CN107433671B - 一种加强可塑材料密度的数控设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加强可塑材料密度的数控设备，包括控制部、驱动部和震动部，其中：驱动部分别与控制部和震动部连接，驱动部配置为在控制部的控制下驱动震动部到达预定位置；控制部进一步配置为控制震动部进行震动操作；震动部上设有压头，压头随震动部震动，作用于可塑材料以使可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。使用本发明在对可塑材料特别是对陶瓷坯体加工时，能够对含水量较低的坯体进行加工，能够使陶瓷坯体等材料各部位的密度相同并能够增大陶瓷坯体等材料的整体密度，使得坯体各部位的干燥收缩和烧结收缩都相同，各部位的内应力也相同，从而使日用陶瓷产品等变形率极低，能够将可塑材料加工为预设形状。

Description

一种加强可塑材料密度的数控设备及方法

技术领域

本发明涉及可塑材料的加工领域，特别涉及一种加强可塑材料密度的数控设备及方法。

背景技术

目前对可塑材料的加工的精度要求极高，加工方法和加工工具稍有使用不当就会造成可塑材料的各部位的密度不均或太低而达不到要求，进而出现变形率高，不能加工为预设形状等问题。特别是在对陶瓷坯体的加工过程中常常会出现上述情况。

我国传统的日用陶瓷生产，多采用湿法滚压成型工艺，该工艺要求泥料的含水量一般在15％以上，如果含水量低于15％则坯体无法成型，该工艺主要缺点是：

1、由于坯体的含水量大，非常容易引起坯体在加工过程中变形。

2、传统的湿法滚压成型工艺，是通过模具和滚压头的同时旋转，对坯体挤压而成型，由于该工艺下坯体是旋转运动，距离圆心近的部位与距离远的部位线速度不同，各部位所承受的压力也不同，各部位的密度也就不同，不同密度坯体的干燥收缩和烧结收缩都不同，各部位的内应力也不同，因此会相互牵连而产生扭曲变形，从而造成日用陶瓷的变形率高，不能加工为预设形状。

此外需要说明的是，针对可塑材料的加工，除了对陶瓷坯体的加工以外，还有对可塑的玻璃坯体的加工，对可塑的建筑材料的加工，对可塑的模具的加工，甚至在对食品的加工上都会出现上述不良情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加强可塑材料密度的数控设备及方法，解决滚压成型坯体各部位密度不均的问题，同时增加可塑材料特别是陶瓷坯体的密度，使得该方法生产的陶瓷坯体变形率小、形状误差小，大大地提高陶瓷产品质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种加强可塑材料密度的数控设备，包括控制部、驱动部和震动部，其中：

所述驱动部分别与所述控制部和震动部连接，所述驱动部配置为在所述控制部的控制下驱动所述震动部到达预定位置；

所述控制部进一步配置为控制所述震动部进行震动操作；

所述震动部上设有压头，所述压头随所述震动部震动，作用于所述可塑材料以使所述可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。

作为优选，所述控制部包括输入设备，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述震动部以多种方式震动。

作为优选，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述压头震动的震频和震幅。

作为优选，所述驱动部包括水平驱动部、竖直驱动部和角度驱动部，所述水平驱动部配置为在所述控制部的控制下在水平方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动；所述竖直驱动部配置为在所述控制部的控制下在竖直方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动；所述角度驱动部配置为在所述控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动。

作为优选，所述可塑材料为陶瓷坯体。

本发明还提供一种加强可塑材料密度的方法，所述方法应用在数控设备上，所述数控设备包括控制部、驱动部和震动部，所述方法包括以下步骤：

S1，将所述震动部连接在所述驱动部上，以使所述驱动部在所述控制部的控制下驱动所述震动部到达预定位置；

S2，使用所述控制部控制所述震动部进行震动操作；

S3，所述震动部的压头随所述震动部的震动，作用于所述可塑材料以使所述可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。

作为优选，所述步骤S2包括步骤S21，所述控制部根据其本身的输入设备输入的参数控制所述震动部以多种方式震动。

作为优选，所述步骤S21进一步包括步骤S211，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述压头震动的震频和震幅。

作为优选，所述步骤S1包括：

S11，所述驱动部的水平驱动部在所述控制部的控制下在水平方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S12，所述驱动部的竖直驱动部在所述控制部的控制下在竖直方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S13，所述驱动部的角度驱动部在所述控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S14，所述压头在所述控制部的控制下在预定的位置上进行震动。

作为优选，所述可塑材料为陶瓷坯体。

本发明的有益效果在于：在对可塑材料特别是对陶瓷坯体加工时，能够对含水量较低的坯体进行加工，能够使陶瓷坯体等材料各部位的密度相同并能够增大陶瓷坯体等材料的整体密度，使得坯体各部位的干燥收缩和烧结收缩都相同，各部位的内应力也相同，从而使日用陶瓷产品等变形率极低，能够将可塑材料加工为预设形状。

附图说明

图1为本发明实施例的加强可塑材料密度的数控设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的加强可塑材料密度的方法的主要流程图。

附图标记说明

1-驱动部 2-震动部 3-压头

4-水平驱动部 5-竖直驱动部 6-坯体

7-模具 8-工作台 9-基座

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例一

本发明的实施例的一种加强可塑材料密度的数控设备，能够对可塑材料进行加工从而生产出相应的产品，如图1所示，该数控设备包括控制部(图中未示出)、驱动部1和震动部2，其中：

驱动部1分别与控制部和震动部2连接，驱动部1在控制部的控制下驱动震动部2到达预定位置。具体来说，驱动部1的驱动方式为多角度无盲点的驱动，以适应加工对象形状的多样性。

控制部进一步控制震动部2进行震动操作。控制部包括输入设备和电路部分，用户可以通过输入设备的操作来控制驱动部1，用户在对输入设备进行操作时可以向输入设备输入不同参数来控制震动部2以多种方式震动。当驱动部1驱动震动部2到预设的位置和角度上时，震动部2便可进行一种或多种方式的震动。

震动部2上设有压头3，压头3随震动部2的震动作用于可塑材料上，且压头3可以随震动部2而灵活变化震动方向和位置，对可塑材料的各个部位进行拍打，以使可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。

由于现有技术中对可塑材料特别是陶瓷坯体6的含水量要求较为苛刻(一般含水量要达到15％以上)，含水量越高使得坯体6在加工过程中的变形率越高。而本发明的数控设备对可塑材料特别是陶瓷坯体6的含水量要求较低(一般含水量高于约10％就可以进行加工)。在本发明的一个实施例中，压头3在对可塑材料特别是陶瓷坯体6进行震动拍打时，可以将多余水分和余泥溢出，使得陶瓷坯体6的密度增大，硬度增强，又因为压头3能够全方位多角度对坯体6进行震动拍打，这使得坯体6的各个部位密度相同，因此在随后对陶瓷坯体6进行烧制的过程中就能够保证陶瓷产品的变形率低，符合设计要求。

需要说明的是，控制部包括输入设备，控制部根据输入设备输入的参数控制震动部2以多种方式震动。所述震动方式可以是连续的，也可以是具有时间间隔的震动，可以是有规律的或是其它无规律的震动。震动的方式要根据不同情况而设定不同的参数。

特别的，控制部需要根据输入设备输入的参数控制压头3震动的震频和震幅。震频和震幅对可塑材料特别是陶瓷坯体6的影响非常大，而对于震频和震幅大小的设置，需要考虑到所操作的可塑材料的具体情况，根据材料本身和其具有的含水量，还要根据所加工的最终产品等因素来综合考虑。需要指出的是当可塑材料为陶瓷坯体6时也就是在加工陶瓷的一个过程中，一般震频的调节范围在0至20次/秒，震幅的调节范围在0.001至5厘米，便能够满足大多数的陶瓷生产需要。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，驱动部1包括水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部(图中未显示)，水平驱动部4能够在控制部的控制下在水平方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3在该水平方向上的预定的位置上进行震动；竖直驱动部5能够在控制部的控制下在竖直方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3在该竖直方向上(当可塑材料为陶瓷坯体6时，一般在竖直方向上的调节范围在0至110厘米便能够满足大多数的陶瓷生产需要)的预定的位置上进行震动；角度驱动部能够在控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3在该角度的方向上的预定的位置上进行震动。在此，水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部能够根据可塑材料坯体6的形状大小共同确定所要震动拍打该坯体6的具体位置，并且保证了对该坯体6没有加工角度的盲区。例如如果该坯体6的形状较小并且规则，如图1所示，坯体6放置在模具7中，该模具7可以根据坯体6的形状而更换，模具7安装在工作台8上，工作台8下设有基座9，用于稳定放置整个数控设备，压头3与坯体6相适配，其作用于坯体6的一个面上并进行上下、左右或倾斜震动；如果该坯体6的形状较大且不规则时，那么可以在水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部确定好压头3的位置后对该坯体6的各个部位分别进行震动拍打，无论是哪种方式都可以使整个坯体6的密度相同且较原来增大，并使整个坯体6的硬度增大。

在本发明的另一个实施例中，可以根据实际情况，水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部可以部分被省略，或者增加其他驱动部以适应具体加工对象。

针对可塑材料的加工，除了对陶瓷坯体6的加工以外，还有对可塑的玻璃坯体的加工，对可塑的建筑材料的加工，对可塑的模具的加工，甚至可以对食品进行加工。如上所述当可塑材料为陶瓷坯体6时，本发明的所述数控设备具有极大的有益效果。将该数控设备推广到陶瓷产业中，进行产业技术改造，将大大地提高我国陶瓷生产的整体质量水平，保守估计将缩短中国制造陶瓷水平与世界最高水平20年的差距。本发明的数控设备的应用可大批量地生产高品质地陶瓷产品，以满足国家重要部门、人民生活和出口用瓷的需求。据统计只需提高陶瓷产品的国际贸易价格15-20％，国家每年至少增加10亿美元以上的外汇收益。同时，由于成品率提高，降低产量，对减少大量不可再生资源的浪费，保护环境，创造良好的经济效益和社会效益，有重大的现实意义和历史意义。

实施例二

本发明的实施例的一种加强可塑材料密度的方法，能够用来对可塑材料进行加工从而生产出相应的产品，该方法应用在数控设备上，该数控设备包括控制部(图中未示出)、驱动部1和震动部2，其中如图2所示，上述方法包括以下步骤：

S1，将震动部2连接在驱动部1上，以使驱动部1在控制部的控制下驱动震动部2到达预定位置。具体来说，驱动部1的驱动方式为多角度无盲点的驱动，以适应加工对象形状的多样性。

S2，控制部进一步控制震动部2进行震动操作。控制部包括输入设备和电路部分，用户可以通过输入设备的操作来控制驱动部1，用户在对输入设备进行操作时可以向输入设备输入不同参数来控制震动部2以多种方式震动。当驱动部1驱动震动部2到预设的位置和角度上时，震动部2便可进行一种或多种方式的震动。

S3，震动部2的压头3随震动部2的震动，压头3作用于可塑材料以使可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。具体来说，压头3随震动部2的震动作用于可塑材料上，且压头3可以随震动部2而灵活变化震动方向和位置，对可塑材料的各个部位进行震动拍打，以使可塑材料的密度增大且各部位密度均匀。

由于现有技术中对可塑材料特别是陶瓷坯体6的含水量要求较为苛刻(一般含水量要达到15％以上)，含水量越高使得坯体6在加工过程中的变形率越高。而本发明的方法对可塑材料特别是陶瓷坯体6的含水量要求较低(一般含水量高于约10％就可以进行加工)。在本发明的一个实施例中，压头3在对可塑材料特别是陶瓷坯体6进行震动拍打时，可以将多余水分和余泥溢出，使得陶瓷坯体6的密度增大，硬度增强，又因为压头3能够全方位多角度对坯体6进行震动拍打，这使得坯体6的各个部位密度相同，因此在随后对陶瓷坯体6进行烧制的过程中就能够保证陶瓷产品的变形率低，符合设计要求。

需要说明的是，在此步骤S2包括步骤S21，控制部根据输入设备输入的参数控制震动部2以多种方式震动。震动方式可以是连续的，也可以是具有时间间隔的震动，可以是有规律的或是其它无规律的震动。震动的方式要根据不同情况而设定不同的参数。

特别的，步骤S21进一步包括步骤S211，控制部根据输入设备输入的参数控制压头3震动的震频和震幅。震频和震幅对可塑材料特别是陶瓷坯体6的影响非常大，而对于震频和震幅大小的设置，需要考虑到所操作的可塑材料的具体情况，根据材料本身和其具有的含水量，还要根据所加工的最终产品等因素来综合考虑。需要指出的是当可塑材料为陶瓷坯体6时也就是在加工陶瓷的一个过程中，一般震频的调节范围在0至20次/秒，震幅的调节范围在0.001至5厘米，便能够满足大多数的陶瓷生产需要。

在本发明的一个实施例中，步骤S1包括：

S11，驱动部1的水平驱动部4在控制部的控制下在水平方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3到达该水平方向上的预定的位置上。

S12，驱动部1的竖直驱动部5在控制部的控制下在竖直方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3到达该竖直方向上(当可塑材料为陶瓷坯体6时，一般在竖直方向上的调节范围在0至110厘米便能够满足大多数的陶瓷生产需要)的预定的位置上。

S13，驱动部1的角度驱动部(图中未显示)在控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动震动部2到达预定的位置，以使压头3到达该角度的方向上的预定的位置上。

S14，压头3在控制部的控制下在最终确定的位置上进行震动。

在此，水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部能够根据可塑材料坯体6的形状大小共同确定所要震动拍打该坯体6的具体位置，并且保证了对该坯体6没有加工角度的盲区。例如如果该坯体6的形状较小并且规则，如图1所示，坯体6放置在模具7中，该模具7可以根据坯体6的形状而更换，模具7安装在工作台8上，工作台8下设有基座9，用于稳定放置整个本发明所应用的数控设备，压头3与坯体6相适配，其作用于坯体6的一个面上并进行上下、左右或倾斜震动；如果该坯体6的形状较大且不规则时，那么可以在水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部确定好压头3的位置后对该坯体6的各个部位分别进行震动拍打，无论是哪种方式都可以使整个坯体6的密度相同且较原来增大，并使整个坯体6的硬度增大。

在本发明的另一个实施例中，可以根据实际情况，水平驱动部4、竖直驱动部5和角度驱动部可以部分被省略，或者增加其他驱动部以适应具体加工对象。

针对可塑材料的加工，除了对陶瓷坯体6的加工以外，还有对可塑的玻璃坯体的加工，对可塑的建筑材料的加工，对可塑的模具的加工，甚至可以对食品进行加工。如上所述当可塑材料为陶瓷坯体6时，本发明的所述方法具有极大的有益效果。将该方法推广到陶瓷产业中，进行产业技术改造，将大大地提高我国陶瓷生产的整体质量水平，保守估计将缩短中国制造陶瓷水平与世界最高水平20年的差距。本发明的所述方法的应用可大批量地生产高品质地陶瓷产品，以满足国家重要部门、人民生活和出口用瓷的需求。据统计只需提高陶瓷产品的国际贸易价格15-20％，国家每年至少增加10亿美元以上的外汇收益。同时，由于成品率提高，降低产量，对减少大量不可再生资源的浪费，保护环境，创造良好的经济效益和社会效益，有重大的现实意义和历史意义。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种加强可塑材料密度的数控设备，其特征在于，应用于日用陶瓷生产，包括控制部、驱动部和震动部，其中：

所述驱动部分别与所述控制部和震动部连接，所述驱动部配置为在所述控制部的控制下驱动所述震动部到达预定位置；

所述控制部进一步配置为控制所述震动部进行震动操作；

所述震动部上设有压头，所述压头随所述震动部震动，作用于所述可塑材料，对所述可塑材料的各个部位进行拍打，将所述可塑材料中的多余水分和余料溢出，以使所述可塑材料的各个部位的密度增大且各部位密度均匀。

2.根据权利要求1所述的数控设备，其特征在于，所述控制部包括输入设备，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述震动部以多种方式震动。

3.根据权利要求2所述的数控设备，其特征在于，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述压头震动的震频和震幅。

4.根据权利要求1所述的数控设备，其特征在于，所述驱动部包括水平驱动部、竖直驱动部和角度驱动部，所述水平驱动部配置为在所述控制部的控制下在水平方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动；所述竖直驱动部配置为在所述控制部的控制下在竖直方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动；所述角度驱动部配置为在所述控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动所述震动部到达预定的位置，以使所述压头在该预定的位置上进行震动。

5.根据权利要求1所述的数控设备，其特征在于，所述可塑材料为陶瓷坯体。

6.一种加强可塑材料密度的方法，其特征在于，应用于日用陶瓷生产，所述方法应用在数控设备上，所述数控设备包括控制部、驱动部和震动部，所述方法包括以下步骤：

S1，将所述震动部连接在所述驱动部上，以使所述驱动部在所述控制部的控制下驱动所述震动部到达预定位置；

S2，使用所述控制部控制所述震动部进行震动操作；

S3，所述震动部的压头随所述震动部的震动，作用于所述可塑材料，对所述可塑材料的各个部位进行拍打，将所述可塑材料中的多余水分和余料溢出，以使所述可塑材料的各个部位的密度增大且各部位密度均匀。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤S21，所述控制部根据其本身的输入设备输入的参数控制所述震动部以多种方式震动。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S21进一步包括步骤S211，所述控制部根据所述输入设备输入的参数控制所述压头震动的震频和震幅。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11，所述驱动部的水平驱动部在所述控制部的控制下在水平方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S12，所述驱动部的竖直驱动部在所述控制部的控制下在竖直方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S13，所述驱动部的角度驱动部在所述控制部的控制下在水平与竖直之间的倾斜方向上驱动所述震动部到达预定的位置；

S14，所述压头在所述控制部的控制下在预定的位置上进行震动。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可塑材料为陶瓷坯体。

Images