一种弧形石材加工设备的制作方法

本实用新型涉及一种石材加工设备，特别是涉及一种弧形石材加工设备。

背景技术：

在石材加工领域，常见的石材加工设备有：平面板材的加工设备和回转体加工一体机，回转体加工一体机一般用于栏杆等立柱状的石材加工。而对于弧形石材的加工设备则较为少见。目前，很多弧形石材都是通过人工打磨完成。这样，弧形石材的加工效率低。

专利号为“CN201620083868.7”，专利名称为“新型石材线条机”的专利公开了一种可加工圆弧石材的新型石材线条机，该线条机通过采用圆弧形工作台，使得本线条机可以对圆弧石材进行线条加工，但是该线条机仅能加工线条状的圆弧石材，无法对圆桌面或者碗状石材等石材的弧形边缘进行打磨。

有鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案的产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可加工弧形线条，或者圆盘状、碗状或柱状等石材的弧形边缘的弧形石材加工设备，该设备可对相应石材进行打磨或者切削等操作。

为了达成上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种弧形石材加工设备，包括基座，供放置待加工工件的工作台，以及实现对工件进行加工的机架，所述机架包括横梁臂和连接有顶针的顶针结构，以及立设于所述基座上的支撑臂，所述横梁臂通过第一滑套滑动连接于所述支撑臂上，所述支撑臂上设有驱动所述第一滑套上、下升降滑动的第一纵向动力装置，所述第一滑套上设有驱动所述横梁臂左、右平移滑动的横向动力装置，所述横梁臂上设有工件加工机构及其驱动装置；

所述顶针结构固定连接于所述支撑臂上，所述顶针结构包括能上、下升降滑动且带有转动臂的第二滑套，所述第二滑套通过横向固定于所述第二滑套的转动臂安装有用于固定待加工工件的顶针，或者，所述工作台上设有用于固定待加工工件的复数个契块。

所述工作台包括工作台主体和用于放置待加工工件的支承板，所述支承板设于所述工作台主体的上方，所述支承板通过转轴可转动连接于所述工作台主体，所述工作台主体上安装有控制所述支承板转动的支承板转动驱动装置。

所述支承板沿其径向方向开设有复数个等角度间隔分布的滑槽，各所述契块与其相应的所述滑槽可活动装配在一起。

所述契块规格相同或者相异，且所述契块与待加工工件接触的部位包覆有胶垫。

采用上述技术方案后，本实用新型一种弧形石材加工设备，具有以下有益效果：

一、设有顶针或者契块，便于对待加工工件进行固定，同时设置第一纵向动力装置和横向动力装置可上、下升降和左、右平移而实现对刀，将工件加工机构对应于待加工部位，在驱动装置的作用下，可进行打磨等操作，相比于传统人工打磨或者线条机加工等方式，本实用新型可实现自动化打磨，且其适用范围广，可用于加工弧形线条石材、圆桌面、碗状石材，石磨等石材。

二、顶针通过第二滑套可实现上、下升降滑动，顶针通过第二滑套的转动轴承可实现转动，进而调整顶针与待加工工件的固定位置。

三、契块与滑槽配合方式特别适用于抵压弧形线条、碗状等石材，解决了相应石材难以固定的问题，进而实现自动化加工，加工效率高。

附图说明

图1为本实用新型加工圆弧环体的结构示意图(省略工件加工机构的驱动装置)；

图2为本实用新型打磨圆桌面的结构示意图；

图3为本实用新型打磨碗状石材的边缘的结构示意图(省略工件加工机构的驱动装置)；

图4为本实用新型切削柱状水磨的结构示意图(省略工件加工机构的驱动装置)。

图中：

圆弧环体-a； 碗体-b；

圆桌面-c； 石磨-d；

工作台-1； 工作台主体-11；

支承板-12； 第一契块-121；

第二契块-122； 电机-131；

齿轮传动机构-132； 转轴-133；

机架-2； 支撑臂-21；

第一纵向导轨-211； 横梁臂-22；

顶针结构-23； 第二滑套-231；

连接杆-232； 顶针支撑杆-233；

转动臂-234； 第一滑套-24；

第一纵向动力装置-25； 基座-3；

顶针-4； 顶针主体-41；

顶触部-42； 工件加工机构-5；

主轴箱-51； 加工臂-52；

工作头-53； 电机驱动装置-55；

工作电机-551； 同步轮传动机构-552。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

一种弧形石材加工设备，如图1-图4所示，包括基座3，供放置待加工工件的工作台1，以及实现对工件进行打磨或切削等加工操作的机架2。工作台1和机架2相对立设于基座3的两端部的位置，并分别固定于基座3上。

工作台1包括工作台主体11和支承板12，支承板12设于工作台主体11的上方，用于放置待加工工件。支承板12通过转轴133可转动连接于工作台主体11。转轴133的上端部固定于支承板12上，转轴133的下端部通过轴承安装在工作台主体11上，且转轴133的下端部处于工作台主体11内。

工作台主体11上安装有控制支承板12转动的支承板转动驱动装置，此支承板转动驱动装置为电机驱动装置，该电机驱动装置包括电机131和齿轮传动机构132。电机131固定在工作台主体11内，且电机131竖直设置，使得输出轴朝上设置，同时，电机131处于转轴133的下端部的旁侧，电机131的输出轴与转轴133的下端部通过齿轮传动机构131传动连接。齿轮传动机构131包括主动齿轮、从动齿轮和传动链条，该主动齿轮套固在电机131的输出轴上，从动齿轮套固在转轴133的下端部外，传动链条绕设在主动齿轮和从动齿轮上。电机131工作时，电机131带动主动齿轮转动，主动齿轮的转动经传动链条带动从动齿轮转动，从动齿轮的转动带动转轴133转动，转轴133转动使得支承板12转动，进而带动固定于支承板12上的待加工工件的转动。本实用新型中，驱动支承板12转动的方式并非就上述电动机131与齿轮传动机构132的配合方式，其能够被任何驱动部件旋转的旋转驱动装置替代。该电机驱动装置为机械传动领域较为常见的技术，在此不再详述，其他方式的电机驱动装置也可替换齿轮传动的电机驱动装置。

以图1所示的方位为参考方位，机架2包括立设于基座3上支撑臂21，垂直滑动连接于支撑臂21上的横梁臂22，以及固定连接于支撑臂21的顶部的顶针结构23。横梁臂22通过第一滑套24滑动连接于支撑臂21上。支撑臂21沿其轴向设有第一纵向导轨211，横梁臂22沿其轴向设有横向导轨，以第一滑套24靠近支撑臂21的一侧为内侧，背离内侧的一侧为外侧，第一滑套24的内侧壁设有与支撑臂21的第一纵向导轨211相配合滑动连接的第一纵向导槽，第一滑套24的外侧壁设有与横梁臂22的横向导轨相配合滑动连接的横向导槽。这样，第一滑套24通过第一纵向导轨211与第一纵向导槽的配合可滑动套设于支撑臂21上，且第一滑套24可相对支撑臂21进行上、下升降滑动，第一滑套24和横梁臂22通过相适配的横向导轨与横向导槽形成滑动连接。且横梁臂22可相对第一滑套24进行左、右平移滑动。

支撑臂21上还设有用于驱动第一滑套24上、下升降滑动的第一纵向动力装置25。第一纵向动力装置采用电机驱动及丝杆传动装置，包括升降电机、升降丝杆和升降螺母，升降电机设于支撑臂21的上部，升降电机的输出轴传动连接有减速齿轮，减速齿轮传动连接于该升降丝杆，进而带动与之传动连接做轴向运行的此升降螺母，此升降螺母与第一滑套24固定在一起，进而驱动第一滑套24相对支撑臂21进行上、下升降滑动。

横梁臂22可相对于第一滑套24即支撑臂21的左侧或者右侧进行左、右平移滑动。第一滑套24上还设有用于驱动横梁臂22左、右平移滑动的横向动力装置(图中未示出)。横向动力装置包括平移电机、平移丝杆和平移螺母，平移电机设于第一滑套24上，平移丝杆连接于平移电机的输出轴，平移丝杆与平移螺母相适配，进而带动与之传动连接的平移螺母，平移螺母与横梁臂22固定在一起，进而驱动横梁臂22相对第一滑套24进行左、右平移滑动。

顶针结构23包括连接杆232、顶针支撑杆233和带有转动臂234的第二滑套231，该顶针支撑杆233与该连接杆232的一端部固定垂直连接在一起，该连接杆232的另一端部与支撑臂21固定垂直连接在一起，进而该顶针支撑杆233与支撑臂21相平行设置。同时，第二滑套231通过横向固定于第二滑套231的转动臂234安装有顶针4。

顶针4包括顶针主体41和顶触部42，顶针主体41和顶触部42通过螺栓螺母等结构可拆连接在一起。或者二者为一体式成型结构。顶触部42用于与待加工工件相顶触，且将待加工工件固定于支承板12上，防止待加工工件在加工的时候发生窜动等，增强加工操作的安全性。为了适应不同待加工工件的形状等，顶触部42可设置为锥尖状或者压板状，锥尖状的顶触部42可将圆盘状、碗状或柱状等石材的抵压于支承板12，顶触部42作用于石材的中间位置。锥尖状的顶触部42不影响待加工工件的旋转，特别适用于圆盘状、碗状或柱状等石材进行高速旋转打磨加工等。压板状的顶触部42可将圆盘状、碗状或柱状等石材的固定抵压于支承板12上，适用于圆弧线条、圆盘状、碗状或柱状等石材的切削加工等，同时，压板状的顶触部42与待加工工件的接触面与待加工工件与压板状的顶触部42的形状相匹配，可以为曲面或者平面等。本实用新型中，圆盘状的石材可以为圆桌面等，柱状的石材可以为石磨等。

支承板12呈圆盘状，支承板12沿其径向方向开设有八个等角度间隔设置的滑槽(图中未示出)，分为四个结构相同的第一滑槽和四个结构相同的第二滑槽，且各第一滑槽与各第二滑槽相间设置。滑槽装配有契块，契块包括第一契块121和第二契块122。第一滑槽装配有第一契块121，第二滑槽装配有第二契块122，各第一契块121于其相应的第一滑槽内滑动，各第二契块122于其相应的第二滑槽内滑动。即各契块与各其相应的滑槽可活动装配在一起。第一契块121沿纵向方向的厚度小于第二契块122，以适应不同的待加工石材，且保证契块的支撑抵压力。契块与待加工工件相顶触，并将待加工工件固定于支承板12上，防止待加工工件在加工的时候发生窜动等，增强加工操作的安全性。契块顶触的方式适用于弧形线条的曲面打磨加工或者圆弧环体的曲面打磨加工，契块顶触于待加工工件的外侧壁和/或内侧壁。同时，契块顶触的方式适用于碗状石材内外边缘的打磨加工等，契块顶触于待加工工件的外侧壁。本实用新型中，契块和相应滑槽的位置和数量以及契块的形状和大小可依据实际的需要进行适应性调整。此外，契块可包覆胶垫，胶垫具有一定弹性，便于调整顶触调整，并增加契块与待加工工件顶触的紧密性。

需要说明的是，为了加强抵压的稳定性保证设备使用的安全性，可同时结合顶针4和契块与滑槽的配合同时对待加工工件进行固定。

支承板12上对应于各滑槽分别设有驱动相应契块于其相应滑槽内滑动的驱动装置，各驱动装置传动连接于相应的契块，此驱动装置可采用常见的电机驱动装置或者气缸驱动装置，以及螺杆螺母传动机构、蜗轮蜗杆传动机构或者齿轮链条传动机构等，在此不予详述。需要说明的是，本实用新型滑槽与契块的驱动方式除了采用上述电机或者气缸的驱动装置外，还可以采用人工推动的方式。

顶针支撑杆233沿其轴向方向设有第二纵向导轨，第二滑套231与此第二纵向导轨相对应的位置开设有第二纵向导槽。第二滑套231通过第二纵向导轨与第二纵向导槽的配合可滑动套设于顶针支撑杆233上，且第二滑套231可相对顶针支撑杆233进行上、下升降滑动。

顶针支撑杆233上还设有用于驱动第二滑套231上、下升降滑动的第二纵向动力装置(图中未示出)，该第二纵向动力装置采用前述电机驱动及丝杆传动装置，包括升降电机、升降丝杆和升降螺母，升降电机设于顶针支撑杆233的上部，升降电机的输出轴传动连接有减速齿轮，减速齿轮传动连接于该升降丝杆，进而带动与之传动连接做轴向运行的此升降螺母，此升降螺母与第二滑套24通过固定在一起，进而驱动第二滑套24相对顶针支撑杆233进行上、下升降滑动。

进一步地，第二滑套24通过转动轴承固定于顶针支撑杆233上，这样，可通过手动方式摆动转动臂234进而调整顶针4的位置，使得顶针4相对该顶针支撑杆233进行转动适当角度，使得顶针4工作时的顶触部42相对于支承板12的中间位置或者其他方便顶触抓紧的位置。需要说明的是，本实用新型中，除了采用上述手动方式对顶针的转动调整外，还可采用常见的转动驱动装置，可以为电机驱动装置等。此外，本实用新型中，上述第二纵向动力装置为常规的驱动装置，除了采用上述电机驱动及丝杆传动装置外，还可采用气缸驱动装置等，只要能够驱动第二滑套231进行轴向滑动即可，此处不予详述，同时除了采用丝杆和螺母的传动机构外，还可采用蜗轮蜗杆等常见的传动机构等。

横梁臂22的右侧端部设置有工件加工机构5。同时。横梁臂22上还设有驱动所述工件加工机构5工作的工作头驱动装置，此工作头驱动装置采用电机驱动装置55。电机驱动装置55包括工作电机551和同步轮传动机构552。工作电机551的输出端设有主动带轮。工件加工机构5包括主轴箱51和用于安装工作头的加工臂52。加工臂52固定安装于主轴箱51的输出端，朝向待加工工件。并与主轴箱51电相连。主轴箱51的输入端设置有从动带轮。主动带轮和从动带轮之间通过同步带进行传动连接，即同步带绕设在主动带轮和从动带轮上。工作电机551工作时，工作电机551带动主动带轮转动，主动带轮的转动经过同步带带动从动带轮转动，从动带轮的转动带动加工臂52转动，加工臂52上安装有工作头53，工作头53可以为磨具或者切削刀等，进而加工臂52的转动带动工作头53转动，从而进行打磨、切削或者抛光等操作。需要说明的是，当工作头53为磨具时，工作头53的转动方向与固定放置于支承板12上的待加工工件的转动方向相反，这样可提高加工打磨或者抛光的加工效率。需要说明的是，工作电机551的输出端还可直接传动连接于主轴箱51的输入端。

本实施例采用常见的PLC数控系统进行对本实用新型的加工设备运行进行仿形控制，在此不予详述。

作为第一种较佳的加工弧形线条或者圆弧环体的实施例，配合图1所示，现以加工圆弧环体a为例，工作头53与圆弧环体a的待加工形状相匹配。圆弧环体a的底部预留有供第一契块121抵压的夹紧段，该夹紧段设于圆弧环体a上靠近支承板12的端沿位置。该夹紧段沿纵向方向的厚度大于或等于第一契块121的厚度。

要打磨时，将圆弧环体a放置于支承板12上，而后四个第一契块121对应抵压于圆弧环体a的四个不同方向，并同时顶触于第一契块121的外侧壁，这样，圆弧环体a被固定于支承板12上，为了加强固定的稳定性，还可于第一契块121相应的第一滑槽内增加设置与第一契块121背向设置的第三契块，这样，圆弧环体a夹固于第一契块121和第三契块之间，即完成待加工工件即圆弧环体a的固定。

进一步的，通过横向动力装置驱动固定于横梁臂22上的工件加工机构5的进行左、右平移，使得其工作头53位于圆弧环体a的上方，并对应于圆弧环体a的侧边缘的任意位置，然后再利用第一纵向动力装置25，使的工件加工机构5发生上、下升降，使得工作头53与圆弧环体a的上部外侧表面、上表面和上部内侧表面进行打磨操作。

然后驱动电机131工作而带动固定于支承板12上的圆弧环体a发生转动，同时驱动工作电机551工作而带动固定于加工臂52上的工作头53发生另一方向的转动。进而实现对圆弧环体a的自动打磨操作。由于工作头53与圆弧环体a的待加工形状相匹配，所以可通过选择不同形状的工作头53，将圆弧环体a加工成预加工的理想形状。

作为第二种较佳的加工碗状的石材的内边缘或者外边缘的实施例，配图图3所示，现以加工碗体b的外边缘为例，工作头53与碗体b的待加工形状相匹配。碗体b的外侧面呈曲面，即非平面状。要打磨时，碗体b放置于支承板12上，碗体b对应于底部周侧的外侧面与支承板12之间形成夹缝，为了使碗体b稳定的固定于支承板12上，而后将四个第二契块122对应抵压于碗体b的四个不同方向。且第二契块122的形状与上述夹缝的形状相匹配，第二契块122夹固于上述夹缝内。此外，第二契块122与待加工工件接触的部位包覆有胶垫，进而可增加第二契块122与碗体b的外侧壁之间顶触的紧密性。这样，碗体b被固定于支承板12上，即完成待加工工件即碗体b的固定。

进一步的，通过横向动力装置驱动固定于横梁臂22上的工件加工机构5的进行左、右平移，使得其工作头53位于碗体b的上方，并对应于碗体b的侧边缘的任意位置，然后再利用第一纵向动力装置25，使的工件加工机构5发生上、下升降，使得工作头53与碗体b能进行打磨操作。

然后驱动电机131工作而带动固定于支承板12上的碗体b发生转动，同时驱动工作电机551工作而带动固定于加工臂52上的工作头53发生另一方向的转动。进而实现对碗体b的外侧壁进行自动打磨操作。

作为第三种较佳的加工圆盘状的石材的实施例，配合图2所示，现以加工圆桌面c的周沿为例，工作头53与圆桌面c的待加工形状相匹配。

要打磨时，将圆桌面c放置于支承板12上，摆动转动臂234进而调整顶针4的位置，使得顶针4位于固定于支承板12的圆桌面c的上方，且其顶触部42相对于支承板12的中间位置，即圆桌面c的中间位置。然后通过第二纵向动力装置驱动第二滑套231相对顶针支撑杆233进行上、下升降滑动，使得顶触部42抵压于圆桌面c的中间位置。

进一步的，通过横向动力装置驱动固定于横梁臂22上的工件加工机构5进行左、右平移，使得其工作头53位于圆弧环体a的上方，并对应于圆弧环体a的侧边缘的任意位置，然后再利用第一纵向动力装置25，使的工件加工机构5发生上、下升降，使得工作头53与圆桌面c能进行打磨操作。

然后驱动电机131工作而带动固定于支承板12上的圆桌面c发生转动，同时驱动工作电机551工作而带动固定于加工臂52上的工作头53发生另一方向的转动。进而实现对圆桌面c的自动打磨操作。由于工作头53与圆桌面c的待加工形状相匹配，所以可通过选择不同形状的工作头53，将圆桌面c的周沿加工成预加工的理想形状。

作为第四种较佳的加工柱状的石材的实施例，配合图4所示，现以打磨石磨d的周沿为例，石磨的固定采用顶针4，以及契块与滑槽的配合二者结合的固定方式。先用顶针4进行固定，然后再将契块夹固于石磨的外侧壁。将石磨固定后，进行对刀，即控制工作头53的左、右平移或者上、下升降滑动，使得工作头53与石磨能进行切削操作。该实施例中，顶针4的固定方式，契块与滑槽的配合固定方式，以及对刀操作、打磨操作均与上述实施例的相应操作相同，在此不予累述。在实际操作过程中，若出现对刀等操作误差，还可重复相应操作步骤进行调整，直至符合相应石材加工的要求。

上述实施例和附图并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。