CN207172448U - 一种多头立式石材加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多头立式石材加工设备，包括工作台、切削机构以及切削立柱，工作台用于立式安置复数个石材工件，复数个石材工件处于同一平面设置，切削机构用于同时加工该复数个石材工件，切削机构可沿切削立柱移动地装配于切削立柱，石材工件与切削立柱均沿竖直方向延伸设置。上述切削立柱设于复数个上述石材工件所处平面外，切削立柱位于该石材工件所处平面的投影位置位于复数个石材工件排布距离的中部。本实用新型的多头立式石材加工设备结构更加稳定、内部各个驱动机构的传动结构更少（如升降滑块的升降驱动机构部分等），改善了设备的运行稳定性，提升了设备的耐久性，进而提升设备的市场竞争能力。

Description

一种多头立式石材加工设备

技术领域

本实用新型涉及石材加工设备领域，具体涉及一种多头立式石材加工设备。

背景技术

现有石材加工厂加工圆柱形产品大多通过人工加工、使用简易车床仿形机切削加工以及多头仿形机切削加工，人工加工与使用简易车床仿形机切削加工存在如生产效率低、劳动强度大、制品外形同一性差等问题。

而现有的多头仿形机，如申请号为200810071856.2的实用新型专利提供一种多头圆柱形石材仿形机，前、后立柱对应垂直固定在底座上，前、后立柱分别包括对称布置在底座两侧的两立柱；在前立柱上设有工件夹持机构，工件夹持机构可同时夹装多个被加工工件、并驱使所有工件同步自转；在后立柱上设有工件切削装置，工件切削装置包括通过垂直升降和水平横移驱动机构可上下、前后移动地水平架设在后左、右立柱之间的横梁以及若干由沿纵向垂直支承在横梁上的主轴带动以同步切割工件的切削刀盘以及通过光电感应跟踪仿形模板曲面以控制各切削驱动机构的仿形控制装置。虽然该仿形机可一次同时加工多个工件可以减轻劳动强度、提高工作效率高、降低生产成本，但是该方案也存在着若干不足。

其一，机器结构不合理导致机器故障率高、维修困难甚至因难以维修导致机器使用寿命短。由于该方案中切削刀盘通过垂直升降和水平横移驱动机构装配于后左、右立柱之间的横梁，在长时间的受到石材仿形切削过程中存在诸如各驱动机构运转过程中的抖动（尤其是切削刀盘的驱动电机）、切削刀盘切削石材过程中的二者相互作用对机器的反作用力、切削刀盘切削石材过程中由于天然石材内掺杂的矿物而导致的不同切削刀盘不同方向的震动等作用力影响，特别是如两侧的切削刀盘突然切到材质较硬的矿物产生的反弹作用的冲击，将会导致垂直升降和水平横移驱动机构的配合设置的螺母和丝杆的磨损，甚至将会导致如水平轨、槽的磨损，并且这些部件的磨损更换起来十分困难，如水平轨、槽基本甚至无法更换。

其二，机器实际使用效果差，甚至影响加工的成品外形同一性。由于机器使用过程中经常遇到如两侧的切削刀盘突然切到材质较硬的矿物产生的反弹作用的冲击，而该机器由于采用后左、右两侧同步传动横移的结构，因此其应对该类的单侧冲击影响的能力弱，容易导致两侧磨损程度不同，进而导致不同位置的工件成品同一性差甚至单侧不能使用。

其三，机器占用空间大，无形中增加工厂的使用成本。

而现有的大多数石材仿形机，如申请号为201110322405.3的中国专利公开的多头石材仿形切割机、申请号为201621235738.7的中国专利公开的一种多功能石材仿形机，也多采用该种四边形排布的4立柱结构，同样存在上述问题。

发明内容

本实用新型提供一种多头立式石材加工设备，以解决现有的大多数多头柱形石材仿形设备故障率高、成品同一性差等问题。

本实用新型采用如下技术方案：

一种多头立式石材加工设备，包括工作台、切削机构以及切削立柱，工作台用于立式安置复数个石材工件，复数个石材工件处于同一平面设置，切削机构用于同时加工该复数个石材工件，切削机构可沿切削立柱移动地装配于切削立柱，石材工件与切削立柱均沿竖直方向延伸设置。上述切削立柱设于复数个上述石材工件所处平面外，切削立柱位于该石材工件所处平面的投影位置位于复数个石材工件排布距离的中部，该复数个石材工件排布距离为复数个石材工件由首个至尾个依次排布后的首个石材工件与尾个石材工件之间的距离。

进一步地：

一种多头立式石材加工设备还包括底座、2个工作台立柱以及顶梁，2个工作台立柱分别设于上述工作台长度方向两端，2个工作台立柱与上述切削立柱呈等腰三角形结构布设，顶梁连接工作台立柱与切削立柱顶端设置，底座与顶梁相对地设于切削立柱与工作台底沿。

上述工作台包括相对设置的工作台座以及横梁，工作台座设于2个上述工作台立柱与上述底座之间，横梁可沿工作台立柱移动地装配于2个工作台立柱之间。上述工作台座顶面设有复数个可同步自转的工件承载盘，工件承载盘沿工作台座长度方向依次布设。上述横梁底面设有复数个工件顶针，工件顶针与上述工件承载盘一一对应设置。

上述横梁由横梁升降电机、横梁升降丝杆以及横梁升降螺母相互配合驱动地沿上述工作台立柱移动设置。上述横梁升降电机设于顶梁上。上述横梁升降丝杆设有2根，2根横梁升降丝杆竖直向下延伸地设于顶梁并与横梁升降电机的动力输出端传动连接。上述横梁升降螺母设于横梁两端并与2根横梁升降丝杆配合设置。

上述工作台还包括一自转驱动机构以及复数个顶针气缸，自转驱动机构设于工作台座侧沿，复数个顶针气缸与复数个上述工件顶针一一对应地装配于上述横梁内。复数个该工件顶针分别通过一顶针轴承装配于顶针气缸的顶出端。上述自转驱动机构设于上述工作台座侧沿，自转驱动机构包括一自转驱动电机以及复数个联动齿轮，联动齿轮由自转驱动电机驱动而同步转动设置。每一上述联动齿轮均通过两个伞齿轮与上述工件承载盘传动连接，伞齿轮装配于该工作台座内。

上述切削立柱设有2个，2个切削立柱沿垂直于上述石材工件所在平面的平面并列设置。

上述切削机构包括升降滑块、切削架、至少一个切削刀盘以及切削电机，升降滑块可沿上述切削立柱移动地装配于切削立柱外，切削架套设于升降滑块外且可朝向上述工作台所在方向移动设置，切削刀盘装配于切削架邻近该工作台一侧的侧面，切削电机用于驱动切削刀盘转动。

上述升降滑块由滑块升降电机、滑块升降丝杆以及滑块升降螺母相互配合驱动地沿上述切削立柱移动设置。上述滑块升降电机设于顶梁上。上述滑块升降丝杆竖直向下延伸地设于顶梁并与滑块升降电机的动力输出端传动连接。上述滑块升降螺母设于升降滑块中部并与滑块升降丝杆配合设置。

上述切削架由横移电机、横移丝杆以及横移螺母相互配合驱动地朝向上述工作台所在方向移动设置。上述横移丝杆设于上述升降滑块背离上述工作台一侧的侧沿并沿背离工作台方向延伸设置。上述横移电机与上述横移螺母设于切削架背离工作台一侧的侧沿，横移电机用于驱动横移螺母旋转设置，横移螺母与上述横移丝杆配合设置。该升降滑块平行于该横移丝杆延伸方向的两侧侧沿设有两个滑槽，滑槽沿横移丝杆延伸方向延伸设置。该切削架平行于横移丝杆延伸方向的两侧面的内沿分别设有一滑轨，滑轨分别与上述滑槽配合设置。

一种多头立式石材加工设备还包括控制机构，控制机构用于控制上述切削机构的加工过程。上述控制机构为石材仿形控制机构，控制机构包括PLC可编程控制器、模型安装位以及光电感应机构，模型安装位用于安装模型，光电感应机构用于收集模型的曲面轨迹，PLC可编程控制器通过光电感应机构收集模型的曲面轨迹控制切削机构。

由上述对本实用新型结构的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

第一，本实用新型通过呈等腰三角形排布的工作台立柱与切削立柱的设置，利用三角形具有稳定性这一结构特点改善了设备应对在长时间的受到石材仿形切削过程中存在诸如各驱动机构运转过程中的抖动（尤其是切削刀盘的驱动电机）、切削刀盘切削石材过程中的二者相互作用对设备的反作用力、切削刀盘切削石材过程中由于天然石材内掺杂的矿物而导致的不同切削刀盘不同方向的震动等作用力的能力。而且切削立柱的设置位置使得切削机构应对切削过程中的与切削架推进方向相反的反作用力的时候直接作用于其中部的切削立柱，而应对其他方向的作用力的时候可以在切削机构内部抵消，如切削架的多个切削刀盘之中单个受到冲击导致切削架震动的时候，其他切削刀盘将会将震动在切削刀盘与石材工件接触中化解，从而减少对设备的冲击。

第二，本实用新型的切削立柱与切削机构的设置，在设备面对切削刀盘切削石材过程中由于天然石材内掺杂的矿物而导致的不同切削刀盘不同方向的震动的过程中具有如下优势：其一，多个切削刀盘位于同一横移电机、横移丝杆以及横移螺母的推动，不会造成磨损不均等情况，成品同一性好；其二，不同切削刀盘不同方向的震动冲击过程除了被其余切削刀盘化解外，滑轨和滑槽的邻接面均为刚性邻接且接触面大，震动冲击影响小，设备不容易磨损；其三，单一同一横移电机、横移丝杆以及横移螺母的设置，横移电机直接驱动横移螺母实现移动功能，没有附加传动结构，能量浪费少、传动效率高以及不容易磨损，并且横移电机、横移丝杆以及横移螺母均装配在设备后侧的中部，拆解、维修、更换均更加方便快捷，因而设备使用成本更低；其四，双切削立柱的结构，在应对从升降滑块传递的其受到的切削架冲击过程中，双双切削立柱抗扭转能力更强，进一步提升设备的结构强度。

第三，本实用新型的呈等腰三角形排布的工作台立柱与切削立柱的设置，优化了设备的结构，使得设备内部的各个驱动机构的传动结构更少（如升降滑块的升降驱动机构部分等）、设备占地面积更小，而上述优势也将带来如设备的维护成本更低、设备因占地面积变小而带来的厂房利用率更高等好处，进而提升设备的市场竞争能力。

附图说明

图1为本实用新型的多头立式石材加工设备角度的立体结构示意图。

图2为本实用新型的多头立式石材加工设备角度ⅱ的立体结构示意图。

图3为本实用新型的多头立式石材加工设备的分解结构示意图。

图4为本实用新型的切削机构与切削立柱的结构示意图。

图5为本实用新型的切削机构与切削立柱的分解结构示意图。

图6为本实用新型的工作台座与工作台立柱的结构示意图。

图7为本实用新型的工作台座与工作台立柱的分解结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1、图2、图3，一种多头立式石材加工设备，包括工作台、切削机构2、2个切削立柱3、底座4、2个工作台立柱5、顶梁6、安全门7以及控制机构。其中，底座4与顶梁6为六边形结构的板状与框架，该六边形结构为三长边三短边间隔设置的六边形结构，六边形结构的三长边向外延伸并相交可组成一等腰三角形结构。工作台设于底座4的上述六边形结构中的组成等腰三角形的长边一侧，2个工作台立柱5设于工作台长度方向的两侧，2个切削立柱3中的一个与2个工作台立柱5呈等腰三角形结构排布，2个切削立柱3中的另一个沿等腰三角形结构底边的高所在直线邻近工作台一侧排布，即2个切削立柱3沿垂直于工作台所在平面的平面并列设置。切削立柱3与工作台立柱5均沿竖直方向延伸设置。

继续参考图1、图2、图3，上述顶梁6架设于2个切削立柱3与2个工作台立柱5顶端。上述安全门7装配于工作台外侧的顶梁6与底座4之间，用于设备工作期间分隔工作台中部的加工空间与设备外的接触，从而减少由于加工期间石材工件9蹦出的石块等砸到工厂的人或物的情况等，安全门7优选采用格栅折叠推拉门。工作台用于立式安置复数个被加工用的石材工件9，并同步带动各石材工件9转动，切削机构2用于同时加工该复数个石材工件9，切削机构2可沿切削立柱3移动地装配于切削立柱3。

参考图1、图2、图3、图6，上述工作台包括相对设置的工作台座11以及横梁12，工作台座11设于2个上述工作台立柱5与上述底座4之间，横梁12可沿工作台立柱5移动地装配于2个工作台立柱5之间。上述工作台座11顶面设有复数个可同步自转的工件承载盘111，工件承载盘111沿工作台座11长度方向依次布设。上述横梁12底面设有复数个工件顶针121，工件顶针121与上述工件承载盘111一一对应设置。一组对应设置的工件顶针121与工件承载盘111用于将一个石材工件9夹持在其中部，并且可带动其以其长度方向的轴线为中心自转。工件承载盘111沿工作台长度方向依次排布，即令复数个石材工件9处于同一平面设置。

参考图1、图2、图3，上述横梁12两端套设于2个工作台立柱5，并以2个工作台立柱5为导轨地沿工作台立柱5升降运动，该升降运动为便于石材工件9的放入以及取出设置。该升降运动由横梁升降电机122、横梁升降丝杆123以及横梁12升降螺母相互配合驱动。横梁升降丝杆123设有2根，2根横梁升降丝杆123竖直向下延伸地设于顶梁6并与横梁升降电机122的动力输出端传动连接。上述横梁12升降螺母设于横梁12两端并与2根横梁升降丝杆123配合设置。横梁升降电机122设于顶梁6顶面端部，横梁升降电机122邻近2根横梁升降丝杆123中的一根并与其传动连接设置，并由一沿顶梁6顶面延伸的横梁12传动轴124将横梁升降电机122动力输送至2根横梁升降丝杆123中的另一根。横梁12传动轴124附设有一传动轴护罩125，传动轴护罩125包覆横梁12传动轴124地设于顶梁6顶面。

参考图3、图6、图7，上述工作台还包括一自转驱动机构以及复数个顶针气缸120，自转驱动机构设于工作台座11侧沿，复数个顶针气缸120与复数个上述工件顶针121一一对应地装配于上述横梁12内。顶针气缸120独立设置用于更加牢固的顶持每一石材工件9。复数个该工件顶针121分别通过一顶针轴承装配于顶针气缸120的顶出端。顶针轴承用于配合工件承载盘111的转动设置。上述自转驱动机构设于上述工作台座11侧沿，自转驱动机构包括一自转驱动电机112以及复数个联动齿轮113，联动齿轮113由自转驱动电机112驱动而同步转动设置。两个联动齿轮113之间通过一与两个联动齿轮113相互啮合的传动齿轮115连接。每一上述联动齿轮113均通过两个伞齿轮114与上述工件承载盘111传动连接，伞齿轮114装配于该工作台座11内，工作台座11内填充有润滑油。自转驱动机构外附设有一防护罩13。

参考图2、图4，上述切削机构2包括升降滑块21、切削架22、至少一个切削刀盘23以及切削电机24，升降滑块21可沿上述切削立柱3移动地装配于切削立柱3外，切削架22套设于升降滑块21外且可朝向上述工作台所在方向移动设置，切削刀盘23通过刀盘座231装配于切削架22邻近该工作台一侧的侧面，切削电机24用于驱动切削刀盘23转动。上述升降滑块21由滑块升降电机211、滑块升降丝杆212以及滑块升降螺母相互配合驱动地沿上述切削立柱3移动设置。上述滑块升降电机211设于顶梁6上。上述滑块升降丝杆212竖直向下延伸地设于顶梁6并与滑块升降电机211的动力输出端传动连接。上述滑块升降螺母设于升降滑块21中部并与滑块升降丝杆212配合设置。

参考图1、图2、图3、图4，为平衡重量，优选采用2个切削刀盘23与2个切削电机24的方案，2个切削电机24装配于沿切削架22移动方向延伸的两侧侧面，且2个切削电机24对称设置，该方案有助于平衡切削架22的承载质量且减少切削架22由于切削电机24运转带来的震动。该方案2个切削刀盘23的设置，因此相应的设置4组对应设置的工件顶针121与工件承载盘111，即工作台一次安置4个石材工件9，4个石材工件9（或4组对应设置的工件顶针121与工件承载盘111）分2个一边地沿工作台中部（即2个切削立柱3位于工作台平面的投影位置）对称设置。上述对称结构可以确保两个切削刀盘23对切削机构2与切削立柱3之间作用力的影响更加均衡。同一边的2个石材工件9（或2组对应设置的工件顶针121与工件承载盘111）沿切削刀盘23中轴线所在平面对称设置。

参考图2、图4、图5，上述切削架22由横移电机221、横移丝杆222以及横移螺母相互配合驱动地朝向上述工作台所在方向移动设置。上述横移丝杆222设于上述升降滑块21背离上述工作台一侧的侧沿并沿背离工作台方向延伸设置。上述横移电机221与上述横移螺母设于切削架22背离工作台一侧的侧沿，横移电机221用于驱动横移螺母旋转设置，横移螺母与上述横移丝杆222配合设置。该升降滑块21平行于该横移丝杆222延伸方向的两侧侧沿设有两个滑槽213，滑槽213沿横移丝杆222延伸方向延伸设置。该切削架22平行于横移丝杆222延伸方向的两侧面的内沿分别设有一滑轨223，滑轨223分别与上述滑槽213配合设置。

继续参考图2、图4、图5，上述控制机构用于控制上述切削机构2的加工过程。控制机构为数字控制机构或者石材仿形控制机构。由于本设备结构更加科学、传动效率更高且设备驱动机构因磨损而影响精度更小，因此本设备可以适用于数字控制机构，仅需配合各个移动方向定位传感器以及以伺服电机为动力源的驱动机构即可。但是由于现有的加工厂的实际状况大多适用于石材仿形控制机构的方案，本具体实施方式优选采用石材仿形控制机构方案进行描述。该控制机构包括PLC可编程控制器、模型安装位81、光电感应机构82、升降滑块21升降限位感应器83以及切削架22移动限位感应器84，模型安装位81用于安装模型，光电感应机构82用于收集模型的曲面轨迹，PLC可编程控制器通过光电感应机构82收集模型的曲面轨迹控制切削机构2，升降滑块21升降限位感应器83用于对升降滑块21最大升降程度进行限制，切削架22移动限位感应器84用于对切削架22最大移动程度进行限制，光电感应机构82附设有驱动其移动的光电感应移动机构821，光电感应移动机构821装配于切削架22。上述结构为本领域惯用技术手段，因此本具体实施方式没有进行详细描述。

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

Claims (10)

1.一种多头立式石材加工设备，包括工作台、切削机构以及切削立柱，工作台用于立式安置复数个石材工件，复数个石材工件处于同一平面设置，切削机构用于同时加工该复数个石材工件，切削机构可沿切削立柱移动地装配于切削立柱，石材工件与切削立柱均沿竖直方向延伸设置；其特征在于：所述切削立柱设于复数个所述石材工件所处平面外，切削立柱位于该石材工件所处平面的投影位置位于复数个石材工件排布距离的中部，该复数个石材工件排布距离为复数个石材工件由首个至尾个依次排布后的首个石材工件与尾个石材工件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：还包括底座、2个工作台立柱以及顶梁，2个工作台立柱分别设于所述工作台长度方向两端，2个工作台立柱与所述切削立柱呈等腰三角形结构布设，顶梁连接工作台立柱与切削立柱顶端设置，底座与顶梁相对地设于切削立柱与工作台底沿。

3.根据权利要求2所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述工作台包括相对设置的工作台座以及横梁，工作台座设于2个所述工作台立柱与所述底座之间，横梁可沿工作台立柱移动地装配于2个工作台立柱之间；所述工作台座顶面设有复数个可同步自转的工件承载盘，工件承载盘沿工作台座长度方向依次布设；所述横梁底面设有复数个工件顶针，工件顶针与所述工件承载盘一一对应设置。

4.根据权利要求3所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述横梁由横梁升降电机、横梁升降丝杆以及横梁升降螺母相互配合驱动地沿所述工作台立柱移动设置；所述横梁升降电机设于顶梁上；所述横梁升降丝杆设有2根，2根横梁升降丝杆竖直向下延伸地设于顶梁并与横梁升降电机的动力输出端传动连接；所述横梁升降螺母设于横梁两端并与2根横梁升降丝杆配合设置。

5.根据权利要求3所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述工作台还包括一自转驱动机构以及复数个顶针气缸，自转驱动机构设于工作台座侧沿，复数个顶针气缸与复数个所述工件顶针一一对应地装配于所述横梁内；复数个该工件顶针分别通过一顶针轴承装配于顶针气缸的顶出端；所述自转驱动机构设于所述工作台座侧沿，自转驱动机构包括一自转驱动电机以及复数个联动齿轮，联动齿轮由自转驱动电机驱动而同步转动设置；每一所述联动齿轮均通过两个伞齿轮与所述工件承载盘传动连接，伞齿轮装配于该工作台座内。

6.根据权利要求2所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述切削立柱设有2个，2个切削立柱沿垂直于所述石材工件所在平面的平面并列设置。

7.根据权利要求6所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述切削机构包括升降滑块、切削架、至少一个切削刀盘以及切削电机，升降滑块可沿所述切削立柱移动地装配于切削立柱外，切削架套设于升降滑块外且可朝向所述工作台所在方向移动设置，切削刀盘装配于切削架邻近该工作台一侧的侧面，切削电机用于驱动切削刀盘转动。

8.根据权利要求7所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述升降滑块由滑块升降电机、滑块升降丝杆以及滑块升降螺母相互配合驱动地沿所述切削立柱移动设置；所述滑块升降电机设于顶梁上；所述滑块升降丝杆竖直向下延伸地设于顶梁并与滑块升降电机的动力输出端传动连接；所述滑块升降螺母设于升降滑块中部并与滑块升降丝杆配合设置。

9.根据权利要求7所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：所述切削架由横移电机、横移丝杆以及横移螺母相互配合驱动地朝向所述工作台所在方向移动设置；所述横移丝杆设于所述升降滑块背离所述工作台一侧的侧沿并沿背离工作台方向延伸设置；所述横移电机与所述横移螺母设于切削架背离工作台一侧的侧沿，横移电机用于驱动横移螺母旋转设置，横移螺母与所述横移丝杆配合设置；该升降滑块平行于该横移丝杆延伸方向的两侧侧沿设有两个滑槽，滑槽沿横移丝杆延伸方向延伸设置；该切削架平行于横移丝杆延伸方向的两侧面的内沿分别设有一滑轨，滑轨分别与所述滑槽配合设置。

10.根据权利要求1所述的一种多头立式石材加工设备，其特征在于：还包括控制机构，控制机构用于控制所述切削机构的加工过程；所述控制机构为石材仿形控制机构，控制机构包括PLC可编程控制器、模型安装位以及光电感应机构，模型安装位用于安装模型，光电感应机构用于收集模型的曲面轨迹，PLC可编程控制器通过光电感应机构收集模型的曲面轨迹控制切削机构。