CN106393443A - 石材栏杆柱一体化加工机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石材栏杆柱一体化加工机床，其包含固定设置的加工平台；加工平台上以加工平台中心为中心均布八个工位；安装加工顺序依次为第一工位、第二工位、第三工位、第四工位、第五工位、第六工位、第七工位和第八工位；第一工位是上料工位；第二工位至第六工位是加工工位，第二工位是粗车精车加工工位，第三工位是粗磨、精磨工位，第四工位是粗抛工位，第五工位是半精抛工位，第六工位是精抛工位；第七工位是预留空余工位；第八工位是卸料工位；所述第二工位至第六工位均包含用于加工石材栏杆柱的加工刀具组件。

Description

石材栏杆柱一体化加工机床
技术领域
本发明涉及石材加工设备，具体用于石材的加工，尤其是将石材加工成类似栏杆柱等异型石材。
背景技术
从山体开采出来的石材荒料经过切割、打磨、凿刻、抛光等工序后被加工成建材，这些建材广泛应用于工程建设、装修装饰、园林景观，这些建材中就包括圆形、棱形等异形石柱。
目前，对于圆形和棱形石柱的加工主要采用人工凿刻、打磨和抛光方式进行，这种人工方式不仅速度慢、数量少、效率低、人工成本高，工作环境特别恶劣，而且加工出来的石柱又不断卸料装夹等问题出现质量参差不齐；
我们在长期的石材栏杆柱加工过程发现，其加工过程需要的工序较多，加工过程现场杂乱，占地面积大，并具有较高的危险性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种石材栏杆柱一体化加工机床，其一次性完成整个石材栏杆柱的加工过程，集成度高，占地空间小，效率高。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
石材栏杆柱一体化加工机床，包含固定设置的加工平台；加工平台上以加工平台中心为中心均布八个工位；安装加工顺序依次为第一工位、第二工位、第三工位、第四工位、第五工位、第六工位、第七工位和第八工位；
第一工位是上料工位；第二工位至第七工位是加工工位，第二工位是粗车、半精车加工工位，第三工位是精车工位，第四工位是粗磨工位，第五工位是精磨工位，第六工位是粗抛工位，第七工位是精抛工位；第八工位是卸料工位；
所述第二工位至第七工位均包含用于加工石材栏杆柱的加工刀具组件，所述加工刀具组件均包含刀具；其中，第二工位的刀具由三片组合刀具组成，其余五个加工工位均由一个刀具组成；
所述加工平台中心转动安装有转动座，转动座上自下而上固定安装下盘和上盘；所述石材栏杆柱夹持在上盘和下盘之间；所述转动座通过转动座驱动电机驱动旋转；所述石材栏杆柱通过固定安装在加工平台上且位置对应每个加工工位的石柱驱动电机驱动旋转；
所述石柱驱动电机的输出轴顶端设置下联轴器，所述石材栏杆柱底端固定在石柱支撑法兰上；石柱支撑法兰转动安装在所述下盘上，石柱支撑法兰底部延伸至下盘下方且安装有上联轴器；所述转动底座将每个石材栏杆柱旋转至与每个加工工位对应的位置时，所述上联轴器与下联轴器结合，加工刀具组件开始加工，每个加工工位的刀具加工组件加工完毕后，上联轴器与下联轴器分离。
本发明的优选实施方式和进一步的改进点如下：
（1）所述上盘上对应每个石材栏杆柱顶端位置设置用于压住石材栏杆柱顶端的石柱压接气缸；所述石柱压接气缸的活塞杆朝下且连接有气缸压接杆，所述气缸压接杆滑动组装在气缸压接杆导向轴承上，所述气缸压接杆导向轴承安装在所述上盘上；所述石材栏杆柱顶端和底端设置有旋转定位孔；石材栏杆柱顶端的旋转定位孔与所述气缸压接杆底端配合，所述石材栏杆柱底端的旋转定位孔与石柱支撑法兰上设置的旋转定位凸块配合。
进一步的是：所述石柱压接气缸固定安装在气缸安装架上；所述气缸安装架为倒U型结构；所述石柱压接气缸的数量、石柱驱动电机的数量和加工刀具组件的数量均为6个。
（2）所述转动座的外表面且位于下盘下方的位置设置一圈转动座齿盘，用于驱动转动座转动的转动座驱动电机的输出轴上安装转动座驱动齿轮，所述转动座驱动齿轮与所述转动座齿盘啮合；所述转动座驱动电机固定安装在转动座驱动电机支架上，所述转动座驱动电机支架固定安装在加工平台上。
（3）所述石柱驱动电机固定安装在电机升降支架上；所述电机升降支架的两侧对称设置石柱驱动电机升降气缸，石柱驱动电机升降气缸的活塞杆顶端与所述电机升降支架连接，石柱驱动电机升降气缸的缸体底部固定安装在延伸平台支架上，所述延伸平台支架固定设置在所述加工平台上。
（4）所述加工刀具组件包含垂直于加工平台表面设置的升降支架，升降支架上滑动组装升降滑块，所述升降滑块上固定安装用于驱动刀具转动的刀具驱动机构，刀具安装在刀具驱动机构的输出转轴上；所述升降滑块包含相互配合的升降块和平移快；升降块滑动组装在所述升降支架上，且通过滚珠丝杠机构驱动沿着升降支架升降，平移块滑动组装在升降块表面，沿着靠近和远离石材栏杆柱方向滑动组装。
进一步的是：所述刀具驱动机构包含固定安装在平移块上的Z型支架，所述Z型支架包含用于组装输出转轴的第一平台支架和用于固定安装在平移块上的第二平台支架，所述第一平台支架和第二平台支架通过竖直方向设置的连接架连接，所述连接架上安装刀具驱动电机，刀具驱动电机的输出轴安装主动带轮，所述输出转轴顶端安装有刀具驱动轮，所述刀具驱动轮和所述主动带轮通过传动带啮合传动。
本发明有益效果是：
本发明公开的石材栏杆柱一体化加工机床，本机床有8个工位，分别是1个粗车精车加工工位，1个粗磨、精磨工位，1个粗抛工位，1个半精抛工位，1个精抛工位，1个上料工位，1个卸料工位和1个空余工位；空余工位用于功能扩展，上料工位和卸料工位敞开，用于上料和卸料；其余工位对应的完成对应的刀具加工工序，将所有加工过程环形分布，完成加工循环，上料和卸料位置只需要一个操作者即可。
本发明的粗精车工位加工刀具有三片组合刀具组成，其他五个加工工位均由一个刀具组成，整个机台由伺服系统控制；
本发明的加工过程工件旋转，刀具高速旋转，相对运动，实现机械加工，机械化程度高，效率大大提升；
本发明的石材栏杆柱固定方式，通过气缸加压，压住工件，靠摩擦力由电机带动进行旋转，相对旋转使得加工效率大大提升；
本发明中，整个工件只需装夹一次，即可完成以上六道工序；
本发明的转动座通过精确计算齿轮比关系保证每次旋转角度，控制电机为普通电机，可保证一定的自调节功能；
本发明的上盘和下盘上的零部件跟上下盘整体运动（工件、气缸、下部电机），本发明的加工刀具组件通过伺服电机，燕尾槽导轨、滚珠丝杠传动实现运动过程。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式立体结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的另一角度的结构示意图；
图4为图2中的加工刀具组件的局部放大结构示意图；
图5为本发明的一种优选实施方式的立体图结构示意图；
图6为本发明的另一种优选实施方式的立体结构示意图；
图7为图6的主视方向的结构示意图；
图8为图5中的转动底座的局部放大结构示意图；
图9为本发明的另一种具体实施方式的结构示意图；
图10为本发明的加工刀具组件的驱动机构的一种具体实施方式的结构示意图；
图11为本发明的石材栏杆柱的结构示意图；
图12为本发明的一种优选的实施例的平面结构示意图。
附图标记说明：
100-加工平台，200-下盘，300-上盘，400-石材栏杆柱，500-Z型支架，600-联轴器；
101-第一工位，102-第二工位，103-第三工位，104-第四工位，105-第五工位，106-第六工位，107-第七工位，108-第八工位；
201-升降支架，202-升降滑块，203-刀具驱动电机，204-刀具驱动轮，205-刀具，206-转动座齿盘，207-转动座驱动齿轮，208-石柱压接气缸，209-石柱支撑法兰，210-气缸安装架，211-石柱驱动电机，212-下联轴器，213-上联轴器，214-气缸压接杆导向轴承，215-气缸压接杆，216-转动座驱动电机支架，217-石柱驱动电机升降气缸，218-石柱驱动电机，219-转动座；
301-第一平台支架，302-第二平台支架。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图所示，其示出了本发明的具体实施方式，本发明公开的石材栏杆柱一体化加工机床，包含固定设置的加工平台100；加工平台上以加工平台中心为中心均布八个工位；安装加工顺序依次为第一工位101、第二工位102、第三工位103、第四工位104、第五工位105、第六工位106、第七工位107和第八工位108；
第一工位是上料工位；第二工位至第七工位是加工工位，第二工位是粗车、半精车加工工位，第三工位是精车工位，第四工位是粗磨工位，第五工位是精磨工位，第六工位是粗抛工位，第七工位是精抛工位；第八工位是卸料工位；各个工位依次设置，完成对应的加工功能，整体结构紧凑，自动化程度高，效率高；
所述第二工位至第七工位均包含用于加工石材栏杆柱的加工刀具组件，所述加工刀具组件均包含刀具205；其中，第二工位的刀具由三片组合刀具组成，其余五个加工工位均由一个刀具组成；
所述加工平台中心转动安装有转动座219，转动座上自下而上固定安装下盘200和上盘300；所述石材栏杆柱400夹持在上盘和下盘之间；所述转动座219通过转动座驱动电机驱动旋转；所述石材栏杆柱通过固定安装在加工平台上且位置对应每个加工工位的石柱驱动电机211驱动旋转；加工过程中，石材栏杆柱为旋转状态，加工刀具组件中的刀具旋转和升降，实现加工过程；
所述石柱驱动电机211的输出轴顶端设置下联轴器212，所述石材栏杆柱底端固定在石柱支撑法兰209上；石柱支撑法兰转动安装在所述下盘200上，石柱支撑法兰底部延伸至下盘下方且安装有上联轴器213；所述转动底座将每个石材栏杆柱旋转至与每个加工工位对应的位置时，所述上联轴器与下联轴器结合，加工刀具组件开始加工，每个加工工位的刀具加工组件加工完毕后，上联轴器与下联轴器分离。本发明通过上联轴器和下联轴器实现了离合的功能；当上盘和下盘连同石材栏杆柱一起旋转至每一个加工工位时，通过加工工位位置设置的下联轴器的下降和上升来实现离合功能，使得加工过程可控、可连续实现生产线加工。
优选的，如图所示：所述上盘上对应每个石材栏杆柱顶端位置设置用于压住石材栏杆柱顶端的石柱压接气缸208；所述石柱压接气缸的活塞杆朝下且连接有气缸压接杆215，所述气缸压接杆滑动组装在气缸压接杆导向轴承214上，所述气缸压接杆导向轴承安装在所述上盘上；所述石材栏杆柱顶端和底端设置有旋转定位孔；石材栏杆柱顶端的旋转定位孔与所述气缸压接杆底端配合，所述石材栏杆柱底端的旋转定位孔与石柱支撑法兰上设置的旋转定位凸块配合。本实施例通过石柱压接气缸和石柱支撑法兰实现石材栏杆柱的夹持和放松，实现加工、旋转和装卸料过程，使得加工过程更加可靠。
优选的，如图所示：所述石柱压接气缸固定安装在气缸安装架上；所述气缸安装架为倒U型结构；倒U型结构有助于石柱压接气缸实现活塞杆朝下的功能；所述石柱压接气缸的数量、石柱驱动电机的数量和加工刀具组件的数量均为6个。
优选的，如图所示：所述转动座的外表面且位于下盘下方的位置设置一圈转动座齿盘206，用于驱动转动座转动的转动座驱动电机的输出轴上安装转动座驱动齿轮207，所述转动座驱动齿轮与所述转动座齿盘啮合；所述转动座驱动电机固定安装在转动座驱动电机支架216上，所述转动座驱动电机支架固定安装在加工平台101上。本实施例通过齿轮和齿盘的啮合来实现对转动座的驱动，具备可靠的齿数比关系，能够可靠的控制旋转角度。
优选的，如图所示：所述石柱驱动电机固定安装在电机升降支架上；所述电机升降支架的两侧对称设置石柱驱动电机升降气缸217，石柱驱动电机升降气缸的活塞杆顶端与所述电机升降支架连接，石柱驱动电机升降气缸的缸体底部固定安装在延伸平台支架上，所述延伸平台支架固定设置在所述加工平台上。本实施例的石柱驱动电机可升降，其升降过程通过两侧的气缸完成，升降过程平稳可靠，往复性好；该结构非常巧妙和可靠的实现了离合功能。
优选的，如图所示：所述加工刀具组件包含垂直于加工平台表面设置的升降支架201，升降支架上滑动组装升降滑块202，所述升降滑块上固定安装用于驱动刀具转动的刀具驱动机构203，刀具205安装在刀具驱动机构的输出转轴上；所述升降滑块包含相互配合的升降块和平移快；升降块滑动组装在所述升降支架上，且通过滚珠丝杠机构驱动沿着升降支架升降，平移块滑动组装在升降块表面，沿着靠近和远离石材栏杆柱方向滑动组装。
优选的，如图所示：所述刀具驱动机构包含固定安装在平移块上的Z型支架，所述Z型支架包含用于组装输出转轴的第一平台支架和用于固定安装在平移块上的第二平台支架，所述第一平台支架和第二平台支架通过竖直方向设置的连接架连接，所述连接架上安装刀具驱动电机，刀具驱动电机的输出轴安装主动带轮，所述输出转轴顶端安装有刀具驱动轮，所述刀具驱动轮和所述主动带轮通过传动带啮合传动。本实施例通过Z型支架可靠组装刀具驱动机构，结构合理，紧凑，能够实现可靠的驱动刀具旋转的结构。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：包含固定设置的加工平台；加工平台上以加工平台中心为中心均布八个工位；安装加工顺序依次为第一工位、第二工位、第三工位、第四工位、第五工位、第六工位、第七工位和第八工位；
第一工位是上料工位；第二工位至第七工位是加工工位，第二工位是粗车、半精车加工工位，第三工位是精车工位，第四工位是粗磨工位，第五工位是精磨工位，第六工位是粗抛工位，第七工位是精抛工位；第八工位是卸料工位；
所述第二工位至第七工位均包含用于加工石材栏杆柱的加工刀具组件，所述加工刀具组件均包含刀具；其中，第二工位的刀具由三片组合刀具组成，第三工位有单片刀具组合，第四工位、第五工位、第六工位、第七工位均由一片刀具组成；
所述加工平台中心转动安装有转动座，转动座上自下而上固定安装下盘和上盘；所述石材栏杆柱夹持在上盘和下盘之间；所述转动座通过转动座驱动电机驱动旋转；所述石材栏杆柱通过固定安装在加工平台上且位置对应每个加工工位的石柱驱动电机驱动旋转；
所述石柱驱动电机的输出轴顶端设置下联轴器，所述石材栏杆柱底端固定在石柱支撑法兰上；石柱支撑法兰转动安装在所述下盘上，石柱支撑法兰底部延伸至下盘下方且安装有上联轴器；所述转动底座将每个石材栏杆柱旋转至与每个加工工位对应的位置时，所述上联轴器与下联轴器结合，加工刀具组件开始加工，每个加工工位的刀具加工组件加工完毕后，上联轴器与下联轴器分离，这个工作台旋转之下一工位，采用精密齿轮定位。
2.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述上盘上对应每个石材栏杆柱顶端位置设置用于压住石材栏杆柱顶端的石柱压接气缸；所述石柱压接气缸的活塞杆朝下且连接有气缸压接杆，所述气缸压接杆滑动组装在气缸压接杆导向轴承上，所述气缸压接杆导向轴承安装在所述上盘上；所述石材栏杆柱顶端和底端设置有旋转定位孔；石材栏杆柱顶端的旋转定位孔与所述气缸压接杆底端配合，所述石材栏杆柱底端的旋转定位孔与石柱支撑法兰上设置的旋转定位凸块配合。
3.如权利要求2所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述石柱压接气缸固定安装在气缸安装架上；所述气缸安装架为倒U型结构；所述石柱压接气缸的数量、石柱驱动电机的数量和加工刀具组件的数量均为6个。
4.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述转动座的外表面且位于下盘下方的位置设置一圈转动座齿盘，用于驱动转动座转动的转动座驱动电机的输出轴上安装转动座驱动齿轮，所述转动座驱动齿轮与所述转动座齿盘啮合；根据工艺要求，8工位等分，每一次旋转工位为45度，啮合齿轮对应齿数比为1：8，所述转动座驱动电机固定安装在转动座驱动电机支架上，所述转动座驱动电机支架固定安装在加工平台上。
5.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述石柱驱动电机固定安装在电机升降支架上；所述电机升降支架的两侧对称设置石柱驱动电机升降气缸，石柱驱动电机升降气缸的活塞杆顶端与所述电机升降支架连接，石柱驱动电机升降气缸的缸体底部固定安装在延伸平台支架上，所述延伸平台支架固定设置在所述加工平台上。
6.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述上工作盘与下工作盘通过螺栓连接，下工作盘与机座由推力轴承和深沟球轴承配合，所述机构运动由啮合齿轮带动旋转，上下工作盘同时压紧工件并随工件同步运转，所述上下工作台均由大尺寸的推力轴承和深沟球轴承组合使用。
7.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述加工刀具组件包含垂直于加工平台表面设置的升降回形导轨，升降导轨上组装升降滑块，通过与丝杠传动副连接实现上下运动；所述升降滑块上固定安装用于驱动刀具转动的刀具驱动电机，由主动轮与从动轮通过皮带连接，带动刀具运转，其中刀具安装在刀具驱动机构的输出转轴上；所述升降滑块包含相互配合的升降块和平移快；升降块滑动组装在所述升降支架上，且通过滚珠丝杠机构驱动沿着升降支架升降，平移块滑动组装在升降块表面，平移滑块为回形导轨，通过丝杠传动实现靠近和远离石材栏杆柱方向滑动组装。
8.如权利要求6所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述刀具驱动机构包含固定安装在平移块上的Z型支架，所述Z型支架包含用于组装输出转轴的第一平台支架和用于固定安装在平移块上的第二平台支架，所述第一平台支架和第二平台支架通过竖直方向设置的连接架连接，所述连接架上安装刀具驱动电机，刀具驱动电机的输出轴安装主动带轮，所述输出转轴顶端安装有从动带轮，所述从动带轮和所述主动带轮通过传动皮带传动，从动轮带动主轴旋转。
9.如权利要求7所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：第二工位刀具与主轴连接，组合刀具三片特定直径刀具叠加，各刀具中间由厚度直径适当弹性塑料垫隔离，上压片、下压片用紧固螺母锁紧固定刀具；第三工位至第七工位均由单片刀具组成，上下压片用紧固螺母锁紧固定刀具。
10.如权利要求1所述的石材栏杆柱一体化加工机床，其特征在于：所述加工轨迹采用数字化控制，伺服电机控制进给和升降，通过编写轨迹代码实现曲面加工，所述控制系统采用国产数控系统华中数控。
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