一种镂空石材浮雕的加工工艺及所采用的雕刻机.pdf

一种镂空石材浮雕的加工工艺，包括：采用数控雕刻机的球刀刀头对片状石材的待加工面进行雕铣，形成浮雕效果；采用水刀设备，即混入石榴石磨料的超高压水射流，沿着浮雕图案需镂空部分的周缘对该片状石材进行切割，形成镂空的石材浮雕。所采用的雕刻机的主要结构包括：至少两个刀头固定架，可同步沿左右方向滑动地设于雕刻机横臂的导轨上，各刀头固定架上分别设有上下延伸的导轨；至少两个刀头，各刀头一一对应地、可沿上下方向滑动地设于各刀头固定架的导轨上。本发明大大降低了镂空石材浮雕加工所需的人工量、提高了生产效率、有利于大批量规模化的生产，并且能够保证产品质量，使每一件成品具有相同的品质。

权利要求书
1.   一种镂空石材浮雕的加工工艺，包括：
1)采用数控雕刻机的球刀刀头对片状石材的待加工面进行雕铣，形成浮雕效果；
2)采用水刀设备，即混入石榴石磨料的超高压水射流，沿着浮雕图案需镂空部分的周缘对该片状石材进行切割，形成镂空的石材浮雕。

2.   如权利要求1所述的一种镂空石材浮雕的加工工艺，其特征在于：先将待加工的片状石材粘接于一基材底层上方，再对粘接有基材底层的片状石材进行雕铣和切割。

3.   如权利要求1或2所述的一种镂空石材浮雕的加工工艺，其特征在于：将所述镂空的石材浮雕粘贴于基面上。

4.   如权利要求1或2所述的一种镂空石材浮雕的加工工艺，其特征在于：将所述镂空的石材浮雕用透明AB胶粘贴于两玻璃板之间。

5.   如权利要求1或2所述的一种镂空石材浮雕的加工工艺，其特征在于：对浮雕表面进行磨光，或喷涂光油或UV透明漆形成磨光效果。

6.   如权利要求1所述一种镂空石材浮雕的加工工艺所采用的雕刻机，其特征在于包括：
基座，具有一沿水平面延展的工作台面，用于固定待加工的石材，该工作台面的左右两侧设有前后延伸的导轨；
横臂，其两端可同步前后滑动地架设于基座的水平导轨上，横臂设有左右延伸的导轨；
至少两个刀头固定架，可同步沿左右方向滑动地设于横臂的导轨上，各刀头固定架上分别设有上下延伸的导轨；
至少两个刀头，其刀口朝下，用于对固定于工作台面上的待加工石材进行雕刻，各刀头一一对应地、可沿上下方向滑动地设于各刀头固定架的导轨上；
动力系统，用于驱动横臂、刀头固定架、刀头沿各自的导轨滑动；
控制系统，用于控制动力系统工作。

7.   如权利要求6所述的雕刻机，其特征在于：所述控制系统包括一安装了雕刻控制软件的计算机。

说明书一种镂空石材浮雕的加工工艺及所采用的雕刻机
技术领域
本发明涉及石材加工领域，具体地说是指一种镂空石材浮雕的加工工艺及所采用的雕刻机。
背景技术
石材装饰在建筑领域具有非常广泛的应用。装饰性石材的加工多以人工雕刻为主，劳动强度大，所需人工量巨大，且生产效率低，不能大批量生产，无法适应于巨大的市场需求。并且人工雕刻质量无法保证，过分依赖于工人的技艺，即使是同一工人雕刻出来的两件作品，也无法达到完全相同的品质。尤其是具有镂空部分的石材浮雕，其加工难度更大，费时费工，需要大批技艺精湛的工人，却难以提高产量。
市场上已经出现的石材雕刻机，虽然可以减轻工人的劳动强度，但也只是提供了一种人工雕刻所采用的工具，其本质是由人工控制机器完成雕刻的过程，在效率上仍无法大幅度提升，其品质仍然主要依赖于工人的操作技艺。例如中国专利99252546.2号公开的一种“万能石材雕刻机”、中国专利200620080100.0号公开的一种“移动式石材雕刻机”等等。
发明内容
本发明提供一种镂空石材浮雕的加工工艺及所采用的雕刻机，其主要目的在于克服现有镂空石材浮雕的加工采用人工完成，加工难度更大、费时费工、生产效率低、无法形成大规模批量生产等缺点。
本发明采用如下技术方案：一种镂空石材浮雕的加工工艺，包括：1)采用数控雕刻机的球刀刀头对片状石材的待加工面进行雕铣，形成浮雕效果；2)采用水刀设备，即混入石榴石磨料的超高压水射流，沿着浮雕图案需镂空部分的周缘对该片状石材进行切割，形成镂空的石材浮雕。
前述一种镂空石材浮雕的加工工艺，先将待加工的片状石材粘接于一基材底层上方，再对粘接有基材底层的片状石材进行雕铣和切割。
进一步地，将所述镂空的石材浮雕粘贴于基面上。
也可以将所述镂空的石材浮雕用透明AB胶粘贴于两玻璃板之间。
进一步地，也可对浮雕表面进行磨光，或喷涂光油或UV透明漆形成磨光效果。
一种镂空石材浮雕的加工工艺所采用的雕刻机，包括：基座，具有一沿水平面延展的工作台面，用于固定待加工的石材，该工作台面的左右两侧设有前后延伸的导轨；横臂，其两端可同步前后滑动地架设于基座的水平导轨上，横臂设有左右延伸的导轨；至少两个刀头固定架，可同步沿左右方向滑动地设于横臂的导轨上，各刀头固定架上分别设有上下延伸的导轨；至少两个刀头，其刀口朝下，用于对固定于工作台面上的待加工石材进行雕刻，各刀头一一对应地、可沿上下方向滑动地设于各刀头固定架的导轨上；动力系统，用于驱动横臂、刀头固定架、刀头沿各自的导轨滑动；控制系统，用于控制动力系统工作。
前述雕刻机的控制系统包括一安装了雕刻控制软件的计算机。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：一，由于采用数控雕刻机，人们仅需在计算机上编绘制欲在石材上表现的图案，而全部雕刻过程由计算机控制雕刻机完成，大大降低了所需的人工量、提高了生产效率、有利于大批量规模化的生产，并且能够保证产品质量，使每一件成品具有相同的品质；二，先用球刀刀头进行雕刻，再用水刀切割以去除多余的部分而形成镂空浮雕，使得整个过程均自动完成，省时省力；三，由于采用多刀头同步工作的雕刻机，使得生产效率进一步提高，成本进一步下降；四，采用将待加工石材粘接于基材底层上再进行加工，可防止待加工石材断裂，也可节省贵重的石材。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的雕刻机结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种镂空石材浮雕的加工工艺及所采用的雕刻机，其要点在于先用球刀刀头进行雕刻，再用水刀切割以去除多余的部分而形成镂空浮雕，整个加工过程均采用数控雕刻机自动完成。下面参照图1和图2说明本发明的具体实施方式。
参照图1，该镂空石材浮雕的加工工艺包括以下步骤：
首先，将待加工石材粘接于一基材底层上方(步骤S1)。基材底层可以是其它石材，也可以是其它一切可用的板材，其主要目的是防止在后序加工过程中待加工石材碎裂，同时也是为了节约石材，可用较便宜的板材衬垫于待加工石材的下方，对于较名贵的石材可以节省其用量。
其次，采用数控雕刻机的球刀刀头对粘接于基材底层的片状石材的待雕刻面进行雕刻，形成浮雕图案(步骤S2)。这一步骤由数控雕刻机自动完成，人们只需通过电脑绘制好需要雕刻的图案即可。
第三，采用数控水刀设备沿着浮雕图案需镂空部分的周缘进行切割，去除镂空部分(步骤S3)。这一步骤也是水刀设备自动完成，主要是将浮雕图案之外的部分切除。水刀是石材切割行业中的常见技术，主要是利用混有石榴石磨料的超高压水射流对石材进行切割。
最后，还可再经过用仿古刷抛光，或喷涂光油或UV透明漆形成磨光效果，使得经过雕刻刀雕过的石材自然颜色和理纹显现。
根据使用场合，还可将上述完成后的镂空石材浮雕粘贴于被装饰的基面上，也可以将镂空的石材浮雕用透明AB胶粘贴于两玻璃板之间。
例一，制作石材广告招牌。将三维立体字以浮雕的方式雕刻成型后，采用水刀在立体字的边缘切割后将字取出，粘合在另一块底板上即可。使用该工艺制作广告招牌和普通广告牌的区别在于，普通的广告牌切割出的字体和图案视觉效果表面上都是平面的，采用该发明工艺制作效果由于先经过雕刻后再切割，表面是立体浮雕式的，尤其应用在石材领域，可以将石材的天然纹理充分表现出来，提高石材的美感和档次。
例二，按照以上工艺在石材上雕刻中国结，用水刀切割后，取出多余的部分，保留中国结的部分。将该中国结单面或者双面用胶水粘粘在玻璃上，或者其他材料上成为装饰品，可以应用各种需要装饰的场合。
参照图2，上述自动化石材雕刻工艺所采用的雕刻机，包括有基座1，该基座1具有一沿水平面延展的工作台面10，用于固定待加工的石材6。该工作台面10的左右两侧设有前后延伸的导轨11、12。工作台面10上方设有一横臂2，该横臂2两的两端通过竖直的支撑臂21、22可滑动地架设于基座1的水平导轨11、12上。
横臂2设有左右延伸的导轨21，该导轨上滑设有两个刀头固定架3，各刀头固定架3可同步沿左右方向滑动，刀头固定架3的数量可根据实际需要确定。各刀头固定架3上分别设有上下延伸的导轨31，各刀头固定架的导轨31上分别设有刀头5，该刀头5通过滑动件4可上下滑动地连接于导轨31上。各刀头5的刀口51朝下，用于对固定于工作台面10上的待加工石材6进行雕刻。
另外还包括动力系统和控制系统，在图中未示出。动力系统用于驱动横臂2、刀头固定架3、刀头5分别沿各自的导轨11、12、21、31滑动，主要结构为电机和电机控制电路。控制系统主要包括安装了雕刻控制软件的计算机，计算机用于控制动力系统工作。使用者可在计算机上操作雕刻控制软件，绘制或导入需要表现于石材上的图案，计算机通过数据线的连接控制调刻机各电机控制电路工作，刀头5按雕刻图案所需进行X、Y、Z三个方向的移动，同时转动，以实现对石材的雕刻。
在本实施方式中，该雕刻机与应用于其它领域的数控雕刻机相似，其主要结构和控制软件已经发展得相当成熟，在此不详细说明。主要区别在于：第一是在同一雕刻机上设置了两个以上的同步工作的刀头，各刀头具有独立的控制其上下滑动的电机，但处于同一横臂上，且控制系统采用同一套控制系统，由此来提高工作效率和降低设备的成本；第二是其刀头采用与其它领域不同的刀头，在此应选用适用于石材雕刻的刀头。
而本实施方式所采用的水刀设备则是石材切割领域的常用设备，可在市场上买到。
上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。