一种石材切割设备的制作方法

本发明涉及一种石材切割设备。

背景技术：

石材是具有高硬度、高脆性特点的材料。随着科学技术和现代工业的发展，石材的应用领域日益扩展，石材开采量逐年增加。石材切割是石材加工的重要环节之一，现有石材切割设备切割效率低，切割精度差，需要通过人工进行操作，操作不方便，人体比较劳累，存在一定受伤的风险，因此亟需研发一种能够解决上述问题的石材切割设备。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种能够提高生产效率和切割精度，增加出材率、减少废品的石材切割设备及其切割方法。

为解决上述技术问题本发明采用的的技术方案如下：本发明通过采用一种石材切割设备，包括纵向位移机构、横向位移机构、升降机构、主轴箱机构、工作台和操作面板，所述主轴箱机构下方设置有工作台，所述工作台用于放置石材，所述主轴箱机构用于切割石材，所述主轴箱机构设置在所述升降机构上，所述升降机构用于驱动所述主轴箱机构沿垂直方向移动，所述升降机构设置在所述横向位移机构上，所述横向位移机构用于驱动所述升降机构沿横向移动，所述横向位移机构设置在所述纵向位移机构上，所述纵向位移机构用于驱动所述横向位移机构沿纵向移动，所述纵向位移机构一侧安装有操作面板，所述操作面板包括用于设定该设备动作的按钮模块以及能够实时显示该设备状态信息的显示模块，所述操作面板连接plc控制器输入端，所述plc控制器输出端连接该设备各机械部件，plc控制器接收操作面板的控制指令，控制该设备各机械部件的动作。

进一步地，所述纵向位移机构包括边梁，所述边梁设置有两根，两根所述边梁呈纵向间隔布置且相互平行设置，两根所述边梁分别设置在两个水泥墩上，两个所述边梁均包括边梁本体和边梁凹槽，所述边梁本体的横截面为长方形，所述边梁本体的上表面焊接有边梁凹槽，其中一所述边梁两端分别设置有第一行程开关，其中一所述边梁上设置有第一纵向箱体，另一所述边梁上设置有第二纵向箱体，所述第一纵向箱体与第二纵向箱体之间连接有横梁，因此当第一纵向箱体与第二纵向箱体沿着纵向移动时，横梁也随之移动，所述第一纵向箱体内对称安装有两根平行设置的第一行轮轴，两根所述第一行轮轴均固定在第一纵向箱体两侧的壁板上，在第一行轮轴上套装有第一行轮，所述第一行轮的一端通过第一锁紧螺母将其轴向固定，所述第一行轮的槽型与第一边梁导轨配合，所述第一行轮可滑动的设置在第一边梁导轨上，所述第一边梁导轨固定于所述第一纵向箱体下方的边梁凹槽内，所述边梁凹槽内还固定有边梁齿条，所述边梁齿条与所述边梁导轨呈纵向间隔布置且相互平行设置，所述边梁齿条上设置有第一齿轮，所述第一齿轮与边梁齿条啮合，所述第一齿轮固定在传动轴上，所述传动轴的一端依次穿过横梁、第二纵向箱体并且通过轴承座固定在第二纵向箱体上，另一端依次穿过第一纵向箱体、轴承座板与减速电机传动连接，所述第一纵向箱体一侧面安装有轴承座板，所述轴承座板上安装有电机安装座，所述电机安装座上安装减速电机，所述减速电机的输出轴与传动轴通过联轴器传动连接，所述电机安装座上还安装有编码器座，所述编码器座上固定有编码器芯，所述编码器芯与减速电机连接，通过编码器芯对减速电机的输出轴的转数进行控制。

进一步地，所述第二纵向箱体内对称安装有两根平行设置的第二行轮轴，两根所述第二行轮轴均固定在第二纵向箱体两侧的壁板上，在第二行轮轴上套装有第二行轮，所述第二行轮的一端通过第二锁紧螺母将其轴向固定，所述第二行轮的槽型与第二边梁导轨配合，所述第二行轮可滑动的设置在第二边梁导轨上，所述第二边梁导轨固定于所述第二纵向箱体下方的边梁凹槽内。

进一步地，所述横向位移机构包括方形箱体，所述方形箱体为中空结构，所述方形箱体套装于横梁上并可沿横梁的长度方向滑动，所述方形箱体的内腔顶部设置有横梁滑板，所述横梁滑板设置在两条平行设置的v型导轨上并且可沿v型导轨滑动，两条所述v型导轨安装在横梁上，在横梁的上设置有凹槽，所述凹槽一侧壁上安装有横梁齿条，所述方形箱体的上表面左侧安装有横移电机支架，所述横移电机支架上安装有横移电机，横移电机的轴端通过平键安装有横移电机皮带轮，所述横移电机皮带轮与减速机皮带轮之间通过第一v型带传动连接，所述减速机皮带轮通过平键安装在减速机的输入轴轴端，所述减速机安装在方形箱体的上表面，所述减速机的输出孔内安装齿轮轴，所述齿轮轴依次穿过方形箱体、横梁滑板与第二齿轮连接，所述第二齿轮与横梁齿条啮合传动。

进一步地，所述升降机构包括安装在方形箱体的上下表面四个对角处开设有通孔，四个所述通孔内安装有的导向套，四个所述导向套上均安装有立柱，四根所述立柱的顶部设置有上连接板，四根所述立柱的底部设置有下连接板，所述上连接板的中间位置安装有升降油缸，所述升降油缸的轴端安装有固定座，所述固定座与方形箱体的上表面连接，所述上连接板上横向固定有支座，所述支座的一侧安装有液压箱，所述液压箱与升降油缸管道连接。

进一步地，所述主轴箱机构包括主轴箱，所述主轴箱固定在下连接板的下表面，所述主轴箱的两端安装深沟球轴承，两个所述深沟球轴承之间连接有主轴，主轴的一端部安装主轴皮带轮，并且通过圆螺母以及止动垫圈锁紧，所述主轴的另一端安装有外压刀盘和内压刀盘，所述外压刀盘和内压刀盘中间位置安装有刀片，并且通过螺母进行轴端锁紧；所述主轴带轮与主动带轮之间通过第二v型带传动连接，所述主动带轮通过平键安装在三相异步电机的轴端，所述三相异步电机安装在所述支座的另一侧。

为解决上述技术问题之二本发明采用的技术方案如下：

一种石材切割设备的泄露切割方法，包括以下步骤：

第一步，将石材平放在工作台板上，按下操作面板上启动按钮，减速电机启动，通过传动轴转动，带动安装在传动轴上的第一齿轮转动，第一齿轮与边梁齿条啮合传动，第一纵向箱体、第二纵向箱体以及横梁也随之移动，通过减速电机轴端的编码器芯对其转数进行控制，可以精确的控制第一纵向箱体、第二纵向箱体以及横梁的移动距离。

第二步，横移电机启动，带动横移电机皮带轮转动，通过第一v型带传动，带动减速机输出端的齿轮轴转动，因此第二齿轮转动，第二齿轮与横梁齿条啮合传动，促使整个机构沿着横向一定距离。

第三步，升降油缸通液压油，其活塞杆下行到指定行程位置，因此上连接板下降一定距离，下连接板也随着下降相同行程距离，三相异步电机启动，主动带轮转动，通过第二v型带传动，带动主轴皮带轮转动，因此主轴转动，固定在主轴另一轴端的刀片随着转动，当刀片向右行进至第二行程开关时，刀片第一次降刀对石材进行切割，刀片左行至第二行程开关时，刀片第二次降刀对石材进行切割；当刀片向前行进至第一行程开关时，刀片第三次降刀对石材进行切割，刀片向后行进至第一行程开关时，刀片第四次降刀对石材进行切割，循环动作。

第四步，石材所需切割的数量都完毕后，自动切割完毕，各机构自动停止，从工作台上取下石材。

本发明安装有plc控制器，经过相关技术人员编程后，可完全实现半自动化，从而降低劳动强度，提高切割效率；本发明通过纵向位移机构、横向位移机构以及升降机构可以实现刀片沿x、y、z轴的精确移动，自动化程度高，极大提高了加工效率；本发明安装有第一行程开关和第二行程开关，通过第一行程开关和第二行程开关对刀片沿x、y轴移动进行限位，避免由于位置偏差影响切割精度，从而实现了切割全过程的自动化、精确化。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明石材切割设备的示意图；

图2为本发明石材切割设备的纵向位移机构俯视图；

图3为本发明石材切割设备的纵向位移机构侧视图；

图4为图3中的a处放大图；

图5为本发明石材切割设备的横梁剖视图；

图6为本发明石材切割设备的部分示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为本发明石材切割设备的主轴箱示意图。

附图中：

1、纵向位移机构101、边梁102、边梁齿条

103、编码器座104、编码器芯105、轴承座板

106、第一齿轮107、第一行轮108、第一行轮轴

109、第一锁紧螺母110、第一边梁导轨111、第二行轮

112、第二行轮轴113、第二锁紧螺母114、第二边梁导轨

115、第一纵向箱体116、第二纵向箱体117、限位条

118、横梁119、减速电机120、轴承支座

121、传动轴122、电机安装座123、第一行程开关

124、第二行程开关2、横向位移机构201、方形箱体

202、横梁滑板203、v型导轨204、凹槽

205、横梁齿条206、横移电机支架207、横移电机

208、横移电机皮带轮209、减速机皮带轮210、第一v型带

211、减速机212、齿轮轴213、第二齿轮

3、升降机构301、导向套302、立柱

303、上连接板304、下连接板305、升降油缸

306、固定座307、液压箱308、支座

4、主轴箱机构401、主轴箱402、深沟球轴承

403、主轴404、主轴皮带轮405、圆螺母

406、止动垫圈407、外压刀盘408、内压刀盘

409、刀片410、螺母411、主动带轮

412、第二v型带413、三相异步电机

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

请参阅图1-8所示，一种石材切割设备，包括纵向位移机构1、横向位移机构2、升降机构3、主轴箱机构4、工作台5和操作面板6，所述主轴箱机构4下方设置有工作台5，所述工作台5用于放置石材，所述主轴箱机构4用于切割石材，所述主轴箱机构4设置在所述升降机构3上，所述升降机构3用于驱动所述主轴箱机构4沿垂直方向移动，所述升降机构3设置在所述横向位移机构2上，所述横向位移机构2用于驱动所述升降机构3沿横向移动，所述横向位移机构2设置在所述纵向位移机构1上，所述纵向位移机构1用于驱动所述横向位移机构2沿纵向移动，所述纵向位移机构1一侧安装有操作面板6，所述操作面板6包括用于设定该设备动作的按钮模块以及能够实时显示该设备状态信息的显示模块，所述操作面板6连接plc控制器输入端，所述plc控制器输出端连接该设备各机械部件，plc控制器接收操作面板6的控制指令，控制该设备各机械部件的动作。

所述纵向位移机构1包括边梁101，所述边梁101设置有两根，两根所述边梁101呈纵向间隔布置且相互平行设置，两根所述边梁101分别设置在两个水泥墩上，两个所述边梁101均包括边梁本体和边梁凹槽，所述边梁本体的横截面为长方形，所述边梁本体的上表面焊接有边梁凹槽，其中一所述边梁101两端分别设置有第一行程开关123，其中一所述边梁101上设置有第一纵向箱体115，另一所述边梁101上设置有第二纵向箱体116，所述第一纵向箱体115与第二纵向箱体116之间连接有横梁118，因此当第一纵向箱体115与第二纵向箱体116沿着纵向移动时，横梁118也随之移动，所述第一纵向箱体115内对称安装有两根平行设置的第一行轮轴108，两根所述第一行轮轴108均固定在第一纵向箱体115两侧的壁板上，在第一行轮轴108上套装有第一行轮107，所述第一行轮107的一端通过第一锁紧螺母109将其轴向固定，所述第一行轮107的槽型与第一边梁导轨110配合，所述第一行轮107可滑动的设置在第一边梁导轨110上，所述第一边梁导轨110固定于所述第一纵向箱体115下方的边梁凹槽内，所述边梁凹槽内还固定有边梁齿条102，所述边梁齿条102与所述边梁导轨110呈纵向间隔布置且相互平行设置，所述边梁齿条102上设置有第一齿轮106，所述第一齿轮106与边梁齿条102啮合，所述第一齿轮106固定在传动轴121上，所述传动轴121的一端依次穿过横梁112、第二纵向箱体116并且通过轴承座固定在第二纵向箱116体上，另一端依次穿过第一纵向箱体115、轴承座板105与减速电机119传动连接，所述第一纵向箱体115一侧面安装有轴承座板105，所述轴承座板105上安装有电机安装座122，所述电机安装座122上安装减速电机119，所述减速电机119的输出轴与传动轴121通过联轴器传动连接，所述电机安装座122上还安装有编码器座103，所述编码器座103上固定有编码器芯104，所述编码器芯104与减速电机119连接，通过编码器芯104对减速电机119的输出轴的转数进行控制。

所述第二纵向箱体116内对称安装有两根平行设置的第二行轮轴112，两根所述第二行轮轴112均固定在第二纵向箱体116两侧的壁板上，在第二行轮轴112上套装有第二行轮111，所述第二行轮111的一端通过第二锁紧螺母113将其轴向固定，所述第二行轮111的槽型与第二边梁导轨114配合，所述第二行轮111可滑动的设置在第二边梁导轨114上，所述第二边梁导轨114固定于所述第二纵向箱体116下方的边梁凹槽内。

设置在所述横梁118内传动轴121上等距布置三个轴承支座120，三个所述轴承座120固定在边梁118内部，所述横梁118上还设置有限位条117，所述限位条117两端分别设置有第二行程开关124。

所述横向位移机构2包括方形箱体201，所述方形箱体201为中空结构，所述方形箱体201套装于横梁118上并可沿横梁118的长度方向滑动，所述方形箱体201的内腔顶部设置有横梁滑板202，所述横梁滑板202设置在两条平行设置的v型导轨203上并且可沿v型导轨203滑动，两条所述v型导轨203安装在横梁118上，在横梁118的上设置有凹槽204，所述凹槽204一侧壁上安装有横梁齿条205，所述方形箱体201的上表面左侧安装有横移电机支架206，所述横移电机支架206上安装有横移电机207，横移电机207的轴端通过平键安装有横移电机皮带轮208，所述横移电机皮带轮208与减速机皮带轮209之间通过第一v型带210传动连接，所述减速机皮带轮209通过平键安装在减速机211的输入轴轴端，所述减速机211安装在方形箱体201的上表面，所述减速机211的输出孔内安装齿轮轴212，所述齿轮轴212依次穿过方形箱体201、横梁滑板202与第二齿轮213连接，所述第二齿轮213与横梁齿条205啮合传动。

所述升降机构3包括安装在方形箱体201的上下表面四个对角处开设有通孔，四个所述通孔内安装有的导向套301，四个所述导向套301上均安装有立柱302，四根所述立柱302的顶部设置有上连接板303，四根所述立柱302的底部设置有下连接板304，所述上连接板303的中间位置安装有升降油缸305，所述升降油缸305的轴端安装有固定座306，所述固定座306与方形箱体201的上表面连接，所述上连接板302上横向固定有支座308，所述支座308的一侧安装有液压箱307，所述液压箱307与升降油缸305管道连接，通过液压箱307给升降油缸305提供液压油。

所述主轴箱机构4包括主轴箱401，所述主轴箱401固定在下连接板304的下表面，所述主轴箱401的两端安装深沟球轴承402，两个所述深沟球轴承402之间连接有主轴403，主轴403的一端部安装主轴皮带轮404，并且通过圆螺母405以及止动垫圈406锁紧，所述主轴403的另一端安装有外压刀盘407和内压刀盘408，所述外压刀盘407和内压刀盘408中间位置安装有刀片409，并且通过螺母410进行轴端锁紧；所述主轴带轮404与主动带轮411之间通过第二v型带412传动连接，所述主动带轮411通过平键安装在三相异步电机413的轴端，所述三相异步电机413安装在所述支座308的另一侧。

本发明的石材切割设备的工作原理及切割方法包括如下：

第一步，将石材平放在工作台板5上，按下操作面板6上启动按钮，减速电机119启动，通过传动轴121转动，带动安装在传动轴121上的第一齿轮106转动，第一齿轮106与边梁齿条102啮合传动，第一纵向箱体115、第二纵向箱体116以及横梁118也随之移动，通过减速电机119轴端的编码器芯104对其转数进行控制，可以精确的控制第一纵向箱体115、第二纵向箱体116以及横梁118的移动距离。

第二步，横移电机207启动，带动横移电机皮带轮208转动，通过第一v型带210传动，带动减速机211输出端的齿轮轴212转动，因此第二齿轮213转动，第二齿轮213与横梁齿条102啮合传动，促使整个机构沿着横向一定距离。

第三步，升降油缸305通液压油，其活塞杆下行到指定行程位置，因此上连接板303下降一定距离，下连接板304也随着下降相同行程距离，三相异步电机413启动，主动带轮411转动，通过第二v型带412传动，带动主轴皮带轮404转动，因此主轴403转动，固定在主轴403另一轴端的刀片409随着转动，当刀片409向右行进至第二行程开关124时，刀片409第一次降刀对石材进行切割，刀片409左行至第二行程开关124时，刀片409第二次降刀对石材进行切割；当刀片409向前行进至第一行程开关123时，刀片409第三次降刀对石材进行切割，刀片409向后行进至第一行程开关123时，刀片409第四次降刀对石材进行切割，循环动作。

第四步，石材所需切割的数量都完毕后，自动切割完毕，各机构自动停止，从工作台5上取下石材。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。