一種數控立體雕刻機的製作方法
2023-06-11 00:52:51
專利名稱：一種數控立體雕刻機的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種數控立體雕刻機，屬於木工機械技術領域。
背景技術：
在現有的立體雕刻機技術中，立體雕刻機在對木工工件進行橫向雕刻時，一般靠裝有刀具的刀具架的橫向運動來完成，刀具安裝在水冷電機上，水冷電機在切削過程中需帶動刀具以20000轉/分鐘以上的速度高速旋轉，在雕刻大型的工件或雕刻量較大時，刀具架負載較大，在來回運動過程中會影響運行的穩定性，從而影響工件的加工精度。如中國專利號200810060107. X的「立體雕刻機」，它的發明書中的發明內容0007公開了刀具架固定在豎拖塊上，而豎拖塊連接在橫拖板上，在以橫導軌、豎導軌和縱導軌建立的三維空間中，驅動機構一驅動橫拖板在橫導軌上來回移動，實現刀具的水平橫向移動。在雕刻大型的工件或雕刻量較大時，刀具架負載較大，在來回運動過程中會影響運行的穩定性，從而影響工件的加工精度。在現有的立體雕刻機技術中，立體雕刻機在對木工工件進行縱向雕刻時，木工工件由工件夾持裝置夾持住，再進行縱向的運動，夾持不同長度的工件的夾持裝置縱向距離的調整一般靠兩個懸空的導軌來支撐，在雕刻大型木工工件和重量較大的木工工件時，在長時間的縱向運動後，容易導致懸空導軌的變形從而影響工件的加工精度。如中國專利號200810060107.X的「立體雕刻機」，它的發明書中的發明內容0011公開了所述的工作平臺中固定有兩根沿水平縱向平行設置的圓柱導軌，在每個圓柱導軌上套有滑塊，在兩個滑快上固定有板條，上述的頂尖固定在板條上。通過這種結構可以先將頂尖靠近轉盤後再將工件夾持住。這裡所述的「頂尖靠近轉盤後再將工件夾持住」就是完成不同長度工件的夾持，中國專利號200810060107. X的「立體雕刻機」在對木工工件進行縱向雕刻時，支撐工件的縱向平行設置的圓柱導軌沒有臺面的支撐，這樣的「懸空」狀態，在雕刻工大型木工工件和重量較大的工件時，在長時間的縱向運動後，容易導致導軌的變形從而影響工件的加工精度。
發明內容
本發明的目的是針對上述不足之處，提供一種數控立體雕刻機，它具有設計合理、結構緊湊、運行穩定、自動化程度高、易於操作的特點。本發明一種數控立體雕刻機是通過以下技術方案實現
一種數控立體雕刻機包括機架、橫梁、豎向驅動機構、刀具裝置、橫向驅動機構、縱向驅動機構、工件夾持驅動機構。橫梁安裝在機架上部，豎向驅動機構安裝在橫梁上。所述的豎向驅動機構包括驅動電機一、電機固定座一、滑塊一、豎導軌、絲杆一、連接塊一、豎導軌安裝板和豎拖板，豎導軌安裝板安裝在橫梁上，豎導軌安裝在豎導軌安裝板上，豎導軌上安裝有滑塊一，驅動電機一通過電機固定座一安裝在豎導軌安裝板上，絲杆一通過軸承支撐塊一安裝在豎導軌安裝板上，絲杆一與驅動電機一輸出軸相連，連接塊一安裝在絲杆一上，可以沿絲杆一來回移動；豎拖板安裝在滑塊一上，與連接塊一相連。刀具裝置包括刀具架、刀具和電機，刀具架安裝在豎拖板上，電機安裝在刀具架上，刀具安裝在電機輸出軸上；
驅動電機一驅動絲杆一旋轉，帶動連接塊一上下移動，再帶動豎拖板上下移動，從而帶動刀具架上的由電機傳動高速旋轉的刀具上下進給運動，來雕刻木工工件。縱向驅動機構包括縱向工作檯、縱導軌、滑塊四，驅動電機三、電機固定底座三、絲杆三、連接塊三和軸承支撐塊三。縱導軌安裝在機架上，縱向工作檯通過滑塊四安裝在縱導軌上，絲杆三通過軸承支撐塊三安裝在機架上，連接塊三安裝在縱向工作檯底部並與絲杆三相配合，可以沿著絲杆三作縱向移動，驅動電機三通過電機固定座三固定安裝在機架上，絲杆三與驅動電機三的輸出軸相連。所述縱導軌採用矩形導軌。由於縱向工作檯通過滑塊四安裝在縱導軌上，連接塊三安裝在縱向工作檯底部並 與絲杆三相配合，當驅動電機三驅動絲杆三轉動時，就會通過連接塊三帶動縱向工作檯沿縱導軌縱向來回滑動。橫向驅動機構包括橫向工作檯、橫導軌、滑塊三、驅動電機二、電機固定座二、絲杆二、連接塊二、軸承支撐塊二。橫導軌安裝在縱向工作檯上，橫向工作檯通過滑塊三安裝在橫導軌上，絲杆二通過軸承支撐塊二安裝在縱向工作檯上，驅動電機二通過電機固定座二安裝在縱向工作檯上，絲杆二與驅動電機二輸出軸相連接。由於橫向工作檯通過滑塊三安裝在橫導軌上，絲杆二通過軸承支撐塊二安裝在縱向工作檯上，當驅動電機二驅動絲杆二旋轉時，就會通過連接塊二帶動橫向工作檯通過滑塊三沿著橫導軌橫向移動。工件夾持驅動機構包括工件夾持導軌、墊塊二、滑塊二、頂尖安裝板、頂尖、墊塊一、工件夾頭安裝板、工件夾頭、驅動電機四、減速器和連軸器。墊塊二安裝在橫向工作檯上部，工件夾持導軌安裝在墊塊二上部，滑塊二安裝固定在頂尖安裝板下部，頂尖安裝板通過滑塊二安裝在工件夾持導軌上，可以沿工件夾持導軌來回移動。工件夾頭安裝板通過墊塊一安裝固定在墊塊二上部，工件夾頭通過減速器安裝在工件夾頭安裝板上，若干個減速器通過連軸器相串聯，驅動電機四安裝在工件夾頭安裝板一側，靠近驅動電機四的減速器的輸入軸與驅動電機四的輸出軸相連。在橫向工作檯上安裝木工工件，通過工件夾頭和頂尖夾持住，驅動電機四傳動減速器，減速器帶動木工夾頭轉動，從而使得安裝在工件夾頭上的木工工件同步轉動。所述的驅動電機一、驅動電機二、驅動電機三和驅動電機四均採用市售伺服電機。上述的數控立體雕刻機中，所述的驅動電機一、驅動電機二、驅動電機三和驅動電機四均與電子數控系統相連接。各個驅動電機受電子數控系統控制。這裡的電子數控系統均可以從市場上購得，在電子數控系統的控制下，按照程序編程的步驟控制豎拖板、橫向工作檯和縱向工作檯移動，和控制工件夾頭的旋轉，實現刀具對木工工件進行四維立體雕刻。上述四維立體雕刻指的是，豎向驅動機構驅動豎拖板沿豎導軌上下移動，實現刀具垂直方向上的移動，橫向驅動機構驅動橫向工作檯實現木工工件相對於刀具橫向移動，縱向驅動機構驅動縱向工作檯實現木工工件相對於刀具在縱向上的移動，工件夾持驅動機構驅動工件夾頭與頂尖夾持的木工工件相對與刀具轉動，從而實現了對木工工件的四維立體雕刻。上述的數控立體雕刻機中，所述的刀具、頂尖、減速器和工件夾頭均至少設置2
個，且數量一一對應。本發明一種數控立體雕刻機與現有技術相比優點如下
1、本發明數控立體雕刻機在對木工工件進行橫向雕刻時，依靠橫向工作檯的橫向運動來完成，使得運行更穩定。刀具架牢牢固定在機架上並不進行橫向移動，這樣在刀具架負載較大時，不會影響運行的穩定性，從而提高了木工工件的加工精度； 2、本發明數控立體雕刻機在對木工工件進行縱向雕刻時，木工工件由工件夾持裝置夾持住，再進行縱向的運動，夾持不同長度的工件的夾持裝置水平縱向距離的調整靠固定在橫向工作檯面上的導軌來支撐，增強了木工工件雕刻時的穩定性和提高了木工工件的加工精度；
3、本發明數控立體雕刻機整體結構設計合理、緊湊，沒有設置龍門結構，操作人員可以從正面、後面、一側面三面進行工件安裝和調節，更易操作。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明
圖I是本發明一種數控立體雕刻機的主視立體結構示意圖。圖2是本發明一種數控立體雕刻機的後視立體結構示意圖。圖3是本發明一種數控立體雕刻機的去刀具架和工件夾持裝置的立體結構示意圖。圖中，I、橫梁,2、機架,3、豎導軌安裝板,4、豎拖板,5、滑塊一,6、驅動電機一,7、電機固定座一，8、豎導軌，9、軸承支撐塊一，10、絲杆一，11、連接塊一，12、軸承支撐塊二，13、連接塊二，14、滑塊三，15、橫導軌，16、縱向工作檯，17、絲杆二，18、橫向工作檯，19、 軸承支撐塊三，20、連接塊三，21、絲杆三，22、滑塊四，23、縱導軌，24、驅動電機三，25、電機固定座三，26、驅動電機二，27、電機固定座二，28、工件夾持導軌，29、滑塊二，30、刀具架，31、工件夾頭安裝板，32、頂尖安裝板，33、頂尖，34、工件夾頭，35、電機，36、驅動電機四，37、墊塊一，38、墊塊二，39、減速機，40、連軸器，41、刀具。
具體實施例方式參照附圖1、2、3，一種數控立體雕刻機包括機架、橫梁、豎向驅動機構、刀具裝置、橫向驅動機構、縱向驅動機構、工件夾持驅動機構。橫梁I安裝在機架2上部，豎向驅動機構安裝在橫梁I上。所述的豎向驅動機構包括驅動電機一 6、電機固定座一 7、滑塊一 5、豎導軌8、絲杆一 10、連接塊一 11、豎導軌安裝板3和豎拖板4，豎導軌安裝板3安裝在橫梁I上，豎導軌8安裝在豎導軌安裝板3上，豎導軌8上安裝有滑塊一 5，驅動電機一 6通過電機固定座一 7安裝在豎導軌安裝板3上，絲 杆一 10通過軸承支撐塊一 9安裝在豎導軌安裝板3上，絲杆一 10與驅動電機一 6輸出軸相連，連接塊一 11安裝在絲杆一 10，可以沿絲杆一 10來回移動；豎拖板4安裝在滑塊一 5上，與連接塊一 11相連。刀具裝置包括刀具架30、刀具41和電機35，刀具架30安裝在豎拖板4上，電機35安裝在刀具架30上，刀具41安裝在電機35輸出軸上。驅動電機一 6驅動絲杆一 10旋轉，帶動連接塊一 11上下移動，再帶動豎拖板4上下移動，從而帶動刀具架30上的由電機35傳動高速旋轉的刀具41上下進給運動，來雕刻木工工件。縱向驅動機構包括縱向工作檯16、縱導軌23、滑塊四22，驅動電機三24、電機固定底座三25、絲杆三21、連接塊三20、軸承支撐塊三19。縱導軌23安裝在機架2上，縱向工作檯16通過滑塊四22安裝在縱導軌23上，絲杆三21通過軸承支撐塊三19安裝在機架2上，連接塊三20安裝在縱向工作檯16底部並與絲杆三21相配合，可以沿著絲杆三21作縱向移動，驅動電機三24通過電機固定座三25固定安裝在機架2上，絲杆三21與驅動電機三24的輸出軸相連。所述縱導軌23採用矩形導軌。、由於縱向工作檯16通過滑塊四22安裝在縱導軌23上，連接塊三20安裝在縱向工作檯16底部並與絲杆三21相配合，當驅動電機三24驅動絲杆三21轉動時，就會通過連接塊三20帶動縱向工作檯16沿縱導軌23縱向來回滑動。橫向驅動機構包括橫向工作檯18、橫導軌15、滑塊三14、驅動電機二 26、電機固定座二 27、絲杆二 17、連接塊二 13、軸承支撐塊二 12。橫導軌15安裝在縱向工作檯16上，橫向工作檯18通過滑塊三14安裝在橫導軌15上，絲杆二 17通過軸承支撐塊二 12安裝在縱向工作檯16上，驅動電機二 26通過電機固定座二 27安裝在縱向工作檯16上，絲杆二 17與驅動電機二 26輸出軸相連接。由於橫向工作檯18通過滑塊三14安裝在橫導軌15上，絲杆二 17通過軸承支撐塊二 12安裝在縱向工作檯16上，當驅動電機二 26驅動絲杆二 17旋轉時，就會通過連接塊二 13帶動橫向工作檯18通過滑塊三14沿著橫導軌15橫向移動。工件夾持驅動機構包括工件夾持導軌28、墊塊二 38、滑塊二 29、頂尖安裝板32、頂尖33、墊塊一 37、工件夾頭安裝板31、工件夾頭34、驅動電機四36、減速器39和連軸器40。墊塊二 38安裝在橫向工作檯18上部，工件夾持導軌28安裝在墊塊二 38上部，滑塊二 29安裝固定在頂尖安裝板32下部，頂尖安裝板32通過滑塊二 29安裝在工件夾持導軌28上，可以沿工件夾持導軌28來回移動。工件夾頭安裝板31通過墊塊一 37安裝固定在墊塊二 38上部，工件夾頭34通過減速器39安裝在工件夾頭安裝板31上，若干個減速器39通過連軸器相串聯，驅動電機四36安裝在工件夾頭安裝板31 —側，靠近驅動電機四36的減速器39的輸入軸與驅動電機四36的輸出軸相連。在橫向工作檯18上安裝木工工件，通過工件夾頭34和頂尖33夾持住，驅動電機四36傳動減速器39，減速器39帶動木工夾頭34轉動，從而使得安裝在工件夾頭34上的木工工件同步轉動。所述的驅動電機一 6、驅動電機二 26、驅動電機三24和驅動電機四36均採用市售伺服電機。上述的數控立體雕刻機中，所述的驅動電機一 6、驅動電機二 26、驅動電機三24和驅動電機四36均與電子數控系統相連接。各個驅動電機受電子數控系統控制。這裡的電子數控系統均可以從市場上購得，在電子數控系統的控制下，按照程序編程的步驟控制豎拖板4、橫向工作檯18和縱向工作檯16移動，和控制工件夾頭34的旋轉，實現刀具41對木工工件進行四維立體雕刻。
上述四維立體雕刻指的是，豎向驅動機構驅動豎拖板4沿豎導軌8上下移動，實現刀具41垂直方向上的移動，橫向驅動機構驅動橫向工作檯18實現木工工件相對於刀具41橫向移動，縱向驅動機構驅動縱向工作檯16實現木工工件相對於刀具41在縱向上的移動，工件夾持驅動機構驅動工件夾頭34與頂尖33夾持的木工工件相對與刀具41轉動，從而實現了對木工工件的四維立體 雕刻。上述的數控立體雕刻機中，所述的刀具(41)、頂尖(33)、減速器39及工件夾頭
(34)至少設置2個，且數量一一對應。
權利要求
1.一種數控立體雕刻機，其特徵在於包括機架、橫梁、豎向驅動機構、刀具裝置、橫向驅動機構、縱向驅動機構和工件夾持驅動機構； 橫梁安裝在機架上部，豎向驅動機構安裝在橫梁上；所述的豎向驅動機構包括驅動電機一、電機固定座一、滑塊一、豎導軌、絲杆一、連接塊一、豎導軌安裝板和豎拖板，豎導軌安裝板安裝在橫梁上，豎導軌安裝在豎導軌安裝板上，豎導軌上安裝有滑塊一，驅動電機一通過電機固定座一安裝在豎導軌安裝板上，絲杆一通過軸承支撐塊一安裝在豎導軌安裝板上，絲杆一與驅動電機一輸出軸相連，連接塊一安裝在絲杆一上，可以沿絲杆一來回移動；豎拖板安裝在滑塊一上，與連接塊一相連； 刀具裝置包括刀具架、刀具和電機，刀具架安裝在豎拖板上，電機安裝在刀具架上，刀具安裝在電機輸出軸上； 縱向驅動機構包括縱向工作檯、縱導軌、滑塊四、驅動電機三、電機固定底座三、絲杆三、連接塊三和軸承支撐塊三，縱導軌安裝在機架上，縱向工作檯通過滑塊四安裝在縱導軌上，絲杆三通過軸承支撐塊三安裝在機架上，連接塊三安裝在縱向工作檯底部並與絲杆三相配合，可以沿著絲杆三作縱向移動，驅動電機三通過電機固定座三固定安裝在機架上，絲杆三與驅動電機三的輸出軸相連； 橫向驅動機構包括橫向工作檯、橫導軌、滑塊三、驅動電機二、電機固定座二、絲杆二、連接塊二和軸承支撐塊二，橫導軌安裝在縱向工作檯上，橫向工作檯通過滑塊三安裝在橫導軌上，絲杆二通過軸承支撐塊二安裝在縱向工作檯上，驅動電機二通過電機固定座二安裝在縱向工作檯上，絲杆二與驅動電機二輸出軸相連接； 工件夾持驅動機構包括工件夾持導軌、墊塊二、滑塊二、頂尖安裝板、頂尖、墊塊一、工件夾頭安裝板、工件夾頭、驅動電機四、減速器和連軸器，墊塊二安裝在橫向工作檯上部，工件夾持導軌安裝在墊塊二上部，滑塊二安裝固定在頂尖安裝板下部，頂尖安裝板通過滑塊二安裝在工件夾持導軌上，可以沿工件夾持導軌來回移動，工件夾頭安裝板通過墊塊一安裝固定在墊塊二上部，工件夾頭通過減速器安裝在工件夾頭安裝板上，若干個減速器通過連軸器相串聯，驅動電機四安裝在工件夾頭安裝板一側，靠近驅動電機四的減速器的輸入軸與驅動電機四的輸出軸相連。
2.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於所述驅動電機一驅動絲杆一旋轉，帶動連接塊一上下移動，再帶動豎拖板上下移動，從而帶動刀具架上的由電機傳動高速旋轉的刀具上下進給運動，來雕刻木工工件。
3.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於所述驅動電機三驅動絲杆三轉動時，就會通過連接塊三帶動縱向工作檯沿縱導軌縱向來回滑動。
4.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於所述驅動電機二驅動絲杆二旋轉時，就會通過連接塊二帶動橫向工作檯通過滑塊三沿著橫導軌橫向移動。
5.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於在橫向工作檯上安裝木工工件，通過工件夾頭和頂尖夾持住，驅動電機四傳動減速器，減速器帶動木工夾頭轉動，從而使得安裝在工件夾頭上的木工工件同步轉動。
6.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於所述縱導軌採用矩形導軌。
7.根據權利要求I所述的一種數控立體雕刻機，其特徵在於所述的刀具、頂尖、減速器和工件夾頭均至少設置2個，且數量一一對應。 ·
全文摘要
本發明涉及的是一種數控立體雕刻機，屬於木工機械技術領域。包括機架、橫梁、豎向驅動機構、刀具裝置、橫向驅動機構、縱向驅動機構、工件夾持驅動機構；豎向驅動機構安裝在橫梁上；所述的豎向驅動機構包括驅動電機一、電機固定座一、滑塊一、豎導軌、絲杆一、連接塊一、豎導軌安裝板和豎拖板；刀具裝置包括刀具架、刀具和電機；縱向驅動機構包括縱向工作檯、縱導軌、滑塊四，驅動電機三、絲杆三等；橫向驅動機構包括橫向工作檯、橫導軌、滑塊三、驅動電機二、電機固定座二、絲杆二、連接塊二和軸承支撐塊二；工件夾持驅動機構包括工件夾持導軌、墊塊二、滑塊二、頂尖安裝板、頂尖、墊塊一、工件夾頭安裝板、工件夾頭、驅動電機四、減速器等。
文檔編號B44B1/00GK102729708SQ201210220360
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者張程, 王玉波, 陳海濤 申請人:張程, 王玉波, 陳海濤