CN107671994A - 数控陶瓷坯体成型机及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

数控陶瓷坯体成型机及其成型工艺，包括机架，底座，三轴联动机构，定位机构，旋转机构，雕刻机构和控制机构；三轴联动机构、定位机构、旋转机构、雕刻机构与控制机构电连接；三轴联动机构包括相互垂直的X轴联动机构、Y轴联动机构和Z轴联动机构，Z轴联动机构的一端设置有Z轴驱动电机，另一端与机架底部固定连接，Y轴联动机构的一端设置有Y轴驱动电机，另一端与定位机构连接，定位机构另一端与雕刻机构连接；底座内设置有旋转驱动装置，旋转驱动装置带动设置于升降装置内的旋转机构旋转。本发明旨在解决现有陶瓷制品的成型过程无法做到机械化加工，操作麻烦，对操作人员技能要求较高，劳动强度大，生产效率低，无法满足批量生产等问题。

Description

数控陶瓷坯体成型机及其成型工艺

技术领域

本发明涉及及陶瓷加工设备技术领域，更具体地说，涉及数控陶瓷坯体成型机及其成型工艺。

背景技术

现有的陶瓷制品的生产过程中其成型过程一般包括干压成型、半干压成型、可塑成型、注浆成型法等和等静压法等，注浆成型法将泥料注入陶瓷成型模具中使其得到规定形状，可塑成型是用机器挤压或手捏成型，然而在加工成型时，难免出现表面不光滑，具有凸起等瑕疵，需对成型的坯件进行整形处理，得到符合要求的产品。

现有技术中，一般采用人工手持打磨轮或刮刀对单个坯件进行修边、打磨处理直至刮除或磨除多余部分，该种方式无法做到机械化加工，其操作非常麻烦，对操作人员技能要求较高，劳动强度大，生产效率低，无法满足批量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数控陶瓷坯体成型机及其成型工艺，旨在解决现有陶瓷制品的成型过程无法做到机械化加工，其操作非常麻烦，对操作人员技能要求较高，劳动强度大，生产效率低，无法满足批量生产等问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

数控陶瓷坯体成型机，包括机架，底座，三轴联动机构，定位机构，旋转机构，雕刻机构和控制机构；所述机架与所述底座滑动连接；

所述三轴联动机构、定位机构、旋转机构、雕刻机构与所述控制机构电连接；

所述控制机构设置在所述机架内部，所述三轴联动机构包括相互垂直的X轴联动机构、Y轴联动机构和Z轴联动机构，所述Z轴联动机构设置在所述机架上，所述X轴联动机构设置在所述底座上，所述Z轴联动机构与所述Y轴联动机构滑动连接；

所述Y轴联动机构的一端设置有Y轴驱动电机，另一端与所述定位机构连接，所述定位机构另一端与所述雕刻机构连接；

所述底座内设置有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置带动设置于升降装置内的所述旋转机构旋转。

优选的，所述定位机构包括定位臂和机械臂，所述定位臂与所述Y轴联动机构的一端固定连接，所述机械臂一端穿过所述定位臂，且所述机械臂与所述定位臂活动连接。

优选的，所述雕刻机构包括雕刻活动臂和雕刻刀具，所述雕刻活动臂一端与所述机械臂活动连接，另一端与所述雕刻刀具固定连接。

优选的，所述旋转机构包括旋转轴、设置于所述旋转轴外的轴承、设置于所述旋转轴上端的雕刻吸盘和设置于所述旋转轴下端的转动轴，所述旋转驱动装置带动所述转动轴转动以使得所述旋转机构旋转。

优选的，所述旋转驱动装置包括旋转电机和旋转连接带，所述旋转电机驱动所述旋转连接带带动所述转动轴转动。

优选的，所述旋转轴设置为中空结构，并通过负压管与负压泵连接，所述旋转轴内产生负压从而将陶瓷坯体吸附固定在所述雕刻吸盘上。

优选的，所述雕刻吸盘底部设置有弹性支撑机构，所述弹性支撑机构一端与所述雕刻吸盘底部连接，另一端与所述升降装置内的升降机构连接，所述弹性支撑机构包括支撑柱和弹簧，所述支撑柱插设于所述弹簧内。

优选的，所述机架通过水平滑轨与所述底座固定连接，所述X轴联动机构设置在所述底座上并驱动所述机架沿所述水平滑轨滑动，所述Z轴联动机构上设置有十字滑台，所述Y轴联动机构通过所述十字滑台与所述Z轴联动机构连接，所述Z轴联动机构的一端设置有Z轴驱动电机，另一端与所述机架底部固定连接。

优选的，还包括弹性折叠挡板，所述弹性折叠挡板设置在所述机架一侧，且所述Z轴联动机构的Z轴丝杆设置在所述机架与所述弹性折叠挡板形成的密封空间内，且所述十字滑台将所述弹性折叠挡板隔开成上下两部分；还包括风扇，所述风扇设置于所述机架顶端且位于所述Z轴驱动电机的一侧；还包括分别设置在所述X轴联动机构、Y轴联动机构和Z轴联动机构上的感应装置，所述感应装置与所述控制机构电连接。

一种数控陶瓷坯体成型机的成型方法，包括以下步骤：

（A）：在进行雕刻成型时，根据所需处理的坯体形状通过计算机程序设定控制机构的程序，并选择合适的雕刻机构与定位机构进行连接；

（B）：启动设备，将坯体放置在雕刻吸盘上，设置在所述X轴联动机构、Y轴联动机构和Z轴联动机构上的感应装置将信号传递给控制机构使其开始执行控制程序，雕刻吸盘随着旋转机构进行旋转，坯体通过中空旋转轴中的负压被吸附在雕刻吸盘上进行旋转；

（C）：调整设置在Y轴联动机构一端的定位机构的角度以进一步调整雕刻机构的雕刻成型角度，三轴联动机构根据设定的运动轨迹进行运动，以将坯体进行全方位的雕刻成型；同时，通过手动按钮或者脚踏按钮控制升降机构的高度，配合雕刻机构以及雕刻吸盘的旋转来完成陶瓷坯体的成型工艺。

根据上述的技术方案，可以知道，本发明的数控陶瓷坯体成型机，包括机架，底座，三轴联动机构，定位机构，旋转机构，雕刻机构和控制机构；三轴联动机构、定位机构、旋转机构、雕刻机构与控制机构电连接；提高了自动化程度，只需控制提前设定好一定的数控参数再配合相应的功能按钮即可完成成型工作，由计算机生成加工控制信号，控制各个轴的运动，安全系数较高，大大的提高了工作效率；控制机构设置在机架内部，三轴联动机构设置在底座上，且三轴联动机构包括相互垂直的X轴联动机构、Y轴联动机构和Z轴联动机构，Z轴联动机构设置在机架上，机架通过水平滑轨与底座固定连接，X轴联动机构设置在底座上并驱动机架沿水平滑轨滑动，从而使得Z轴联动机构的移动也更加的平稳，Z轴联动机构上设置有十字滑台，Y轴联动机构通过十字滑台与Z轴联动机构连接，十字滑台的设置一方面可以减少Y轴联动机构与Z轴联动机构之间的摩擦，另一方面也为Y轴联动机构与Z轴联动机构的相对运动提供导向作用；Z轴联动机构的一端设置有Z轴驱动电机，另一端与机架底部固定连接， Y轴联动机构的一端设置有Y轴驱动电机，另一端与定位机构连接，定位机构另一端与雕刻机构连接，雕刻机构与定位机构的组合连接，使得雕刻机构更加的平稳和精确，能够适应不同尺寸型号的陶瓷，加工精准度高，可以进一步实现标准化批量生产；底座内设置有旋转驱动装置，旋转驱动装置带动设置于升降装置内的旋转机构旋转，旋转机构带动陶瓷坯体旋转，配合控制系统和雕刻机构，以完成陶瓷坯体不同层面的加工成型处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为数控陶瓷坯体成型机的结构示意图；

其中，附图中标记如下：

1-机架，2-底座，3-X轴联动机构，4- Y轴联动机构，41-Y轴驱动电机，5-Z轴联动机构，51-Z轴驱动电机，6-水平滑轨，7-十字滑台，8-定位臂，9-机械臂，10-雕刻活动臂，11-雕刻刀具，12-旋转轴，13-轴承，14-雕刻吸盘，15-转动轴，16-旋转电机，17-旋转连接带，18-升降机构，19-弹性支撑机构，20-弹性折叠挡板，21-风扇，22-感应装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，本发明的数控陶瓷坯体成型机，包括机架1，底座2，三轴联动机构，定位机构，旋转机构，雕刻机构和控制机构；三轴联动机构、定位机构、旋转机构、雕刻机构与控制机构电连接，控制机构设置在机架1内部，也即计算机控制部分设置在机架1内部，可以选择PLC控制系统，也可以选择其他控制系统，只要能达到相同的技术效果即可，机架1的外侧壁上可以设置各种控制按钮，这样提高了自动化程度，只需控制提前设定好一定的数控参数再配合相应的功能按钮即可完成成型工作，三轴联动机构设置在底座2上，且三轴联动机构包括相互垂直的X轴联动机构3、Y轴联动机构4和Z轴联动机构5，在X轴联动机构3、Y轴联动机构4和Z轴联动机构5上还设置有感应装置22，感应装置22与控制机构电连接，从而进一步实现数控自动化，感应装置22可以为光电感应器，也可以为红外感应器，只要能够达到相同的技术效果即可，三轴联动机构、感应装置22和控制机构协同合作，由计算机生成加工控制信号，控制各个轴的运动，安全系数较高，大大的提高了工作效率。

Z轴联动机构5设置在机架1上，机架1通过水平滑轨6与底座2固定连接，X轴联动机构3设置在底座2上并驱动机架1沿水平滑轨6滑动的同时保证Z轴联动机构5的移动也更加的平稳，Z轴联动机构5上设置有十字滑台7，Y轴联动机构4通过十字滑台7与Z轴联动机构5连接，十字滑台7的设置一方面可以减少Y轴联动机构4与Z轴联动机构5之间的摩擦，另一方面也为Y轴联动机构4与Z轴联动机构5的相对运动提供导向作用；Z轴联动机构5的一端设置有Z轴驱动电机51，另一端与机架1底部固定连接， Y轴联动机构4的一端设置有Y轴驱动电机41，另一端与定位机构连接，定位机构另一端与雕刻机构连接，雕刻机构与定位机构的组合连接，使得雕刻机构更加的平稳和精确，能够适应不同尺寸型号的陶瓷，加工精准度高，可以进一步实现标准化批量生产，定位机构包括定位臂8和机械臂9，定位臂8与Y轴联动机构4的一端固定连接，机械臂9一端穿过定位臂8，且机械臂9与定位臂8活动连接，雕刻机构包括雕刻活动臂10和雕刻刀具11，雕刻活动臂10一端与机械臂9活动连接，另一端与雕刻刀具11固定连接，这样的设计一方面方便了设备的更换，另一方便可以适时的对定位机构和雕刻机构的角度进行调整，然后再进行固定，增加了成型设备的灵活性；底座2内设置有旋转驱动装置，旋转驱动装置带动设置于升降装置内的旋转机构旋转，旋转机构带动陶瓷坯体旋转，配合控制系统和雕刻机构，以完成陶瓷坯体不同层面的加工成型处理，旋转驱动装置包括旋转电机16和旋转连接带17，旋转电机16驱动旋转连接带17带动转动轴15转动以使得旋转机构旋转，从而进一步带动雕刻吸盘14转动，旋转机构包括旋转轴12、设置于旋转轴12外的轴承13、设置于旋转轴12上端的雕刻吸盘14和设置于旋转轴12下端的转动轴15，旋转轴12外的轴承13可以增加旋转轴12本身的稳固性，且旋转轴12设置为中空结构，并通过负压管与负压泵连接，旋转轴12内产生负压从而将陶瓷坯体吸附固定在雕刻吸盘14上，这里也可以采用其他负压结构或者抽真空结构，只要能够达到相同的技术效果即可。

雕刻吸盘14底部还可以设置有弹性支撑机构19，弹性支撑机构19一端与雕刻吸盘14底部连接，另一端与升降装置内的升降机构18连接，弹性支撑机构19包括支撑柱和弹簧，支撑柱插设于弹簧内，根据工艺的需要通过升降机构18可以调整雕刻吸盘14的位置高度，以完成多角度多方位的陶瓷成型，当旋转速度较大时或者陶瓷坯体质量较大时，弹性支撑机构19可以为雕刻吸盘14提供一定的缓解力，以保证陶瓷坯体在雕刻吸盘14上的吸附固定。这里需要说明的是，升降装置设置有控制按钮，升降机构18可以为液压升降机构，也可以是其他升降机构。

机架1的侧面还包括弹性折叠挡板20，弹性折叠挡板20设置在机架1一侧，且Z轴联动机构5的Z轴丝杆设置在机架1与弹性折叠挡板20形成的密封空间内，且十字滑台7将弹性折叠挡板20隔开成上下两部分，在陶瓷坯体成型的工艺过程中容易产生大量的灰尘，弹性折叠挡板20不仅可以遮挡灰尘进入机架1内，还可以方便机架1内设备的散热与通风，这里需要说明的是X轴联动机构3、Y轴联动机构4和Z轴联动机构5可以设置为滚珠螺母丝杠机构，也可设置为其他机构。

进一步的，还包括风扇21，风扇21设置于机架1顶端且位于Z轴驱动电机51的一侧，一方面Z轴联动机构5的持续运作会容易发热，另一方面由于控制机构设置在机架1内，长时间的工作也容易发热，风扇21的设置可以为Z轴驱动电机51散热，也可以促进机架1内的空气流动，散发热量。

成型工艺包括如下步骤：在进行雕刻成型时，根据所需处理的坯体形状通过计算机程序设定控制机构的程序，并选择合适的雕刻机构与定位机构进行连接；

然后启动设备，将坯体放置在雕刻吸盘14上，设置在所述X轴联动机构3、Y轴联动机构4和Z轴联动机构5上的感应装置22将信号传递给控制机构使其开始执行控制程序，雕刻吸盘14随着旋转机构进行旋转，坯体通过中空旋转轴12中的负压被吸附在雕刻吸盘14上进行旋转；

调整设置在Y轴联动机构4一端的定位机构的角度以进一步调整雕刻机构的雕刻成型角度，三轴联动机构根据设定的运动轨迹进行运动，以将坯体进行全方位的雕刻成型；同时，通过手动按钮或者脚踏按钮控制升降机构18的高度，配合雕刻机构以及雕刻吸盘14的旋转来完成陶瓷坯体的成型工艺，此装置能够适应不同尺寸型号的陶瓷，加工精准度高，可以进一步实现标准化批量生产，安全系数较高，大大的提高了工作效率。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：包括机架（1），底座（2），三轴联动机构，定位机构，旋转机构，雕刻机构和控制机构，所述机架（1）与所述底座（2）滑动连接；

所述三轴联动机构、定位机构、旋转机构、雕刻机构与所述控制机构电连接；

所述控制机构设置在所述机架（1）内部，所述三轴联动机构包括相互垂直的X轴联动机构（3）、Y轴联动机构（4）和Z轴联动机构（5），所述Z轴联动机构（5）设置在所述机架（1）上，所述X轴联动机构（3）设置在所述底座（2）上，所述Z轴联动机构（5）与所述Y轴联动机构（4）滑动连接；

所述Y轴联动机构（4）的一端设置有Y轴驱动电机（41），另一端与所述定位机构连接，所述定位机构另一端与所述雕刻机构连接；

所述底座（2）内设置有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置带动设置于升降装置内的所述旋转机构旋转。

2.根据权利要求1所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述定位机构包括定位臂（8）和机械臂（9），所述定位臂（8）与所述Y轴联动机构（4）的一端固定连接，所述机械臂（9）一端穿过所述定位臂（8），且所述机械臂（9）与所述定位臂（8）活动连接。

3.根据权利要求1所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述雕刻机构包括雕刻活动臂（10）和雕刻刀具（11），所述雕刻活动臂（10）一端与所述机械臂（9）活动连接，另一端与所述雕刻刀具（11）固定连接。

4.根据权利要求1所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述旋转机构包括旋转轴（12）、设置于所述旋转轴（12）外的轴承（13）、设置于所述旋转轴（12）上端的雕刻吸盘（14）和设置于所述旋转轴（12）下端的转动轴（15），所述旋转驱动装置带动所述转动轴（15）转动以使得所述旋转机构旋转。

5.根据权利要求4所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述旋转驱动装置包括旋转电机（16）和旋转连接带（17），所述旋转电机（16）驱动所述旋转连接带（17）带动所述转动轴（15）转动。

6.根据权利要求4所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述旋转轴（12）设置为中空结构，并通过负压管与负压泵连接，所述旋转轴（12）内产生负压从而将陶瓷坯体吸附固定在所述雕刻吸盘（14）上。

7.根据权利要求6所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述雕刻吸盘（14）底部设置有支撑所述雕刻吸盘（14）的弹性支撑机构（19），所述弹性支撑机构（19）一端与所述雕刻吸盘（14）底部连接，另一端与所述升降装置内的升降机构（18）连接，所述弹性支撑机构（19）包括支撑柱和弹簧，所述支撑柱插设于所述弹簧内。

8.根据权利要求1所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：所述机架（1）通过水平滑轨（6）与所述底座（2）固定连接，所述X轴联动机构（3）设置在所述底座（2）上并驱动所述机架（1）沿所述水平滑轨（6）滑动，所述Z轴联动机构（5）上设置有十字滑台（7），所述Y轴联动机构（4）通过所述十字滑台（7）与所述Z轴联动机构（5）连接，所述Z轴联动机构（5）的一端设置有Z轴驱动电机（51），另一端与所述机架（1）底部固定连接。

9.根据权利要求1所述的数控陶瓷坯体成型机，其特征在于：还包括弹性折叠挡板（20），所述弹性折叠挡板（20）设置在所述机架（1）一侧，且所述Z轴联动机构（5）的Z轴丝杆设置在所述机架（1）与所述弹性折叠挡板（20）形成的密封空间内，且所述十字滑台（7）将所述弹性折叠挡板（20）隔开成上下两部分；

还包括风扇（21），所述风扇（21）设置于所述机架（1）顶端且位于所述Z轴驱动电机（51）的一侧；

还包括分别设置在所述X轴联动机构（3）、Y轴联动机构（4）和Z轴联动机构（5）上的感应装置（22），所述感应装置（22）与所述控制机构电连接。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的数控陶瓷坯体成型机的成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（A）：在进行雕刻成型时，根据所需处理的坯体形状通过计算机程序设定控制机构的程序，并选择合适的雕刻机构与定位机构进行连接；

（B）：启动设备，将坯体放置在雕刻吸盘（14）上，设置在所述X轴联动机构（3）、Y轴联动机构（4）和Z轴联动机构（5）上的感应装置（22）将信号传递给控制机构使其开始执行控制程序，雕刻吸盘（14）随着旋转机构进行旋转，坯体通过中空旋转轴（12）中的负压被吸附在雕刻吸盘（14）上进行旋转；

（C）：调整设置在Y轴联动机构（4）一端的定位机构的角度以进一步调整雕刻机构的雕刻成型角度，三轴联动机构根据设定的运动轨迹进行运动，以将坯体进行全方位的雕刻成型；

同时，通过手动按钮或者脚踏按钮控制升降机构（18）的高度，配合雕刻机构以及雕刻吸盘（14）的旋转来完成陶瓷坯体的成型工艺。