一种石材加工用自动换刀加工中心的制作方法

1.本技术涉及石材加工的技术领域，尤其是涉及一种石材加工用自动换刀加工中心。


背景技术：

2.石材由于具有质感好、外观庄重、机械及物理化学性能良好 (如耐压、耐磨及耐腐蚀)等优点，自古以来就成为一种优良的建筑装饰材料。石材制品的加工通常要经过轮廓加工、粗加工、精加工、抛磨加工等多个工序。
3.目前石材加工中心一般在机床上两侧设置有齿条，携带雕刻头的机械臂上设置有齿轮，齿轮与齿条啮合传动，来实现机械臂的移位，在机床旁安装有用来存放石材加工用的各种类型雕刻刀具。
4.针对上述中的相关技术，发明人发现在短距离直线运动中，通过齿轮与齿条的啮合传动来实现机械臂的移位精度有限，在石材加工过程中可能出现雕刻偏差。


技术实现要素：

5.为了提高机械臂沿机床的位移精度，进而降低石材加工过程中的雕刻偏差，本技术提供一种石材加工用自动换刀加工中心。
6.本技术提供的一种石材加工用自动换刀加工中心，采用如下的技术方案：
7.一种石材加工用自动换刀加工中心，包括机床，所述机床的两侧设置有纵向位移机构，所述纵向位移机构包括伺服电机、联轴器、滚珠丝杠和导向杆，所述伺服电机的输出轴固定连接有联轴器的一端，所述联轴器的另一端固定连接有滚珠丝杠，所述导向杆与滚珠丝杠并排设置，所述纵向位移机构活动连接有龙门，所述龙门上设置有横向位移机构，所述横向位移机构活动连接有雕刻机构，所述雕刻机构竖直下方的机床上设置有用于承载待加工石板的载物机构。
8.通过采用上述技术方案，机床用以安置纵向位移机构和龙门等，机床作为本技术自动换刀加工中心的骨架，起主要的安装固定作用。纵向位移机构用以实现对石材的纵向加工，伺服电机为纵向位移机构提供动力，联轴器作为中间机构将滚珠丝杠与伺服电机连接起来，使滚珠丝杠伴随伺服电机的转动而转动，从而使得与滚珠丝杠活动连接的龙门实现纵向移动，导向杆用以进一步防止龙门发生自转，保证龙门沿滚珠丝杠进行纵向移动。载物机构用来放置待加工的石材，从而便于雕刻机构对载物机构上的石材进行加工。在短距离直线运动中，滚珠丝杠的精度明显要比齿条高，从而使龙门的位置移动更加精确，继而降低石材加工过程中的雕刻偏差，提高石材加工效果。
9.优选的，载物机构包括支撑气缸和承载板，所述支撑气缸底座与机床固定连接，所述支撑气缸的伸缩杆与承载板固定连接。承载板上开设有传动孔，所述机床上设置有传动架，所述传动架转动连接有用于移动石材的传动轮，所述传动轮嵌设在传动孔内。
10.通过采用上述技术方案，支撑气缸便于将承载板进行撑起或者收回，在支撑气缸
处于撑起状态下，石材与承载板直接接触不与传动轮接触，便于石材进行固定。在支撑气缸处于收回状态下，转动轮透过转动孔部分伸出承载板，并与石材接触，便于推动石材，进而对石材进行转运。
11.优选的，龙门上固定连接有凸块，所述凸块上设置有齿条，所述横向位移机构包括位移壳体，所述位移壳体与龙门卡接，所述位移壳体内侧壁上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合传动。龙门上设置有用于防止位移壳体脱落的固位条，所述固位条与位移壳体卡接。
12.通过采用上述技术方案，横向位移机构带动雕刻机构进行横向移动，从而便于对石材进行横向加工，凸块用以安置齿条，驱动电机带动齿轮沿齿条移动，驱动电机为横向位移机构提供动力。凸块和固位条与位移壳体卡接，用以防止驱动电机在转动过程中位移壳体发生自转，使得横向位移机构沿齿条移动。
13.优选的，所述雕刻机构包括第一气缸和雕刻组件，雕刻组件包括壳体，第一气缸的底座与位移壳体固定连接，第一气缸的伸缩杆与壳体固定连接，壳体内设置有第二电机，第二电机的输出轴通过第二联轴器固定连接有用于夹持雕刻刀并带动雕刻刀转动的夹持主轴，壳体上还设置有第二气缸，第二气缸的伸缩杆固定连接有推板，推板上固定连接有推力轴承，推力轴承与夹持主轴之间设置有用于夹紧或放松夹持主轴的夹紧环。
14.通过采用上述技术方案，第一气缸伸展时，雕刻组件靠近承载板，第二电机带动与第二联轴器连接的夹持主轴转动，夹持主轴带动卡接在其内部的雕刻刀进行加工作业；当第一气缸伸缩时，主轴远离承载板，雕刻刀停止加工作业。第二气缸的伸缩杆进行伸展或收回，先带动推板向下或者向上移动，推板带动推力轴承和夹紧环向上或者向下移动，从而将雕刻刀夹紧或者释放。
15.优选的，载物机构与机床侧壁之间设置有储刀机构，所述储刀机构包括用于提供传输动力的传送轴，所述传送轴上套接有传送带，所述传送带上设置有若干个间隔均匀分布的储刀架，所述储刀架上放置有雕刻刀。
16.通过采用上述技术方案，储刀机构用以存放石材加工用的雕刻刀，雕刻刀由传送带上的储刀架进行收纳固定，传送轴带动传送带转动，使雕刻机构随时移动到靠近储刀机构的龙门一端后，先将主轴上的雕刻刀与储刀架卡接，伸展气动压紧组件将主轴上的雕刻刀卸下，挪开雕刻机构，启动传送带，当目标雕刻刀靠近后关闭传送带，将主轴先与雕刻刀卡接，再收紧气动压紧组件，实现换刀过程。
17.优选的，机床上设置有挡板，所述挡板与机床底部由折页进行转动连接，所述挡板与机床侧壁由插销进行活动连接。挡板上设置有用于固定石板的夹持组件，所述加持组件包括上夹持板、下夹持板和丝杠，所述上夹持板与挡板固定连接，所述机床固定连接有支撑件，所述丝杠穿设于支撑件内，所述丝杠转动连接有下夹持板，所述下夹持板位于上夹持板与支撑件之间。
18.通过采用上述技术方案，当需要进行石材加工作业时，将挡板竖直向上放置，挡板与机床通过插销进行固定。夹持组件用以夹持固定石材，支撑件用以支撑丝杠，转动丝杠，与丝杠转动连接的下夹持板竖直向上移动，配合上夹持板从而将石材夹持固定。
19.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：本技术中的伺服电机配合滚珠丝杠实现雕刻机构的纵向移动，滚珠丝杠的精度比传统的齿条精度高，从而使得雕刻机
构位置移动更加精确，降低雕刻偏差，优化石材加工效果。
附图说明
20.图1是本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心正面视角的示意图。
21.图2是本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心背面视角的示意图。
22.图3是本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心中雕刻组件的外观示意图。
23.图4是本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心中横向位移机构的剖面示意图。
24.图5是图4中a处的放大示意图。
25.图6是本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心部分剖开的示意图。
26.附图标记说明：1、机床；11、操作口；2、纵向位移机构；21、伺服电机；22、联轴器；23、滚珠丝杠；24、导向杆；3、龙门；31、凸块；32、齿条；4、横向位移机构；41、位移壳体；42、驱动电机；43、齿轮；44、固位条；5、雕刻机构；54、第一气缸；6、载物机构；61、支撑气缸；62、承载板；631、传动孔；632、传动架；633、传动轮；7、储刀机构；71、传送轴；72、传送带；73、储刀架；74、雕刻刀；8、挡板；81、折页；82、插销；83、夹持组件；831、上夹持板；832、下夹持板；833、丝杠；834、支撑件；84、调节孔；9、雕刻组件；91、壳体；92、第二电机；93、第二联轴器；94、夹持主轴；941、夹持片；95、夹紧环；96、推力轴承；97、第二气缸；971、推板。
具体实施方式
27.以下结合附图1
‑
6，对本技术作进一步详细说明。
28.本技术实施例公开一种石材加工用自动换刀加工中心。参照图1和图2，石材加工用自动换刀加工中心包括机床1、纵向位移机构2、龙门3、横向位移机构4、雕刻机构5和载物机构6。机床1作为本技术石材加工用自动换刀加工中心的整体骨架，用以安置纵向位移机构2和载物机构6等，起主要的固定安装作用。用于承载待加工石材的载物机构6设置于机床1内，机床1上端设有纵向位移机构2，纵向位移机构2包括伺服电机21、联轴器22、滚珠丝杠23和导向杆24，伺服电机21的输出轴与联轴器22的一端固定连接，所述联轴器22的另一端与滚珠丝杠23固定连接，导向杆24与滚珠丝杠23并排设置，龙门3沿滚珠丝杠23和导向杆24移动，龙门3上设置有横向位移机构4，横向位移机构4在竖直方向与雕刻机构5固定连接。机床1上固定连接的纵向位移机构2用于实现石材的纵向切割加工，横向位移机构4携带雕刻机构5用于实现石材的横向切割加工，使石材上每处位置都可被切割。在短距离直线运动中，滚珠丝杠23的精度明显要比齿条高，从而使龙门3的位置移动更加精确，继而降低石材加工过程中的雕刻偏差，提高石材加工效果。
29.参照图1和图2，为了实现纵向切割加工石材，两组纵向位移机构2在机床1两侧对称设置，本实施例中纵向位移机构2包括螺栓连接在机床1上的伺服电机21，两组中的伺服电机21保持同步工作。伺服电机21的输出轴连接有联轴器22的输入轴，联轴器22的输出轴连接有滚珠丝杠23，滚珠丝杠23远离伺服电机21的一端由机床1伸出的支撑架转动连接。机床1上焊接有与滚珠丝杠23平行的导向杆24。
30.参照图1和图3，龙门3的两端部与滚珠丝杠23螺纹连接，且导向杆24穿设在龙门3
的两端部内，龙门3可以在滚珠丝杠23上进行纵向移动，龙门3上设置有凸块31，凸块31上固定连接有齿条32，齿条32与凸块31为一体成型件。凸块31竖直上方的同一龙门3侧面设置有固位条44，固位条44呈“t”型。
31.参照图3和图4，为了实现横向切割加工石材，本技术中横向位移机构4包括位移壳体41、驱动电机42和齿轮43，位移壳体41与凸块31和固位条44滑动连接，驱动电机42与位移壳体41的内侧壁螺栓连接，驱动电机42的输出轴伸出位移壳体41外并固定连接有齿轮43，齿轮43与齿条32啮合传动。
32.参照图3和图4，为了实现自动换刀，本技术中雕刻机构5包括第一气缸54和雕刻组件9，雕刻组件9包括壳体91，第一气缸54底座与位移壳体41螺栓连接，第一气缸54的伸缩杆与壳体91螺栓连接，壳体91内设置有第二电机92，第二电机92的输出轴固定连接有第二联轴器93。
33.参照图4和图5，第二联轴器93背离第二电机92的一侧固定连接有夹持主轴94，夹持主轴94由八个夹持片941组成，相邻两个夹持片941之间留有缝隙。夹持主轴94的下端面呈圆台状并抵接有夹紧环95，夹紧环95内侧壁亦为圆台状，夹紧环95内侧壁与夹持主轴94下端面贴合。夹紧环95下侧抵接有推力轴承96，推力轴承96用于在竖直方向上固定夹持主轴94，并且使夹持主轴94的转动不受影响。推力轴承96和夹紧环95的内径均大于雕刻刀74直径，从而便于雕刻刀74通过推力轴承96去与夹持主轴94进行固定。在壳体91上设置有第二气缸97，第二气缸97的伸缩杆固定连接有推板971，推板971与推力轴承96固定连接。
34.参照图1和图6，为了放置待加工的石材，本技术中载物机构6包括支撑气缸61和长方体状的承载板62，本实施例中共计设置有四个支撑气缸61，四个支撑气缸61底座焊接在机床1上，四个支撑气缸61的伸缩杆与承载板62的顶角螺栓连接。
35.参照图1和图6，为了便于将承载板62上的石材进行转运，本技术中承载板62上开设有传动孔631，机床1上焊接有传动架632，传动架632转动连接有传动轮633，传动轮633与传动架632可以相对转动，传动轮633嵌设在传动孔631内。
36.参照图1和图6，为了便于取放雕刻刀74，本技术中位于载物机构6与机床1侧壁之间设置有储刀机构7，储刀机构7包括传送轴71，传送轴71连接有电机的输出轴，电机驱动传送轴71转动，在本实施例中，共计有两组传送轴71和电机。两组传动轴外侧壁上套接有传送带72，传送带72随着传动轴的转动而转动。传送带72上固定连接有储刀架73，储刀架73上夹持有各类型的雕刻刀74。
37.参照图1和图6，机床1上活动连接有挡板8，挡板8下侧通过折页81与机床1铰接，挡板8两侧边设置有插销82的插头，机床1侧壁上设置插销82的插座，通过插销82，挡板8与机床1固定在一起。在本实施例中，沿纵向共计设置由两个挡板8，两个挡板8结构相同。
38.参照图1和图6，为了进一步夹持固定石材，本技术中挡板8上设置有夹持组件83，夹持组件83包括上夹持板831、下夹持板832和丝杠833，上夹持板831螺栓连接在挡板8上，机床1上固定连接有支撑件834，丝杠833穿设于支撑件834内，支撑件834设置有内螺纹，丝杠833与支撑件834发生相对转动，丝杠833转动连接有管套，管套设置有内螺纹，管套固定连接有下夹持板832，丝杠833在管套内发生空转。下夹持板832位于上夹持板831与支撑件834之间。夹持组件83下方的机床1上开设有操作口11，工人将手伸入操作口11后，扭动丝杠833上的手轮，从而实现夹持组件83的夹紧或者放松。
39.本技术实施例一种石材加工用自动换刀加工中心的实施原理为：向机床1内拨动插销82，将挡板8向背离雕刻机构5的方向展开。启动支撑气缸61，将承载板62下落，使传动轮633从传动孔631中露出，随后将待加工石材放到承载板62上，在传动轮633的配合下推动石材，使石材移动后与上夹持板831卡接，再次启动支撑气缸61，将承载板62升起，使传动轮633不再与石材接触。把挡板8向靠近雕刻机构5的方向抬起，向机床1外拨动插销82，使挡板8与机床1固定。手伸入操作口11中，扭动丝杠833的手轮，使下夹持板832竖直向上移动，配合固定的上夹持板831实现对石材的夹紧。
40.开启伺服电机21，伺服电机21带动滚珠丝杠23转动，继而使得龙门3进行纵向移动，从而使雕刻机构5进行纵向切割加工。开启驱动电机42，使雕刻机构5沿横梁上的齿条32横向移动，从而进行横向切割石材。更换雕刻刀74时，雕刻机构5沿龙门3朝向储刀机构7移动，启动与传送轴71连接的电机，传送带72开始转动，当雕刻组件9上的夹持雕刻刀74相对应的储刀架73抵达后，关闭传送轴71连接的电机，传送带72停止转动，启动第二气缸97，第二气缸97推动推板971竖直向下移动，使得夹紧环95不再与夹持主轴94抵接，夹持主轴94松开雕刻刀74，雕刻刀74与储刀架73卡接。移开雕刻组件9，传送带72继续转动，当目标雕刻刀74抵达后，关闭传送轴71连接的电机，传送带72停止转动，移动雕刻组件9，使雕刻刀74穿过推板971和推力轴承96插入夹持主轴94。启动第二气缸97，第二气缸97向上拉动推板971，通过推力轴承96的传导，使夹紧环95挤压夹持主轴94，夹持主轴94对雕刻刀具进行夹紧，从而完成换刀操作。
41.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本技术部分实施例，而不是全部实施例。尽管参照上述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本技术各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本技术的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本技术所要保护的范围。