CN105813806A - 磨平和/或抛光如天然石和合成石的石材、陶瓷和玻璃的板坯的机器 - Google Patents

磨平和/或抛光如天然石和合成石的石材、陶瓷和玻璃的板坯的机器 Download PDF

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Abstract

一种研磨和/或抛光如天然石和合成石的石材、陶瓷或玻璃的板坯的机器(10),包括用于待加工板坯的支撑台(12)。至少一个加工站(14)设置在支撑台(12)上方,所述站包括彼此相对且横向布置在支撑台(12)任一侧上的至少一对桥式支撑结构(16、18)。第一装置(19)设置成执行加工站(14)和支撑台(12)上的板坯在纵向方向上的相对运动。机器还包括:至少一个梁(20),其两个端部(22、24)由支撑结构(16、18)支撑;和具有滑动的竖直轴线的至少一个旋转主轴(26),其安装在至少一个梁(20)上。梁(20)在支撑结构(16、18)上横向可运动。主轴(26)的底端设置有绕主轴(26)的旋转轴旋转的至少一个承载工具的支撑件(28)。机器的特征在于,其包括执行至少一个主轴(26)在纵向方向上相对支撑台(12)的相对运动的第二装置(32)。

Description

磨平和/或抛光如天然石和合成石的石材、陶瓷和玻璃的板坯的机器
描述
本发明涉及一种用于研磨和/或抛光诸如天然石和合成石的石材、陶瓷和玻璃的板坯的机器。
这种类型的机器通常包括台(bench),用于运动待抛光或待研磨的板坯的传送带在该台上在纵向方向上行进。这种类型的机器还包括布置在带的任一侧上的两个桥式支撑结构,一个在进入端处用于待加工的材料且另一个在出口端处用于加工过的材料。两个桥式结构在其端部处支撑承载主轴的梁。
承载主轴的梁具有安装在其上的一系列竖直轴线的(vertical-axis)研磨和/或抛光主轴或头部,该主轴或头部成排布置并且具有安装在其底部端部上的支撑件,该支撑件围绕主轴的竖直轴线旋转并且研磨工具转而安装在这些支撑件上。
承载主轴的梁在横向方向上执行交替运动以便对布置在传送带上的板坯在其整个宽度上进行研磨。位移量根据正被加工的材料的宽度变化。
所使用的工具使用诸如通常的碳化硅或金刚石的硬颗粒材料制成。在工业应用中,研磨颗粒通常不是被松散的使用而是成团地使用,以便借助于粘合剂(其可以是水泥、树脂、陶瓷材料或金属)形成研磨工具,该粘合剂具有使颗粒在崩解前保持尽可能长的时间执行其研磨作用并且允许其一旦磨损便脱落的功能。
如上所述,研磨工具通常固定到通过竖直轴线的主轴旋转的支撑件。
在诸如大理石的软石材料的情况下,具有带有平坦表面的棱体形式的工具支撑件通常是研磨保持架板。
在诸如花岗岩或石英的硬石材料的情况下,支撑件通常是赋予工具特定运动的头部,这些工具不同地成形并且在任何情况下都径向地布置。头部可以是具有摆动支撑件的类型(所谓的摆动区段头部)或用于辊形工具的带有大体上水平轴线的旋转支撑件的类型(所谓的辊头部)或用于平坦的工具的带有大体上竖直轴线的旋转支撑件的类型(称为盘头部或也称为行星头部或轨道头部)。
此外,工具具有随着板坯在其下面通过而逐渐减小的晶粒尺寸(grainsize)(从几百微米下至几微米)。特别地,在待研磨的板坯上操作的第一主轴具有带有相对较大的晶粒尺寸的工具,第二主轴具有带有稍微不那么大等的晶粒尺寸的工具,而带有非常细的研磨颗粒的工具安装在最后的主轴上。
主轴是竖直可滑动的并且赋予搁置在材料的表面上的工具压力,该压力可以具有机械、液压或气动的性质;气动压力是到目前为止受到青睐的,并且在该情况下,主轴或“活塞”通过气动压力操作是竖直可滑动的。
在这种类型的机器中,当由于承载主轴的梁随着直线交替动作相对于材料的进给方向横向地运动而在运动中存在逆转时,主轴以及因此研磨和/或抛光工具短暂地暂停。
该短暂的暂停在材料中导致非常轻微的局部性凹陷,然而该凹陷足以产生可见的阴影区,特别是在特别精致的暗材料的研磨或抛光表面上。
在试图解决该问题中,已经设想了不同的机器,包括在国际专利申请WO2011064706中描述的,该申请设想承载主轴的梁和承载主轴的结构围绕竖直轴线旋转,主轴安装在该承载主轴的梁和承载主轴的结构上在偏心位置中。在头部被界定为轨道的该类型的机器中,工具和板坯的相对运动包括下列运动的组合:
-梁在横向方向上的交替运动;
-在梁下面的材料的运动;
-安装在主轴上的研磨/抛光头部/板的旋转;
-主轴围绕承载主轴的结构的旋转轴线的回转运动;
此外,存在另一类型的机器,其中提供了相对于台横向布置的多个桥式结构。沿着桥式结构可运动位移的一个或两个研磨和/或抛光主轴安装在每个桥上。在每个桥式结构具有两个主轴的情况下,每个主轴在横向方向上是独立地可运动的,即,每个主轴设置有其自己的驱动器,使得其可以沿着桥式结构独立地运动。此外,桥式结构悬置在四个连杆上执行轨道运动,使得轨道运动的幅度为几厘米,等于连杆的长度。
在该类型的机器中,每个工具随着包括下列动作的动作而运动:
-围绕主轴的竖直轴线的旋转动作;
-由于主轴沿着桥的运动而产生的交替的横向位移;
-由于桥在吊杆上的运动而产生的轨道动作;
-由于材料在台上的进给而产生的连续的纵向位移。
如上所描述的机器,虽然被广泛使用但并不是没有缺点。
实际上,尽管上述机器工具的轨迹足以限制或避免上述问题,但是所述工具具有极复杂的设计。实际上,在第一种情况下,提供了用于偏心地支撑主轴的结构,所述技术方案使主轴运动机构明显复杂化。在第二种情况下,在试图在板坯的表面加工中实现均匀性中,每个主轴都设置有驱动器并且具有独立的运动,并且因此系统变得非常昂贵和复杂。
本发明的目的是通过提供一种没有现有技术的机器复杂且同时成本低的机器来克服现有技术的缺陷。
此外,本发明的另外的任务是提供一种机器,借助于该机器获得在其整个表面上被均匀地研磨和抛光的板坯是可能的,以避免加工痕迹或沟槽以及阴影区,而且在暗材料和精细的材料的情况下,加工痕迹或沟槽以及阴影区因此是肉眼不可见的。
该目的和任务通过根据权利要求1的机器和根据权利要求23的方法实现。
特别地,已经出现的想法是提供一种用于诸如天然石和合成石的石材、陶瓷或玻璃的板坯的研磨和/或抛光机器,该机器包括用于待加工的板坯的支撑台和布置在支撑台上方的加工站(machiningstation)。加工站包括位于彼此相对且横向布置在支撑台的任一侧上的至少一对桥式支撑结构。机器还包括用于加工站和支撑台上的板坯在纵向方向上的相对运动的第一装置和至少一个梁,该至少一个梁的两个端部由支撑结构支撑。具有滑动的竖直轴线的至少一个旋转主轴安装在至少一个梁上,该至少一个梁在支撑结构上是横向可运动的。围绕主轴的旋转轴线旋转且承载至少一个研磨工具的至少一个工具保持架(tool-holder)支撑件安装在主轴的底部端部上。机器的特征在于其包括:第二装置,其用于至少一个主轴相对于支撑台在纵向方向上的相对运动;和可编程控制单元,其用于调节梁在横向方向上的交替运动和由于用于至少一个主轴的相对运动的第二装置造成的交替的纵向运动。
结果,工具保持架头部或板固定到其的主轴,除了通过承载主轴的梁的横向位移以交替的方式横向地运动以外,还可滑动地安装在承载主轴的梁上或梁自身在纵向方向上以交替的方式可运动,或者加工站在台上在纵向方向上以交替的方式可运动,来执行交替的纵向运动。
有利地,主轴沿着梁一致地纵向地运动。
有利地,加工站的横向运动、承载主轴的梁的横向运动以及主轴的纵向运动由控制单元来控制,以便赋予每个单独的主轴以具有由两个直线运动的合成产生的闭合的(例如曲线的)并且可控速度的轨迹的可程控的运动。
以这种方式,研磨和/或抛光工具保持架头部或板执行下列运动:
-围绕主轴的竖直轴线的旋转运动;
-由于承载主轴的梁的横向位移导致的交替的横向直线动作;
-由于主轴相对于支撑台的位移导致的交替的纵向直线动作;以及
-由于支撑台上的材料的进给导致的纵向位移。
由计算机根据可编程逻辑控制的线性运动的插补合成允许产生具有可控的且可程控的速度的闭合的曲线轨迹,以避免头部在材料上停止并且进而防止沟槽和相应的阴影区的形成。
从下面的参考附图通过非限制性解释的方式单独地提供的对可能的实施方案的描述,根据本发明的机器的性能特征和优点将变得更加清楚,在附图中:
图1示出了根据本发明的研磨和/或抛光机器的示意性前视图;
图2示出了根据本发明的研磨和/或抛光机器的俯视平面图;
图3示出了图1和图2的第一个主轴和最后一个主轴的示意图,其中用于沿着梁运动的位移系统在横截面中看到;
图4示出了从上方看到的根据本发明的可替代的实施方案的机器的第二实施方案的示意图;
图5示出了根据图4的主轴的具有梁和用于沿着梁运动的位移系统的横截面的侧视图;
图6和图7示出了根据本发明的机器的可替代的实施方案在两个限制位置中的侧视图;
图8示出了根据图7的机器的详图;
图9示出了图6和图7中所示的机器的前视图;
图10示出了根据图9的机器的详图;
图11示出了根据本发明的机器的可替代的实施方案的侧视图;以及
图12示出了根据图11的机器的详图;
图13至图16示出了研磨头部可以遵循的可能的闭合插补轨迹。
图1示出了根据本发明的用于诸如天然石和合成石的石材、陶瓷或玻璃的板坯的研磨和/或抛光机器,该机器由参考数字10大致表示。
机器10包括用于待加工的板坯的支撑台12和在支撑台的顶部上的至少一个加工站14。
加工站14包括至少一对桥式支撑结构16、18和至少一个横梁20,至少一对桥式支撑结构16、18位于彼此相对且横向布置在支撑台12的任一侧上,至少一个梁20的两个端部22、24由支撑结构16、18支撑。梁20在支撑结构16、18上在横向方向上在台的工作表面的整个横向宽度(即台上的待加工的板坯的整个最大宽度)上是可运动的。合适的驱动器21引起梁在横向方向上的位移。该驱动器21可以由布置在梁的两个端部处并且彼此同步的两个马达单元21有利地构成。
机器10还包括用于加工站14和支撑台12上的板坯在纵向方向上的相对运动的第一装置19。根据本发明的优选的实施方案,第一相对运动装置19可包括传送带23,该传送带引起板坯以恒定的运动即以固定的速度供给。根据可替代的实施方案,板坯可以相对于支撑台12保持静止,并且加工站14在纵向方向上从支撑台14的一端部到另一端部是可运动的。
由于所述相对运动装置19,正被加工的板坯可以随着相对动作在加工站下面在该加工站的整个长度上运动,以便在该站的一个端部处进入且从相对的端部离开并且经受所有加工头部在其整个表面上的作用。
带有滑动的竖直轴线的至少一个旋转主轴26安转在梁20上。围绕主轴26的旋转轴线旋转且承载至少一个研磨工具30的至少一个工具保持架支撑件28安装在主轴26的底部端部上。各主轴有利地具有其自己的旋转马达31。
从而形成研磨和/或抛光头部。滑动的竖直轴线允许例如在加工的端部处提升头部和/或调节头部对于正被加工的板坯的接触压力。
优选地,研磨和/或抛光主轴或头部包括多个并且在纵向方向上依次布置在梁上。有利地,依次的头部具有在板坯相对于站的相对运动的方向上逐渐减小的研磨工具的晶粒尺寸,使得执行缓慢的相对运动的板坯逐渐经受具有越来越细小的晶粒尺寸的工具的作用。
在图1和图2中示出的实施方案中,例如设置有用于使工具摆动的工具保持架支撑件28的十六个头部或主轴26安装在梁上。根据本发明可替代的实施方案,工具保持架(或加工头部)支撑件28可设置有其他工具,如在本说明书的简介部分中所描述的。
根据本发明的机器10包括设计成使至少一个主轴26在纵向方向上相对于支撑台12运动的第二相对运动装置32。
根据本发明的在图1至图5中示出的第一实施方案,机器10可以包括设计成使至少一个主轴26沿着梁在纵向方向上相对于支撑台12运动的第二相对运动装置32。
第二相对运动装置可允许各主轴26沿着梁20运动。
有利地,如下面将阐明的,该运动的可以是可调节的幅度是有限的,并且特别地,在多个主轴紧密地布置在一起且具有组合运动的情况下,该运动的幅度可具有最大值,该最大值优选地在主轴上旋转的工具的工作圆周的直径的一倍和两倍之间的范围内,并且特别地为约该直径的1.5倍。
图1通过示例的方式示出了主轴在其纵向行进路径的一端处的位置(如图1中看到的主轴全部在右侧上),并且(为了清楚,仅图1中左手边的主轴)以虚线示出在纵向行进路径的另一端处的位置(如图1中看到的主轴全部在左侧上)。
图1至图3示出了根据本发明的机器的第一实施方案。
如在梁20横截面地示出的图3中可以清楚地看到,可以注意到,梁20有利地承载滑动件34,该滑动件34转而支撑主轴并且在梁上滑动。例如,梁20可有利地包括两个平行的纵向结构202、204,这两个平行的纵向结构202、204刚性地连接在一起、彼此间隔开并且主轴在其中经过。
根据该实施方案,主轴26彼此连续地安装在沿着梁20行进的纵向的承载主轴的滑动件34上。有利地,滑动件34设置有一系列的腔或容置座(receivingseat),主轴26插入且安装在这些腔或容置座内。滑动件驱动器允许滑动件随主轴进行其纵向滑动运动。从而形成用于主轴的纵向运动的第二装置。
特别地,梁20的具有固定系统在其端部处的两个纵向结构202、204可以相对于彼此适当地布置且间隔开,以便在它们之间形成腔36,安装在滑动件34上的主轴26可以在该腔36内部运动。
根据本发明的第一实施方案,承载主轴的滑动件或结构34有利地设置有两个导向件:平坦的导向件38和V形导向件40。导向件38、40在水平方向(平行于台12的方向)上布置并且分别指向纵向结构202、204。导向件38、40分别搁置在具有平坦的轮廓和V形轮廓的轮42、44上并且在该轮42、44上行进,轮42、44分别彼此依次安装布置在梁20的纵向结构202和204上。这确保了不管梁的长度滑动件容易地行进,并且补偿任何小的未对准和膨胀。图1中示出的实施方案通过示例的方式示出了十二对轮44。
根据本发明的可能的实施方案,齿条46、48、50、52安装在梁的(例如,梁20的两个纵向结构202、204中的每一个的)端部处。承载主轴的滑动件34(见图3)可以在两个端部342、344处设置有两个同步的驱动器346、348,该驱动器346、348分别引起两个小齿轮350、352和354、356旋转。小齿轮350、352和354、356在位于梁20的两个纵向结构202、204的端部处的各自的齿条46、48、50和52内啮合。
两个同步驱动器346、348的操作引起与齿条46、48、50和52啮合的小齿轮350、352和354、356的旋转,并且引起滑动件34受控制地滑动使得所有的主轴沿着梁以交替的方式一致地运动。
主轴26在梁20上的纵向运动的最大可调节幅度可以是相当宽的并且甚至可以多于1000mm。
根据本发明的可能的实施方案(未在附图中示出),仅提供一个驱动器346以用于滑动件34的运动并且仅一个或两个齿条在滑动件的相应的端部处。
使用例如丝杠或活塞或者连杆/曲柄机构等,还可以提供其他类型的驱动器(未在附图中示出,但本身对于本领域的技术人员来说是明显的)。
根据本发明的可替代的实施方案,代替提供在例如梁的两个纵向结构中的每一个上的两排固定轮和在支撑主轴的滑动件上形成的导向件,可设想为每个主轴提供沿着位于梁上的导向件行进的轮或滑靴(slidingshoe),从而消除了纵向的承载主轴(每个主轴与相邻的主轴联接在一起)的结构/滑动件,从而进一步简化了用于主轴的纵向运动的装置。
图4和图5示出了本发明的可能的第二实施方案,其中梁20包括仅一个纵向结构202,并且主轴26不插入梁20内而是安装成从梁20突出。
根据本发明的该实施方案,用于执行至少一个主轴26在纵向方向上相对于支撑台12的相对运动的第二装置32有利地包括丝杠/内螺纹机构60。丝杠/内螺纹机构60可包括在梁20的全部长度或部分长度上延伸的一个或更多个马达驱动(motor-driven)丝杠64,并且主轴26可设置有引导螺母66。
有利地,引导螺母66可以是循环滚珠型的。
在图4和图5中示出的实施方案中,主轴26例如成对固定在一起,并且因而对于每对中仅一个主轴26设置有引导螺母66是足够的,从而简化了构造设计。
根据本发明的可能的实施方案,主轴26还可以分成组,其中每个组通过相关的马达驱动丝杠来运动。例如,如在图4中可以清楚地看到,主轴可以分成两个组68、70,每个组包括固定在一起的八个主轴26,并且具有两个马达驱动丝杠62、64,每个主轴组具有一个。马达驱动丝杠62、64借助于位于梁20的端部处的马达装置72、74运动。有利地,两个马达驱动丝杠62、64的马达装置72、74是彼此同步的,使得主轴26的两个组68、70一致地运动。
现在参考图5,可注意到,每个主轴26有利地借助于沿着梁延伸的两个导向件80、82沿着梁20是可滑动的:第一导向件80竖直地布置以便为主轴提供横向支撑和第二导向件82水平地布置以便为主轴提供竖直支撑。
根据本发明的可替代的实施方案,将单个马达驱动丝杠与仅在一个端部处布置的马达装置或与用于每个端部的单个马达装置一起使用也是可能的。
根据可替代的实施方案,在这种情况下,还可以使用不同的系统,诸如齿条、活塞或连杆/曲柄系统。
根据可能的可替代的实施方案,为每个主轴提供单个固定的丝杠和马达驱动的引导螺母是可能的。每个主轴因而将设置有用于引导螺母的运功的驱动器。
根据本发明的可能的实施方案,机器10可包括控制单元,有利地为可编程微处理器型的控制单元。有利地,控制单元通过操作各自的运动装置来调节梁在横向方向上的运动和主轴在纵向方向上的运动。根据可替代的实施方案,控制单元还调节第一相对运动装置的运动。控制单元(本身已知,例如合适的可编程工业控制器)可以以同步的方式控制各种运动,以便获得加工工具在待加工板坯上的复杂的轨迹。为了精确的同步控制,运动装置可包括反馈控制系统,该反馈控制系统具有合适的位置传感器,诸如增量式编码器或相关的编码器,如本领域技术人员可以很容易想象到的。
根据本发明的可能的实施方案,通过为每个主轴提供驱动器,单个主轴沿着梁的运动可以变得独立以便使每个主轴沿着梁独立地运动。因而为每个主轴并且因此为每个磨料颗粒界定不同的路径是可能的。
然而,在保持主轴的运动同步中存在许多优点,其在于:
-其简化了机器的构造设计;
-其简化了机器的管理;以及
-主轴的纵向运动的幅度被充分利用并且因此在梁上安装最大可能数量的主轴是可能。
特别地,由于在机器的纵向方向上的结构的简化,将较小长度的机器和相对大量的加工头部一起容易地使用是可能的。例如,获得具有仅略大于所有加工头部的直径加上这些头部所需的纵向行程的总和的长度的机器是可能的,如从图2可以容易地想象到的。此外,同样具有大量的头部,机器的成本可保持相对低,用于运动头部的较复杂的或冗余的系统是不必要的。
特别地在图8中,梁的端部与肩部94一起搁置在滚子保持架96上以便能够横向地位移。设计成与布置在每个支撑结构16、18上的各自的齿条98啮合的具有相关的驱动器21的小齿轮100也设置在梁20的每个肩部上。由相关的驱动器21产生的小齿轮100的旋转允许小齿轮在各自的齿条98上运动,从而引起梁在横向方向上的运动。
根据本发明的可能的可替代的实施方案,小齿轮100和相关的驱动器21可以设置在梁20上的支撑结构和齿条98上。
在例如图6中所示的本发明的一个可能的实施方案中,机器10还包括用于加工站14和支撑台12上的板坯在纵向方向上的相对运动的第一装置19。根据本发明的可能的实施方案,第一相对运动装置19可以包括传送带。
由于所述相对运动装置19,正被加工的板坯可以随相对运动在加工站14下面在该加工站的整个长度上优选以恒定的速度运动,以便在该站的一个端部处进入且从相对的端部离开,并且经受所有加工头部在其整个表面上的作用。
带有滑动的竖直轴线的至少一个旋转主轴26安转在梁20上。围绕主轴26的旋转轴线旋转且承载至少一个研磨工具30的少一个工具保持架支撑件28安装在主轴26的底部端部上。各主轴有利地具有其自己的旋转马达31。
从而形成研磨和/或抛光头部。滑动的竖直轴线允许例如在加工的端部处提升头部和/或调节头部对于被加工板坯的接触压力。
优选地,研磨和/或抛光头部包括多个,并且在纵向方向上依次布置在梁上。有利地,依次的头部具有在板坯相对于站的相对运动的方向上逐渐减小的研磨工具的晶粒尺寸,使得执行慢的相对运动的板坯逐渐经受具有越来越细小的晶粒尺寸的工具的作用。
根据本发明的可能的实施方案,在图6至图10中,第二相对运动装置32执行加工站的运动,而在图11和图12中,第二运动装置32执行梁20在纵向方向上相对于支撑台12的相对直线运动。
在图6和图7中示出的实施方案中,例如设置有用于使工具摆动的工具保持架支撑件28的十六个主轴26安装在梁上。根据本发明可替代的实施方案,工具保持架(或加工头部)支撑件28可设置有其他工具,如在本说明书的简介部分中所描述的。
如上所述,根据本发明的机器10包括第二相对运动装置32,该第二相对运动装置32被设计成随着交替的直线运动使加工站在纵向站中相对于支撑台12运动。
如下面将阐明的,该行进运动的可以是可调节的幅度是有限的,并且可具有最大值,该最大值优选地在主轴上旋转的工具的工作圆周的直径的一倍和两倍之间的范围内,并且特别地为约该直径的1.5倍。
根据本发明的可能实施方案,梁20的纵向运动的最大幅度可以是相当宽的并且甚至可以多于1000mm。
图6至图10示出了根据本发明的机器的一个实施方案。图6以示例的方式示出了梁20在纵向行进路径的一个端部处的位置(完全位移到右侧),并且在图7中示出了梁20在纵向行进路径的另一端部处的位置(完全位移到左侧)。
在该实施方案中,使用设计成使加工站14运动的第二相对运动装置32,获得梁在纵向方向上的交替运动。包括成对的桥式支撑结构16、18和梁20的加工站14被设计成沿着直接布置在支撑台12上或在其侧部上的直线导向件以交替的方式运动。
参考图9,并且特别地参考图10,可注意到,每个桥式支撑结构16、18可设置有至少一个滑靴84,该至少一个滑靴84设计成在直线导向件86上滑动。直线导向件86可以布置在支撑台12上,如图中所示,或可以位于支撑台12旁边。
第二相对运动装置32可包括用于每个支撑结构16、18的至少一个齿条88,该至少一个齿条88固定到支撑台12。有利地,对于每个支撑结构16、18,布置在梁20的侧部上的齿条可以是总共两个。支撑结构可以设置有运动小齿轮90,该运动小齿轮90设计成与齿条88啮合以便使加工站14运动。每个运动小齿轮90可以设置有其自己的驱动器92,如从图10的前视图可以清楚地看到。有利地,驱动器92是彼此同步的以便使加工站同时且在相同的方向上运动。
根据在附图中未示出的本发明的可替代的实施方案,齿条88可设置在支撑结构上,并且小齿轮90和相关的驱动器92可设置在支撑台12上。
在第二运动系统的描述中,已经参考了第二运动系统的至少部分位于支撑台上的事实;然而,显然的是,第二运动系统可以可选地布置在支撑台的侧部上,这根据上文提供的对这些装置的描述对于本领域的技术人员来说将是明显的。第二运动系统可以设置在例如相对于支撑台横向布置的特定的支撑件上。
图11和图12示出本发明的可替代的实施方案,其中第二相对运动装置32设计成使梁20在纵向方向上以交替的方式相对于支撑结构运动。
因此,不同于前面的示例,梁20被设计成在固定支撑结构16、18上方在横向方向和纵向方向上运动。有利地,梁在支撑结构16、18上横向地位移并且此外以交替的直线动作在所述结构16、18上方纵向地运动。
根据本发明的可能的实施方案,第二相对运动装置32包括用于每个支撑结构16、18的固定到其顶部的至少一个齿条881。有利地,对于每个支撑结构16、18,布置在梁20的侧部上的齿条可以是总共两个。梁可以例如在合适的横向结构上设置有运动小齿轮901,该运动小齿轮901设计用于与齿条881啮合以便使梁运动。每个运动小齿轮901可以设置有其自己的驱动器(未示出)。有利地,小齿轮的驱动器是彼此同步的,以便使梁20同时且在相同的方向上运动。
在以上描述中,对用于使梁在纵向方向和横向方向上运动的齿条和小齿轮型的驱动器进行了参考。根据本发明的可替代的实施方案,使用例如循环滚珠丝杠、液压或气动活塞或者连杆/曲柄机构等,还可以提供其他类型的驱动器(未在附图中示出,但本身对于本领域的技术人员来说现在是明显的)。
根据本发明的可能的实施方案,用于梁在纵向方向上的相对运动的第二装置32包括丝杠/内螺纹机构。丝杠/内螺纹机构可包括位于支撑结构上的沿着梁20的侧部延伸的一个或多个马达驱动的丝杠和设置在所述梁上的引导螺母。
根据可替代的实施方案,马达驱动的丝杠可以设置在梁上,而引导螺母可以设置在支撑结构上。
有利地,引导螺母可以是循环滚珠型的。
根据该实施方案,机器10可包括控制单元,有利地为可编程微处理器型的控制单元。有利地,控制单元通过操作各自的运动装置来调节梁在横向方向和纵向方向上的运动。根据可替代的实施方案,控制单元还调节第一相对运动装置的运动。控制单元(本身已知,例如合适的可编程工业控制器)可以以同步的方式控制各种运动,以便获得加工工具在被加工的板坯上的复杂的轨迹。为了精确的同步控制,运动装置可包括反馈控制系统,该反馈控制系统具有合适的位置传感器,诸如增量式编码器或相关的编码器,如本领域技术人员可以很容易想象到的。
由于梁以可控的速度的横向运动和纵向运动的插补,以均匀的方式研磨和/或抛光板坯是可能的,这是因为主轴被阻止在待研磨的板坯的任何区域上停留太长时间,从而避免了上述问题。
在该情况下,还由于在机器的纵向方向上的结构的简化,将相对大量的加工头部与较小长度的机器一起容易地使用是可能的。例如,获得具有仅略大于所有加工头部的直径加上这些头部所需的纵向行程的总和的长度的机器是可能的,如从图7可以容易地想象到的。此外,同样具有大量的头部,机器的成本可保持相对低,用于使头部运动的较复杂的或冗余的系统是不必要的。
例如,已经发现有利的是,根据本发明的可能的操作模式,如果在操作机器期间,材料供给速度是恒定的,而梁20的横向位移的速度和主轴26的纵向位移的速度(借助于主轴沿着梁的运动、或借助于梁自身的运动、或借助于加工站的运动获得)可以由控制单元以插补的方式调节,以便能够为研磨头部28界定特定的轨迹,该特定的轨迹由两个位移运动的组合来提供:梁的横向位移和主轴的纵向位移。
沿着轨迹行进的速度可以是恒定的,或更优选地是可变的和程控的,以便根据需要调整工具30沿着轨迹的接触时间,并且因此调整工具30在板坯的不同区域中的接触时间,以及/或调整工具与板坯的接触的不同时刻。
具有根据本发明的机器,为研磨头/抛光头部容易地界定闭合的大体上没有停止点、转折点和/或成角度的点的轨迹因而是可能的。以该方式,在加工产品的表面上的瑕疵可大体上避免。
图13、图14、图15和图16示出了借助于通过控制单元的主轴的纵向运动和横向运动的同步性获得的主轴的可能的轨迹,该轨迹的重复允许加工板坯的整个表面。优选地,图13至图16示出了梁与主轴沿着竖直轴线的横向运动。
图13示出了简单的椭圆形轨迹,而其他图示出了交叉的轨迹;由图13的不同的轨迹的连续的重复为特征的混合轨迹也是可能的。
由于主轴的组合运动,并且特别地由于具有可控速度的梁的横向运动和主轴的纵向运动的插补,以均匀的方式研磨和/或抛光板坯是可能的,这是因为主轴被阻止在待研磨的板坯的任何区域上停留太长时间,从而避免了上述问题。
为了满足特定的要求,本领域的技术人员可对上面描述的实施方案做出修改和/或用等效的部件代替所描述的部件,因此不脱离所附权利要求的范围。

Claims (23)

1.一种用于研磨和/或抛光诸如天然石和合成石的石材、陶瓷或玻璃的板坯的机器(10),包括:
用于待加工的板坯的支撑台(12);设置在所述支撑台(12)上方的有:
至少一个加工站(14),其包括位于彼此相对且横向布置在所述支撑台(12)的任一侧上的至少一对桥式支撑结构(16、18),
第一装置(19),其用于执行加工站(14)和所述支撑台(12)上的板坯在纵向方向上的相对运动,以及
至少一个梁(20),其两个端部(22、24)由所述支撑结构(16、18)支撑;
至少一个旋转主轴(26),其具有滑动的竖直轴线,且安装在所述至少一个梁(20)上,所述梁(20)在所述支撑结构(16、18)上是横向可运动的,所述主轴(26)的底部端部设置有至少一个工具保持架支撑件(28),所述至少一个工具保持架支撑件(28)围绕所述主轴(26)的旋转轴线旋转并且承载着用于形成研磨头部和/或抛光头部的至少一个研磨工具(30);
特征在于,所述机器包括:
第二装置(23),其用于所述至少一个主轴(26)在所述纵向方向上相对于所述支撑台(12)的相对运动;和
可编程控制单元,其用于调节所述梁(20)在横向方向上的交替运动和由于用于所述至少一个主轴的相对动量的所述第二装置(32)造成的交替的纵向运动。
2.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(10),其特征在于,所述第一相对运动装置(19)包括传送带。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)执行所述至少一个主轴(26)相对于所述支撑台(12)的在所述纵向方向上沿着所述梁的运动。
4.根据权利要求3所述的机器,其特征在于,所述主轴包括沿着所述梁的多个,并且在所述纵向方向上沿着所述梁一致地运动。
5.根据权利要求4所述的机器,其特征在于,所述多个主轴安装在滑动件(34)上,在操作所述第二相对运动装置(32)时,所述滑动件(34)在所述纵向方向上沿着所述梁行进。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(10),其特征在于,由于所述第二相对运动装置(32)沿着所述梁的行进运动的可调节幅度是有限的,并且具有在所述主轴上的旋转工具的工作圆周的直径的一倍和两倍之间的最大值。
7.根据权利要求1所述的机器(10),其特征在于,所述梁(20)可包括两个间隔开的且平行的纵向结构(202、204),所述纵向结构(202、204)刚性连接在一起并且纵向的承载主轴的滑动件(34)在所述纵向结构(202、204)上行进。
8.根据权利要求7所述的机器(10),其特征在于,所述滑动件包括用于相应的轮(42、44)的平坦的导向件(38)和V形导向件(40),所述轮(42、44)设置在所述梁(20)的所述纵向结构(202、204)上。
9.根据权利要求7所述的机器(10),其特征在于,所述梁(20)设置有齿条(46、48、50、52),所述齿条(46、48、50、52)被设置在所述承载主轴的滑动件(34)上的小齿轮(350、352、354、356)接合,以便使其在所述纵向方向上交替地运动,所述小齿轮(350、352、354、356)接收来自设置在所述滑动件(34)上的同步驱动器(346、348)的运动。
10.根据权利要求1所述的机器(10),其特征在于,其包括纵向结构(202),所述主轴(26)突出地安装在所述纵向结构(202)上以便能够在所述纵向方向上以交替的方式运动。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(10),其特征在于,所述主轴(26)沿着所述梁分成两个组(68、70),每个组包括马达驱动的丝杠(62、64),所述马达驱动的丝杠(62、64)借助于各自的彼此同步的马达装置(72,74)运动,使得所述主轴(26)的所述两个组(68、70)一致地运动。
12.根据权利要求1或2中的任一项所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)执行所述梁(20)在所述纵向方向上相对于所述支撑台(12)的相对直线运动。
13.根据权利要求12所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)设计成使所述加工站(14)在所述支撑台(12)上方以交替的方式在所述纵向方向上位移。
14.根据前一权利要求所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)包括至少一个滑靴(84),所述至少一个滑靴(84)设置在每个桥式支撑结构(16、18)上并且设计成在布置在所述支撑台(12)上的直线导向件(86)上滑动。
15.根据权利要求13或14所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)包括用于每个支撑结构(16、18)的至少一个齿条(88),所述至少一个齿条(88)固定到所述支撑台(12),所述支撑结构设置有运动小齿轮(90),所述运动小齿轮(90)设计成与所述齿条(88)啮合以便使所述加工站(14)运动。
16.根据权利要求12所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)设计成使所述梁(20)在所述固定支撑结构(16、18)上方以交替的方式在所述纵向方向上位移。
17.根据前一权利要求所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)包括用于每个支撑结构(16、18)且固定到其的至少一个齿条(88),所述梁设置有运动小齿轮(90),所述运动小齿轮(90)设计成与所述齿条(88)啮合以便使所述梁在所述纵向方向上运动。
18.根据权利要求16或17所述的机器(10),其特征在于,所述第二相对运动装置(32)包括至少一个滑靴(84),所述至少一个滑靴(84)设置在所述梁上并且设计成在布置在所述支撑结构(16、18)上的直线导向件上滑动。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的机器(10),其特征在于,由于所述第二相对运动装置(32)造成的滑动运动的可调节幅度是有限的,并且具有在所述主轴上的旋转工具的工作圆周的直径的一倍和两倍之间的最大值。
20.根据前一权利要求所述的机器,其特征在于,所述控制单元设计成插补所述梁在所述横向方向上的交替运动和由于所述第二相对运动装置(32)造成的所述至少一个主轴的交替的纵向运动,以便为所述研磨头部和/或所述抛光头部界定预定的闭合轨迹。
21.根据前一权利要求所述的机器,其特征在于,用于所述研磨头部和/或所述抛光头部的沿着所述轨迹行进的速度是恒定的。
22.根据权利要求20所述的机器,其特征在于,用于所述研磨头部和/或所述抛光头部的沿着所述轨迹行进的速度是可变的和程控的。
23.使用根据权利要求1至22中的任一项所述的机器研磨和/或抛光板坯的方法,其中所述梁在所述横向方向上的交替运动和所述至少一个主轴的交替的纵向运动被插补,以便为所述研磨头部和/或所述抛光头部界定预定的可控速度的闭合轨迹。
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