CN108214944B - 一种玉石切割设备及其切割方法 - Google Patents

Abstract

一种玉石切割设备，包括底座、进给机构、切割机构和升降机构，底座的上部后方竖立有支柱，升降机构安装在该支柱的前端面上，该升降机构包括两根竖向导轨、第一丝杠、第一丝杠驱动电机和升降台，第一丝杠设置于两根竖向导轨之间，第一丝杠驱动电机安装在支柱顶部，第一丝杠驱动电机的主轴与第一丝杠连接，升降台滑动配合在竖向导轨上，第一丝杠上螺接有第一螺母座，第一螺母座与升降台相连接，切割机构安装在升降台上，进给机构固定在底座上，还包括其切割方法。本发明采用单个的第一丝杠驱动切割机构升降，结构更加稳定；而且在底座的两侧和上方都留有空间，可以通过叉车等辅助工件自身上料，节约人力，提高效率；切割过程无需人看管，废料少。

Description

一种玉石切割设备及其切割方法

技术领域

本发明涉及自动化加工设备及加工方法领域，特别涉及一种玉石切割设备及其切割方法。

背景技术

以往的玉石切割机，通常由两根丝杆驱动切割设备升降，进给设备带动玉石向切割设备方向进给，实现玉石的层层切割，通常丝杆安装在两侧，长时间使用，左右丝杆有高有低，造成受力不平衡，影响设备的稳定性。

而且玉石切割时间长，通常切割一片玉石耗时超过十个小时，玉石置于转盘上，目前每台切割机前必须安排一名操作人员看守，当快切割完时手动停机，以免切好的玉石由于惯性甩出去而造成意外损失，而在玉石切割期间一直需要专人看管，又消耗大量的人力，成本高，而且无法通过玉石切割机将玉石完全切断，最后依然会有一点点的连接，需要人工去隔断，实现完全的分离。

此外，现有的玉石切割机由于放置玉石的工件台两侧以及上方都设有导线轮，上方以及两侧的空间较小，而玉石有些重量大，也只能通过人工上料，无法采用叉车等设备进行辅助上料，耗时费力，因此，急需对现有的玉石切割机进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种玉石切割设备及切割方法。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种玉石切割设备，包括底座、进给机构、切割机构和升降机构，所述底座的上部后方竖立有支柱，所述升降机构安装在该支柱的前端面上，该升降机构包括两根对称设置的竖向导轨，升降机构还包括有第一丝杠、第一丝杠驱动电机和升降台，第一丝杠设置于两根竖向导轨之间，第一丝杠驱动电机安装在支柱的顶部，第一丝杠驱动电机的主轴通过联轴器与第一丝杠固定连接，升降台滑动配合在两根竖向导轨上，第一丝杠上螺接有第一螺母座，该第一螺母座与升降台相连接，切割机构安装在所述升降台上，进给机构固定在所述底座上，该进给机构可带动固定在其上方的玉石向切割机构方向直线进给。

进一步的，所述切割机构包括切割丝、切割丝驱动筒、导轮组和张紧轮，所述切割丝驱动筒固定在升降台的前端面的一侧上，所述导轮组包括有第一导轮、第二导轮、第三导轮、第四导轮、第五导轮和第六导轮，第一导轮和第二导轮可转动的设于升降台的前端面的与切割丝驱动筒相远离的一侧上，第一导轮、第二导轮和切割丝驱动筒的轴线垂直于所述升降台的前端面，张紧轮可转动的固定在升降台上，并且张紧轮可相对于升降台作升降运动，张紧轮的轴线垂直于所述升降台的前端面，第三导轮和第六导轮呈对称设置，第三导轮和第六导轮分别可转动的固定在升降台的左右两个端面上，升降台底部两端分别设有向进给机构方向水平伸出的悬臂，第四导轮和第五导轮分别可转动的固定在一个悬臂上，第四导轮和第五导轮的轴线平行于升降台的前端面，所述切割丝均匀缠绕在切割丝驱动筒上，切割丝的一端固定在切割丝驱动筒上，另一端自切割丝驱动筒上牵出后逆时针绕过第一导轮，再顺时针绕过第二导轮，再逆时针绕过张紧轮，再自第三导轮下方绕过，再自第四导轮和第五导轮前方绕过，再自第六导轮下方绕过，最后重新绕接在切割丝驱动筒上。

进一步的，升降台上设有沿竖向设置的张紧轮导轨，张紧轮导轨上设有与其滑动配合的滑块，张紧轮可转动的安装在所述滑块上，升降台上还设有驱动所述滑块沿张紧轮导轨导向移动的气缸。

进一步的，所述进给机构包括固定在底座上的两根水平导轨，进给机构还包括有第二丝杠、第二丝杠驱动电机、滑台、转盘和转盘驱动电机，第二丝杠设置于两根水平导轨之间，第二丝杠驱动电机安装在底座上，第二丝杠驱动电机的主轴通过联轴器与第二丝杠固定连接，滑台滑动配合在两根水平导轨上，第二丝杠上螺接有第二螺母座，该第二螺母座与滑台连接，转盘可转动的安装在滑台上，转盘驱动电机固定在滑台上，转盘驱动电机通过联轴器与所述转盘固定连接。

进一步的，转盘上开设有多个沿水平方向贯穿转盘外圆周壁的T型槽。

进一步的，底座上或者一侧还设有一自动停机系统，所述自动停机系统包括玉石吸附机械手，所述玉石吸附机械手包括安装支架、吸盘驱动气缸、旋转机构和气动吸盘，安装支架设有立杆和焊接在所述立杆上的水平的悬梁，吸盘驱动气缸倒挂在悬梁的端部下方，吸盘驱动气缸上设有接近开关，旋转机构固定在吸盘驱动气缸的伸缩杆端部，气动吸盘固定在所述旋转机构上，通过所述旋转机构使气动吸盘能够转动。

进一步的，安装支架还包括设置于安装支架底部的安装杆，该安装杆上开设有若干安装孔，安装杆与立杆之间还设有加强杆。

进一步的，旋转机构包括轴套和平面轴承，轴套通过螺丝固定在所述吸盘驱动气缸的伸缩杆上，吸盘驱动气缸的伸缩杆端部设有与轴套相配合的连接法兰，平面轴承置于所述轴套内。

进一步的，所述气动吸盘包括吸盘本体和吸盘杆，该吸盘杆上部设有一限位头，该吸盘杆穿插在平面轴承和轴套上，限位头置于轴套内并搭载在平面轴承上，吸盘本体固定在吸盘杆的下端。

进一步的，吸盘本体和吸盘杆螺纹连接。

上述石切割设备的切割方法，包括以下步骤：

S1、玉石固定在进给机构上；

S2、切割机构安装在所述升降台上，进给机构固定在所述底座上，该进给机构带动固定在其上方的玉石向切割机构方向直线进给，对玉石进行切割；

S3、并且由第一丝杠驱动电机带动第一丝杠转动，第一丝杠转动，带动升降台沿竖向导轨移动，升降台升降，带动切割机构升降，实现玉石的层层切割。

有益效果：本发明的一种玉石切割设备，采用单个的第一丝杠驱动切割机构升降，结构更加稳定；而且由于是安装在支柱的中间位置，在底座的两侧和上方都留有空间，可以通过叉车等辅助工件自身上料，节约人力，提高效率；最后玉石切割设备增加了自动停机系统，切割时，无需人工看管，能够降低劳动强度，节约成本；上述切割方法效率高，玉石废料少。

附图说明

图1为玉石切割设备的立体结构示意图一；

图2为玉石切割设备的立体结构示意图二；

图3为玉石切割设备进给机构的立体结构示意图；

图4为玉石吸附机械手的立体结构示意图；

图5为玉石吸附机械手的拆分结构示意图；

附图标记说明：底座1，支柱1a，进给机构2，水平导轨2a，第二丝杠2b，第二丝杠驱动电机2c，滑台2d，转盘2e，T型槽2e1，转盘驱动电机2f，切割机构3，切割丝3a，切割丝驱动筒3b，张紧轮3c，张紧轮导轨3c1，滑块3c2，气缸3c3，第一导轮3d，第二导轮3e，第三导轮3f，第四导轮3g，第五导轮3h，第六导轮3j，升降机构4，竖向导轨4a，第一丝杠4b，第一丝杠驱动电机4c，升降台4d，悬臂4d1，玉石吸附机械手5，安装支架5a，立杆5a1，悬梁5a2，安装杆5a3，安装孔5a3a，加强杆5a4，吸盘驱动气缸5b，连接法兰5b1，旋转机构5c，轴套5c1，平面轴承5c2，气动吸盘5d，吸盘本体5d1，吸盘杆5d2，限位头5d2a。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

实施例1

参照图1至图5所示的一种玉石切割设备，包括底座1、进给机构2、切割机构3和升降机构4，所述底座1的上部后方竖立有支柱1a，所述升降机构4安装在该支柱1a的前端面上，该升降机构4包括两根对称设置的竖向导轨4a，升降机构4还包括有第一丝杠4b、第一丝杠驱动电机4c和升降台4d，第一丝杠4b设置于两根竖向导轨4a之间，第一丝杠驱动电机4c安装在支柱1a的顶部，第一丝杠驱动电机4c的主轴通过联轴器与第一丝杠4b固定连接，升降台4d滑动配合在两根竖向导轨4a上，第一丝杠4b上螺接有第一螺母座，该第一螺母座与升降台4d相连接，切割机构3安装在所述升降台4d上，进给机构2固定在所述底座1上，该进给机构2可带动固定在其上方的玉石向切割机构3方向直线进给，对玉石进行切割，并且由第一丝杠驱动电机4c带动第一丝杠4b转动，第一丝杠4b转动，带动升降台4d沿竖向导轨4a移动，升降台4d升降，带动切割机构3升降，实现玉石的层层切割，采用丝杠驱动的方式，可有效保证切割机构3的稳定性和精度。

所述切割机构3包括切割丝3a、切割丝驱动筒3b、导轮组和张紧轮3c，所述切割丝驱动筒3b固定在升降台4d的前端面的一侧上，所述导轮组包括有第一导轮3d、第二导轮3e、第三导轮3f、第四导轮3g、第五导轮3h和第六导轮3j，第一导轮3d和第二导轮3e可转动的设于升降台4d的前端面的与切割丝驱动筒3b相远离的一侧上，第一导轮3d、第二导轮3e和切割丝驱动筒3b的轴线垂直于所述升降台4d的前端面，张紧轮3c可转动的固定在升降台4d上，并且张紧轮3c可相对于升降台4d作升降运动，张紧轮3c的轴线垂直于所述升降台4d的前端面，第三导轮3f和第六导轮3j呈对称设置，第三导轮3f和第六导轮3j分别可转动的固定在升降台4d的左右两个端面上，升降台4d底部两端分别设有向进给机构2方向水平伸出的悬臂4d1，第四导轮3g和第五导轮3h分别可转动的固定在一个悬臂4d1上，第四导轮3g和第五导轮3h的轴线平行于升降台4d的前端面，所述切割丝3a均匀地缠绕在切割丝驱动筒3b上，切割丝3a的一端固定在切割丝驱动筒3b上，另一端自切割丝驱动筒3b上牵出后逆时针绕过第一导轮3d，再顺时针绕过第二导轮3e，再逆时针绕过张紧轮3c，再自第三导轮3f下方绕过，再自第四导轮3g和第五导轮3h前方绕过，再自第六导轮3j下方绕过，最后重新绕接在切割丝驱动筒3b上。导轮组通过上述方式布置，可将切割丝3a的一段呈水平的牵引至升降台4d的底部前方，由切割丝驱动筒3b驱动切割丝3a以一定的速度移动，通过进给机构2驱动玉石向切割丝3a的水平段移动，实现玉石的切割。

升降台4d上设有沿竖向设置的张紧轮导轨3c1，张紧轮导轨3c1上设有与其滑动配合的滑块3c2，张紧轮3c可转动的安装在所述滑块3c2上，升降台4d上还设有驱动所述滑块3c2沿张紧轮导轨3c1导向移动的气缸3c3。通过气缸3c3驱动张紧轮3c移动，使切割丝3a保持恒张紧。

所述进给机构2包括固定在底座1上的两根水平导轨2a，进给机构2还包括有第二丝杠2b、第二丝杠驱动电机2c、滑台2d、转盘2e和转盘驱动电机2f，第二丝杠2b设置于两根水平导轨2a之间，第二丝杠驱动电机2c安装在底座1上，第二丝杠驱动电机2c的主轴通过联轴器与第二丝杠2b固定连接，滑台2d滑动配合在两根水平导轨2a上，第二丝杠2b上螺接有第二螺母座，该第二螺母座与滑台2d相连接，转盘2e可转动的安装在滑台2d上，转盘驱动电机2f固定在滑台2d上，转盘驱动电机2f通过联轴器与所述转盘2e固定连接。玉石放置于转盘2e上，通过第二丝杠2b驱动滑台2d移动，实现进给。

转盘2e上开设有多个沿水平方向贯穿转盘2e外圆周壁的T型槽2e1，T型槽2e1用于安装定位玉石用的夹具。

所述玉石切割设备还设有一自动停机系统，该自动停机系统设于底座1上或者地址1一侧，该自动停机系统包括玉石吸附机械手5，玉石吸附机械手设于玉石切割设备的进给机构2上，具体的，玉石吸附机械手5是固定在滑台2d上，玉石吸附机械手5与玉石切割设备的控制系统连接，玉石切割设备的控制系统用于控制进给机构2、升降机构4和切割机构3工作，所述玉石吸附机械手5包括安装支架5a、吸盘驱动气缸5b、旋转机构5c和气动吸盘5d，所述安装支架5a固定在滑台2d上，随滑台2d同步移动，安装支架5a设有立杆5a1和焊接在所述立杆5a1上的水平的悬梁5a2，吸盘驱动气缸5b倒挂在悬梁5a2的端部下方，吸盘驱动气缸5b上设有接近开关，接近开关与控制系统连接，旋转机构5c固定在吸盘驱动气缸5b的伸缩杆端部，气动吸盘5d固定在所述旋转机构5c上，通过所述旋转机构5c使气动吸盘5d能够转动。该自动停机系统的原理是，由吸盘驱动气缸5b驱动气动吸盘5d下压，吸住玉石的上表面，气动吸盘5d的吸力以及吸盘驱动气缸5b的提拉力是预先设定好的，比如预计切好的玉石是五公斤，那么设定的吸力和提拉力就大于五公斤，当玉石完全切断，那么吸盘驱动气缸5b就带动切断的玉石往上提拉，使得切好的玉石和未切割的玉石分离，气动吸盘5d的吸力大于五公斤则是保证吸附的玉石不会掉，往上提拉的过程中，会触碰到接近开关，接近开关发送电信号至控制系统，控制系统控制设备停机，取下玉石，然后气动吸盘5d又复位吸住未切割的玉石，如此往复；气动吸盘5d是随着玉石一起同步旋转的。

具体的，安装支架5a还包括设置于安装支架5a底部的安装杆5a3，该安装杆5a3上开设有若干安装孔5a3a，安装杆5a3通过螺栓连接在滑台2d上，安装杆5a3与立杆5a1之间还设有加强杆5a4，该加强杆5a4用于使安装支架5a更加稳固。

具体的，旋转机构5c包括轴套5c1和平面轴承5c2，轴套5c1通过螺丝固定在所述吸盘驱动气缸5b的伸缩杆上，吸盘驱动气缸5b的伸缩杆端部设有与轴套5c1相配合的连接法兰5b1，平面轴承5c2置于所述轴套5c1内。

具体的，所述气动吸盘5d包括吸盘本体5d1和吸盘杆5d2，该吸盘杆5d2上部设有一限位头5d2a，该吸盘杆5d2穿插在平面轴承5c2和轴套5c1上，限位头5d2a置于轴套5c1内并搭载在平面轴承5c2上，吸盘本体5d1固定在吸盘杆5d2的下端。

为了便于吸盘本体5d1的安装，吸盘本体5d1和吸盘杆5d2采用螺纹连接的方式。

实施例2

实施例1所述的石切割设备的切割方法，包括以下步骤：

S1、玉石固定在进给机构2上；

S2、切割机构3安装在所述升降台4d上，进给机构2固定在底座1上，该进给机构2带动固定在其上方的玉石向切割机构3方向直线进给，对玉石进行切割；

S3、并且由第一丝杠驱动电机4c带动第一丝杠4b转动，第一丝杠4b转动，带动升降台4d沿竖向导轨4a移动，升降台4d升降，带动切割机构3升降，实现玉石的层层切割。

此外，还包括S4，玉石切完一片后，玉石吸附机械手5将切断的玉石片吸住提起，玉石吸附机械手5上行过程中触碰到接近开关，接近开关发送电信号至控制系统，控制系统控制设备停机，取下玉石，然后气动吸盘5d又复位吸住未切割的玉石，如此往复，实现玉石切割无人看管。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种玉石切割设备，其特征在于：包括底座（1）、进给机构（2）、切割机构（3）和升降机构（4），所述底座（1）的上部后方竖立有支柱（1a），所述升降机构（4）安装在该支柱（1a）的前端面上，该升降机构（4）包括两根对称设置的竖向导轨（4a），升降机构（4）还包括有第一丝杠（4b）、第一丝杠驱动电机（4c）和升降台（4d），第一丝杠（4b）设置于两根竖向导轨（4a）之间，第一丝杠驱动电机（4c）安装在支柱（1a）的顶部，第一丝杠驱动电机（4c）的主轴通过联轴器与第一丝杠（4b）固定连接，升降台（4d）滑动配合在两根竖向导轨（4a）上，第一丝杠（4b）上螺接有第一螺母座，该第一螺母座与升降台（4d）相连接，切割机构（3）安装在所述升降台（4d）上，进给机构（2）固定在所述底座（1）上，该进给机构（2）可带动固定在其上方的玉石向切割机构（3）方向直线进给，所述切割机构（3）包括切割丝（3a）、切割丝驱动筒（3b）、导轮组和张紧轮（3c），所述切割丝驱动筒（3b）固定在升降台（4d）的前端面的一侧上，所述导轮组包括有第一导轮（3d）、第二导轮（3e）、第三导轮（3f）、第四导轮（3g）、第五导轮（3h）和第六导轮（3j），第一导轮（3d）和第二导轮（3e）可转动的设于升降台（4d）的前端面的与切割丝驱动筒（3b）相远离的一侧上，第一导轮（3d）、第二导轮（3e）和切割丝驱动筒（3b）的轴线垂直于所述升降台（4d）的前端面，张紧轮（3c）可转动的固定在升降台（4d）上，并且张紧轮（3c）可相对于升降台（4d）作升降运动，张紧轮（3c）的轴线垂直于所述升降台（4d）的前端面，第三导轮（3f）和第六导轮（3j）呈对称设置，第三导轮（3f）和第六导轮（3j）分别可转动的固定在升降台（4d）的左右两个端面上，升降台（4d）底部两端分别设有向进给机构（2）方向水平伸出的悬臂（4d1），第四导轮（3g）和第五导轮（3h）分别可转动的固定在一个悬臂（4d1）上，第四导轮（3g）和第五导轮（3h）的轴线平行于升降台（4d）的前端面，所述切割丝（3a）均匀地缠绕在切割丝驱动筒（3b）上，切割丝（3a）的一端固定在切割丝驱动筒（3b）上，另一端自切割丝驱动筒（3b）上牵出后逆时针绕过第一导轮（3d），再顺时针绕过第二导轮（3e），再逆时针绕过张紧轮（3c），再自第三导轮（3f）下方绕过，再自第四导轮（3g）和第五导轮（3h）前方绕过，再自第六导轮（3j）下方绕过，最后重新绕接在切割丝驱动筒（3b）上，底座（1）上或者一侧还设有一自动停机系统，所述自动停机系统包括玉石吸附机械手（5），所述玉石吸附机械手（5）包括安装支架（5a）、吸盘驱动气缸（5b）、旋转机构（5c）和气动吸盘（5d），安装支架（5a）设有立杆（5a1）和焊接在所述立杆（5a1）上的水平的悬梁（5a2），吸盘驱动气缸（5b）倒挂在悬梁（5a2）的端部下方，吸盘驱动气缸（5b）上设有接近开关，旋转机构（5c）固定在吸盘驱动气缸（5b）的伸缩杆端部，气动吸盘（5d）固定在所述旋转机构（5c）上，通过所述旋转机构（5c）使气动吸盘（5d）能够转动。

2.根据权利要求1所述的一种玉石切割设备，其特征在于：升降台（4d）上设有沿竖向设置的张紧轮导轨（3c1），张紧轮导轨（3c1）上设有与其滑动配合的滑块（3c2），张紧轮（3c）可转动的安装在所述滑块（3c2）上，升降台（4d）上还设有驱动所述滑块（3c2）沿张紧轮导轨（3c1）导向移动的气缸（3c3）。

3.根据权利要求2所述的一种玉石切割设备，其特征在于：所述进给机构（2）包括固定在底座（1）上的两根水平导轨（2a），进给机构（2）还包括有第二丝杠（2b）、第二丝杠驱动电机（2c）、滑台（2d）、转盘（2e）和转盘驱动电机（2f），第二丝杠（2b）设置于两根水平导轨（2a）之间，第二丝杠驱动电机（2c）安装在底座（1）上，第二丝杠驱动电机（2c）的主轴通过联轴器与第二丝杠（2b）固定连接，滑台（2d）滑动配合在两根水平导轨（2a）上，第二丝杠（2b）上螺接有第二螺母座，该第二螺母座与滑台（2d）相连接，转盘（2e）可转动的安装在滑台（2d）上，转盘驱动电机（2f）固定在滑台（2d）上，转盘驱动电机（2f）通过联轴器与所述转盘（2e）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种玉石切割设备，其特征在于：转盘（2e）上开设有多个沿水平方向贯穿转盘（2e）外圆周壁的T型槽（2e1）。

5.根据权利要求1所述的一种玉石切割设备，其特征在于：安装支架（5a）还包括设置于安装支架（5a）底部的安装杆（5a3），该安装杆（5a3）上开设有若干安装孔（5a3a），安装杆（5a3）与立杆（5a1）之间还设有加强杆（5a4）。

6.根据权利要求5所述的一种玉石切割设备，其特征在于：旋转机构（5c）包括轴套（5c1）和平面轴承（5c2），轴套（5c1）通过螺丝固定在所述吸盘驱动气缸（5b）的伸缩杆上，吸盘驱动气缸（5b）的伸缩杆端部设有与轴套（5c1）相配合的连接法兰（5b1），平面轴承（5c2）置于所述轴套（5c1）内。

7.根据权利要求6所述的一种玉石切割设备，其特征在于：所述气动吸盘（5d）包括吸盘本体（5d1）和吸盘杆（5d2），该吸盘杆（5d2）上部设有一限位头（5d2a），该吸盘杆（5d2）穿插在平面轴承（5c2）和轴套（5c1）上，限位头（5d2a）置于轴套（5c1）内并搭载在平面轴承（5c2）上，吸盘本体（5d1）固定在吸盘杆（5d2）的下端。

8.根据权利要求1所述的玉石切割设备的切割方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、玉石固定在进给机构（2）上；

S2、切割机构（3）安装在所述升降台(4d)上，进给机构(2)固定在底座（1）上，该进给机构(2)带动固定在其上方的玉石向切割机构（3）方向直线进给，对玉石进行切割;

S3、并且由第一丝杠驱动电机（4c）带动第一丝杠（4b）转动，第一丝杠（4b）转动，带动升降台（4d）沿竖向导轨（4a）移动，升降台（4d）升降，带动切割机构（3）升降，实现玉石的层层切割；

S4、玉石切完一片后，气动吸盘（5d）将切断的玉石片吸住提起，气动吸盘（5d）上行过程中触碰到接近开关，接近开关发送电信号至控制系统，控制系统控制设备停机，取下玉石，然后气动吸盘（5d）又复位吸住未切割的玉石，如此往复，实现玉石切割无人看管。

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