石材全自动化表面处理系统及方法与流程

本发明属于石材加工设备技术领域，特别涉及一种石材全自动化表面处理系统及方法。

背景技术：

石材在建筑、室内外装潢等领域的广泛使用已经有很久的历史了,随着人们生活水平的提高,对石材的质量、材质、尺寸、形状等都有了更高的要求。石材表面可加工为火烧面、光滑面、荔枝面和龙眼面等。

在对石材进行表面加工处理时，通常采用人工上料和人工下料，工作强度大。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种石材全自动化表面处理系统及方法，可自动化地实现石材的上料与下料，省时省力；可适用于多种表面处理装置，尤其适用于火烧表面处理装置。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种石材全自动化表面处理系统，该系统包括沿前后向设置的输送装置、输送装置中部的表面处理装置、输送装置1前端的自动上料装置和输送装置1后端的自动下料装置，所述输送装置1包括机架及机架上前后并排设置的多根输送辊29。

所述自动上料装置包括输送装置1前端的前机械手、输送装置1右侧且位于前机械手正下方的前石材堆放工位和输送装置1前端的定位结构，所述自动下料装置包括输送装置1后端的后机械手和输送装置1右侧且位于后机械手正下方的后石材堆放工位，所述前石材堆放工位和后石材堆放工位均沿前后向设置。

所述前机械手和后机械手均包括支架2、支架2顶部前后并排设置的两条滑轨3、支架2上且位于滑轨3正上方的两条齿条4、滑动设于两条滑轨3上且能左右向运动的顶梁5、顶梁5下方且能上下运动的升降架6、升降架6下侧的吸盘架7、吸盘架7下侧且均匀分布的多个吸盘8、顶梁5与齿条4之间且用于驱动顶梁5左右向运动的齿条行走结构和顶梁5与升降架6之间且用于驱动升降架6上下运动的升降驱动结构，所述滑轨3和齿条4均沿左右向设置，所述顶梁5和吸盘架7均沿前后向水平设置，所述齿条行走结构能驱动顶梁5在输送装置1的正上方与对应的前石材堆放工位或后石材堆放工位的正上方来回运动，所述前机械手的吸盘架7能相对于对应的升降架6前后向运动，所述后机械手的吸盘架7能相对于对应的升降架6上下运动。

所述齿条行走结构包括顶梁5中部的行走电机、与行走电机传动连接的锥齿轮减速机和锥齿轮减速机上且沿前后向设置的传动杆9，所述传动杆9的前后两端同轴设有两个齿轮10；所述顶梁5的前后两端设有两个滑行座11，所述滑行座11沿左右向设置且其下侧沿左右向设有能容置齿条4的矩形槽，所述齿条4位于矩形槽中，所述滑行座11的底部左右并排设有两个滑轮12，所述传动杆9的端部转动设于对应侧的滑行座11上；所述滑轮12沿前后向设置，其位于齿条4的下方，其下侧滑动设于对应的滑轨3上；所述齿轮10位于矩形槽中，其位于两个滑轮12之间，其上侧与齿条4啮合。

所述定位结构包括输送装置1左右两侧的左定位单元和右定位单元，所述右定位单元包括沿前后向设置且位于石材20右侧的右定位板21和驱动右定位板21左右向运动的右定位气缸22，所述左定位单元包括沿前后向设置且位于石材20左侧的左定位板25和驱动左定位板25左右向运动的左定位气缸26，所述右定位板21和左定位板25均位于输送装置1的上方，所述左定位板25的上端右侧且位于石材20的上方具有翻边形成l形板，所述前机械手将石材20转运至输送装置1上后，所述左定位板25和右定位板21相对运动将石材20夹紧以对中。

其中，本发明实施例中的表面处理装置包括荔枝面加工装置、龙眼面加工装置、火烧面加工装置或光滑面加工装置。

优选地，本发明实施例中的表面处理装置与自动下料装置之间设有表面清理与风干装置。

具体地，本发明实施例中的支架2为沿前后向设置的矩形框架式结构，所述吸盘架7为矩形框，所述升降架6为矩形梁且其位于吸盘架7的中线的正上方，所述吸盘8为沿左右向设置的矩形吸盘，多个吸盘8前后并排设置且同步驱动。

其中，本发明实施例中的升降驱动结构包括顶梁5中部的链条升降机构、升降架6上侧前后并排设置的两根滑杆13、顶梁5上竖向设置的两个滑套和两根滑杆13顶端之间的固定板14，所述链条升降机构的链条19竖向设置且其下端与升降架6连接，两根滑杆13对称设于链条升降机构的前后两侧且分别滑动设于对应侧的滑套中，所述固定板14沿前后向设置且其位于顶梁5的上方。

具体地，在前机械手中，所述吸盘架7上前后并排设有两根固定梁16；所述升降架6前端的左右两侧设有两根前槽钢17，其后端左右两侧设有两根前槽钢17，其与四根前槽钢17形成工字型结构；所述固定梁16和前槽钢17均沿左右向设置，所述前槽钢17位于对应侧的固定梁16的正上方，所述前槽钢17的外端与固定梁16的对应端之间沿竖直方向设有前固定杆18；所述前固定杆18的上端固定在前槽钢17上，其下端通过左右向的转轴与固定梁16的上侧铰接。

具体地，在后机械手中，所述吸盘架7的上侧前后并排设有两根下槽钢30；所述升降架6的前端的左右两侧设有两根上槽钢31，其后端的左右两侧设有两根上槽钢31，其与四根上槽钢31形成工字型结构；所述下槽钢30沿左右向设置且其槽口向下，所述上槽钢31沿左右向设置且其槽口向上，所述上槽钢31位于对应侧的下槽钢30的正上方，所述上槽钢31的外端与下槽钢30的对应端之间沿竖直方向设有后固定杆32；所述后固定杆32位于吸盘架7的框边的正上方，所述上槽钢31和下槽钢30上均设有供后固定杆32穿过的通孔；所述后固定杆32为螺杆，其上端向上穿过上槽钢31的通孔且其上设有上螺母，其下端向下穿过下槽钢30的通孔且其上设有下螺母；所述上螺母顶靠在上槽钢31的上侧，所述下螺母顶靠在下槽钢30的下侧，所述后固定杆32的下部套设有弹簧33，所述弹簧33位于下槽钢30的上侧。

具体地，本发明实施例中的右定位板21为竖向设置的矩形板，所述右定位气缸22的数量为两个；两个右定位气缸22前后并排设置，其与输送辊29交错设置，其同步驱动，其分别与右定位板21的前部与后部连接；所述右定位气缸22沿左右向设置，其位于右定位板21的左侧，其位于石材20的下方，其伸缩杆的右端与右定位板21的下侧固定连接；所述机架上沿左右向设有两根支撑梁23，两根支撑梁23与输送辊29交错设置，所述右定位板21的下侧且对应两根支撑梁23处设有两个滚轮24，所述滚轮24沿前后向设置且其滑动设于对应的支撑梁23上；

具体地，本发明实施例中的左定位板25为l形板，所述左定位气缸26的数量为两个；两个左定位气缸26前后并排设置，其同步驱动，其分别与左定位板25的前部与后部连接；所述左定位气缸26沿左右向设置，其固定在机架上，其位于左定位板25的左侧，其伸缩杆的右端与左定位板25固定连接；所述左定位板25包括竖向设置的竖向臂和竖向臂顶端右侧的水平臂，所述竖向臂沿前后向设置且其位于石材20的左侧，所述水平臂位于石材20的上方，所述竖向臂的下侧对应两根支撑梁23处设有两个滑块27，所述滑块27滑动设于对应的支撑梁23上；所述右定位气缸22的伸缩行程为左定位气缸26的伸缩行程的3-8倍。

另一方面，本发明实施例还提供了一种石材全自动化表面处理方法，所述方法包括：在自动上料装置上，吸盘架7运动至前石材堆放工位的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动，吸盘8与石材20接触并将石材20吸附，升降驱动结构让吸盘架7向上运动，齿条行走结构让吸盘架7运动至输送装置1前端的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动将石材20放在输送装置1上，吸盘8放开石材20；输送装置1将石材20送至表面处理装置进行表面处理；表面处理完成后，输送装置1将石材20送至自动下料装置；在自动下料装置上，吸盘架7运动至输送装置1上的石材20的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动，吸盘8与石材20接触并将石材20吸附，升降驱动结构让吸盘架7向上运动，齿条行走结构让吸盘架7运动至后石材堆放工位的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动将石材20放在后石材堆放工位上，吸盘8放开石材20。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例提供了一种石材全自动化表面处理系统及方法，可自动化地实现石材的上料与下料，省时省力；可适用于多种表面处理装置，尤其适用于火烧表面处理装置。同时，根据上料与下料的区别，前机械手和后机械手设置相应的结构以保证转运效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的前机械手的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是滑行座、齿条、齿轮和滑轮组合的结构示意图；

图4是右定位单元的结构示意图；

图5是左定位单元的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的后机械手的结构示意图。

图中：1输送装置、2支架、3滑轨、4齿条、5顶梁、6升降架、7吸盘架、8吸盘、9传动杆、10齿轮、11滑行座、12滑轮、13滑杆、14固定板、15动力箱、16固定梁、17前槽钢、18前固定杆、19链条、20石材、21右定位板、22右定位气缸、23支撑梁、24滚轮、25左定位板、26左定位气缸、27滑块、28调整板、29输送辊、30下槽钢、31上槽钢、32后固定杆、33弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1-6，本发明实施例提供了一种石材全自动化表面处理系统，该系统包括沿前后向设置的输送装置、输送装置中部的表面处理装置、输送装置1前端的自动上料装置（用于上料）和输送装置1后端的自动下料装置（用于下料）等。其中，输送装置1包括机架及机架上前后并排设置的多根输送辊29（沿左右向设置）等。

其中，参见图1-3和6，自动上料装置包括输送装置1前端的前机械手、输送装置1右侧且位于前机械手正下方的前石材堆放工位（石材20沿前后向上下叠放于其上）和输送装置1前端的定位结构（用于对石材进行定位）等。自动下料装置包括输送装置1后端的后机械手和输送装置1右侧且位于后机械手正下方的后石材堆放工位（石材20沿前后向上下叠放于其上）等，前石材堆放工位和后石材堆放工位均沿前后向设置。

其中，参见图1-3和6，前机械手和后机械手均包括支架2、支架2顶部前后并排设置的两条滑轨3、支架2（的前后两侧）上且位于滑轨3正上方的两条齿条4（每条滑轨3的正上方各设置一条，齿位于下侧）、滑动设于两条滑轨3上且能左右向运动的顶梁5、顶梁5下方且能上下运动的升降架6、升降架6下侧的吸盘架7（大小与石材20配合）、吸盘架7下侧且均匀分布的多个吸盘8（常规结构，通过软管与真空泵连接，能吸住石材20）、顶梁5与齿条4之间且用于驱动顶梁5左右向运动的齿条行走结构和顶梁5与升降架6之间且用于驱动升降架6上下运动的升降驱动结构（可步进上下运动）等。其中，滑轨3和齿条4均沿左右向设置，顶梁5和吸盘架7均沿前后向水平设置，齿条行走结构能驱动顶梁5在输送装置1的正上方（对应石材20）与对应的前石材堆放工位或后石材堆放工位的正上方来回运动。进一步地，前机械手的吸盘架7能相对于对应的升降架6前后向运动，后机械手的吸盘架7能相对于对应的升降架6上下运动。

其中，参见图1-3和6，齿条行走结构包括顶梁5中部的行走电机、与行走电机传动连接的锥齿轮减速机（设于顶梁5上，其位于传动杆9中部）和锥齿轮减速机上且沿前后向设置的传动杆9（圆杆）等，传动杆9的前后两端同轴设有两个齿轮10（前端与后端各设置一个）。顶梁5的前后两端（的下侧）设有两个滑行座11，滑行座11沿左右向设置且其下侧沿左右向设有能容置齿条4的矩形槽，齿条4位于矩形槽中，滑行座11的底部左右并排设有两个滑轮12（位于矩形槽的正下方），传动杆9的端部转动设于（通过轴承或轴承座）对应侧的滑行座11上。滑轮12（具体为轨道轮）沿前后向设置，其位于齿条4的下方，其下侧滑动设于对应的滑轨3上。齿轮10位于矩形槽中，其位于两个滑轮12之间，其上侧与齿条4啮合。两个齿轮10同步驱动。

其中，参见图4和5，定位结构包括输送装置1左右两侧的左定位单元和右定位单元，右定位单元包括沿前后向设置且位于石材20右侧的右定位板21和驱动右定位板21左右向运动的右定位气缸22等，左定位单元包括沿前后向设置且位于石材20左侧的左定位板25和驱动左定位板25左右向运动的左定位气缸26等，右定位板21和左定位板25均位于输送装置1的上方（与石材20的高度对应），左定位板25的上端右侧且位于石材20的上方具有翻边形成l形板以保证定位效果（配合能前后向运动的吸盘架7），前机械手将石材20转运至输送装置1上后，左定位板25和右定位板21相对运动将石材20夹紧以对中，定位成功后，左定位板25和右定位板21相离运动，右定位板21的运动行程较大，左定位板25的主要作用为定位，右定位板21的主要作用为夹紧。

其中，本发明实施例中的表面处理装置包括荔枝面加工装置、龙眼面加工装置、火烧面加工装置或光滑面加工装置等。

优选地，本发明实施例中的表面处理装置与自动下料装置之间设有表面清理与风干装置（位于输送装置1的上方）用于将石材表面清理和风干，表面清理与风干装置具体包括沿左右向设置的毛刷（设于机架上）、左右向设置且用于向毛刷喷水的喷水管（设于机架上）、驱动毛刷旋转的电机（设于机架上）和沿左右向设置的风管（设于机架上）等，喷水管上且朝向毛刷的一侧左右并排设有多个喷孔，毛刷的下侧与石材20的上侧接触，风管设于石材20的上方且其下侧设有喷风孔，风管与鼓风机连接。表面清理与风干装置的设置，能保证自动下料装置更加良好地工作。

具体地，参见图1和6，本发明实施例中的支架2为沿前后向设置的矩形框架式结构，吸盘架7为矩形框，升降架6为矩形梁（竖向设置）且其位于吸盘架7的中线（前后向）的正上方，吸盘8为沿左右向设置的矩形吸盘，多个吸盘8前后并排设置且同步驱动。具体地，吸盘8包括沿左右向设置的矩形板和矩形板下侧的缓冲垫（具体可以为海绵垫，为矩形框结构）,矩形板固定在吸盘架7的下侧且其上侧通过管路（与矩形板的下侧连通）与真空泵连接，缓冲垫设于矩形板的四条边上。

其中，参见图1和6，本发明实施例中的升降驱动单元包括顶梁5中部的链条升降机构（图未示，为常规结构）、升降架6上侧前后并排设置的两根滑杆13（光滑圆杆）、顶梁5上竖向设置的两个滑套（图未示，前后并排设置）和两根滑杆13顶端之间的固定板14（具体为矩形板）等，链条升降机构的链条19竖向设置且其下端与升降架6（的中部）连接，两根滑杆13对称设于链条升降机构的前后两侧且分别滑动设于对应侧的滑套中，固定板14沿前后向设置且其位于顶梁5的上方。优选地，顶梁5的中部设有动力箱15（竖向设置的矩形箱），链条升降机构和滑套设于动力箱15内，行走电机和锥齿轮减速机设于动力箱15的下部。

具体地，参见图1-3，在前机械手中，吸盘架7上前后并排设有两根固定梁16（具体可以以吸盘架7的中线（左右向）前后对称设置）。升降架6前端的左右两侧设有两根前槽钢17，其后端左右两侧设有两根前槽钢17，其与四根前槽钢17形成工字型结构。固定梁16和前槽钢17均沿左右向设置，前槽钢17位于对应侧的固定梁16的正上方，前槽钢17的外端与固定梁16的对应端（左端或右端）之间沿竖直方向设有前固定杆18（共四根，呈矩形分布）。前固定杆18的上端固定（通过螺母）在前槽钢17上，其下端通过左右向的转轴与固定梁16的上侧铰接。

具体地，参见图2-3和6，在后机械手中，吸盘架7的上侧前后并排设有两根下槽钢30（具体可以以吸盘架7的中线（左右向）前后对称设置）。升降架6的前端的左右两侧设有两根上槽钢31，其后端的左右两侧设有两根上槽钢31，其与四根上槽钢31形成工字型结构。下槽钢30沿左右向设置且其槽口向下，上槽钢31沿左右向设置且其槽口向上，上槽钢31位于对应侧（前侧或后侧）的下槽钢30的正上方，上槽钢31的外端与下槽钢30的对应端（左端或右端）之间沿竖直方向设有后固定杆32。后固定杆32位于吸盘架7的框边的正上方（可避免后固定杆32过度向下运动，后固定杆32的下端能顶靠在框边上），上槽钢31和下槽钢30上均设有供后固定杆32穿过的通孔（圆孔，孔径较后固定杆32的直径稍大）。后固定杆32为螺杆，其上端向上穿过上槽钢31的通孔且其上设有上螺母（位于槽口中，较通孔大），其下端向下穿过下槽钢30的通孔且其上设有下螺母（位于槽口中，较通孔大）。上螺母顶靠在上槽钢31的上侧，下螺母顶靠在下槽钢30的下侧，后固定杆32的下部套设有弹簧33（起缓冲作用），弹簧33位于下槽钢30的上侧。

其中，参见图4，本发明实施例中的右定位板21为竖向设置的矩形板,右定位气缸22的数量为两个。两个右定位气缸22前后并排设置，其与输送辊29交错设置，其同步驱动，其分别与右定位板21的前部与后部连接。右定位气缸22沿左右向设置，其位于右定位板21的左侧，其位于石材20的下方，其伸缩杆的右端（通过竖向设置的连接杆）与右定位板21的下侧固定连接，其缸体固定在安装梁（沿左右向设于机架上，与输送辊29交错设置）上。机架上沿左右向设有两根支撑梁23（具体可以为矩形梁，表面光滑），两根支撑梁23与输送辊29交错设置。右定位板21的下侧且对应两根支撑梁23处设有两个滚轮24（用于支撑右定位板21，右定位板21的行程较大，滚轮具有较好的滑行效果），滚轮24沿前后向设置且其滑动设于对应的支撑梁23上。

其中，参见图5，本发明实施例中的左定位板25为l形板，左定位气缸26的数量为两个。两个左定位气缸26前后并排设置，其同步驱动，其分别与左定位板25的前部与后部连接。左定位气缸26沿左右向设置，其固定在机架上，其位于左定位板25的左侧，其伸缩杆的右端与左定位板25固定连接。左定位板25包括竖向设置的竖向臂和竖向臂顶端右侧的水平臂以保证定位效果，竖向臂（左定位气缸26伸展时，竖向臂的右侧顶靠在石材20上）沿前后向设置且其位于石材20的左侧，水平臂（翻边）位于石材20的上方（最好为相邻上方），竖向臂的下侧对应两根支撑梁23处设有两个滑块27（底部光滑或为弧形，左定位板25的行程较小，对滑动效果要求不高，这里主要考虑稳定性），滑块27滑动设于对应的支撑梁23上。

具体地，本发明实施例中的右定位气缸22的伸缩行程为左定位气缸26的伸缩行程的3-8倍。

优选地，参见图5，本发明实施例中的水平臂的上侧且位于左定位气缸26的正上方设有两根调整板28（每个左定位气缸26上方设置一根，具体为槽口向上的槽钢），调整板28沿左右向设置且其上沿左右向设有长条孔，左定位气缸26的伸缩杆的右端沿竖直方向设有调整杆，调整杆（穿过长条孔）通过螺母（共2个，分别顶靠在调整板28的上下两侧）锁紧固定在对应的长条孔上以调整左定位板25的定位位置。

实施例2

本发明实施例还提供了一种石材全自动化表面处理方法，采用实施例1中的装置，该方法包括：在自动上料装置上，吸盘架7运动至前石材堆放工位的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动，吸盘8与石材20接触并将石材20吸附，升降驱动结构让吸盘架7向上运动，齿条行走结构让吸盘架7运动至输送装置1前端的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动将石材20放在输送装置1上，吸盘8放开石材20；上料完成后回位。输送装置1将石材20送至表面处理装置进行表面处理。表面处理完成后，输送装置1将石材20送至自动下料装置。在自动下料装置上，吸盘架7运动至输送装置1上的石材20的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动，吸盘8与石材20接触并将石材20吸附，升降驱动结构让吸盘架7向上运动，齿条行走结构让吸盘架7运动至后石材堆放工位的正上方，升降驱动结构让吸盘架7向下运动将石材20放在后石材堆放工位上，吸盘8放开石材20，下料完成后回位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。