一种自动制造纹理的加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及石材加工机械领域，特别是一种自动制造纹理的加工设备


背景技术：

2.仿天然石材的瓷砖，其表面具有天然石材的效果，图案可变化多样。随着社会经济的不断发展，人们对生活品质和生活环境的要求也不断提高，因此具有天然仿石材、简洁、自然的装饰材料深受人们喜爱。
3.现有技术中出现了分层布料的方式，即基础料上布施底料，之后底料上再布施面釉(反打工序与之相反)，在面釉上通过印花工序布施条纹料形成仿石材纹理，因纹理限于坯体表层，在对砖体进行开槽后，切口处瓷砖本身的白色茬口裸露，即出现透底现象，只能重新补色或用其他方式补救，这严重影响施工速度和使用效果。现有技术出现了如专利201510183953.0一种多工位输料打印陶瓷装置，控制主料阀门和色粉阀门开启和关闭，使主料和色粉料在模具中形成混合料，压制成砖坯。这种方式虽然能够做出通体纹理的效果，但是纹理位置和尺寸可控性差，出现混料现象。导致成品瓷砖纹理与设计的纹理有较大出入。此外，现有技术中还出现了如专利201711317896.6一种瓷砖内部纹理布料装置、数字化布料系统及布料方法，其采用吸料的方式对粉料层进行吸料形成纹理槽，然后再向纹理槽内回填纹理料；该这种方式由于采用的是吸料操作形成纹理槽，由于吸料操作精度不高，每次吸料都需要吸取较多的料，导致所述纹理槽空间较大，纹理槽无法直接用色料回填，只能采用染色后的混色粉料来回填，而混色粉料导致加工工艺复杂且纹理颜色难以控制，且亮度不高，导致陶瓷板成型后纹理不够细腻，颜色不够逼真。


技术实现要素：

4.针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种自动制造纹理的加工设备，能对白坯基板自动加工纹理，使得成品板材的纹理更加精准，显示效果更加逼真。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种自动制造纹理的加工设备，其包括：加工平台，用于承载坯板基材；轴加工装置，安装于所述移动机构且位于所述加工平台的上方，所述主轴加工装置包括：刀具、着色装置和主轴电机；所述主轴电机的转轴驱动端竖直向下设置，所述刀具竖立连接于所述转轴驱动端的底部；所述刀具用于对白坯基材加工纹理槽，所述着色装置用于对纹理槽进行着色；移动机构，能驱动所述主轴加工装置在x轴方向和z轴方向移动；数控控制系统，用于对所述加工设备进行参数输入和设定操作，并与所述加工平台、所述主轴加工装置和所述移动机构电联接。
7.更优的，所述着色装置包括：轨迹相随装置和染料组件；所述染料组件用于喷射染料，所述染料组件与染料容器连通，染料组件设有染料喷射口；
8.所述轨迹相随装置用于调整所述染料组件的染料喷射口的喷射方向。
9.更优的，所述轨迹相随装置包括：相随控制模块、转动部和驱动电机；所述染料组
件安装于所述转动部，所述驱动电机用于驱动所述转动部水平转动；所述转动部的转动轴线与所述主轴电机的转轴驱动端轴的转动线重合。
10.更优的，所述移动机构还包括y轴线轨、第一驱动装置和支撑横梁；所述y 轴线轨设置于所述加工平台；所述支撑横梁的两端通过立柱分别支撑安装于所述y轴线轨的上方，所述第一驱动装置用于驱动所述支撑横梁沿y轴方向移动。
11.更优的，所述支撑横梁设有x轴线轨、z轴线轨、第二驱动装置和第三驱动装置；所述z轴线轨滑动安装于所述x轴线轨，并在所述第二驱动装置的驱动下沿x轴方向滑动；所述主轴加工装置滑动安装于所述z轴线轨，并在所述第三驱动装置的驱动下沿z轴方向滑动。
12.更优的，所述刀具为滑刀刀具，所述滑刀刀具为长条状，其一侧倾斜向下设有倾斜刀刃；所述刀具为圆片形刀具，所述圆片形刀具呈圆片状，其弧形边沿设有刀刃部。
13.更优的，所述x轴线轨滑动安装有滑动板，所述滑动板设有至少两条z轴线轨；各条所述z轴线轨均滑动安装有主轴加工装置；所述第三驱动装置分别独立驱动对应位置的所述主轴加工装置滑动。
14.更优的，所述x轴线轨滑动安装有至少两个滑动板，各个所述滑动板均设有z轴线轨；各条所述z轴线轨均滑动安装有主轴加工装置；所述第二驱动装置分别独立驱动对应位置的所述滑动板滑动；所述第三驱动装置分别独立驱动对应位置的所述主轴加工装置滑动。
15.本实用新型的实施例的有益效果：
16.所述加工设备与现有技术相比，纹理槽开设操作简单且更加精准，纹理槽在后续压制过程中能主动回填，不需要对纹理槽内回填大量的混有染料的基材粉料，减少将染料与基材粉料混合的操作，加工效率更高；此外，所述纹理槽的宽度和样式可以更加多样话，加工精度更高，纹理槽中的染料更加集中，不易出现色差或者染色不均匀的现象，纹理图案显示更加逼真，提高了瓷砖产品上目标纹理的显示效果。
附图说明
17.图1是本实用新型的一个实施例中所述加工设备的正视结构示意图；
18.图2是本实用新型的一个实施例中所述加工设备的侧视结构示意图；
19.图3是本实用新型的一个实施例中所述主轴加工装置的侧视结构示意图；
20.图4是本实用新型的一个实施例中所述滑刀刀具的侧视结构示意图；
21.图5是本实用新型的一个实施例中所述滑刀刀具在制造出的纹理的结构示意图；
22.图6是本实用新型的一个实施例中所述刀具的移动轨迹的切线方向的俯视示意图。
23.其中：加工平台100，主轴加工装置200，刀具210，滑刀刀具211，倾斜刀刃212，圆片形刀具213，着色装置220，轨迹相随装置221，染料组件222，染料喷射口223，主轴电机230，y轴线轨310，z轴线轨320，支撑横梁330，立柱340，第三驱动装置350，白坯基材400。
具体实施方式
24.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
25.本技术的一个实施例，如图1至图5所示，一种自动制造纹理的加工设备，其包括：
加工平台100、主轴加工装置200、移动机构和数控控制系统。
26.具体的，所述加工平台100用于承载坯板基材；所述主轴加工装置200，安装于所述移动机构且位于所述加工平台100的上方，所述主轴加工装置200包括：刀具210、着色装置220和主轴电机230；所述主轴电机230的转轴驱动端竖直向下设置，所述刀具210竖立连接于所述转轴驱动端的底部；所述刀具210 用于对白坯基材400加工纹理槽，所述着色装置220用于对纹理槽进行着色；所述移动机构能驱动所述主轴加工装置200在x轴方向和z轴方向移动；所述数控控制系统用于对所述加工设备进行参数输入和设定操作，并与所述加工平台100、所述主轴加工装置200和所述移动机构电联接。
27.所述加工设备设有主轴加工装置200，其能根据设定自动移动，使得刀具210能自动在白坯基板上划开纹理槽，同时所述着色装置220能自动精准的将染料喷撒至纹理槽内，当纹理槽开设和着色后，在通过后续的加压操作，使得纹理槽的宽度变小，纹理槽完全填满，即可得到目标纹理图案的基材。所述刀具 210能在所述主轴电机230的驱动下自转或在一定角度内左右摆动，可以再白坯基材400上制造出更加多样的纹理图案。
28.所述着色装置220包括：轨迹相随装置221和染料组件222；所述染料组件 222用于喷射染料，所述染料组件222与染料容器连通，染料组件222设有染料喷射口223；所述轨迹相随装置221用于调整所述染料组件222的染料喷射口 223的喷射方向。为了保证染料能更加精准的喷撒至刚刚被刀具210划开的纹理槽中，所述轨迹相随装置221能实时根据刀具210的转动角度和移动角度调整所述喷料口的喷射方向，使得染料能沿着刀具210移动轨迹的切线方向精准喷撒至纹理槽内，避免染料喷撒在纹理槽外部污染白坯基材400表面，也可以使得纹理槽内染料染色更加均匀全面。
29.现有技术中用于实施所述轨迹相随装置221的方案很多样，能根据加工需要及时调整所述染料组件222的染料喷射口223的喷射方向即可，比如，所述轨迹相随装置221包括：相随控制模块、转动部和驱动电机；所述染料组件222 安装于所述转动部，所述驱动电机用于驱动所述转动部水平转动；所述转动部的转动轴线与所述主轴电机230的转轴驱动端轴的转动线重合。
30.所述相随控制模块为现有的控制存储模块，其内部可以存储执行程序，该执行程序中设有当刀具210根据目标纹理的轨迹转动或移动时，所述驱动电机驱动转动部带动染料组件222水平转动，进而使得染料喷射口223始终位于刀具210移动轨迹的切线方向的正上方。
31.现有技术中可用于实施所述移动机构的方案也很多样，可以采用机械臂，也可以采用如下的实施方式：
32.所述移动机构还包括y轴线轨310、第一驱动装置和支撑横梁330；所述y 轴线轨310设置于所述加工平台100；所述支撑横梁330的两端通过立柱340分别支撑安装于所述y轴线轨310的上方，所述第一驱动装置用于驱动所述支撑横梁330沿y轴方向移动。
33.所述支撑横梁330设有x轴线轨、z轴线轨320、第二驱动装置和第三驱动装置350；所述z轴线轨320滑动安装于所述x轴线轨，并在所述第二驱动装置的驱动下沿x轴方向滑动；所述主轴加工装置200滑动安装于所述z轴线轨320，并在所述第三驱动装置350的驱动下沿z轴方向滑动。
34.该实施例具体描述了用于实现所述主轴加工装置200在x轴方向、y轴方向和z轴方
向移动加工的具体结构方案，使得主轴加工装置200具有更高的加工自由度和加工精度；该实施例中，所述y轴线轨310、第一驱动装置和支撑横梁 330可以使得所述主轴加工装置200能相对与白坯基板在y轴方向上相对移动加工；当然也可以采用固定安装的支撑横梁330，然后在所述加工平台100上设置移动载料平台，移动载料平台承载着白坯基板沿y轴方向移动；现有技术中用于实现所述主轴加工装置200能相对与白坯基板在y轴方向上相对移动加工的具体方案很多样，在本实施例的启示下，进行简单调整或替换的方案，均属于与本实施例等同的实施方案。
35.与现有的吸料式纹理加工方式，所述主轴加工装置200中主轴电机230能带动所述刀具210自转或在一定角度内往复摆动，刀具210能精准快速在白坯基材400上开设纹理槽的同时，有能加工更加多样化的纹理图案，可以再主轴加工装置200上设置不同的刀具210，不同的刀具210能加工对应不同的纹理图案，又能保证加工精度和效率。
36.所述刀具210为滑刀刀具211，所述滑刀刀具211为长条状，其一侧倾斜向下设有倾斜刀刃212；所述刀具210为圆片形刀具213，所述圆片形刀具213呈圆片状，其弧形边沿设有刀刃部。
37.具体的，当所述刀具210为滑刀刀具211时，其适合加工细线状纹理，纹理周边毛线状纹理较少；当采用尺寸较宽的圆片形刀具213时，可以通过圆盘刀具210的左右摆动加工更多的毛线状纹理。
38.更优的，所述加工设备上可以同时设置多个所述主轴加工装置200，每个主轴加工装置200根据加工需要可以独立或者同步对白坯基材400进行纹理加工，在所述加工设备上同时设置多个所述主轴加工装置200的具体实施方式很多。
39.比如，可以在一个滑动板上设置多个同步沿z轴线轨320移动，同时可以独立转动刀具210的所述主轴加工装置200；具体的，所述x轴线轨滑动安装有滑动板，所述滑动板设有至少两条z轴线轨320；各条所述z轴线轨320均滑动安装有主轴加工装置200；所述第三驱动装置350分别独立驱动对应位置的所述主轴加工装置滑动。
40.比如，可以在多个滑动板上分别设置一个沿z轴线轨320移动，同时又可以独立转动刀具210的所述主轴加工装置200；具体的，所述x轴线轨滑动安装有至少两个滑动板，各个所述滑动板均设有z轴线轨320；各条所述z轴线轨 320均滑动安装有主轴加工装置200；所述第二驱动装置分别独立驱动对应位置的所述滑动板滑动；所述第三驱动装置350分别独立驱动对应位置的所述主轴加工装置滑动。
41.在所述加工设备上同时设置多个所述主轴加工装置200，一方面，可以提高加工效率，增加纹理图案的多样性；另一方面，也可以在其中某个主轴加工装置200出现工作故障时，其他主轴加工装置200依旧可以进行正常加工，可以提高生产效率。
42.一种自动制造纹理的加工方法，其应用于如上所述的一种自动制造纹理的加工设备；其包括如下步骤：
43.a.按照目标纹理，利用数控控制系统绘制好纹理图案和加工参数，生成加工执行程序；
44.b.成型粉料与粘结剂混合后，经过布料得到无纹理的白坯基材400；
45.c.加工纹理操作：白坯基材400输送加工平台100顶面的指定加工区域后，数控控制系统控制主轴加工装置200移动至指定位置，并控制刀具210下降到设定高度，使得刀具
210插入白坯基材400的指定深度；数控控制系统根据加工执行程序，主轴加工装置200按照设定的轨迹移动，使得刀具210在白坯基材400板内加工纹理槽，同时着色装置220对纹理槽内喷撒色料；
46.d.待主轴加工装置200完成对白坯基材400的加工纹理操作后，数控控制系统控制主轴加工装置200上升，使得刀具210与白坯基材400分离；得到半成品基材；
47.e.将半成品基材经过压实使得纹理槽宽度收缩至设定范围内后，再经过烘干、烧结处理工序后，得到具有目标纹理的人造石材。
48.更优的，所述a步骤和所述b步骤不分先后；所述a步骤中生成加工执行程序时，需保证所述c步骤中，着色装置220中染料喷射口223的喷射方向始终位于刀具210移动轨迹的切线方向的正上方。
49.如图6所示，矩形框为刀具210俯视形状，刀具210移动轨迹上各处的切线方向于如图中箭头方向平行，染料喷射口223位于矩形框的后端，即刀具210 的尾部，喷射方向平行于对应位置箭头所示的方向。
50.需要说明的是，所述白坯基板为需要本技术中所述加工设备加工对应细长或复杂线条纹理的待制造纹理的板状基材，其可以是布料得到的无纹理的纯色板状基材，也可以具有一定零散纹理的板状基材。所述成型粉料为陶瓷粉料，石英粉料或无机水泥粉料等等，所述加工设备可适用于陶瓷板、水泥板和人造石板的生产。
51.所述b步骤中，成型粉料与粘结剂混合后经过布料得到的白坯基材400，可以是没有经过压制的板状料层，也可以是经过压制具有一定硬度的板状料层；所述c步骤中刀具210插入所述白坯基材400中的深度可以根据加工需要设定，使得刀具210可以从顶部插入白坯基材400的底部，用于加工通透性纹理图案，适用于通体纹理的瓷砖成品；也能可以用于加工表面性纹理图案，适用于表面纹理的瓷砖产品。所述第一驱动装置、第二驱动装置和所述第三驱动装置可以为伸缩气缸或液压缸，也可以是电机与现有的传动机构组合而成的结构方案，其中传动机构可以是丝杆传动机构也可以是齿轮齿条传动机构等。
52.所述加工设备与现有技术相比，纹理槽开设操作简单且更加精准，纹理槽在后续压制过程中能主动回填，不需要对纹理槽内回填大量的混有染料的基材粉料，减少了将染料与基材粉料混合的操作，加工效率更高；此外，所述纹理槽的宽度和样式可以更加多样话，加工精度更高，纹理槽中的染料更加集中，不易出现色差或者染色不均匀的现象，纹理图案显示更加逼真，提高了瓷砖产品上目标纹理的显示效果。
53.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
54.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似
的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
55.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
56.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
57.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
58.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
59.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。