CN109849164B - 一种加工石膏板外凸式图案的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工石膏板外凸式图案的装置及方法，涉及石膏板加工技术领域；其包括三层横轨、三层水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，下层横轨和中层横轨分别单独与支撑架垂直滑动连接，下层水平轨与下层横轨滑动连接，中层水平轨与中层横轨滑动连接，上层水平轨与上层横轨滑动连接，石膏喷仓与中层水平轨滑动连接，石膏浆仓与上层水平轨滑动连接，胶仓与下层水平轨滑动连接，导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间；其通过三层横轨、三层水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间，石膏浆仓、石膏喷仓和胶仓分别独立运动等，实现了高效制造带有定制图案的石膏板，工作效率高，加工精度高，效果好。

Description

一种加工石膏板外凸式图案的装置及方法

技术领域

本发明涉及石膏板加工技术领域，尤其涉及一种加工石膏板外凸式图案的装置及方法。

背景技术

石膏板是以建筑石膏为原料生产的一种常用建筑板材，广泛用于住宅、办公楼和旅馆等各种建筑物的内隔墙、代替墙面抹灰层的墙体覆面板、天花板和各种装饰板等，目前生产的长和宽大于0.5米的大中尺寸石膏板一般都是光滑平面板，在建筑装修中起到隔离或覆面的作用。有些装饰性石膏板，印刷的图案都是提前用模具预置，图案内容相对固定，无法起到个性化美化装饰作用，也缺乏逼真的立体效果。

本申请要解决的技术问题是：如何高效制造带有定制图案的石膏板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工石膏板外凸式图案的装置及方法，其通过三层横轨、三层水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间，石膏浆仓、石膏喷仓和胶仓分别独立运动等，实现了高效制造带有定制图案的石膏板，工作效率高，加工精度高，效果好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种加工石膏板外凸式图案的装置，包括支撑架、横轨、水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，所述横轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层横轨、中层横轨和上层横轨，所述下层横轨和中层横轨分别单独与支撑架在垂直方向上滑动连接，所述上层横轨与支撑架固定连接；所述水平轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层水平轨、中层水平轨和上层水平轨，所述下层水平轨与下层横轨滑动连接并前、后滑动，所述中层水平轨与中层横轨滑动连接并前、后滑动，所述上层水平轨与上层横轨滑动连接并前、后滑动；所述石膏喷仓与中层水平轨滑动连接并左、右滑动，石膏浆仓与上层水平轨滑动连接并左、右滑动，所述胶仓与下层水平轨滑动连接并左、右滑动，所述导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间。

进一步的技术方案在于：所述下层横轨包括结构对称的下层左侧横轨和下层右侧横轨，所述下层左侧横轨与支撑架左侧连接，所述中层横轨包括结构对称的中层左侧横轨和中层右侧横轨，所述中层左侧横轨与支撑架左侧连接，所述上层横轨包括结构对称的上层左侧横轨和上层右侧横轨，所述上层左侧横轨与支撑架左侧连接；所述下层水平轨的一端与下层左侧横轨滑动连接，下层水平轨的另一端与下层右侧横轨滑动连接，所述中层水平轨的一端与中层左侧横轨滑动连接，中层水平轨的另一端与中层右侧横轨滑动连接，所述上层水平轨的一端与上层左侧横轨滑动连接，上层水平轨的另一端与上层右侧横轨滑动连接。

进一步的技术方案在于：还包括设置在支撑架下部的固定梁，所述固定梁的数量为两个，分别是结构对称的左固定梁和右固定梁，所述左固定梁位于支撑架的左部；还包括设置在支撑架下部的压紧装置，所述压紧装置的数量为两个，分别是结构对称的左压紧装置和右压紧装置，所述左压紧装置位于支撑架的左部；还包括设置在支撑架下部的灯组，所述灯组的数量为两个，分别是结构对称的左灯组和右灯组，所述左灯组位于支撑架的左部；还包括底座，在底座的上表面设置有一组滚轴。

进一步的技术方案在于：所述石膏喷仓包括第二电机、喷仓壳体、促凝剂仓、螺旋铰刀、喷仓上的加热灯、喷嘴、喷仓上的紫外灯和液位传感器；所述喷仓壳体为空心腔体结构，所述第二电机位于喷仓壳体的顶部，第二电机的驱动轴伸入喷仓壳体的内部，所述螺旋铰刀位于喷仓壳体的内部并与第二电机的驱动轴连接，所述促凝剂仓和液位传感器均设置在喷仓壳体的内侧，所述喷仓上的加热灯和喷仓上的紫外灯均设置在喷仓壳体的下端，所述喷嘴设置在喷仓壳体的底部并与喷仓壳体连通。

进一步的技术方案在于：所述石膏浆仓包括第一电机、浆料仓壳体、搅拌器和阀门，所述浆料仓壳体为空心腔体结构，所述第一电机位于浆料仓壳体的顶部，第一电机的驱动轴伸入浆料仓壳体的内部，所述搅拌器位于浆料仓壳体的内部并与第一电机的驱动轴连接，所述阀门设置在浆料仓壳体的底部，所述浆料仓壳体的内部通过阀门与外界导通。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种加工石膏板外凸式图案的方法，使用上述装置并执行如下操作，

S1装入石膏浆液和促凝剂

将石膏浆液装入石膏浆仓内，将促凝剂装入石膏喷仓；

S3刷胶

在胶仓内装入混合胶液，通过下层横轨和下层水平轨移动胶仓使胶刷按照预先要绘制的图案形状在石膏板上运动并涂上混合胶液；

S5混合石膏浆液和促凝剂

石膏浆仓内的石膏浆液通过导管流入石膏喷仓与促凝剂混合，然后从石膏喷仓喷出；

S6绘制

通过中层横轨和中层水平轨移动石膏喷仓按照预先要绘制的图案在石膏板上运动形成一层石膏图案，重复该方法逐层喷绘石膏浆液并形成立体的石膏图案。

进一步的技术方案在于：在S1与S3两步骤之间，增加步骤S2石膏板第一预处理，

加热石膏板，使石膏板的温度达到第一温度；

所述第一温度为75℃～85℃；

将石膏板放在支撑台上，通过左压紧装置将石膏板紧密压实在支撑台上，利用支撑台上的电热丝加热支撑台；

在S3与S5两步骤之间，增加步骤S4石膏板第二预处理，

加热石膏板，使石膏板的温度提升至第二温度；

所述第二温度为170℃～260℃；

在S5步骤中，

石膏浆仓内的石膏浆液通过导管流入石膏喷仓与促凝剂混合，然后从石膏喷仓喷出。

进一步的技术方案在于：在S6步骤中，

其中最底层石膏浆液正好喷涂在混合胶液上，加热丝、喷仓上的加热灯和灯组中的加热灯促使石膏浆液凝固，喷仓上的紫外灯和灯组中的紫外灯促使UV胶产生粘性，以及在改性淀粉的黏性作用下将各层凝固的石膏粘接；逐层喷涂绘制中，不同位置的石膏浆液涂层厚度的不同使整体形状出现凹凸，形成立体图案；

按照S3刷胶的方法，在逐层喷绘环节的过程中，在中间层石膏图案上刷胶。

进一步的技术方案在于：在S6步骤之后增加如下步骤，

S7连续绘制

该石膏板上的图案绘制完成后，移动支撑板带动绘制完毕的石膏板向一侧移动，支撑板上的另一张待绘制石膏板移动到绘制工作区开始绘制。

进一步的技术方案在于：在S6步骤之后增加如下步骤，

S8后期处理

在支撑板上烘干绘制好的石膏板并取下，刮除打印成型的图案的毛边，进行气泡修补及精细打磨操作，然后按需为图案上色。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

通过三层横轨、三层水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间，石膏浆仓、石膏喷仓和胶仓分别独立运动等，实现了高效制造带有定制图案的石膏板，工作效率高，加工精度高，效果好。

详见具体实施方式部分描述。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明中石膏喷仓的结构图；

图3是本发明中石膏浆仓的结构图；

图4是本发明的流程图。

其中：1支撑架、2-1左侧横轨、2-2下层右侧横轨、3-1中层左侧横轨、3-2中层右侧横轨、4石膏喷仓、4-1第二电机、4-2喷仓壳体、4-3促凝剂仓、4-4螺旋铰刀、4-5喷仓上的加热灯、4-6喷嘴、4-7喷仓上的紫外灯、4-8液位传感器、5-1上层左侧横轨、5-2上层右侧横轨、6上层水平轨、7石膏浆仓、7-1第一电机、7-2浆料仓壳体、7-3搅拌器、7-4阀门、8水泵、9气泵、10承压管、11导管、12中层水平轨、13下层水平轨、14-1左固定梁、14-2右固定梁、15-1左压紧装置、15-2右压紧装置、16控制器、17底座、18滚轴、19支撑板、20支撑台、21加热丝、22胶仓、23石膏板、24-1左灯组、24-2右灯组。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

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申请的示例性实施方式。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。

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申请的范围。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。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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做出相应解释。

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申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1-图3所示，本发明公开了一种加工石膏板外凸式图案的装置，包括支撑架1、横轨、水平轨、石膏喷仓4、石膏浆仓7、导管11和胶仓22，以及固定连接在支撑架1下部的固定梁、压紧装置和灯组，还包括底座17。

所述横轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层横轨、中层横轨和上层横轨，所述下层横轨和中层横轨分别单独与支撑架1在垂直方向上滑动连接，所述上层横轨与支撑架1固定连接；所述水平轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层水平轨13、中层水平轨12和上层水平轨6，所述下层水平轨与下层横轨滑动连接并前、后滑动，所述中层水平轨与中层横轨滑动连接并前、后滑动，所述上层水平轨与上层横轨滑动连接并前、后滑动；所述石膏喷仓4与中层水平轨12滑动连接并左、右滑动，石膏浆仓7与上层水平轨6滑动连接并左、右滑动，所述胶仓22与下层水平轨13滑动连接并左、右滑动，所述导管11连接在石膏喷仓4与石膏浆仓7之间。

所述下层横轨包括结构对称的下层左侧横轨2-1和下层右侧横轨2-2，所述下层左侧横轨2-1与支撑架1左侧连接，所述中层横轨包括结构对称的中层左侧横轨3-1和中层右侧横轨3-2，所述中层左侧横轨3-1与支撑架1左侧连接，所述上层横轨包括结构对称的上层左侧横轨5-1和上层右侧横轨5-2，所述上层左侧横轨5-1与支撑架1左侧连接；所述下层水平轨13的一端与下层左侧横轨2-1滑动连接，下层水平轨13的另一端与下层右侧横轨2-2滑动连接，所述中层水平轨12的一端与中层左侧横轨3-1滑动连接，中层水平轨12的另一端与中层右侧横轨3-2滑动连接，所述上层水平轨6的一端与上层左侧横轨5-1滑动连接，上层水平轨6的另一端与上层右侧横轨5-2滑动连接。

所述固定梁的数量为两个，分别是结构对称的左固定梁14-1和右固定梁14-2，所述左固定梁14-1位于支撑架1的左部。

所述压紧装置的数量为两个，分别是结构对称的左压紧装置15-1和右压紧装置15-2，所述左压紧装置15-1位于支撑架1的左部。

所述灯组的数量为两个，分别是结构对称的左灯组24-1和右灯组24-2，所述左灯组24-1位于支撑架1的左部。

在底座17的上表面转动连接有一组滚轴18。

所述石膏喷仓4包括第二电机4-1、喷仓壳体4-2、促凝剂仓4-3、螺旋铰刀4-4、喷仓上的加热灯4-5、喷嘴4-6、喷仓上的紫外灯4-7和液位传感器4-8；所述喷仓壳体4-2为空心腔体结构，所述第二电机4-1位于喷仓壳体4-2的顶部，第二电机4-1的驱动轴伸入喷仓壳体4-2的内部，所述螺旋铰刀4-4位于喷仓壳体4-2的内部并与第二电机4-1的驱动轴连接，所述促凝剂仓4-3和液位传感器4-8均固定连接在喷仓壳体4-2的内侧，所述喷仓上的加热灯4-5和喷仓上的紫外灯4-7均固定连接在喷仓壳体4-2的下端，所述喷嘴4-6固定连接在喷仓壳体4-2的底部并与喷仓壳体4-2连通。

所述石膏浆仓7包括第一电机7-1、浆料仓壳体7-2、搅拌器7-3和阀门7-4，所述浆料仓壳体7-2为空心腔体结构，所述第一电机7-1位于浆料仓壳体7-2的顶部，第一电机7-1的驱动轴伸入浆料仓壳体7-2的内部，所述搅拌器7-3位于浆料仓壳体7-2的内部并与第一电机7-1的驱动轴连接，所述阀门7-4固定连接在浆料仓壳体7-2底部的导管11上，所述浆料仓壳体7-2的内部通过导管11上的阀门7-4与外界导通。

所述压紧装置为弹性压紧装置，由弯曲的弹簧片和压板组成。

所述灯组包括加热灯和紫外灯。

使用说明：

操作人员手动将石膏浆液装入石膏浆仓7内，将促凝剂装入石膏喷仓4。

操作人员在胶仓22内手动装入混合胶液，通过下层横轨和下层水平轨13手动移动胶仓22使胶刷按照预先要绘制的图案形状在石膏板23上运动并涂上混合胶液。

手动打开阀门7-4，石膏浆仓7内的石膏浆液通过导管11流入石膏喷仓4与促凝剂混合，然后从石膏喷仓4喷出。当石膏喷仓4内的液面上升至液位传感器4-8时，液位传感器4-8感知并自动报警。操作人员收到液位传感器4-8报警后，手动关闭阀门7-4。

通过中层横轨和中层水平轨12手动移动石膏喷仓4按照预先要绘制的图案在石膏板23上运动形成一层石膏图案，重复该方法逐层喷绘石膏浆液并形成立体的石膏图案。

本技术方案为纯手动操作的技术方案，其中，液位传感器4-8为带有报警功能的液位传感器，电气部件本身均为现有技术，因不涉及电气控制方面的技术贡献在此不再赘述。

有益效果：石膏喷仓4与石膏浆仓7串联，能够实现石膏喷仓4内无需容纳过多石膏浆液，体积和重量比较小，易于高精度控制，而石膏浆仓7容量较大，能够随时补充石膏喷仓4内所需的石膏浆液，而石膏浆仓7无需高精度运动控制，只需能够跟随石膏喷仓4运动即可。

实施例1的发明构思：通过三层横轨、三层水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，石膏喷仓4与石膏浆仓7串联，石膏浆仓、石膏喷仓和胶仓分别独立运动等，解决了高效制造带有定制图案的石膏板的技术问题，其工作效率高，加工精度高，效果好。

实施例2：

如图1-图3所示，实施例2与实施例1相似，不同之处在于，还包括水泵8、气泵9、承压管10、控制器16、支撑板19、支撑台20和加热丝21。

如图1所示，支撑架1为两排平行竖立的框架结构，框架四边上设置有竖向轨道，每排框架上由下至上成对设置带有Z向驱动装置的下层横轨、中层横轨和固定的上层横轨，两根下层横轨之间设置带有Y向驱动装置的下层水平轨13，两根中层横轨之间设置带有Y向驱动装置的中层水平轨12，两根上层横轨之间设置带有Y向驱动装置的上层水平轨6，上层水平轨6上安装带有X向驱动装置的石膏浆仓7，中层水平轨12上安装带有X向驱动装置的石膏喷仓4，下层水平轨13上安装带有X向驱动装置的胶仓22，石膏浆仓7和石膏喷仓4通过导管11连通；上层右侧横轨5-2的下端安装水泵8和气泵9并与承压管10通过三通连接，承压管10的另一端密封连接入石膏喷仓4内。

如图2所示，石膏喷仓4包括第二电机4-1、喷仓壳体4-2、促凝剂仓4-3、螺旋铰刀4-4、喷仓上的加热灯4-5、喷嘴4-6、喷仓上的紫外灯4-7和液位传感器4-8，石膏喷仓4为空心腔体结构，第二电机4-1的驱动轴伸入喷仓壳体4-2内，轴上安装一个螺旋铰刀4-4，喷仓壳体4-2的下端分别安装照射下部的喷仓上的加热灯4-5和喷仓上的紫外灯4-7，石膏喷仓4的底部安装喷嘴4-6，壳体内壁上安装促凝剂仓4-3和液位传感器4-8。

如图3所示，石膏浆仓7包括第一电机7-1、浆料仓壳体7-2、搅拌器7-3、阀门7-4；石膏浆仓7为空心腔体结构，浆料仓壳体7-2上端的第一电机7-1的驱动轴伸入壳体内联接搅拌器7-3，下端出口处安装一个阀门7-4。

底座17上设置控制器16，其上表面设置一组滚轴18，滚轴18上安装一块刚性的支撑板19，支撑板19能沿滚轴18左右运动，支撑板19上固定安装两块刚性的支撑台20，支撑台20内部设置有加热丝21，石膏板23放置于支撑台20上。

支撑架1的左、右框架上分别横向安装一根固定梁，左固定梁14-1上安装左灯组24-1，每根固定梁上分别安装两组压紧装置，压紧装置的按压端压在石膏板23的四个角上，将石膏板23固定在支撑台20上，支撑板19和支撑台20之间的相互位置为固定状态。

其中，控制器16为单片机，液位传感器4-8为带有报警功能的液位传感器，电气部件本身均为现有技术，因不涉及电气控制方面的技术贡献在此不再赘述。

实施例3：

如图4所示，本发明公开了一种加工石膏板外凸式图案的方法，包括如下步骤，

S1装入石膏浆液和促凝剂

将石膏浆液装入石膏浆仓7内，将促凝剂装入石膏喷仓4；

所述石膏浆液的配比由以下重量份数的原料组成：

纳米半水石膏75，改性淀粉10，UV胶1，混合均匀后与水按重量1:3的比例进行混合搅拌。

S2石膏板第一预处理

加热石膏板23，使石膏板23的温度达到第一温度；

所述第一温度为75℃；

将石膏板23放在支撑台20上，通过左压紧装置将石膏板23紧密压实在支撑台20上，利用支撑台20上的电热丝21加热支撑台20。

S3刷胶

在胶仓22内装入混合胶液，通过下层横轨和下层水平轨13移动胶仓22使胶刷按照预先要绘制的图案形状在石膏板23上运动并涂上混合胶液；

所述混合胶液为黏胶和UV胶的混合胶液，按重量比例为9:1。

S4石膏板第二预处理

加热石膏板23，使石膏板23的温度提升至第二温度；

所述第二温度为170℃。

S5混合石膏浆液和促凝剂

石膏浆仓7内的石膏浆液通过导管11流入石膏喷仓4与促凝剂混合，然后从石膏喷仓4喷出；

通过阀门7-4控制石膏浆仓7内的石膏浆液流入石膏喷仓4。

S6绘制

通过中层横轨和中层水平轨12移动石膏喷仓4按照预先要绘制的图案在石膏板23上运动形成一层石膏图案，重复该方法逐层喷绘石膏浆液并形成立体的石膏图案；

其中最底层石膏浆液正好喷涂在混合胶液上，加热丝21、喷仓上的加热灯4-5和灯组中的加热灯促使石膏浆液凝固，喷仓上的紫外灯4-7和灯组中的紫外灯促使UV胶产生粘性，以及在改性淀粉的黏性作用下将各层凝固的石膏粘接；逐层喷涂绘制中，不同位置的石膏浆液涂层厚度的不同使整体形状出现凹凸，形成立体图案；

按照S3刷胶的方法，在逐层喷绘环节的过程中，在中间层石膏图案上刷胶。

S7连续绘制

该石膏板23上的图案绘制完成后，移动支撑板19带动绘制完毕的石膏板23向一侧移动，支撑板19上的另一张待绘制石膏板23移动到绘制工作区开始绘制。

S8后期处理

在支撑板19上烘干绘制好的石膏板23并取下，刮除打印成型的图案的毛边，进行气泡修补及精细打磨操作，然后按需为图案上色。

实施例4：

实施例4与实施例2相似，不同之处在于，

（1）石膏浆液的配比由以下重量份数的原料组成：纳米半水石膏85；改性淀粉15，UV胶2，混合均匀后与水按重量1:3的比例进行混合搅拌，形成石膏浆液后迅速装入石膏浆料仓7内；促凝剂仓4-3内装入促凝剂。

（2）将石膏板23放在支撑台20上，通过压紧装置将石膏板23紧密压实在支撑台20上，利用电热丝21加热支撑台20，进而传导加热石膏板23，使石膏板23温度达到85℃。

（3）刷胶工序：在胶仓22内装入黏胶和UV胶混合胶液，按重量比例为9:1，控制器16控制胶仓22运动，使胶刷按照预先要绘制的图案形状快速在石膏板23上运动并涂上混合胶液。

（4）逐层绘制工序：涂胶完毕后，迅速将石膏板23的温度提升至260℃，控制器16控制石膏浆料仓7内的石膏浆液通过阀门7-4流入石膏喷仓4，促凝剂仓4-3内的促凝剂按需流出混入石膏浆液内，并通过螺旋铰刀4-4搅拌均匀，能够从喷嘴4-6处喷出。

（5）图案绘制工序：控制器16控制石膏喷仓4按预制的图案路径在石膏板23上运动并通过喷嘴4-6逐层喷涂石膏浆液，其中最底层石膏浆液正好喷涂在混合胶液上，加热丝21、加热灯4-5和灯组24中的加热灯能够促使石膏浆液快速凝固，紫外灯4-7和灯组24中紫外灯能够促使UV胶快速产生粘性，以及在改性淀粉的黏性作用下将各层凝固的石膏粘接，逐层喷涂绘制中，不同位置的石膏浆液涂层厚度的不同使整体形状出现凹凸感，形成立体图案。

（6）当喷涂的图案较大或凹凸度较大时，通过在逐层喷绘环节增加刷胶工序保证粘接牢固度。

（7）连续绘制工序：图案绘制完成后，支撑板19带动绘制完毕的石膏板23向一侧移动，支撑板19上的另一张待绘制石膏板23移动到绘制工作区开始绘制。

（8）绘制好的石膏板23在支撑板19上烘干后取下，对打印成型的图案进行毛边刮除，气泡修补及精细打磨等操作，然后按需为图案上色，即完成图案绘制。

本发明利用石膏的水化快速凝固原理开发了一种石膏板外凸式图案加工装置和加工工艺，能够按照设计需求在石膏板成品上定制加工各种外凸图案造型，进而通过对图案修整上色后即可直接用于装修中的外层表面板，不但起到隔离或覆面作用，而且起到装饰美化效果。

胶仓22相对于石膏板23的三自由度运动原理：胶仓22安装在下层水平轨13上，能够沿下层水平轨13做X向运动，下层水平轨13能够沿下层横轨做Y向运动，下层横轨能够沿竖向的支撑架1上的竖向轨道做Z向运动，因此胶仓22能够与石膏板23形成X、Y、Z向的相对运动。

石膏喷仓4相对于石膏板23的三自由度运动原理：石膏喷仓4安装在中层水平轨12上，能够沿中层水平轨12做X向运动，中层水平轨12能够沿中层横轨做Y向运动，中层横轨能够沿支撑架1上的竖向轨道做Z向运动，因此石膏喷仓4相对于石膏板23形成X、Y、Z向的相对运动。

石膏浆仓7相对于石膏喷仓4的同步运动原理：石膏浆仓7能够沿上层水平轨6做X向运动，上层水平轨6能够沿上层横轨做Y向运动，因此石膏浆仓7和石膏喷仓4在X、Y向能够做同步运动；石膏浆仓7和石膏喷仓4通过导管11连接，导管11为软质伸缩管，石膏喷仓4做Z向运动时能够与石膏浆仓7保持连接。

设置石膏浆仓7和石膏喷仓4两个仓体串联连接的原因在于：

（1）石膏喷仓4内如果容纳大容量的石膏浆液，重量和体积太大难以保证浆液石膏喷仓4的高精度运动，串联结构设计能够实现石膏喷仓4内无需容纳过多石膏浆液，体积和重量比较小，易于高精度控制，而石膏浆仓7容量较大，能够随时补充石膏喷仓4内所需的石膏浆液，而石膏浆仓7无需高精度运动控制，只需能够跟随石膏喷仓4运动即可。

（2）石膏浆液易于凝固，石膏浆仓7精度要求低，能够设计为易更换结构，随时从上层水平轨6上取下，补充或去除石膏浆液，防止石膏浆液凝固；为保证运动精度，石膏喷仓4与中层水平轨12联接精密，其容积较小，石膏喷仓4内部设置液位传感器4-8，能够实时监控石膏喷仓4内石膏浆液的容量，通过控制阀门7-4的开闭实现控制石膏喷仓4内的浆液容量。

（3）在石膏喷仓4内设置促凝剂仓4-3，控制促凝剂与石膏浆液的混合并通过螺旋铰刀4-4搅匀，然后快速从喷嘴4-6喷出，既能保证喷出的石膏浆液快速凝固，也避免石膏喷仓4内浆液过多，在添加促凝剂后造成在石膏喷仓4内部凝固堵塞现象发生；而在石膏浆仓7内的石膏浆液内不添加促凝剂，并且第一电机7-1带动搅拌器7-3旋转，使其内的石膏浆液保持流动性，不易凝固。

石膏喷仓4内部设置螺旋铰刀4-4在第二电机4-1带动下搅拌石膏浆液，保证石膏浆液在喷仓壳体4-2内不易凝固，而且螺旋铰刀4-4的转动能增加石膏浆液向喷嘴4-6向出口处运动的压力，控制喷出的速度和流量。

石膏喷仓4通过承压管10和水泵8及气泵9连接的功能：

（1）和水泵8连接，实现石膏喷仓4的内清洗功能，定时通过水流的冲洗将其内部剩余的石膏浆液冲出来，防止石膏浆液凝固堵塞。

（2）和气泵9连接，实现在石膏喷仓4正常喷涂石膏浆液时，为喷仓壳体4-2内部的石膏浆液增加气压，通过气压大小的控制，控制石膏浆液从喷嘴4-6的速度和流量，与螺旋铰刀4-4功能相近。

工作过程：将石膏板23放在支撑台20上，通过安装在固定梁上的紧装置固定牢固，然后利用电热水21加热支撑台20，进而通过热传导加热石膏板23，使石膏板23温度达到75℃～85℃；控制器16控制胶仓22运动，胶仓22带动下部的胶刷按照要绘制的图案形状在石膏板23上运动刷胶，此温度范围内，既能保证混合胶液不会过快干燥，也保证粘性合适。

刷胶完毕后，迅速将石膏板23的温度提升至170℃～260℃，控制器16控制石膏浆仓7内的石膏浆液通过阀门7-4流入石膏喷仓4，促凝剂仓4-3内的促凝剂按需混入石膏浆液内，并通过螺旋铰刀4-4搅拌均匀，从喷嘴4-6处喷出，同时喷嘴4-6按预制的图案在石膏板23上运动反复逐层喷涂石膏浆液，其中最底层石膏浆液正好喷涂在混合胶液上，加热丝21和喷仓上的加热灯4-5以及灯组中的加热灯能够构建高温环境，喷仓上的紫外灯4-7和灯组中的紫外灯能够构建UV固化环境，石膏浆液在此环境下发生凝固现象，最底层通过胶液与石膏板23粘牢，其它层之间通过改性淀粉、UV胶和石膏的自身黏性相互粘接。

逐层喷涂过程中，不同位置的石膏浆液涂层厚度的不同使整体形状出现凹凸感，形成立体图案；当喷涂的图案尺寸较大或凹凸度较大时，通过在逐层喷绘过程环节增加刷胶工序保证粘接牢固度。

图案喷涂完成后，支撑板19带动绘制完毕的石膏板23向一侧移动，支撑板19上的另一张待绘制石膏板移动到绘制工作区开始绘制，绘制好的石膏板23在支撑板19上烘干后取下，对打印成型的图案进行毛边刮除，气泡修补及精细打磨等操作，然后按需为图案上各种颜色，即完成图案绘制。

优点：本发明结构巧妙，能够连续工作，自动化功能强；能够在大型的石膏板上绘制大型的个性化的立体图案，工艺简捷可靠，生产成本低，市场推广前景好。

Claims (8)

1.一种加工石膏板外凸式图案的装置，其特征在于：包括支撑架、横轨、水平轨、石膏喷仓、石膏浆仓、导管和胶仓，所述横轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层横轨、中层横轨和上层横轨，所述下层横轨和中层横轨分别单独与支撑架在垂直方向上滑动连接，所述上层横轨与支撑架固定连接；所述水平轨的数量为三层，分别是从下往上依次分布的下层水平轨、中层水平轨和上层水平轨，所述下层水平轨与下层横轨滑动连接并前、后滑动，所述中层水平轨与中层横轨滑动连接并前、后滑动，所述上层水平轨与上层横轨滑动连接并前、后滑动；所述石膏喷仓与中层水平轨滑动连接并左、右滑动，石膏浆仓与上层水平轨滑动连接并左、右滑动，所述胶仓与下层水平轨滑动连接并左、右滑动，所述导管连接在石膏喷仓与石膏浆仓之间；

还包括设置在支撑架下部的固定梁，所述固定梁的数量为两个，分别是结构对称的左固定梁和右固定梁，所述左固定梁位于支撑架的左部；还包括设置在支撑架下部的压紧装置，所述压紧装置的数量为两个，分别是结构对称的左压紧装置和右压紧装置，所述左压紧装置位于支撑架的左部；还包括设置在支撑架下部的灯组，所述灯组的数量为两个，分别是结构对称的左灯组和右灯组，所述左灯组位于支撑架的左部；还包括底座，在底座的上表面设置有一组滚轴；

所述石膏喷仓包括第二电机、喷仓壳体、促凝剂仓、螺旋铰刀、喷仓上的加热灯、喷嘴、喷仓上的紫外灯和液位传感器；所述喷仓壳体为空心腔体结构，所述第二电机位于喷仓壳体的顶部，第二电机的驱动轴伸入喷仓壳体的内部，所述螺旋铰刀位于喷仓壳体的内部并与第二电机的驱动轴连接，所述促凝剂仓和液位传感器均设置在喷仓壳体的内侧，所述喷仓上的加热灯和喷仓上的紫外灯均设置在喷仓壳体的下端，所述喷嘴设置在喷仓壳体的底部并与喷仓壳体连通。

2.根据权利要求1所述的一种加工石膏板外凸式图案的装置，其特征在于：所述下层横轨包括结构对称的下层左侧横轨和下层右侧横轨，所述下层左侧横轨与支撑架左侧连接，所述中层横轨包括结构对称的中层左侧横轨和中层右侧横轨，所述中层左侧横轨与支撑架左侧连接，所述上层横轨包括结构对称的上层左侧横轨和上层右侧横轨，所述上层左侧横轨与支撑架左侧连接；所述下层水平轨的一端与下层左侧横轨滑动连接，下层水平轨的另一端与下层右侧横轨滑动连接，所述中层水平轨的一端与中层左侧横轨滑动连接，中层水平轨的另一端与中层右侧横轨滑动连接，所述上层水平轨的一端与上层左侧横轨滑动连接，上层水平轨的另一端与上层右侧横轨滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种加工石膏板外凸式图案的装置，其特征在于：所述石膏浆仓包括第一电机、浆料仓壳体、搅拌器和阀门，所述浆料仓壳体为空心腔体结构，所述第一电机位于浆料仓壳体的顶部，第一电机的驱动轴伸入浆料仓壳体的内部，所述搅拌器位于浆料仓壳体的内部并与第一电机的驱动轴连接，所述阀门设置在浆料仓壳体的底部，所述浆料仓壳体的内部通过阀门与外界导通。

4.一种加工石膏板外凸式图案的方法，其特征在于：使用权利要求1中的装置并执行如下操作，

S1装入石膏浆液和促凝剂

将石膏浆液装入石膏浆仓内，将促凝剂装入石膏喷仓；

S3刷胶

在胶仓内装入混合胶液，通过下层横轨和下层水平轨移动胶仓使胶刷按照预先要绘制的图案形状在石膏板上运动并涂上混合胶液；

S5混合石膏浆液和促凝剂

石膏浆仓内的石膏浆液通过导管流入石膏喷仓与促凝剂混合，然后从石膏喷仓喷出；

S6绘制

通过中层横轨和中层水平轨移动石膏喷仓按照预先要绘制的图案在石膏板上运动形成一层石膏图案，重复该方法逐层喷绘石膏浆液并形成立体的石膏图案。

5.根据权利要求4所述的一种加工石膏板外凸式图案的方法，其特征在于：在S1与S3两步骤之间，增加步骤S2石膏板第一预处理，

加热石膏板，使石膏板的温度达到第一温度；

所述第一温度为75℃～85℃；

将石膏板放在支撑台上，通过左压紧装置将石膏板紧密压实在支撑台上，利用支撑台上的电热丝加热支撑台；

在S3与S5两步骤之间，增加步骤S4石膏板第二预处理，

加热石膏板，使石膏板的温度提升至第二温度；

所述第二温度为170℃～260℃；

在S5步骤中，

石膏浆仓内的石膏浆液通过导管流入石膏喷仓与促凝剂混合，然后从石膏喷仓喷出。

6.根据权利要求4所述的一种加工石膏板外凸式图案的方法，其特征在于：在S6步骤中，

其中最底层石膏浆液正好喷涂在混合胶液上，加热丝、喷仓上的加热灯和灯组中的加热灯促使石膏浆液凝固，喷仓上的紫外灯和灯组中的紫外灯促使UV胶产生粘性，以及在改性淀粉的黏性作用下将各层凝固的石膏粘接；逐层喷涂绘制中，不同位置的石膏浆液涂层厚度的不同使整体形状出现凹凸，形成立体图案；

按照S3刷胶的方法，在逐层喷绘环节的过程中，在中间层石膏图案上刷胶。

7.根据权利要求4所述的一种加工石膏板外凸式图案的方法，其特征在于：在S6步骤之后增加如下步骤，

S7连续绘制

该石膏板上的图案绘制完成后，移动支撑板带动绘制完毕的石膏板向一侧移动，支撑板上的另一张待绘制石膏板移动到绘制工作区开始绘制。

8.根据权利要求4所述的一种加工石膏板外凸式图案的方法，其特征在于：在S6步骤之后增加如下步骤，

S8后期处理

在支撑板上烘干绘制好的石膏板并取下，刮除打印成型的图案的毛边，进行气泡修补及精细打磨操作，然后按需为图案上色。