CN117207046B - 一种石材加工抛光设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石材加工抛光设备及方法，设备结构包括机架、加工台和主轴，主轴上通过切换组件安装有抛光盘，切换组件包括基座和活动座，以及复数个铰链连接的摆臂和启闭连杆，抛光盘嵌套在环绕的摆臂上，切换组件还包括具有弹性的端撑件，切换组件通过可压缩伸缩的适应器安装在主轴上，本发明采用可展开和收缩的切换组件装夹着抛光盘对石材进行打磨，在进入浮雕边界凹凸落差较大的区域时，推动件带动活动座上升从而驱动摆臂向下摆动，使抛光盘折叠成竖柱状，让竖柱状抛光盘底端接触石材，端撑件末端带动抛光盘伸入凹陷部位内对石材进行打磨，从而利用自动设备来对凹凸落差较大的浮雕的凹陷部进行打磨。

Description

一种石材加工抛光设备及方法

技术领域

本发明涉及石材加工领域，具体的是一种石材加工抛光设备及方法。

背景技术

石材是建筑中常用的材料，根据用途不同通常有石柱、石墩、石板等形制，一些墙面装饰上或者景观造型上通常会采用浮雕石板来呈现浮雕图案，浮雕石板往常采用人工雕刻的形式，随着时代的发展雕刻机逐渐取代了人工，接管了大部分的浮雕石板的加工生产操作，在雕刻加工完成后，需要对浮雕石板进行抛光以便其呈现较好的展示效果。

现有的抛光操作通常由人工和机器辅助进行，但是很多浮雕表面具有凹凸落差较大且凹陷范围较小的结构，这使得不论是统一石材抛光流水线还是手扶抛光机台，甚至手持抛光机，其盘状抛光片都无法在水平旋转的工作形式下有效地对凹陷处进行打磨，通常需要后续人工用抛光块等小型的抛光工具进行单独打磨。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种石材加工抛光设备，其结构包括在机体上移动的机架和装设在机架下方的加工台，所述机架上装设有主轴，其中，所述加工台用于装夹具有浮雕图案或具有凹凸落差较大图案的石材，所述主轴上通过切换组件安装有用于对石材进行抛光的抛光盘，所述切换组件包括基座和活动座，以及复数个与活动座进行铰链连接的摆臂和分别和摆臂与基座进行铰链连接的启闭连杆，所述基座底端设有感应器，复数个所述摆臂环绕装设在活动座上，所述抛光盘嵌套在环绕成组的摆臂上，所述基座内设有推动件，所述推动件的推臂与活动座相连接，所述切换组件还包括具有弹性的端撑件，所述端撑件装设在摆臂末端且与抛光盘侧端相抵，所述切换组件通过可压缩伸缩的适应器安装在主轴上，所述适应器包括填充有气体或者弹性件的缸体和活动装设在缸体内的活动臂，所述活动臂通过调节组件与切换组件相连接，所述活动臂随着活动座位置的固定而与基座之间进行相对固定。

进一步地，所述抛光盘主体为纺织物且至少具有大于端撑件竖向长度的厚度，所述抛光盘外端面设有刷毛层或磨砾层，所述抛光盘结构内设有中空的套部，所述摆臂和端撑件嵌套在套部内，所述套部之间连接有密度小于套部的伸缩部。

进一步地，所述抛光盘主体纺织线呈由底面中部向四周延伸经过侧面延伸至顶面中部汇集的结构，所述抛光盘在该纺织线延伸方向上具有弹性，所述套部在竖向上的形变长度不超过原厚度的三分之一。

进一步地，所述端撑件主体在摆臂的长度方向上延伸，所述端撑件包括外撑部和中压部，所述外撑部和中压部均呈平条结构经单次弯曲回折状且具有趋向平直复位的弹性，单个所述端撑件内设有两条外撑部且外撑部向内弯曲回折的一端设有中压部，所述外撑部设在水平状的摆臂的上下端。

进一步地，所述外撑部和中压部的弯曲端为端撑件的末端且末端具有向外撑部两侧外撑开和内挤压的空间，所述外撑部末端相对中压部末端呈向外伸出状。

进一步地，所述活动座上设有复数根竖直的传动杆，所述传动杆活动卡合在基座上且由基座底端延伸至基座内，所述基座内的传动杆顶端安装有定位环，所述定位环通过传动杆与活动座进行同步移动，所述调节组件包括定位套和两根铰链连接在定位套上下两端的调距连杆，顶端的所述调距连杆与活动臂进行铰链连接，底端的所述调距连杆与定位环进行铰链连接。

进一步地，所述基座上固定设有水平的定位轴，所述定位套滑动嵌套在定位轴上，两根所述调距连杆外端的铰链连接点之间的连线到基座侧壁的距离，大于调距连杆的长度。

进一步地，所述定位套设有四个且调距连杆与定位套配合设有四组，所述定位轴设有一根且穿过两个相对侧的定位套。

进一步地，所述切换组件和适应器进行同步旋转且切换组件和适应器之间不发生轴向上的相对旋转，所述基座上设有限位柱，所述缸体与限位柱在竖向上嵌套配合。

一种石材加工抛光方法：首先，将具有浮雕图案或具有凹凸落差较大图案的石材装夹到加工台上，将高和深两种状态的石材表面处理图录入抛光设备的控制系统中；

随后，手动控制设备驱动推动件收缩，带动摆臂向下摆动，随后将外端面设有刷毛层或磨砾层的抛光盘通过套部对准端撑件向上嵌套进摆臂上并通过环形的铁丝或扎带固定。随后启动推动件带动摆臂展开使摆臂和端撑件配合将抛光盘撑开；

最后，启动设备，机架带动主轴在平面上进行XY轴运动和Z轴运动，通过XY轴层进方式对石材进行平移扫过，主轴与抛光盘下压到石材表面后进一步下降并压缩适应器，主轴驱动适应器、切换组件带动抛光盘进行旋转对石材进行抛光，在移动过程中感应器感受到落差变化后与控制系统的表面处理图进行配合，判断当前是否进入凹凸落差较大的浮雕边界，从而控制推动件带动切换组件使抛光盘切换状态，让抛光盘折叠成竖柱状同时切换组件整体上升一段距离，让竖柱状抛光盘底端接触石材，端撑件末端带动抛光盘对石材进行打磨，利用外撑部将抛光盘向侧向撑开，从而更能适应浮雕根部的抛光，而外撑部也可适应窄缝环境进行向内挤压，从而伸入窄的凹陷部内进行抛光，而在凹陷部底面平面抛光时则由中压部来对抛光盘进行主要的挤压，从而对凹凸落差较大的浮雕的凹陷部进行打磨。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用可展开和收缩的切换组件装夹着抛光盘对石材进行打磨，在进入浮雕边界凹凸落差较大的区域时，推动件带动活动座上升从而驱动摆臂向下摆动，使抛光盘折叠成竖柱状，让竖柱状抛光盘底端接触石材，端撑件末端带动抛光盘对石材进行打磨，端撑件用外撑部将抛光盘向侧向撑开，从而更能适应浮雕根部的抛光，而面对窄的凹陷部时外撑部也可适应窄缝环境进行向内挤压，从而伸入窄的凹陷部内进行抛光，从而利用自动设备来对凹凸落差较大的浮雕的凹陷部进行打磨。

2、本发明切换组件通过可压缩伸缩的适应器安装在主轴上，从而适应一些平面上起伏落差不大的浮雕结构，不用驱动机架单独进行高度控制，并让切换组件通过调节组件与适应器相连接，当推动件收缩带动活动座上升时定位环同步上升，并向上挤压调距连杆，由于顶端方向的自由度被定位轴阻挡，因此受挤压的调距连杆带动定位套沿着定位轴向外侧运动，定位套同时也拉动顶端的调距连杆，从而使活动臂相对基座向下运动，以活动臂为静止参照物的话便是让基座向上运动从而缩短整体高度，由于切换组件在带动抛光盘折叠成竖柱状后竖向长度会增加，通过调节组件可以使切换组件整体向上运动一段距离，避免适应器给端撑件施加太大压力从而影响石材凹陷部的适应效果和抛光效果。

3、本发明活动臂、活动座与基座均是通过定位轴进行连杆滑块连接，因此装设在基座内的推动件带动活动座运动时才会让活动臂相对基座移动，并且在推动件带动活动座静止时通过连杆滑块结构的限制让活动臂相对静止固定，从而利用连杆滑块机构，使活动臂能做到即时同步、快速响应。

附图说明

图1为本发明一种石材加工抛光设备的整体结构示意图。

图2为本发明抛光盘与切换组件配合以及切换组件、适应器在主轴上配合的三维结构示意图。

图3为本发明抛光盘、切换组件、适应器以及调节组件的三维剖面示意图。

图4为本发明抛光盘与切换组件配合的俯视剖切结构示意图。

图5为本发明抛光盘与切换组件的一种工作状态示意图。

图6为本发明切换组件通过调节组件与适应器配合的正剖结构示意图。

图7为本发明调节组件的三维结构示意图。

图8为本发明调节组件的工作状态结构示意图。

图中：1、加工台；2、机架；3、主轴；4、抛光盘；5、切换组件；6、适应器；7、推动件；8、调节组件；9、感应器；41、套部；42、伸缩部；51、基座；52、活动座；53、摆臂；54、端撑件；55、启闭连杆；61、缸体；62、活动臂；63、限位柱；81、调距连杆；82、定位套；83、定位轴；521、传动杆；522、定位环；541、外撑部；542、中压部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例：如图1-图8所示：本发明提供一种石材加工抛光设备，其结构包括在机体上移动的机架2和装设在机架2下方的加工台1，机架2上装设有主轴3，机架2用于带动主轴3在平面上进行XY轴运动和Z轴运动，主轴3驱动抛光盘4进行旋转对石材进行抛光，其中，加工台1用于装夹具有浮雕图案或具有凹凸落差较大图案的石材，抛光设备的控制系统中录入高和深两种状态的石材表面处理图，主轴3上通过切换组件5安装有用于对石材进行抛光的抛光盘4，而切换组件5通过可压缩伸缩的适应器6安装在主轴3上，切换组件5和适应器6进行同步旋转且切换组件5和适应器6之间不发生轴向上的相对旋转。

在本实施例中，切换组件5包括基座51和活动座52，以及复数个与活动座52进行铰链连接的摆臂53和分别和摆臂53与基座51进行铰链连接的启闭连杆55，摆臂53和启闭连杆55形成连杆机构连接基座51和活动座52，由于活动座52可活动相对于固定的基座51进行活动，因此摆臂53的摆动幅度较大，基座51内设有推动件7，推动件7的推臂与活动座52相连接，抛光盘4嵌套在环绕成组的摆臂53上，由此可知，在推动件7的推臂伸出带动活动座52下降到底端时，复数个环绕在活动座52上的摆臂53呈水平状并将抛光盘4撑开撑平，而当在推动件7的推臂收回带动活动座52上升时，通过连杆机构使得摆臂53向下摆动，从而压缩抛光盘4使抛光盘4呈竖柱状；

本领域技术人员可选的，推动件7可采用气缸、油缸或电缸，只需达到伸缩功能即可，由于切换组件5发生旋转，本领域技术人员可知的，气路和油路可通过活动接头经主轴3中部引出，电路可通过环形接触的接头经主轴3中部引出，旋转不会对其造成实施上的负面影响；

同时，切换组件5还包括具有弹性的端撑件54，端撑件54装设在摆臂53末端且与抛光盘4侧端相抵，端撑件54主体在摆臂53的长度方向上延伸，嵌套着抛光盘4的端撑件54在应对石材的凹陷部时，如果凹陷部足够宽则是复数个端撑件54带动抛光盘4一同抛光，如果宽度较小时，则是一个或两个端撑件54带动抛光盘4旋切进入又旋转而出进行抛光。

具体的，端撑件54包括外撑部541和中压部542，外撑部541和中压部542均呈平条结构经单次弯曲回折状且具有趋向平直复位的弹性，单个端撑件54内设有两条外撑部541且外撑部541向内弯曲回折的一端设有中压部542，外撑部541设在水平状的摆臂53的上下端，而外撑部541和中压部542的弯曲端为端撑件54的末端且末端具有向外撑部541两侧外撑开和内挤压的空间，这样使得摆臂53、端撑件54呈竖直状，且端撑件54末端带动抛光盘4对石材进行打磨时，利用外撑部541将抛光盘4向侧向撑开，从而更能适应浮雕根部的抛光，而外撑部541也可适应窄缝环境进行向内挤压，从而伸入窄的凹陷部内进行抛光，外撑部541末端相对中压部542末端呈向外伸出状，让外撑部541先发生弹性形变优先对根部进行抛光，并且本身发生形变的外撑部541也可在一定程度上带动中部的抛光盘4进行下压，而在凹陷部底面平面抛光时则由中压部542来对抛光盘4进行主要的挤压。

需要说明的是，基座51底端设有感应器9，感应器9用于检测高度变化，从而与设备的控制系统相配合对推动件7的状态进行切换，本领域技术人员可选的，感应器9可采用激光距离传感器、红外距离传感器、超声波距离传感器等，在感受到落差变化后与控制系统录入的高和深两种状态的石材表面处理图进行配合，判断当前是否进入凹凸落差较大的浮雕边界，从而控制推动件7带动切换组件5使抛光盘4切换状态。

而对于抛光盘4，采用的抛光盘4主体为纺织物且至少具有大于端撑件54竖向长度的厚度，抛光盘4外端面设有刷毛层或磨砾层，在本实施例中采用磨砾层，抛光盘4结构内设有中空的套部41，摆臂53和端撑件54嵌套在套部41内，套部41之间连接有密度小于套部41的伸缩部42，使得，抛光盘4在折叠呈竖柱状时可以通过伸缩部42来压缩空间，并且，抛光盘4主体纺织线呈由底面中部向四周延伸经过侧面延伸至顶面中部汇集的结构，抛光盘4在该纺织线延伸方向上具有弹性，该可发生弹性形变的方向也是端撑件54的形变方向，从而让抛光盘4更适合与端撑件54配合发生形变，套部41在竖向上的形变长度不超过原厚度的三分之一，从而通过套部41来保证抛光盘4加工受力部分的紧实度。

在本实施例中，切换组件5通过可压缩伸缩的适应器6安装在主轴3上，适应器6包括填充有气体或者弹性件的缸体61和活动装设在缸体61内的活动臂62，从而适应一些平面上起伏落差不大的浮雕结构，不用驱动机架2单独进行高度控制，活动臂62通过调节组件8与切换组件5相连接，活动臂62随着活动座52位置的固定而与基座51之间进行相对固定，即推动件7静止时，活动臂62等同于与基座51在当前位置上固定，直至推动件7发出动作使这个固定的状态被打破，活动臂62与基座51再在新的位置上固定；

而为了达到这个效果，活动座52上设有复数根竖直的传动杆521，传动杆521活动卡合在基座51上且由基座51底端延伸至基座51内，基座51内的传动杆521顶端安装有定位环522，从而使定位环522通过传动杆521与活动座52进行同步移动，而调节组件8包括定位套82和两根铰链连接在定位套82上下两端的调距连杆81，顶端的调距连杆81与活动臂62进行铰链连接，底端的调距连杆81与定位环522进行铰链连接，基座51上固定设有水平的定位轴83，定位套82滑动嵌套在定位轴83上，在本实施例中，定位套82设有四个且调距连杆81与定位套82配合设有四组，定位轴83设有一根且穿过两个相对侧的定位套82，当推动件7收缩带动活动座52上升时定位环522同步上升，并向上挤压调距连杆81，由于顶端方向的自由度被定位轴83阻挡，因此受挤压的调距连杆81带动定位套82沿着定位轴83向外侧运动，定位套82同时也拉动顶端的调距连杆81，从而使活动臂62相对基座51向下运动，以活动臂62为静止参照物的话便是让基座51向上运动从而缩短整体高度，切换组件5在带动抛光盘4折叠成竖柱状后竖向长度会增加得很多，通过调节组件8可以使切换组件5整体向上运动一段距离，避免适应器6给端撑件54施加太大压力从而影响石材凹陷部的适应效果和抛光效果。

可知的，由于活动臂62、活动座52与基座51均是通过定位轴83进行连杆滑块连接，因此装设在基座51内的推动件7带动活动座52运动时才会让活动臂62相对基座51移动，并且在推动件7带动活动座52静止时通过连杆滑块结构的限制让活动臂62相对静止固定，并且由于是连杆滑块机构，能做到即时同步、快速响应。

需要说明的是，两根调距连杆81外端的铰链连接点之间的连线到基座51侧壁的距离大于调距连杆81的长度，并且，基座51上设有限位柱63，缸体61与限位柱63在竖向上嵌套配合，从而使切换组件5和适应器6之间不发生轴向上的相对旋转。

不仅如此，本发明提供一种石材加工抛光方法，具体是具有浮雕图案或具有凹凸落差较大图案的石材在本实施例的石材加工抛光设备中的抛光方法：

首先，将具有浮雕图案或具有凹凸落差较大图案的石材装夹到加工台1上，将高和深两种状态的石材表面处理图录入抛光设备的控制系统中；

具体的说如同机加工的刀路图或者裁床的切割路线图等，这个表面处理图在图面上显示浮雕的高、深两种状态从而与感应器9配合检测进过的石材表面进而结合控制系统对表面处理图的判断从而产生指令输出，对推动件7的状态进行切换；

随后，手动控制设备驱动推动件7收缩，带动摆臂53向下摆动，随后将外端面设有刷毛层或磨砾层的抛光盘4通过套部41对准端撑件54向上嵌套进摆臂53上并通过环形的铁丝或扎带固定。随后启动推动件7带动摆臂53展开使摆臂53和端撑件54配合将抛光盘4撑开；

最后，启动设备，机架2带动主轴3在平面上进行XY轴运动和Z轴运动，通过XY轴层进方式对石材进行平移扫过，主轴3与抛光盘4下压到石材表面后进一步下降并压缩适应器6，主轴3驱动适应器6、切换组件5带动抛光盘4进行旋转对石材进行抛光，在移动过程中感应器9感受到落差变化后与控制系统的表面处理图进行配合，判断当前是否进入凹凸落差较大的浮雕边界，从而控制推动件7带动切换组件5使抛光盘4切换状态，让抛光盘4折叠成竖柱状同时切换组件5整体上升一段距离，让竖柱状抛光盘4底端接触石材，端撑件54末端带动抛光盘4对石材进行打磨，利用外撑部541将抛光盘4向侧向撑开，从而更能适应浮雕根部的抛光，而外撑部541也可适应窄缝环境进行向内挤压，从而伸入窄的凹陷部内进行抛光，而在凹陷部底面平面抛光时则由中压部542来对抛光盘4进行主要的挤压，从而对凹凸落差较大的浮雕的凹陷部进行打磨。

需要说明的是，不断旋转的抛光盘4使端撑件54一条一条进入凹陷部进行打磨又一条一条从凹陷部边缘滑出，因此收缩呈竖柱状的抛光盘4不会受到浮雕凹陷部的走向的影响。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (5)

1.一种石材加工抛光设备，其结构包括在机体上移动的机架和装设在机架下方的加工台，所述机架上装设有主轴，其特征在于：所述加工台用于装夹具有浮雕图案的石材，所述主轴上通过切换组件安装有用于对石材进行抛光的抛光盘；

所述切换组件包括基座和活动座，以及复数个与活动座进行铰链连接的摆臂和分别和摆臂与基座进行铰链连接的启闭连杆，所述基座底端设有感应器，复数个所述摆臂环绕装设在活动座上，所述抛光盘嵌套在环绕成组的摆臂上，所述基座内设有推动件，所述推动件的推臂与活动座相连接；

所述切换组件还包括具有弹性的端撑件，所述端撑件装设在摆臂末端且与抛光盘侧端相抵；

所述切换组件通过可压缩伸缩的适应器安装在主轴上，所述适应器包括填充有气体或者弹性件的缸体和活动装设在缸体内的活动臂，所述活动臂通过调节组件与切换组件相连接，所述活动臂随着活动座位置的固定而与基座之间进行相对固定；

所述端撑件主体在摆臂的长度方向上延伸，所述端撑件包括外撑部和中压部，所述外撑部和中压部均呈平条结构经单次弯曲回折状且具有趋向平直复位的弹性；

单个所述端撑件内设有两条外撑部且外撑部向内弯曲回折的一端设有中压部，所述外撑部设在水平状的摆臂的上下端；

所述抛光盘主体为纺织物且至少具有大于端撑件竖向长度的厚度，所述抛光盘外端面设有刷毛层或磨砾层；

所述抛光盘结构内设有中空的套部，所述摆臂和端撑件嵌套在套部内，所述套部之间连接有密度小于套部的伸缩部；

所述抛光盘主体纺织线呈由底面中部向四周延伸经过侧面延伸至顶面中部汇集的结构，所述抛光盘在该纺织线延伸方向上具有弹性；

所述套部在竖向上的形变长度不超过原厚度的三分之一；

所述外撑部和中压部的弯曲端为端撑件的末端且末端具有向外撑部两侧外撑开和内挤压的空间，所述外撑部末端相对中压部末端呈向外伸出状；

所述切换组件和适应器进行同步旋转且切换组件和适应器之间不发生轴向上的相对旋转；

所述基座上设有限位柱，所述缸体与限位柱在竖向上嵌套配合。

2.根据权利要求1所述的一种石材加工抛光设备，其特征在于：所述活动座上设有复数根竖直的传动杆，所述传动杆活动卡合在基座上且由基座底端延伸至基座内，所述基座内的传动杆顶端安装有定位环，所述定位环通过传动杆与活动座进行同步移动；

所述调节组件包括定位套和两根铰链连接在定位套上下两端的调距连杆，顶端的所述调距连杆与活动臂进行铰链连接，底端的所述调距连杆与定位环进行铰链连接。

3.根据权利要求2所述的一种石材加工抛光设备，其特征在于：所述基座上固定设有水平的定位轴，所述定位套滑动嵌套在定位轴上；

两根所述调距连杆外端的铰链连接点之间的连线到基座侧壁的距离，大于调距连杆的长度。

4.根据权利要求3所述的一种石材加工抛光设备，其特征在于：所述定位套设有四个且调距连杆与定位套配合设有四组，所述定位轴设有一根且穿过两个相对侧的定位套。

5.一种石材加工抛光方法，其特征在于：采用权利要求1-4任意一项所述的石材加工抛光设备进行喷涂，包括如下步骤：

首先，将具有浮雕图案的石材装夹到加工台上，将高和深两种状态的石材表面处理图录入抛光设备的控制系统中；

随后，手动控制设备驱动推动件收缩，带动摆臂向下摆动，随后将外端面设有刷毛层或磨砾层的抛光盘通过套部对准端撑件向上嵌套进摆臂上并通过环形的铁丝或扎带固定；随后启动推动件带动摆臂展开使摆臂和端撑件配合将抛光盘撑开；

最后，启动设备，机架带动主轴在平面上进行XY轴运动和Z轴运动，通过XY轴层进方式对石材进行平移扫过，主轴与抛光盘下压到石材表面后进一步下降并压缩适应器，主轴驱动适应器、切换组件带动抛光盘进行旋转对石材进行抛光，在移动过程中感应器感受到落差变化后与控制系统的表面处理图进行配合，判断当前是否进入凹凸落差较大的浮雕边界，从而控制推动件带动切换组件使抛光盘切换状态，让抛光盘折叠成竖柱状同时切换组件整体上升一段距离，让竖柱状抛光盘底端接触石材，端撑件末端带动抛光盘对石材进行打磨，利用外撑部将抛光盘向侧向撑开，从而更能适应浮雕根部的抛光，而外撑部也可适应窄缝环境进行向内挤压，从而伸入窄的凹陷部内进行抛光，而在凹陷部底面平面抛光时则由中压部来对抛光盘进行主要的挤压，从而对凹凸落差较大的浮雕的凹陷部进行打磨。