CN111922803A - 一种卧式圆柱加工中心及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卧式圆柱加工中心及其加工方法，包含机架、滑台、滑台驱动机构、滑台刹车机构和刀具升降机构；机架上具有第一上下料工位、第二上下料工位和加工工位；滑台驱动机构带动滑台在机架的各个工位上移动，滑台刹车机构用于将滑台固定在当前位置；滑台上至少设置有一套工件装夹机构，工件装夹机构用于装夹工件，并带动工件转动；机架上至少设置有一个刀具升降机构，刀具升降机构包含升降组件和磨削加工组件，升降组件带动磨削加工组件升降，磨削加工组件对工件装夹机构上的工件进行磨削加工；本方案通过滑台与升降机构配合，可以实现圆柱类石材的自动化加工，减少了人力，并且大幅提高了石材的加工效率和产品质量。

Description

一种卧式圆柱加工中心及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种卧式圆柱加工中心及其加工方法，属于石材加工设备技术领域。
背景技术
随着经济发展，人们生活水平逐渐提高，石材类的装饰得到了更加广泛的应用；现有的圆柱类石材加工一般是通过锯片仿形机先切除圆柱石材的外部材料，使外圆形状初步成型，然后在通过手工打磨；但这种方式的加工效率较低，且产品精度较差。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种卧式圆柱加工中心及其加工方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种卧式圆柱加工中心，包含机架、滑台、滑台驱动机构、滑台刹车机构和刀具升降机构；所述机架上具有第一上下料工位、第二上下料工位和加工工位，加工工位位于第一上下料工位和第二上下料工位之间；所述滑台驱动机构带动滑台在机架的各个工位上移动，滑台刹车机构用于将滑台固定在当前位置；所述滑台上至少设置有一套工件装夹机构，工件装夹机构用于装夹工件，并带动工件转动；所述机架上至少设置有一个刀具升降机构，刀具升降机构包含升降组件和磨削加工组件，升降组件带动磨削加工组件升降，磨削加工组件对工件装夹机构上的工件进行磨削加工。
优选的，所述滑台驱动机构包含滑轨和齿轮齿条驱动组件，齿轮齿条驱动组件包含齿条和齿轮电机，滑轨和齿条互相平行，并固定安装在机架上，滑轨有两道，分别位于滑台的两侧，滑台与滑轨滑动配合，齿轮电机固定安装在滑台上，齿轮电机与齿条配合。
优选的，所述滑台刹车机构包含刹车支架，刹车支架紧固在滑台上，刹车支架上设置有竖直向下的刹车气缸，刹车气缸的气缸杆上设置有刹车套，刹车套的下端设置有锥面结构；所述机架上设置有多个沿滑台的移动方向布置的刹车块，刹车块的顶部设置有锥面结构，刹车套与刹车块通过锥面结构配合。
优选的，所述工件装夹机构包含工件夹具和工件旋转驱动装置，工件夹具包含两个带转轴的端部顶紧组件，两个端部顶紧组件分别顶紧工件的两端，工件旋转驱动装置与其中一个端部顶紧组件的转轴配合。
优选的，所述升降组件包含升降支座，升降支座固定安装在机架上，升降支座上设置有丝杆升降机构；所述磨削加工组件包含磨削刀轴、磨轮和刀轴驱动装置，刀轴驱动装置设置在丝杆升降机构上，磨轮设置在磨削刀轴上，磨削刀轴与刀轴驱动装置的主轴配合。
优选的，所述机架上设置有龙门架，龙门架上至少设置有一套刀具升降机构，升降组件包含升降架及其升降驱动组件；所述磨削加工组件包含磨削刀轴、磨轮和刀轴驱动装置，刀轴驱动装置设置在升降架上，磨轮设置在磨削刀轴上，磨削刀轴的两端转动设置在升降架的底部，刀轴驱动装置带动磨削刀轴转动。
优选的，所述机架上设置有喷淋机构，喷淋机构位于加工工位。
优选的，所述滑台上设置有多套工件装夹机构，机架上设置有多组刀具升降机构，多套工件装夹机构和多组刀具升降机构沿滑台的移动方向依次排列；所述第一上下料工位位于机架后侧，第二上下料工位位于机架前侧，位于滑台最前侧的为首位工件装夹机构，位于滑台最后侧的为末位工件装夹机构；多组刀具升降机构中，位于最前侧的为末位刀具升降机构，位于最后侧的为首位刀具升降机构；所述滑台滑动至第一上下料工位的最后侧时，首位的工件装夹机构位于首位刀具升降机构的下方；滑台滑动至第二上下料工位的最前侧时，末位的工件装夹机构位于末位刀具升降机构的下方。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本方案设计了一种卧式的圆柱石材加工设备，通过滑台与升降机构配合，可以实现圆柱类石材的自动化加工，减少了人力，并且大幅提高了石材的加工效率和产品质量。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的卧式圆柱加工中心的第一种实施方式的正面结构示意图；
附图2为圆柱加工中心的第一种实施方式的侧面结构示意图；
附图3为圆柱加工中心的第一种实施方式的滑台结构示意图；
附图4为本发明所述的滑台刹车机构的示意图；
附图5为卧式圆柱加工中心的第二种实施方式的正面结构示意图；
附图6为卧式圆柱加工中心的第二种实施方式的侧面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1-4所示，本发明所述的一种卧式圆柱加工中心，包含机架1、滑台2、滑台驱动机构、滑台刹车机构和刀具升降机构；所述机架1上具有第一上下料工位、第二上下料工位和加工工位，加工工位位于第一上下料工位和第二上下料工位之间；所述滑台驱动机构带动滑台2在机架1的各个工位上移动，滑台刹车机构用于将滑台2固定在当前位置；所述滑台2上至少设置有一套工件装夹机构，本实施例中设置了六套工件装夹机构，工件装夹机构用于装夹工件，并带动工件转动；所述机架1上至少设置有一套刀具升降机构，本实施例中设置了五套工件装夹机构，五套工件装夹机构相互对齐，并沿滑台2的移动方向依次等间距排列；每套刀具升降机构均包含升降组件和磨削加工组件，升降组件带动磨削加工组件升降，磨削加工组件对工件装夹机构上的工件进行磨削加工；所述机架1上还设置有喷淋机构3和电控箱4，喷淋机构3位于加工工位的上方，用于向下喷淋磨削冷却液，对高速磨削加工的工件进行冷却。
所述滑台驱动机构包含滑轨11和齿轮齿条驱动组件12，齿轮齿条驱动组件12包含齿条和齿轮电机，滑轨11和齿条互相平行，并固定安装在机架1上，滑轨11有两道，分别位于滑台2的两侧，滑台2与滑轨11滑动配合，齿轮电机固定安装在滑台2上，齿轮电机与齿条配合，带动滑台2沿滑轨11滑动。
所述滑台刹车机构包含刹车支架13，刹车支架13紧固在滑台2上，刹车支架13上设置有竖直向下的刹车气缸14，刹车气缸14的气缸杆上设置有刹车套15，刹车套15的下端设置有锥面结构；所述机架1上设置有多个沿滑台2的移动方向等间距布置的刹车块16，刹车块16的顶部设置有锥面结构，刹车套15与刹车块16通过锥面结构配合。
所述的每个工件装夹机构均包含工件夹具21和工件旋转驱动装置22，六套工件装夹机构的工件夹具21相互平行、对齐，并沿滑台2的移动方向依次等间距设置；每个工件夹具21均包含两个带转轴的端部顶紧组件，两个端部顶紧组件分别顶紧工件的两端，工件旋转驱动装置22为伺服减速电机，电机通过链轮与其中一个端部顶紧组件的转轴配合，带动工件在加工过程中转动。
所述升降组件包含升降支座31，升降支座31固定安装在机架1上，升降支座31上设置有丝杆升降机构32，丝杆升降机构32一般包含升降台、导柱导套和电机丝杆；所述磨削加工组件包含磨削刀轴41、磨轮42和刀轴驱动装置43，磨轮42一般为金刚石滚轮，刀轴驱动装置43为高速电机，电机设置在丝杆升降机构32的升降台上，磨轮42设置在磨削刀轴41上，磨削刀轴41与刀轴驱动装置43的主轴配合。
下面简述卧式圆柱加工中心的工作原理和加工方法。
所述的第一上下料工位位于机架1后侧，即图1的右侧，第二上下料工位位于机架1前侧，即图1的左侧，加工工位位于中间；位于滑台2最前侧的为首位工件装夹机构，位于滑台2最后侧的为末位工件装夹机构；位于最前侧的为末位刀具升降机构，位于最后侧的为首位刀具升降机构。
相邻两个工件装夹机构的中心之间的间距与相邻两个刀具升降机构的中心之间的间距以及相邻两个刹车块16的中心之间的间距相等；每个刀具升降机构均具有设定的下降高度，五套刀具升降机构从首位到末尾依次分别用于粗磨、精磨、一次抛光、二次抛光、三次抛光。
开始加工之前，滑台2位于第一上下料工位，刹车落锁，只有首位的工件装夹机构处于加工工位，并位于首位刀具升降机构的下方，其他的工件装夹机构均在加工工位之外，并且所有的刀具升降机构处于升起状态；
在每个工件夹具21上都装上工件并夹紧，随后启动设备进行加工，所有的刀具和工件均按照设定转速开始转动，首位的刀具升降机构下降，磨轮42对首位的工件进行粗磨成型加工；
随后刀具升降机构抬升，同时刹车解锁，滑台2向前移动一个工位，刹车落锁，同时首位的刀具升降机构下降，对第二位的工件进行粗磨成型加工，第二位的刀具升降机构下降，对首位的工件进行精磨加工；
首位和第二位的工件加工完成后，刀具升降机构抬升，同时刹车解锁，滑台2向前移动一个工位，刹车落锁，同时首位的刀具升降机构下降，对第三位的工件进行粗磨成型加工，第二位的刀具升降机构下降，对第二位的工件进行精磨加工，第三位的刀具升降机构下降，对首位的工件进行抛光加工；
首位至第三位的工件加工完成后，刀具升降机构抬升，同时刹车解锁，滑台2向前移动一个工位，刹车落锁，同时首位的刀具升降机构下降，对第四位的工件进行粗磨成型加工，第二位的刀具升降机构下降，对第三位的工件进行精磨加工，第三位的刀具升降机构下降，对第二位的工件进行精磨加工，第四位的刀具升降机构下降，对首位的工件进行抛光加工；
随后滑台2不断向前进给，重复上述过程，直至滑台2的前端离开加工工位，进入第二上下料工位后，可以取下进入第二上下料工位的工件，并换上新的毛坯；
滑台2完全进入第二上下料工位后，滑台2的后端不离开加工工位，处于末位的工件装夹机构位于末位刀具升降机构的下方，待末位的工件加工完成后，末位的刀具升降机构抬升，同时刹车解锁，滑台2直接退回至初始位置，重新开始加工，并可以更换末位的工件，在此过程中，刀轴驱动装置43始终不停机。
本方案中，滑台2始终有一端留在加工工位，这种设计可以最大程度上保证加工效率。
在更换工件时，工件可以停止转动，也可以不停止转动，因为工件本身转速较低，但最好设定为，工件只在进入加工工位才转动，只要离开加工工位就停转，既能方便更换工件，也节约了能源；当然，刀轴也可以设定为，只有工件进入该刀轴的下方，刀轴才开始高速转动。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于，实施例1的图示中，工件较为短小，与其仿形的磨轮42也就较为短小，磨削刀轴41可采用单臂结构；而实施例2中的工件较长，与其仿形的磨轮42也就较长，其磨削刀轴41必须两端都通过轴承固定，因此需要采用龙门结构，具体实施方式如下：
所述机架1上设置有龙门架33，龙门架33横跨机架1，龙门架33上至少设置有一套刀具升降机构，本实施例中为五套刀具升降机构，升降组件包含升降架34及其升降驱动组件，升降驱动组件可以是液压或丝杆等升降机构；所述磨削加工组件包含磨削刀轴41、磨轮42和刀轴驱动装置43，刀轴驱动装置43设置在升降架34上，磨轮42设置在磨削刀轴41上，磨削刀轴41的两端转动设置在升降架34的底部，刀轴驱动装置43为高速电机，电机通过带传动驱动磨削刀轴41转动。
本实施例的工作过程可参考实施例1。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种卧式圆柱加工中心，其特征在于：包含机架（1）、滑台（2）、滑台驱动机构、滑台刹车机构和刀具升降机构；所述机架（1）上具有第一上下料工位、第二上下料工位和加工工位，加工工位位于第一上下料工位和第二上下料工位之间；所述滑台驱动机构带动滑台（2）在机架（1）的各个工位上移动，滑台刹车机构用于将滑台（2）固定在当前位置；所述滑台（2）上至少设置有一套工件装夹机构，工件装夹机构用于装夹工件，并带动工件转动；所述机架（1）上至少设置有一个刀具升降机构，刀具升降机构包含升降组件和磨削加工组件，升降组件带动磨削加工组件升降，磨削加工组件对工件装夹机构上的工件进行磨削加工。
2.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述滑台驱动机构包含滑轨（11）和齿轮齿条驱动组件（12），齿轮齿条驱动组件（12）包含齿条和齿轮电机，滑轨（11）和齿条互相平行，并固定安装在机架（1）上，滑轨（11）有两道，分别位于滑台（2）的两侧，滑台（2）与滑轨（11）滑动配合，齿轮电机固定安装在滑台（2）上，齿轮电机与齿条配合。
3.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述滑台刹车机构包含刹车支架（13），刹车支架（13）紧固在滑台（2）上，刹车支架（13）上设置有竖直向下的刹车气缸（14），刹车气缸（14）的气缸杆上设置有刹车套（15），刹车套（15）的下端设置有锥面结构；所述机架（1）上设置有多个沿滑台（2）的移动方向布置的刹车块（16），刹车块（16）的顶部设置有锥面结构，刹车套（15）与刹车块（16）通过锥面结构配合。
4.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述工件装夹机构包含工件夹具（21）和工件旋转驱动装置（22），工件夹具（21）包含两个带转轴的端部顶紧组件，两个端部顶紧组件分别顶紧工件的两端，工件旋转驱动装置（22）与其中一个端部顶紧组件的转轴配合。
5.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述升降组件包含升降支座（31），升降支座（31）固定安装在机架（1）上，升降支座（31）上设置有丝杆升降机构（32）；所述磨削加工组件包含磨削刀轴（41）、磨轮（42）和刀轴驱动装置（43），刀轴驱动装置（43）设置在丝杆升降机构（32）上，磨轮（42）设置在磨削刀轴（41）上，磨削刀轴（41）与刀轴驱动装置（43）的主轴配合。
6.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述机架（1）上设置有龙门架（33），龙门架（33）上至少设置有一套刀具升降机构，升降组件包含升降架（34）及其升降驱动组件；所述磨削加工组件包含磨削刀轴（41）、磨轮（42）和刀轴驱动装置（43），刀轴驱动装置（43）设置在升降架（34）上，磨轮（42）设置在磨削刀轴（41）上，磨削刀轴（41）的两端转动设置在升降架（34）的底部，刀轴驱动装置（43）带动磨削刀轴（41）转动。
7.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述机架（1）上设置有喷淋机构（3），喷淋机构（3）位于加工工位。
8.根据权利要求1所述的卧式圆柱加工中心，其特征在于：所述滑台（2）上设置有多套工件装夹机构，机架（1）上设置有多组刀具升降机构，多套工件装夹机构和多组刀具升降机构沿滑台（2）的移动方向依次排列；所述第一上下料工位位于机架（1）后侧，第二上下料工位位于机架（1）前侧，位于滑台（2）最前侧的为首位工件装夹机构，位于滑台（2）最后侧的为末位工件装夹机构；多组刀具升降机构中，位于最前侧的为末位刀具升降机构，位于最后侧的为首位刀具升降机构；所述滑台（2）滑动至第一上下料工位的最后侧时，首位的工件装夹机构位于首位刀具升降机构的下方；滑台（2）滑动至第二上下料工位的最前侧时，末位的工件装夹机构位于末位刀具升降机构的下方。
9.一种卧式圆柱加工中心的加工方法，其特征在于：所述卧式圆柱加工中心包含机架（1）、滑台（2）、滑台驱动机构、滑台刹车机构和刀具升降机构；所述机架（1）上具有第一上下料工位、第二上下料工位和加工工位，第一上下料工位位于机架（1）后侧，第二上下料工位位于机架（1）前侧，加工工位位于第一上下料工位和第二上下料工位之间；所述滑台驱动机构带动滑台（2）在机架（1）的各个工位上移动，滑台刹车机构用于将滑台（2）固定在当前位置；
所述滑台（2）上设置有多套工件装夹机构，工件装夹机构用于装夹工件，并带动工件转动，位于滑台（2）最前侧的为首位工件装夹机构，位于滑台（2）最后侧的为末位工件装夹机构；
所述机架（1）上设置有多套刀具升降机构，位于最前侧的为末位刀具升降机构，位于最后侧的为首位刀具升降机构；每套刀具升降机构包含升降组件和磨削加工组件，升降组件带动磨削加工组件升降，磨削加工组件对工件装夹机构上的工件进行磨削加工；
所述滑台（2）滑动至第一上下料工位的最后侧时，首位的工件装夹机构位于首位刀具升降机构的下方；滑台（2）滑动至第二上下料工位的最前侧时，末位的工件装夹机构位于末位刀具升降机构的下方；
开始加工之前，滑台（2）的后端位于第一上下料工位的最后侧，滑台刹车机构落锁，只有首位的工件装夹机构处于加工工位，并位于首位刀具升降机构的下方，其他的工件装夹机构均在加工工位之外，并且所有的刀具升降机构处于升起状态；
在每个工件装夹机构上都装上工件并夹紧，随后启动设备进行加工，首位的刀具升降机构下降至设定的高度，其磨削加工组件对首位的工件进行磨削加工；
随后刀具升降机构抬升，同时滑台刹车机构解锁，滑台（2）向前移动一个工位，滑台刹车机构落锁，同时首位的刀具升降机构下降，对第二位的工件进行磨削加工，第二位的刀具升降机构下降，对首位的工件进行磨削加工；
随后滑台（2）不断向前进给，重复上述过程，所有的磨削加工组件依次对各个工件进行磨削加工，直至滑台（2）的前端离开加工工位，进入第二上下料工位后，取下进入第二上下料工位的工件，并换上新的毛坯；
滑台（2）完全进入第二上下料工位后，滑台（2）的前端位于第二上下料工位的最前侧，滑台（2）的后端不离开加工工位，处于末位的工件装夹机构位于末位刀具升降机构的下方；
待末位的工件加工完成后，末位的刀具升降机构抬升，同时滑台刹车机构解锁，滑台（2）直接退回至初始位置，重新开始加工，并更换末位的工件。
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