一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，包括有预备加工工序、石材硬度检测工序和生成加工工序。运用本发明专利技术的一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺能够针对不同品种甚至同一品种不同类型的石材在加工前进行实际硬度的测量，从而根据该测量值来对应地通过刀库切换刀具然后进行石材的数控加工，提升了加工效率和加工质量，使得刀具能够和石材精确匹配，提升了加工精度。

A high precision automatic processing technology with the function of testing stone hardness

The invention discloses a high-precision automatic processing technology with stone hardness detection function, including preparatory processing procedure, stone hardness detection procedure and generating processing procedure. An application of the invention has the hardness of stone detection function of high precision automatic processing can be measured according to different varieties and even the same varieties of stone of actual hardness before processing, according to measured values corresponding to the NC machining and stone knife tool by switching to enhance the machining efficiency and. The quality of the cutter and stone can enhance the processing precision of accurate matching.

【技术实现步骤摘要】
一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺
本专利技术涉及石材加工领域，尤其涉及一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺。
技术介绍
随着全球“工业4.0”的持续推进和工业革命的深化，中国制造业转型升级进入一个全新的阶段。“工业4.0”的概念即是以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术、网络空间虚拟系统与信息物理系统相结合的手段，将制造业向智能化转型，智能化成为中国工业变革的重要呼声，本专利技术创造也正是基于此背景下应运而生。石材加工的优劣关键取决于以下几方面：1)石材本身的了解程度，2)加工设备与石材的契合程度，3)加工设备的性能表现；其中，对于石材的了解是最先需要考虑的点，这是因为现有的石材加工大多是根据加工人员的经验积累来指导的，然而石材加工本身是一种资源导向型的工艺，每一种石材都具有其独特的天然属性，因而，对于每种石材的了解才是决定后续加工工艺的基础，在需要对属性复杂的石材进行加工时，甚至需要集中跨学科、跨专业的技术人员相配合进行加工设备的开发及工艺的优化，而不是通过经验即可解决的技术问题。当前，对各类石材资源、加工设备的研究、加工工艺的优化、加工配套的工具的设备、辅料的搭配等石材加工中主要的技术点均没有学校和科研机构所开设的对应专业来进行研究，而主要依靠该领域的企业自行研究，由于企业中研究资源匮乏且研究方向单一，该研究往往难有建树。当今世界各国企业广泛采用数控技术来进行石材加工，无论是石材的加工质量还是加工效率均有较大提升。且近几年来随着建筑装修业和石材加工业的发展，用于高档宾馆、广场和家庭的石材台面板的形状越来越复杂，尺寸精度越来越高，对石雕机器人加工性能要求也就越来越高。但天然石材的品种五花八门，按商业用途可分为花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、板岩以及其他石材。其中，花岗岩材质的特点是质地坚硬致密，强度高，不耐热；大理岩材质的特点是组织细密坚硬，硬度低于花岗岩；石灰岩材质的特点是一般硬度不大，加工性能优良，硬度低较脆；板岩材质的特点是硬度比砂岩好，但低于花岗岩。同时，即使同一品种的石材也有很多不同的系列，比如：花岗岩有红包系列、黄色系列、白色系列、绿色系列、黑色系列和灰色系列等六大系列。大理岩有白色大理岩、灰色大理岩、粉红色大理岩、细粒大理岩、粗粒大理岩、条带状大理岩等。石灰岩可分为硅质石灰岩、粘土质石灰岩和白云质石灰岩三种。鉴于现有的技术水平，现行的石雕数控设备的加工工艺参数，如加工转速、进刀量、刀具、走刀线路等，都只能固定于针对花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、板岩等各有一个固定的加工工艺，但由于石材的品种五花八门，同一品种的石材也有很多不同的系列，材质特点各有不同，就算同一批次的石材也有材质特点不一致，硬度不尽相同，用固定的加工工艺去石雕显然不能产生最佳的效果。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种能够在加工石材前检测石材的实际加工硬度并切换刀具的高精度石材自动加工工艺。解决了每批石材或者同一批次不同石材因硬度不完全一致导致影响加工性能及效果的问题。解决了以往是不论什么硬度的石材都固定用一种刀具的问题，现根据不同硬度选用不同的刀具，满足不同硬度石材的加工要求。本专利技术是通过以下的技术方案实现的：一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，包括有：a、预备加工工序：石材夹持步骤，夹持固定石材；参数设定步骤，根据石材的品种确定对应该石材的刀具和加工参数；b、石材硬度检测工序：试加工步骤，用选定的刀具按照设定的加工参数对石材进行试加工；石材硬度检测步骤，加工时通过检测装置检测到刀具对石材的切削参数，把检测到的切削参数与该品种石材的设定切削参数进行对比，然后根据该品种石材的设定硬度得出目前所检测石材的实际硬度；c、生成加工工序：生成加工步骤，根据石材的实际硬度来选择刀具；加工步骤，由机器人控制刀具按照设定的加工路径进行石材加工。优选的，加工参数包括刀具的转速和加工时间。优选的，切削参数包括单位时间内的切削量或者是刀具加工时所受石材给予的作用力。优选的，石材的实际硬度等于其设定硬度乘以实际切削量与设定切削量之间的比值。优选的，石材的实际硬度等于其设定硬度乘以实际作用力与设定作用力之间的比值。优选的，机器人通过旋转刀库进行换刀，刀库上的各刀具对应于不同的硬度区间，刀库通过旋转切换对应硬度区间的刀具来匹配石材的实际硬度。有益效果是：与现有技术相比，本专利技术的一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺解决了以往不能对不同硬度石材智能选用不同的加工工艺加工的问题，解决了不同硬度的石材自动选用不同的刀具进行加工的问题，增加了石雕数控加工设备增设刀库的方法，解决了每批石材或者同一批次不同石材因硬度不完全一致导致影响加工性能及效果的问题，且解决了以往是不论什么硬度的石材都固定用一种刀具的问题，现根据不同硬度选用不同的刀具，满足不同硬度石材的加工要求。运用本专利技术的一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺能够针对不同品种甚至同一品种不同类型的石材在加工前进行实际硬度的测量，从而根据该测量值来对应地通过刀库切换刀具然后进行石材的数控加工，提升了加工效率和加工质量，使得刀具能够和石材精确匹配，提升了加工精度。附图说明以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：图1为整体工艺流程图。具体实施方式如图1所示，一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，包括有：预备加工工序可以分为石材夹持及参数设定两个步骤；具体为在机器人上通过夹具夹紧石材，目前的石材加工方式对于花岗岩、大理岩、石灰岩、砂岩、板岩等常用石材均有相对统一的加工参数及对应刀具，该加工参数可以包括有刀具的转速、加工时间等，确定了待加工石材的品种后，然后确定对应该品种石材的加工刀具和加工参数。刀具优选为钻刀，加工参数可以是钻刀的转速和切削时间，在对应的钻刀在固定的转速和切削时间的设定下对石材进行钻孔，通过驱动钻刀转动的机床上设置的测孔深的装置来测量出钻孔的深度，其测试方式根据钻刀的进给量来确定的，系统根据该钻刀钻孔的深度来对比存储数据中的标定深度，从而能够对比标定硬度来得出石材的实际硬度；最后根据石材的实际硬度来调出对应该硬度的加工工艺来对石材进行加工，具体可以是根据硬度选择不同的刀具。加工参数还可以是转速和切削量，在固定的转速和切削量下，对比实际切削所需的时间与该刀具对应的设定的时间，然后比较两个时间，通过设定的硬度值来得出实际的石材硬度。在预备加工工序之后，需要进行待加工石材的特性识别，其识别内容包括有石材硬度检测工序和石材纹理识别工序，该工序分别用于检测待加工石材的实际硬度数据以及待加工面的纹理画面。其中，石材硬度检测工序：用选定的刀具按照设定的加工参数对石材进行加工，加工时通过检测装置检测到刀具对石材的切削参数，把检测到的切削参数与该品种石材的设定切削参数进行对比，然后根据该品种石材的设定硬度得出目前所检测石材的实际硬度。该切削参数可以是包括单位时间内的切削量或者是刀具加工时所受石材给予的作用力。当切削参数选用单位时间内的切削量作为测量标准时，石材的实际硬度等于其设定硬度乘以实际切削量与设定切削量之间的比值；当切削参数选用刀具加工时所受石材给予的作用力作为测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，其特征在于，包括有：a、预备加工工序：石材夹持步骤，夹持固定石材；参数设定步骤，根据石材的品种确定对应该石材的刀具和加工参数；b、石材硬度检测工序：试加工步骤，用选定的刀具按照设定的加工参数对石材进行试加工；石材硬度检测步骤，加工时通过检测装置检测到刀具对石材的切削参数，把检测到的切削参数与该品种石材的设定切削参数进行对比，然后根据该品种石材的设定硬度得出目前所检测石材的实际硬度；c、生成加工工序：生成加工步骤，根据石材的实际硬度来选择刀具；加工步骤，由机器人控制刀具按照设定的加工路径进行石材加工。

【技术特征摘要】
1.一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，其特征在于，包括有：a、预备加工工序：石材夹持步骤，夹持固定石材；参数设定步骤，根据石材的品种确定对应该石材的刀具和加工参数；b、石材硬度检测工序：试加工步骤，用选定的刀具按照设定的加工参数对石材进行试加工；石材硬度检测步骤，加工时通过检测装置检测到刀具对石材的切削参数，把检测到的切削参数与该品种石材的设定切削参数进行对比，然后根据该品种石材的设定硬度得出目前所检测石材的实际硬度；c、生成加工工序：生成加工步骤，根据石材的实际硬度来选择刀具；加工步骤，由机器人控制刀具按照设定的加工路径进行石材加工。2.根据权利要求1所述的一种具有石材硬度检测功能的高精度自动加工工艺，其特征在于，所述加工参数包括刀具的转速和加工...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国炎，
申请(专利权)人：江门市固创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44