专利名称：快速换头石材边线自动磨抛机的制作方法
技术领域：
本发明涉及石材加工技术领域，具体是一种石材边线的加工设备。
背景技术：
由于石材边线异形石材制品，产品附加值高，无论是现代建筑、室内装修或石材家具制造，对石材边线制品的需求都与日俱增。石材边线加工若用人工或单工序机械加工，则劳动量大，生产效率低，抛光成本高 ，难于满足质量要求。因此，专门针对石材边线加工而研制机械设备是十分必要的。目前，国内企业石材边线的加工大多仍以手工为主，即使采用机械设备加工的也是在车床等设备上进行简单改装而成的，这些加工技术存在着加工效率低，自动化程度低、加工精度差、磨抛压力难于控制、容易崩边崩角、产品的光泽度低且不均匀、质量不高，难以形成批量，这与工艺制品广阔的市场需求相去甚远。近年来，为适应中、小石材加工企业的需求，国内石材机械企业相继开发出便携式磨边机、手扶式磨边机、双头磨边机、圆弧面打磨抛光机、PLC磨边机等。但是存在以下不足只能完成单一工序，不同的石材边线需设计制作不同的抛光轮，效率低、成本高，产品质量差；细小而长的线条在打磨抛光时易被磨轮压断；打磨抛光受许多条件限制。但是在一定程度上减轻了工作的劳动强度，提高了工作效率。世界石材强国意大利的石材企业使用自动化程度很高的生产线，但需要具有一定石材知识和经验丰富的人员，来掌握加工过程的工艺参数才能生产出顶级的石材边线成品。目前国外在欧美国家有同类生产设备，但是价格高昂，如进口该设备，投资成本很高。目前国内专为石材边线多工序自动化加工的设备还没有。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速换头石材边线自动磨抛机，实现石材上料以后，能够完成定位、夹紧，逐步完成石材边线的倒边、磨削和抛光工艺过程，提高石材边线加工生产率，提高石材边线加工的质量。为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案一种快速换头石材边线自动磨抛机，包括相互连接的齿轮箱和摆动机构，摆动机构另一侧上安装有主轴头部件，所述摆动机构带动主轴头部件运动,进行石材的磨削和抛光,主轴头部件包括主轴头支架、分别固定在主轴头支架上的伺服电机和支座，伺服电机输出端连接有根据石材边线形状调整刀具前后运动的丝杠螺母机构，伺服电机驱动丝杠螺母机构运动，在支座上还固定有主轴电机，与主轴电机连接有主轴，主轴另一端上连接有快速换头装置，在快速换头装置上配合装有刀具；支座在丝杠螺母机构的作用下，沿着主轴头支架上的凹槽前后移动，主轴电机固定在支座上，驱动主轴旋转，从而带动刀具旋转，可以在倒边切头、磨头和抛光头之间完成刀具的快换，在工件上料后，能够在一个工位上完成石材边线的倒边切割、磨削和抛光。所述快速换头装置包括与主轴连接的连接盘，在连接盘上设有压销，主轴和压销分别与连接盘接触的部分上设有保持对刀具恒压力的蝶簧，在刀具上开有与压销位置相匹配、并沿刀具内侧面圆周均匀分布的凹槽，凹槽的直径从一端到另一端逐渐变大。安装刀具时，将刀具的凹槽直径大的一端对准压销，推入然后旋转至直径小的一端；卸下刀具时，将刀具由直径小的一端旋转至直径大的一端，即可松开。蝶簧分别安装在压销和主轴上中心处，蝶簧起到压紧刀具的作用，防止刀具在加工过程中松脱且微调刀具与加工件的距离。所述的主轴头部件通过所述的主轴头支架安装在该摆动机构上，所述摆动机构的摆动带动所述的主轴头部件运动，进行石材的倒边切割、磨削和抛光，所述摆动机构包括连杆机构，所述的主轴头部件通过所述的主轴头支架安装在所述连杆机构上，采用双轴驱动方式，具体为旋转运动内连杆、旋转运动外连杆、平移运动内连杆、平移运动外连杆，旋转运动内连杆、旋转运动外连杆带动平移运动内连杆、平移运动外连杆实现平面内移动，进而带动主轴头支架实现摆动；电机连接减速机和齿轮箱，电机通过连接轴驱动中间齿轮，齿轮箱中安装有相互啮合的第一、第二和第三齿轮，减速机驱动第二齿轮，第二齿轮通过与第一和第三齿轮啮合，带动第一和第三齿轮转动，第一齿轮通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动内连杆转动，第三齿轮通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动外连杆转动。摆动机构采用双轴驱动方式，杆件受力更好。还包括用于加工工件的定位的自定位装置。所述自定位装置包括机架、定位移动架、定位中间轴、转位盘、定位销，所述定位销将所述转位盘固定在机架上，所述定位中间轴连接在转位盘上，可以同步旋转，所述定位移动架在定位中间轴上移动和旋转，从而所述定位移动架与石材加工端接触而实现工件的自定位。还包括用于实现刀具的加工进给运动的进给装置，用于所述的主轴头部件、摆动机构的左右移动。所述进给装置采用齿轮齿条机构，机架采用特殊结构，所述的齿轮齿条机构包括齿轮和齿条，所述齿条固定在机架上，机架的位置A下端布置有齿轮齿条机构、第一和第二直线导轨，所述的直线导轨包括导轨和滑块，所述导轨固定在机架上，所述滑块固定在所述连接架上，机架的位置B下端用沉头螺钉固定有齿条，连接架采用U型结构，将电机、第一和第二直线导轨、升降机和齿轮箱连接起来，电机通过螺栓固定在连接架上，第一直线导轨水平布置，第二直线导轨竖直布置，螺母用螺栓固定在连接架的U型结构下面，机架上固定有支撑板，导轨用螺栓固定在支撑板上；螺母用螺栓固定在连接架的U型结构侧面，导轨用螺栓固定在支承板上，支承板固定在机架上，通过电机驱动齿轮齿条机构而带动所述的连接架、主轴头部件、摆动机构做左右移动，来实现进给运动。还包括用于保护重要部件和易受泥水影响的部件的防护装置。所述防护装置采用分级防护的方式，其包括有分别对应保护第一直线导轨、齿轮齿条机构、第二直线导轨、齿轮的防护罩，固定在机架上的支架，防护罩分别对应的固定在支架和转轴上。防护罩随着转轴一起旋转，有效防止泥水沿着转轴流到齿轮上。采用分级防护的方式，每一个防护罩都有针对性地保护特定的重要部件，能够很好得保护两条直线导轨和齿轮齿条机构，该防护装置能够很好地应对石材加工现场的恶劣环境。本发明所述的快速换头石材边线自动磨抛机包括压紧装置，用于加工前工件的夹紧。本发明所述的压紧装置包括支架和气缸压紧部分，所述支架固定在机架上，所述 的气缸压紧部分包括气缸、关节接头、压紧盘，所述气缸固定在所述支架上，所述关节接头连接在所述气缸的输出端，所述压紧盘固定在所述关节接头上，所述气缸驱动所述的关节接头和压紧盘而实现工件的夹紧。本发明所述的快速换头石材边线自动磨抛机包括万向转轮装置，用于工件位置的调整。本发明所述的万向转轮装置包括气缸、外导向套、内导向套、万向轮组、万向轮支架，所述的万向轮组固定在万向轮支架上，所述的气缸、外导向套固定在机架上，所述的气缸驱动内导向套而实现工件的上下位置调整，由多个万向轮组成的万向轮组能够实现工件的前后、左右的位置调整。本发明与现有技术相比，具有如下优点I.本发明设备采用的快速换头装置，能够在倒边切头、磨头和抛光头之间轻松、快速地完成刀具转换，设备在加工件上料后，能够在一个工位上完成石材边线的倒边切割、磨 削和抛光的全部工艺过程，与传统单工序加工设备相比能有效提高生产效率和质量。2.本发明的主轴头部分，采用蝶形弹簧来实现对刀具的恒压力，防止刀具的松脱，利用蝶形弹簧的伸缩，也可以调整刀具和石材的距离，与其他设备上的类似结构相比更加简单可靠。3.本发明的自定位装置在加工端进行工件的定位，定位精度高，定位结构简单可靠，操作简易。4.本发明的进给装置，连接架采用U型结构，受力良好，直线导轨和齿轮齿条机构都布置在机架下端，布置方式合理，便于防护。5.本发明的防护装置采用分级防护的方式，用专门的防护罩对重要部件、易受泥水影响的部件进行保护，能够很好的应对石材加工的恶劣环境。6.本发明的摆动机构是通过连杆机构实现的，通过齿轮箱中三个齿轮的相互啮合，可以实现连杆机构的双轴驱动，相比其他设备上的单轴驱动，双轴驱动的杆件受力更好，稳定性更好。
图I为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的上视图；图2为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的后视图；图3为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的摆动机构上视图；图4a为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的快速换头立体示意图；图4b为本发明刀具结构示意图；图5为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的进给装置左视图；图6为本发明快速换头石材边线自动磨抛机的立体参考示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明的内容做进一步详细说明。实施例请参阅图I和图6所示,一种快速换头石材边线自动磨抛机,包括相互连接的齿轮箱122和摆动机构，摆动机构另一侧上安装有主轴头部件14，摆动机构带动主轴头部件14运动，进行石材的磨削和抛光，主轴头部件14包括主轴头支架135、分别固定在主轴头支架135上的伺服电机147和支座144，伺服电机147输出端连接有丝杠螺母机构145，伺服电机147驱动丝杠螺母机构145，在支座144上还固定有主轴电机146，与主轴电机146连接有主轴143，驱动主轴的旋转，从而实现刀具的旋转，主轴143另一端上连接有快速换头装置142，在快速换头装置142上配合装有刀具141 ;支座144在丝杠螺母机构145的作用下，沿着主轴头支架135上的凹槽前后移动。请结合参阅图4a和图4b所示，快速换头装置142包括与主轴143连接的连接盘1431，在连接盘1431上设有压销(1426，1427，1428,1429),主轴143和压销(1426，1427，1428,1429)分别与连接盘1431接触的部分上设有蝶簧(1421，1422，1423，1424，1425)，在刀具141上开有与压销(1426，1427，1428，1429)位置相匹配、并沿刀具141内侧面圆周均勻分布的凹槽1411,凹槽1411的直径从一端a端到另一端b端逐渐变大。安装刀具时，将刀具凹槽位置b对准压销，推入然后旋转至位置a，此时压销限制刀具的轴向运动；卸下刀具时，将刀盘由位置a旋转至位置b，即可松开刀具。蝶形弹簧对刀具保持压力，起到压紧刀具的作用，可以防止刀具在加工过程中松脱，由于蝶形弹簧的伸缩，可以微调刀具与加工件的距离，避免刀具与加工件产生剧烈碰撞。请结合参阅图3所示,摆动机构包括连杆机构,采用双轴驱动方式,其具体包括旋·转运动内连杆133、旋转运动外连杆131、平移运动内连杆132、平移运动外连杆134、主轴头支架135。旋转运动内连杆133、旋转运动外连杆131带动平移运动内连杆132、平移运动外连杆134实现平面内移动，进而带动主轴头支架135实现摆动；齿轮箱122中安装有相互啮合的第一、第二和第三齿轮(123，124，125)，电机、减速机121通过螺栓固定在齿轮箱122上，减速机121驱动第二齿轮124，第二齿轮124通过与第一和第三齿轮(123、125)啮合，带动第一和第三齿轮(123、125)转动，第一齿轮123通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动内连杆133转动，第三齿轮125通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动外连杆131转动。摆动机构实现双轴驱动，杆件受力更好。请结合参阅图2所示，还包括用于加工工件的定位的自定位装置。自定位装置包括机架2、定位移动架(51，52，53，54)、定位中间轴55、转位盘56、定位销57，定位销57将转位盘56固定在机架2上，定位中间轴55连接在转位盘56上，可以同步旋转，定位移动架与定位中间轴通过方形截面进行联接，定位移动架(51，52，53，54)在定位中间轴55上随着定位中间轴55 —起移动和旋转，从而定位移动架(51，52，53，54)与石材加工端接触而实现工件的自定位，根据工件边线长度的不同，可以将定位移动架调整到合适的位置。转位盘56在圆周上有三个孔，在机架上也有对应的三个孔，通过定位销可以将转位盘固定在机架2上。在工件加工前，旋转定位中间轴，使得定位移动架转动到可定位的位置，用定位销固定转位盘，此时便可以进行工件的定位；当定位结束后，为了避免自定位装置与其他装置产生干涉，旋转定位中间轴，使得定位移动架转动到机架工作台下端，用定位销固定转位盘，此时便可以进行工件的加工过程。该定位装置采用的是自定位方式，定位精度高，操作简易。请结合参阅图5所示，还包括用于实现刀具141的加工进给运动的进给装置，该设备的进给装置采用电机111驱动齿轮齿条机构114来实现，机架2的位置A下端布置有齿轮齿条机构114、第一和第二直线导轨(115，116)，机架2的位置B下端用沉头螺钉固定有齿条1141，连接架112采用U型结构，将电机111、第一和第二直线导轨(115、116)、升降机113和齿轮箱122连接起来，电机111通过螺栓固定在连接架112上，第一直线导轨115水平布置，第二直线导轨116竖直布置，螺母1151用螺栓固定在连接架112的U型结构下面，机架2上固定有支撑板1153，导轨1152用螺栓固定在支撑板1153上；螺母1161用螺栓固定在连接架112的U型结构侧面，导轨1162用螺栓固定在支承板1163上，支承板1163固定在机架2上，通过电机111驱动齿轮齿条机构114来实现进给运动。目前市场上直线导轨技术成熟，规格齐全，只需根据设计需求选用，可以缩短产品设计、生产周期，提高设备的可靠性。石材加工过程中，有大量的泥水，会对设备产生不利影响。该设备的防护装置采用分级防护的方式。请参阅图5所示，还包括用于保护重要部件和易受泥水影响的部件的防护装置，防护装置采用分级防护的方式，其包括有分别对应保护第一直线导轨115、齿轮齿条机构114、第二直线导轨116、齿轮1142的防护罩(1171，1172，1173，1177)，固定在机架2上的支架(1174，1175，1176))，防护罩(1171，1172，1173，1177)分别对应的固定在支架(1174，1175，1176)和转轴118上。防护罩1171保护第一直线导轨115，防护罩1171用螺 钉固定在支架1174上，支架1174焊接在机架2上；防护罩1172保护齿轮齿条机构114，防护罩1172用螺钉固定在支架1175上，支架1175焊接在机架2上；防护罩1173保护第二直线导轨116，防护罩1173用螺钉固定在支架1176上，支架1176焊接在机架2上；防护罩1177保护齿轮1142，防护罩1177固定在转轴上，随着转轴一起旋转，可以有效防止泥水沿着转轴流到齿轮1142上。采用分级防护的方式，4个防护罩能够很好得保护两条直线导轨和齿轮齿条机构。上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求
1.一种快速换头石材边线自动磨抛机，包括相互连接的齿轮箱(122)和摆动机构，摆动机构另一侧上安装有主轴头部件(14)，所述摆动机构带动主轴头部件(14)运动，进行石材的磨削和抛光，其特征在于主轴头部件(14)包括主轴头支架(135)、分别固定在主轴头支架(135)上的伺服电机(147)和支座(144)，伺服电机(147)输出端连接有丝杠螺母机构(145)，在支座(144)上还固定有主轴电机(146)，与主轴电机(146)连接有主轴(143)，主轴(143)另一端上连接有快速换头装置(142)，在快速换头装置(142)上配合装有刀具(141);支座(144)在丝杠螺母机构(145)的作用下，沿着主轴头支架(135)上的凹槽前后移动。
2.根据权利要求I所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于所述快速换头装置(142)包括与主轴(143)连接的连接盘(1431)，在连接盘(1431)上设有压销(1426，1427，1428，1429)，主轴(143)和压销(1426，1427，1428，1429)分别与连接盘(1431)接触的部分上设有蝶簧(1421，1422，1423，1424，1425)，在刀具(141)上开有与压销(1426，1427，1428,1429)位置相匹配、并沿刀具(141)内侧面圆周均匀分布的凹槽(1411)，凹槽(1411)的直径从一端到另一端逐渐变大。
3.根据权利要求I所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，所述摆动机构包括连杆机构，采用双轴驱动方式，具体为旋转运动内连杆(133)、旋转运动外连杆(131)、平移运动内连杆(132)、平移运动外连杆(134)，旋转运动内连杆(133)、旋转运动外连杆(131)带动平移运动内连杆(132)、平移运动外连杆(134)实现平面内移动，进而带动主轴头支架(135)实现摆动；齿轮箱(122)中安装有相互啮合的第一、第二和第三齿轮(123，124，125)，减速机(121)驱动第二齿轮(124)，第二齿轮(124)通过与第一和第三齿轮(123,125)啮合，带动第一和第三齿轮(123、125)转动，第一齿轮(123)通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动内连杆(133)转动，第三齿轮(125)通过键与所在轴连接，带动摆动机构的旋转运动外连杆(131)转动。
4.根据权利要求I所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，还包括用于加工工件的定位的自定位装置。
5.根据权利要求4所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，所述自定位装置包括机架(2)、定位移动架(51，52，53，54)、定位中间轴(55)、转位盘(56)、定位销(57),所述定位销(57)将所述转位盘(56)固定在机架(2)上，所述定位中间轴(55)连接在转位盘(56)上，可以同步旋转，所述定位移动架(51，52，53，54)在定位中间轴(55)上移动和旋转，从而所述定位移动架(51，52，53，54)与石材加工端接触而实现工件的自定位。
6.根据权利要求I所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，还包括用于实现刀具(141)的加工进给运动的进给装置。
7.根据权利要求6所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，所述进给装置采用齿轮齿条机构(114),机架(2)的位置A下端布置有齿轮齿条机构(114)、第一和第二直线导轨(115，116)，机架(2)的位置B下端用沉头螺钉固定有齿条(1141)，连接架(112)采用U型结构，将电机(111)、第一和第二直线导轨(115、116)、升降机(113)和齿轮箱(122)连接起来，电机(111)通过螺栓固定在连接架(112)上，第一直线导轨(115)水平布置，第二直线导轨(116)竖直布置，螺母(1151)用螺栓固定在连接架(112)的U型结构下面，机架(2 )上固定有支撑板(1153 )，导轨(1152 )用螺栓固定在支撑板(1153 )上；螺母(1161)用螺栓固定在连接架(112)的U型结构侧面，导轨(1162)用螺栓固定在支承板(1163)上，支承板(1163 )固定在机架(2 )上，通过电机(111)驱动齿轮齿条机构(114)来实现进给运动。
8.根据权利要求7述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，还包括用于保护重要部件和易受泥水影响的部件的防护装置。
9.根据权利要求8所述的一种快速换头石材边线自动磨抛机，其特征在于，所述防护装置采用分级防护的方式，其包括有分别对应保护第一直线导轨(115)、齿轮齿条机构(114)、第二直线导轨(116)、齿轮(1142)的防护罩(1171,1172，1173，1177)，固定在机架(2)上的支架(1174，1175，1176)，防护罩(1171，1172，1173，1177)分别对应的固定在支架(1174，1175，1176)和转轴(118)上。
全文摘要
本发明公开了一种快速换头石材边线自动磨抛机，包括相互连接的齿轮箱和摆动机构，摆动机构另一侧上安装有主轴头部件，所述摆动机构带动主轴头部件运动，进行石材的磨削和抛光，主轴头部件包括主轴头支架、分别固定在主轴头支架上的伺服电机和支座，伺服电机输出端连接有根据石材边线形状调整刀具前后运动的丝杠螺母机构，伺服电机驱动丝杠螺母机构运动，在支座上还固定有主轴电机，与主轴电机连接有主轴，主轴另一端上连接有快速换头装置，在快速换头装置上配合装有刀具；支座在丝杠螺母机构的作用下，沿着主轴头支架上的凹槽前后移动，主轴电机固定在支座上，驱动主轴旋转，从而带动刀具旋转，可以在倒边切头、磨头和抛光头之间完成刀具的快换，在工件上料后，能够在一个工位上完成石材边线的倒边切割、磨削和抛光。
文档编号B24B47/00GK102699786SQ201210189759
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者陈思扬 申请人:云浮市科特机械有限公司