前牵引张力辊机构(2)和后牵引张力辊机构(4)均包括牵引辊组件(9)和上下S辊组件(10)，所述的牵引辊组件(9)位于上下S辊组件(10)的外侧，所述的牵引辊组件(9)连接有一个用于驱动其转动的调速伺服电机，通过所述的调速伺服电机能够控制牵引辊组件(9)带动铝板(11)间歇进给一个花纹宽度。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种铝板表面立体花纹的加工方法，其特征在于，所述的工序a中的清洗包括将铝板(11)表面依次通过碱洗、酸洗和钝化处理。
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Denomination of invention: Method for machining stereoscopic patterns of aluminum plate surface

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Granted publication date: 20150513

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Taizhou Luqiao branch

Pledgor: ZHEJIANG GKO NEW MATERIALS CO.,LTD.

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Address after: 318054 No.88, Huangjin Avenue, Jinqing Town, Luqiao District, Taizhou City, Zhejiang Province

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Denomination of invention: A processing method of three dimensional pattern on the surface of aluminum plate

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Denomination of invention: A processing method for three-dimensional patterns on the surface of aluminum plates

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Granted publication date: 20150513

Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Taizhou Luqiao branch

Pledgor: Zhejiang Mingdao New Material Co.,Ltd.

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