CN105291282B - 一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备，包括机架、控制器、仿形刀头以及放料机构，放料机构包括支撑座、设置在支撑座上的放料架以及料架驱动机构，以放料架的移动方向为长度方向，还包括用以对石材进行翻面的翻面机构，翻面机构对应设置在所述放料架沿宽度方向的两侧，放料架沿竖直方向设置，石材的待加工面沿竖直方向布设。如此，本发明采用翻面机构代替人工进行石材的翻面，能够有效提高劳动生产效率，同时能够更好地保护石材，提高石材的质量，同时由于放料架沿竖直方向放置，在石材翻面时更加省力，能够节省机械能耗，延长机械的使用寿命。本发明还提出一种仿形石材的加工方法，采用该加工方法能够提高生产效率。

Description

一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备及加工方法

技术领域

本发明属石材加工设备以及方法领域，具体涉及一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备，本发明还涉及该石材的加工方法。

背景技术

仿形石材广泛用于休闲广场、别墅、宾馆酒店以及市政道路等，其主要通过在石材的表面加工出凹凸不平的仿形面，以提高石材的装饰性和档次。现有的仿形石材加工设备主要包括横梁和连接在横梁两端的两根纵梁，在两根纵梁之间设有横向设置的安装梁，安装梁与纵梁的连接处配设有用以驱动安装梁上下移动的纵向驱动机构，在安装梁上设有移动架，通过设置在安装梁上的横向驱动机构驱动移动架左右移动，在移动架上设有加工机构，该加工机构包括可转动地设置在移动架上的转轴，配合在转轴上的仿形刀头，转轴上连接有传动机构，借此传动机构带动转轴转动，从而实现仿形刀头的转动。在仿形刀头的下端设有放料机构，放料机构设置在两跟纵梁之间，放料机构包括支撑座、配设在支撑座上的放料架以及用以驱动放料架沿支撑座来回移动的料架驱动机构，在放料架上设有用以对实现进行限位的限位机构。在石材加工时，通过纵向驱动机构和横向驱动机构调整好仿形刀头的位置，将石材放置在放料架上，通过放料架上的限位机构对实现进行限位，通过料架驱动机构带动放料架沿着支撑座移动并从仿形刀头下方经过，实现对石材相应表面的加工。

采用传统的仿形石材加工设备，当需要对石材的多个表面进行加工时，一般是在石材加工好一个表面之后，通过人工将石材进行翻面，使得未加工的表面朝上，之后再通过料架驱动机构驱动放料架从仿形刀头处通过，实现对另一表面的加工。采用这种方式进行实现加工，费时费力，人工成本较高，而且采用人工操作稳定性较差，在石材翻转时可能出现石材被碰断，影响成品的质量。

鉴于此，本发明人对上述问题进行深入的研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工效率更高、加工质量更高的数控自动化多面仿形石材高效加工设备。

本发明还提出一种仿形石材的加工方法，采用该加工方法能够提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：

一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备，包括机架、控制器、仿形刀头、用以驱动仿形刀头上下移动的纵向驱动机构、用以驱动仿形刀头左右移动的横向驱动机构、用以驱动仿形刀头转动的传动机构、对应仿形刀头设置的放料机构，放料机构包括支撑座、设置在支撑座上的放料架以及用以驱动放料架在支撑座上移动的料架驱动机构，以放料架的移动方向为长度方向，还包括用以对石材进行翻面的翻面机构，翻面机构对应设置在所述放料架沿宽度方向的两侧，所述放料架沿竖直方向设置，所述石材的待加工面沿竖直方向布设。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架上设有用以支撑所述石材的支撑板，支撑板设置在所述石材的下方，所述翻面机构为可对所述石材进行翻面的翻转机械手，翻转机械手设置在所述石材的上方。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架上设有用以支撑所述石材的支撑板，支撑板设置在所述石材的下端，所述翻面机构包括用以对所述石材进行翻面的第一机械手和第二机械手，第一机械手设置在所述石材的上方，第二机械手设置在所述石材的下方。

作为本发明的一种优选方式，还包括对应所述放料架设置的支撑机构，支撑机构包括沿所述放料架的长度方向延伸的支撑杆和用以驱动支撑杆向所述石材移动的气缸或者油缸。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架沿长度方向的一端设有第一限位板，所述放料架沿长度方向的另一端设有第二限位板，还包括用以带动第二限位板向第一限位板移动的限位板驱动机构。

作为本发明的一种优选方式，所述机架包括第一纵梁、第二纵梁、第一横梁以及第二横梁，在第一横梁与第二横梁之间设有沿竖直方向设置的安装梁，安装梁上设有可沿竖直方向移动的安装架，所述纵向驱动机构设置在安装梁与安装架之间，所述横向驱动机构设置于安装架与第一横梁和/或第二横梁之间，所述传动机构包括设置在安装架上的传动电机以及可转动地设置在安装架上的转轴，转轴与传动电机的输出轴之间通过传动皮带传动连接，所述仿形刀头可拆卸地配设在转轴上。

作为本发明的一种优选方式，所述翻转机械手具有用以顶压所述石材相应端面的顶压件和用以带动该顶压件转动的转动件。

作为本发明的一种优选方式，所述第一机械手具有用以顶压所述石材相应端面的第一顶压件和用以带动该第一顶压件转动的第一转动件，所述第二机械手具有用以顶压所述石材相应端面的第二顶压件和用以带动该第二顶压件转动的第二转动件。

本发明还提出一种仿形石材的加工方法，采用上述数控自动化多面仿形石材高效加工设备对石材进行加工，依次包括如下步骤：

A、通过所述纵向驱动机构和所述横向驱动机构调整所述仿形刀头的位置，将多块所述石材并列整齐排列所述放料架上；

B、通过传动机构带动所述仿形刀头转动，通过所述料架驱动机构驱动放料架在所述支撑座上推进以对所述石材的上表面进行仿形加工；

C、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架在所述支撑座上回退，通过所述翻面机构对多块所述石材依次进行翻面；

D、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架在所述支撑座上推进对所述石材的另一表面进行仿形加工；

E、重复步骤C和步骤D,完成所述石材需加工表面的仿形加工。

作为本发明的进一步改进，所述放料架为两个，两个所述放料架分设在所述仿形刀头的两侧，在一个所述放料架在所述支撑座上推进以对所述石材进行仿形加工时，另一个所述放料架退回并通过所述翻面机构对所述石材进行翻面。

采用本发明的多面仿形石材加工设备，通过仿形刀头对石材的侧表面进行加工后，通过料架驱动机构将放料架回退，并通过翻面机构对石材进行翻面，之后再通过料架驱动机构将放料架送至仿形刀头处对石材的另一面进行仿形加工，如此，本发明采用翻面机构代替人工进行石材的翻面，能够有效提高劳动生产效率，同时能够更好地保护石材，提高石材的质量，同时由于放料架沿竖直方向放置，在石材翻面时更加省力，能够节省机械能耗，延长机械的使用寿命。

采用本发明的仿形石材加工方法，通过控制器将放料架送至仿形刀头处对石材进行仿形加工，通过控制器使得放料架离开仿形刀头并通过翻面机构对石材进行翻面，之后再将放料架送至仿形刀头处对石材的另一面进行加工，本发明采用翻面机构代替人工进行石材的翻面，能够有效提高劳动生产效率，同时由于放料架沿竖直方向放置，石材沿竖直方向放置，在石材翻面时更加省力。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2为图1中A向视图；

图3为本发明第一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明第二种实施方式的结构示意图；

图5为本发明进一步改进的结构示意图；

图中：

10-机架 11-第一横梁

12-第二横梁 13-第一纵梁

14-第二纵梁 15-安装梁

16-安装架 17-转轴

18-传动电机 19-传动皮带

20-仿形刀头 30-放料架

31-支撑板 32-第一限位板

33-第二限位板 34-限位板驱动机构

40-支撑座 50-石材

60-油缸 61-支撑杆

70-翻转机械手 71-顶压件

72-转动件 81-第一机械手

811-第一顶压件 812-第一转动件

82-第二机械手 821-第二顶压件

822-第二转动件

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。

参照图1至图5，一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备，包括机架10、控制器(图中未示出)、仿形刀头20、用以驱动仿形刀头20上下移动的纵向驱动机构(图中未示出)、用以驱动仿形刀头20左右移动的横向驱动机构(图中未示出)、用以驱动仿形刀头20转动的传动机构、对应仿形刀头20设置的放料机构，其中控制器可以选用PLC控制器，通过PLC控制器控制各电气元件的动作时序，这些在现有的仿形石材加工设备中已有介绍，这里不再进行详细描述。

在本发明中，放料机构包括支撑座40、设置在支撑座40上的放料架30以及用以驱动放料架30在支撑座40上移动的料架驱动机构，以放料架30的移动方向为长度方向，本发明还包括用以对石材50进行翻面的翻面机构，翻面机构对应设置在所述放料架30沿宽度方向的两侧，所述放料架30沿竖直方向设置，所述石材50的待加工面沿竖直方向布设。本发明涉及的石材50可以为柱体，例如为长方体石材，长方体的石材中沿位于放料架30宽度方向的两个表面不加工，另外四个表面进行仿形加工，在放料架30沿竖直方向设置，加工时，石材50沿竖直方向放置(也即石材5的上端面和下端面不进行加工)，这样，对石材50的翻面更加省力，能够减少翻面机构的能耗。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30上设有用以支撑所述石材50的支撑板31，支撑板31设置在所述石材50的下方，所述翻面机构为可对所述石材50进行翻面的翻转机械手70，翻转机械手70设置在所述石材50的上方。翻转机械手70具有夹持石材50和转动石材50的功能，作为其中的一种实施方式，翻转机械手70包括具有用以顶压所述石材50相应端面的顶压件71和用以带动该顶压件71转动的转动件72，本领域的技术人员可以根据加工石材的大小进行相应的设计。具体结合到本发明的仿形石材高效加工设备中，可以通过控制器控制翻转机械手70，使得翻转机械手70移动至对应石材50处，再通过翻转机械手70夹持和翻转石材50；也可以通过控制器控制料架驱动机构将放料架30移动至对应的翻转机械手70处，之后通过翻转机械手70对石材50进行夹持和翻转，采用这两种方式均能够达到翻转石材的效果。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30上设有用以支撑所述石材50的支撑板31，支撑板31设置在所述石材50的下端，所述翻面机构包括用以对所述石材50进行翻面的第一机械手81和第二机械手82，第一机械手81设置在所述石材50的上方，第二机械手82设置在所述石材50的下方。第一机械手81和第二机械手82均具有伸缩和转动的功能，在实施例中，所述第一机械手81具有用以顶压所述石材相应端面的第一顶压件811和用以带动该第一顶压件811转动的第一转动件812，所述第二机械手82具有用以顶压所述石材50相应端面的第二顶压件821和用以带动该第二顶压件821转动的第二转动件822。通过第一机械手81和第二机械手82共同夹持石材50,并带动石材50转动，实现石材的转动。第一机械手81和第二机械手82自身的结构在自动机械领域已有介绍，本领域的技术人员可以根据石材50的大小对机械手进行相应的选择。

作为本发明的一种优选方式，还包括对应所述放料架30设置的支撑机构，支撑机构包括沿所述放料架30的长度方向延伸的支撑杆61和用以驱动支撑杆61向所述石材50移动的气缸或者油缸60。支撑杆61沿水平方向延伸，气缸或者油缸60沿水平方向设置，当石材50已加工的表面(形成凹面)朝向放料架30时，此时放料架30难以完全支撑已加工的表面，在仿形刀头20对石材50进行仿形加工时，石材50受力容易发生在凹面处断裂，此时通过支撑杆61对石材50的凹面处形成相应的支撑，大大减小了石材断裂现象。

作为本发明的一种优选方式，所述放料架30沿长度方向的一端设有第一限位板32，所述放料架30沿长度方向的另一端设有第二限位板33，还包括用以带动第二限位板33向第一限位板32移动的限位板驱动机构34。其中第一限位板32固定在放料架30上，第二限位板33可相对于放料架30移动，并通过限位板驱动机构34来驱动，第一限位板32和第二限位板33之间形成放置石材50的空间，同时该空间的大小可以调整，以方便石材50进行翻面，在石材50加工时，通过第一限位板32和第二限位板33来夹持石材50，能够保证石材50稳定放置。

作为本发明的一种优选方式，所述机架10包括第一纵梁13、第二纵梁14、第一横梁11以及第二横梁12，在第一横梁11与第二横梁12之间设有沿竖直方向设置的安装梁15，安装梁15上设有可沿竖直方向移动的安装架16，所述纵向驱动机构设置在安装梁15与安装架16之间，所述横向驱动机构设置于安装架16与第一横梁11和/或第二横梁12之间，所述传动机构包括设置在安装架16上的传动电机以及可转动地设置在安装架16上的转轴17，转轴17与传动电机18的输出轴之间通过传动皮带19传动连接，所述仿形刀头20可拆卸地配设在转轴上。

本发明还提出一种仿形石材的加工方法，采用上述数控自动化多面仿形石材高效加工设备对石材50进行加工，依次包括如下步骤：

A、通过所述纵向驱动机构和所述横向驱动机构调整所述仿形刀头20的位置，将多块所述石材50并列整齐排列所述放料架30上，具体是每块石材50均沿竖直方向放置；

B、通过传动机构带动所述仿形刀头20转动，通过所述料架驱动机构驱动放料架30在所述支撑座40上推进以对所述石材50的上表面进行仿形加工；

C、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架30在所述支撑座40上回退，通过所述翻面机构对多块所述石材50依次进行翻面；

D、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架30在所述支撑座40上推进对所述石材50的另一表面进行仿形加工；

E、重复步骤C和步骤D,完成所述石材50需加工表面的仿形加工，在实施例中，石材呈长方体状，石材50竖直放置，可以根据需要完成石材50的多个侧面的加工。

作为本发明的进一步改进，所述放料架30为两个，两个所述放料架30分设在所述仿形刀头20的两侧，在一个所述放料架30在所述支撑座40上推进以对所述石材50进行仿形加工时，另一个所述放料架30退回并通过所述翻面机构对所述石材50进行翻面。采用这种结构，通过控制器控制两个放料架30配合工作，减少了设备闲置，进一步提升了劳动生产率。

本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (4)

1.一种数控自动化多面仿形石材高效加工设备，包括机架、控制器、仿形刀头、用以驱动仿形刀头上下移动的纵向驱动机构、用以驱动仿形刀头左右移动的横向驱动机构、用以驱动仿形刀头转动的传动机构、对应仿形刀头设置的放料机构，放料机构包括支撑座、设置在支撑座上的放料架以及用以驱动放料架在支撑座上移动的料架驱动机构，以放料架的移动方向为长度方向，其特征在于：还包括用以对石材进行翻面的翻面机构，翻面机构对应设置在所述放料架沿宽度方向的两侧，所述放料架沿竖直方向设置，所述石材的待加工面沿竖直方向布设,所述放料架上设有用以支撑所述石材的支撑板，支撑板设置在所述石材的下方,所述放料架沿长度方向的一端设有第一限位板，所述放料架沿长度方向的另一端设有第二限位板，还包括用以带动第二限位板向第一限位板移动的限位板驱动机构,所述翻面机构为可对所述石材进行翻面的翻转机械手，翻转机械手设置在所述石材的上方,所述翻转机械手具有用以顶压所述石材相应端面的顶压件和用以带动该顶压件转动的转动件，还包括对应所述放料架设置的支撑机构，支撑机构包括用于对石材已加工的表面的凹面进行支撑的支撑杆和用以驱动支撑杆向所述石材移动的气缸或者油缸，支撑杆沿所述放料架的长度方向延伸。

2.如权利要求1所述的数控自动化多面仿形石材高效加工设备，其特征在于：所述机架包括第一纵梁、第二纵梁、第一横梁以及第二横梁，在第一横梁与第二横梁之间设有沿竖直方向设置的安装梁，安装梁上设有可沿竖直方向移动的安装架，所述纵向驱动机构设置在安装梁与安装架之间，所述横向驱动机构设置于安装架与第一横梁和/或第二横梁之间，所述传动机构包括设置在安装架上的传动电机以及可转动地设置在安装架上的转轴，转轴与传动电机的输出轴之间通过传动皮带传动连接，所述仿形刀头可拆卸地配设在转轴上。

3.一种仿形石材的加工方法，其特征在于：采用权利要求1所述的数控自动化多面仿形石材高效加工设备对石材进行加工，依次包括如下步骤：

A、通过所述纵向驱动机构和所述横向驱动机构调整所述仿形刀头的位置，将多块所述石材并列整齐排列所述放料架上；

B、通过传动机构带动所述仿形刀头转动，通过所述料架驱动机构驱动放料架在所述支撑座上推进以对所述石材的上表面进行仿形加工；

C、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架在所述支撑座上回退，通过所述翻面机构对多块所述石材依次进行翻面；

D、通过所述料架驱动机构驱动所述放料架在所述支撑座上推进对所述石材的另一表面进行仿形加工；

E、重复步骤C和步骤D,完成所述石材需加工表面的仿形加工。

4.如权利要求3所述的仿形石材的加工方法，其特征在于：所述放料架为两个，两个所述放料架分设在所述仿形刀头的两侧，在一个所述放料架在所述支撑座上推进以对所述石材进行仿形加工时，另一个所述放料架退回并通过所述翻面机构对所述石材进行翻面。