CN117620845A - 一种数控四轴弧板磨光机及加工流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石材加工领域，特别是指一种数控四轴弧板磨光机及加工流程，该磨光机包括有底座、X轴支架、Y轴滑座、机头和刀库。在加工时，将弧形板置于工作台上，而后通过Z轴滑座和X轴滑座的移动，Y轴滑座的升降，再配合连接座的旋转，调整机头和刀具的位置和角度，同时机头驱动刀具旋转，加工弧形板表面，过程中机头可根据加工需要，在刀库进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤，直接加工完成成品，避免了繁琐的人工换刀对刀，节省大量时间，而本发明采用机械加工、打磨，可有效提高生产效率及加工、打磨精度，保证加工、磨光效果。

Description

一种数控四轴弧板磨光机及加工流程

技术领域

本发明涉及石材加工领域，特别是指一种数控四轴弧板磨光机及加工流程。

背景技术

在现代建筑装饰中，已大量的使用异型石板材，其中，弧形板材尤其使用广范，为了提高弧形板材表面的光洁度和延长其使用寿命，需要对弧形板材进行磨光加工，而在磨光时通常采用人工加工磨光，即操作人员手持打磨机，对板材进行打磨处理，劳动强度大，磨光效果差。

发明内容

针对上述背景技术提出的不足，本发明提供一种数控四轴弧板磨光机及加工流程。

本发明采用如下技术方案：

一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于，该磨光机包括：

底座，所述底座上表面设有工作台，并且所述底座两端均设有Z轴支架；

X轴支架，所述X轴支架两端均设有Z轴滑座，两所述Z轴滑座分别设于两所述Z轴支架上前后移动，并且所述X轴支架上设有X轴滑座，该X轴滑座位于所述X轴支架上左右移动；

Y轴滑座，所述Y轴滑座设于所述X轴滑座上升降，并且所述Y轴滑座底端设有连接座，该连接座设于所述Y轴滑座上转动；

机头，所述机头设于所述连接座上，该机头用于装夹刀具并驱动其旋转；

刀库，所述刀库设于所述工作台一侧，所述刀库包括刀架和刀夹，所述刀架上设有若干刀夹，该刀夹用于放置所述刀具；

其中，所述工作台用于放置弧形板，在所述Z轴滑座、X轴滑座、Y轴滑座移动以及连接座旋转中，所述机头用于驱动所述刀具加工所述弧形板表面。

作为进一步的改进，所述Z轴滑座和X轴滑座的移动均通过齿轮齿条机构驱动，所述齿轮齿条机构驱动包括横移齿轮和齿条，所述Z轴支架和X轴支架上均设有所述齿条，所述Z轴滑座和X轴滑座上设有用于驱动所述横移齿轮旋转的横移电机，并且所述横移齿轮与所述齿条相啮合。

作为进一步的改进，所述X轴滑座包括一号滑座和二号滑座，所述一号滑座和二号滑座相互垂直，该一号滑座和二号滑座分别位于所述X轴支架的正面以及上表面滑动，并且所述横移电机设于所述二号滑座上，所述Y轴滑座设于所述一号滑座上升降。

作为进一步的改进，所述Z轴支架底面、一号滑座背面以及二号滑座底面均设有若干滑块，所述Z轴支架上表面、所述X轴支架的正面以及上表面均设有滑轨，所述滑块设于所述滑轨外侧滑动。

作为进一步的改进，所述Y轴滑座的升降通过丝杠机构驱动，所述丝杠机构驱动包括丝杠，所述丝杠设于所述Y轴滑座背面转动，所述一号滑座正面设有连接部，所述连接部与所述丝杠螺纹连接，并且所述丝杠通过设于所述Y轴滑座顶部的升降电机驱动。

作为进一步的改进，所述刀库可相对工作台水平移动。

作为进一步的改进，两所述Z轴支架之间设有横杆，该横杆两端分别连接至两所述Z轴支架上，并且所述横杆上设有伸缩气缸，该伸缩气缸用于驱动所述刀架水平移动。

作为进一步的改进，所述连接座的旋转通过齿轮机构驱动，所述齿轮机构包括相互啮合的一号齿轮和二号齿轮，所述Y轴滑座底端设有固定座，所述一号齿轮和二号齿轮均设于所述固定座内转动，所述Y轴滑座上在与所述一号齿轮相对应的位置上贯穿有连接孔，所述连接座贯穿所述连接孔后连接至所述一号齿轮上，并且所述二号齿轮通过设于所述固定座上的旋转电机驱动。

作为进一步的改进，所述一号齿轮的圆心处设有贯穿至所述固定座以及连接座上的导线孔。

一种数控四轴弧板磨光机的加工流程，其特征在于，按以下步骤进行：

第一步，将弧形板置于工作台上；第二步，使Z轴滑座和X轴滑座移动，且Y轴滑座升降，再配合连接座的旋转，调整机头和刀具的位置和角度，同时通过机头驱动所述刀具旋转，加工所述弧形板表面；第三步，机头根据加工需要，在刀库进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤，直接加工完成成品。

由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：在加工时，将弧形板置于工作台上，而后通过Z轴滑座和X轴滑座的移动，Y轴滑座的升降，再配合连接座的旋转，调整机头和刀具的位置和角度，同时机头驱动刀具旋转，加工弧形板表面，过程中机头可根据加工需要，在刀库进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤（如：粗铣，精雕，粗磨，精磨，开盆孔，倒角等）直接加工完成成品，避免了繁琐的人工换刀对刀，节省大量时间，而本发明采用机械加工、打磨，可有效提高生产效率及加工、打磨精度，保证加工、磨光效果。

附图说明

图1为底座、Z轴支架和X轴支架的立体结构示意图。

图2为图1中A的结构示意图。

图3为图1中B的结构示意图。

图4为横移齿轮和横移电机的立体结构示意图。

图5为X轴支架、Y轴滑座和机头的立体结构示意图。

图6为Y轴滑座和机头的立体结构示意图。

图7为Y轴滑座的立体结构示意图。

图8为机头和连接座的立体结构示意图。

图9为Y轴滑座、机头和连接座的立体结构示意图。

图10为Y轴滑座和导向气缸的立体结构示意图。

图11为刀库和Z轴支架的立体结构示意图。

图12为刀库的立体结构示意图。

图13为本发明的立体结构示意图。

图14为工作台和夹具的立体结构示意图。

图15为图14中C的结构示意图。

图16为夹具的立体结构示意图。

图17为本发明的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

如附图1、图5和图11所示，一种数控四轴弧板磨光机包括有底座1、X轴支架3、Y轴滑座4、机头5和刀库7。

如附图1至图4所示，底座1上表面设有工作台2，底座1两端均设置Z轴支架11，两Z轴支架11之间设有X轴支架3，其中，X轴支架3两端均设有Z轴滑座31，两Z轴滑座31分别设于两Z轴支架11上前后移动，并且X轴支架3上设有X轴滑座32，该X轴滑座32位于X轴支架3上左右移动，具体的说，Z轴滑座31和X轴滑座32的移动均通过齿轮齿条机构驱动，齿轮齿条机构驱动包括相互啮合的横移齿轮1f和齿条1b，Z轴支架11和X轴支架3上均设有齿条1b，Z轴滑座31和X轴滑座32上设有用于驱动横移齿轮1f旋转的横移电机1a。在加工时，通过横移电机1a驱动横移齿轮1f旋转，使得Z轴滑座31和X轴滑座32在横移齿轮1f与齿条1b的啮合力作用下，分别沿着Z轴支架11和X轴支架3移动。

值得一提的是，如附图2和图3所示，X轴滑座32包括一号滑座321和二号滑座322，一号滑座321和二号滑座322相互垂直，该一号滑座321和二号滑座322分别位于X轴支架3的正面以及上表面滑动，而横移电机1a设于二号滑座322上。并且Z轴支架11底面、一号滑座321背面以及二号滑座322底面均设有若干滑块1c，Z轴支架11上表面、X轴支架3的正面以及上表面均设有滑轨1d，且Z轴支架11上表面为双滑轨1d，滑块1c设于滑轨1d外侧滑动。在Z轴滑座31和X轴滑座32的移动过程中，利用滑轨1d对滑块1c起到的限位作用，可保证Z轴滑座31和X轴滑座32可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。同时X轴滑座32上的二号滑座322可分担一号滑座321的受力，以提高X轴滑座32的负载能力。

如附图3、图5、图6和图7所示，Y轴滑座4设于X轴滑座32的一号滑座321上升降，具体的说，Y轴滑座4的升降通过丝杠机构驱动，该丝杠机构驱动包括丝杠42，丝杠42通过两轴承座44设于Y轴滑座4背面转动，一号滑座321正面设有连接部34，连接部34与丝杠42螺纹连接，并且丝杠42通过设于Y轴滑座4顶部的升降电机43驱动。在加工时，通过升降电机43驱动丝杠42旋转，而由于连接部34固定在一号滑座321上不动，使得Y轴滑座4在丝杠42的螺纹力作用下，位于一号滑座321上升降。

进一步的，如附图3、图7和图10所示，一号滑座321正面设有若干滑块1c，Y轴滑座4背面设有滑轨1d，滑块1c设于滑轨1d外侧滑动。同时一号滑座321上设有导向气缸6，该导向气缸6的活塞61连接至Y轴滑座4上。在Y轴滑座4的升降过程中，利用滑轨1d对滑块1c起到的限位作用以及导向气缸6的导向作用，可保证Y轴滑座4在高负载的情况下实现高精度的直线运动。值得一提的是，如附图10和图13所示，Z轴支架11、X轴支架3和Y轴滑座4的滑轨1d上均设有防尘罩1e，防尘罩1e为可伸缩结构，具体的说，该防尘罩1e为风琴罩，该防尘罩1e一端固定安装在Z轴支架11、X轴支架3和Y轴滑座4上，防尘罩1e另一端连接至移动的Z轴滑座31、X轴滑座32和Y轴滑座4上。在Z轴滑座31、X轴滑座32和Y轴滑座4移动的过程中，防尘罩1e可折叠、压缩合在一起，保证Z轴滑座31、X轴滑座32和Y轴滑座4顺利移动。在磨光机静置时，可通过移动Z轴滑座31、X轴滑座32和Y轴滑座4使防尘罩1e展开，罩在滑轨1d外侧，起到防尘作用，以保证滑轨1d精度。

如附图6至图9所示，用于装夹刀具73并驱动其旋转的机头5设于连接座41上，该连接座41设于Y轴滑座4底端上转动，具体的说，连接座41的旋转通过齿轮机构驱动，该齿轮机构包括相互啮合的一号齿轮和二号齿轮，Y轴滑座4底端设有固定座46，一号齿轮和二号齿轮均设于固定座46内转动，Y轴滑座4上在与一号齿轮相对应的位置上贯穿有连接孔45，连接座41贯穿连接孔45后连接至一号齿轮上，并且二号齿轮通过设于固定座46上的旋转电机47驱动。在加工时，通过导向气缸6驱动二号齿轮旋转，使得一号齿轮在二号齿轮的啮合力作用下，带动连接座41位于Y轴滑座4上旋转，从而带动机头5进行0-185°旋转，对置于工作台2上的弧形板15进行加工。并且底座1外侧设有围板8，该围板8不仅可起到隔绝保护作用，也可起到隔音降噪效果。

进一步的，如附图8所示，一号齿轮的圆心处设有贯穿至固定座46以及连接座41上的导线孔48，而机头5上连接的电线、导线等可穿过导线孔48后连接至他处，该导线孔48的设置，可避免机头5上的电线、导线在机头5的转动过程中缠绕在机头5和连接座41造成拉扯或损坏。

如附图8、图11和图12所示，刀库7设于工作台2一侧，刀库7包括刀架71和刀夹72，刀架71上设有若干刀夹72，该刀夹72用于放置刀具73，并且刀库7可相对工作台2水平移动，具体的说，两Z轴支架11之间设有横杆12，该横杆12两端分别连接至两Z轴支架11上，并且横杆12上设有伸缩气缸74，该伸缩气缸74用于驱动刀架71水平移动。在加工时，通过伸缩气缸74带动刀架71位于横杆12上伸缩，完成刀库7的推送，而刀架71上可放置至少10种不同BT40加工刀具73，机头5可根据加工需要，移动至刀架71上通过机头5上的机械手抓取，进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤（如：粗铣，精雕，粗磨，精磨，开盆孔，倒角等）直接加工完成成品，避免了繁琐的人工换刀对刀，节省大量时间，有效提高生产效率及精度。进一步的，如附图11和图12所示，横杆12上设有滑块1c，刀架71上设有滑轨1d，滑块1c设于滑轨1d外侧滑动。在刀架71的移动过程中，利用滑轨1d对滑块1c起到的限位作用，可保证刀架71在高负载的情况下实现高精度的直线运动。

另外，如附图14和图15所示，工作台2包括U型架21和工作板22，U型架21设有若干根，若干U型架21排列设于底座1上表面，相邻的U型架21之间的间隙上设有工作板22，该工作板22左右两侧分别连接至两相邻的U型架21上，U型架21的U型槽底上贯穿有若干通孔，并且工作台2下方设有集水盒14。在机头5驱动刀具73加工弧形板15的过程中，为了降尘以及降温，可在连接座41上设置冷却管对准刀具，而冷却管外接冷却泵，通过冷却泵泵送冷水，对刀具73进行降温以及降尘，而后冷却废水从工作板22上均流到U型架21内，再穿过通孔后汇集到集水盒14内，该U型架21与集水盒14的设置，可收集冷却废水，避免冷却废水随意流动造成污染，从而可保证厂房卫生。且在事后清洗工作板22时，清洗废水也可收集到集水盒14内。同时底座1为矩形框架结构，通孔避开底座1设置，一方面保证废水的流动收集，另一方面降低废水对底座1造成污染和腐蚀的风险。值得一提的是，两Z轴支架11之间设有两条阻水条13，该阻水条13两端分别连接至两Z轴支架11上，而两阻水条13分别紧贴U型架21的前后端，并且阻水条13上表面高于工作板22上表面，该阻水条13可对U型架21以及工作板22上的废水起到阻拦作用，避免废水从U型架21以及工作板22的前后端泄露出来，从而便于废水的收集。

此外，如附图14至图17所示，工作台2上设有若干夹具9，该夹具9包括夹块92以及用于驱动夹块92伸缩的夹具气缸91，且夹具9可拆卸的设于工作台2上，具体的说，U型架21内设有若干夹具安装部23，该夹具安装部23两端均设有一号螺纹孔231，夹具9的夹具气缸91上设有二号螺纹孔93，在组装夹具气缸91与夹具安装部23时，两二号螺纹孔93对准两一号螺纹孔231后，螺钉依次旋入二号螺纹孔93与一号螺纹孔231内，利用螺钉将夹具气缸91固定在夹具安装部23上使用。在使用时，可根据弧形板15的尺寸，在工作台2适当的位置安装固定夹具9，而后将弧形板15置于工作台2上，此时夹具9位于弧形板15内侧，而后通过夹具气缸91驱动夹块92外伸，直至夹块92抵住弧形板15两侧内壁，利用夹块92撑住弧形板15，以固定弧形板15，避免弧形板15在加工过程中出现偏移，影响加工质量。同时夹具9位于弧形板15内侧，避免夹具9对夹具9外表面的加工造成阻碍。其中，夹具9可拆卸设置，便于根据弧形板15的尺寸调整夹具9的位置，提高实用性，而其余未安装夹具9的夹具安装部23上的一号螺纹孔231可用孔塞堵住，避免加工过程中的粉末落入一号螺纹孔231内造成堵塞，影响后续夹具9的安装。

综上，本发明在使用时，将弧形板15置于工作台2上，而后通过Z轴滑座31和X轴滑座32的移动，Y轴滑座4的升降，再配合连接座41的旋转，调整机头5和刀具73的位置和角度，同时机头5驱动刀具73旋转，加工弧形板15表面，过程中机头5可根据加工需要，在刀库7进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤（如：粗铣，精雕，粗磨，精磨，开盆孔，倒角等）直接加工完成成品，避免了繁琐的人工换刀对刀，节省大量时间，而本发明采用机械加工、打磨，可有效提高生产效率及加工、打磨精度，保证加工、磨光效果。其中，Z轴滑座31和X轴滑座32的移动，Y轴滑座4的升降，连接座41的旋转以及机头5的使用均通过设于Z轴支架11上的控制柜10控制，具体的说，通过控制柜10内的控制器连接并控制横移电机1a、旋转电机47、伸缩气缸74以及机头5等电气件，最终实现机头5和刀具73移动和旋转。

一种数控四轴弧板磨光机的加工流程，其特征在于，按以下步骤进行：

第一步，将弧形板15置于工作台2上；

第二步，使Z轴滑座31和X轴滑座32移动，且Y轴滑座4升降，再配合连接座41的旋转，调整机头5和刀具73的位置和角度，同时通过机头5驱动刀具73旋转，加工弧形板15表面；

第三步，机头5根据加工需要，在刀库7进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤，直接加工完成成品，避免了繁琐的人工换刀对刀，节省大量时间，而本发明采用机械加工、打磨，可有效提高生产效率及加工、打磨精度，保证加工、磨光效果。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于，该磨光机包括：

底座，所述底座上表面设有工作台，并且所述底座两端均设有Z轴支架；

X轴支架，所述X轴支架两端均设有Z轴滑座，两所述Z轴滑座分别设于两所述Z轴支架上前后移动，并且所述X轴支架上设有X轴滑座，该X轴滑座位于所述X轴支架上左右移动；

Y轴滑座，所述Y轴滑座设于所述X轴滑座上升降，并且所述Y轴滑座底端设有连接座，该连接座设于所述Y轴滑座上转动；

机头，所述机头设于所述连接座上，该机头用于装夹刀具并驱动其旋转；

刀库，所述刀库设于所述工作台一侧，所述刀库包括刀架和刀夹，所述刀架上设有若干刀夹，该刀夹用于放置所述刀具；

其中，所述工作台用于放置弧形板，在所述Z轴滑座、X轴滑座、Y轴滑座移动以及连接座旋转中，所述机头用于驱动所述刀具加工所述弧形板表面。

2.如权利要求1所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述Z轴滑座和X轴滑座的移动均通过齿轮齿条机构驱动，所述齿轮齿条机构驱动包括横移齿轮和齿条，所述Z轴支架和X轴支架上均设有所述齿条，所述Z轴滑座和X轴滑座上设有用于驱动所述横移齿轮旋转的横移电机，并且所述横移齿轮与所述齿条相啮合。

3.如权利要求2所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述X轴滑座包括一号滑座和二号滑座，所述一号滑座和二号滑座相互垂直，该一号滑座和二号滑座分别位于所述X轴支架的正面以及上表面滑动，并且所述横移电机设于所述二号滑座上，所述Y轴滑座设于所述一号滑座上升降。

4.如权利要求3所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述Z轴支架底面、一号滑座背面以及二号滑座底面均设有若干滑块，所述Z轴支架上表面、所述X轴支架的正面以及上表面均设有滑轨，所述滑块设于所述滑轨外侧滑动。

5.如权利要求3所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述Y轴滑座的升降通过丝杠机构驱动，所述丝杠机构驱动包括丝杠，所述丝杠设于所述Y轴滑座背面转动，所述一号滑座正面设有连接部，所述连接部与所述丝杠螺纹连接，并且所述丝杠通过设于所述Y轴滑座顶部的升降电机驱动。

6.如权利要求1所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述刀库可相对工作台水平移动。

7.如权利要求6所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：两所述Z轴支架之间设有横杆，该横杆两端分别连接至两所述Z轴支架上，并且所述横杆上设有伸缩气缸，该伸缩气缸用于驱动所述刀架水平移动。

8.如权利要求1所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述连接座的旋转通过齿轮机构驱动，所述齿轮机构包括相互啮合的一号齿轮和二号齿轮，所述Y轴滑座底端设有固定座，所述一号齿轮和二号齿轮均设于所述固定座内转动，所述Y轴滑座上在与所述一号齿轮相对应的位置上贯穿有连接孔，所述连接座贯穿所述连接孔后连接至所述一号齿轮上，并且所述二号齿轮通过设于所述固定座上的旋转电机驱动。

9.如权利要求8所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于：所述一号齿轮的圆心处设有贯穿至所述固定座以及连接座上的导线孔。

10.一种数控四轴弧板磨光机的加工流程，用于实施如权利要求 1 所述的一种数控四轴弧板磨光机，其特征在于，按以下步骤进行：

第一步，将弧形板置于工作台上；

第二步，使Z轴滑座和X轴滑座移动，且Y轴滑座升降，再配合连接座的旋转，调整机头和刀具的位置和角度，同时通过机头驱动所述刀具旋转，加工所述弧形板表面；

第三步，机头根据加工需要，在刀库进行自动换刀，从而一次性完成多项步骤，直接加工完成成品。