數控雕刻機的製作方法

2023-08-01 03:16:41 2

專利名稱：數控雕刻機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及加工機械技術領域，具體是一種數控雕刻機，該數控雕刻機是採 用高速電主軸雕刻技術、真空吸附技術、直線導軌滑塊、齒輪齒條、絲杆螺母等高精傳動技 術、數控及單片機控制技術等技術的數控雕刻機。
背景技術：
在木材加工行業中，為了美化門窗、藝術壁畫、木製工藝品的裝飾效果、提高各種 複雜木模等的加工質量及自動化水平，目前對數控雕刻機的研究設計僅為高速雕刻頭、直 線導軌等技術。能夠同時採用高速電主軸雕刻技術、真空吸附技術、直線導軌滑塊、齒輪齒 條、絲杆螺母等高精傳動技術、數控系統及單片機控制技術等技術的數控雕刻機的研究，國 內未見類似研究文獻報導。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種同時採用高速電主軸雕刻技術、真空吸附技術、 直線導軌滑塊、齒輪齒條、絲杆螺母等高精傳動技術、數控系統及單片機控制技術等技術的 數控雕刻機，本實用新型的技術方案是一種數控雕刻機，它主要由底座、Y軸部件、Y軸直線導軌組件、X軸部件、對刀塊、 X軸直線導軌組件、Z軸部件、臺面和電氣控制箱組成，所述Y軸部件和電氣控制箱安裝在底 座上，X軸部件通過Y軸直線導軌組件與Y軸部件相連，Z軸部件通過X軸直線導軌組件與 X軸部件相連，臺面安裝在Y軸部件上，對刀塊安裝在Z軸部件上。所述Y軸部件包括Y軸限位柱、Y軸直線導軌、Y軸齒條、Y軸左減速箱、Y軸底座 框架、Y軸齒輪軸、Y軸左牆板、Y軸導軌滑塊、Y軸電機、Y軸右牆板和Y軸右減速箱，所述Y 軸限位柱、Y軸直線導軌和Y軸齒條安裝在Y軸底座框架上，Y軸左牆板和Y軸右牆板通過 Y軸導軌滑塊和Y軸直線導軌相連，Y軸左減速箱和Y軸右減速箱分別安裝在Y軸左牆板和 Y軸右牆板上，Y軸電機安裝在Y軸左減速箱和Y軸右減速箱上，Y軸電機通過Y軸左減速 箱、Y軸右減速箱及Y軸齒輪軸和Y軸齒條嚙合實現Y軸動作。所述X軸部件包括牆板罩殼、X軸左牆板、X軸直線導軌、X軸橫梁、X軸限位柱、X 軸右牆板、X軸電機、X軸減速箱、Z軸動板、X軸齒條、X軸導軌滑塊、X軸接近開關、Z軸滑 板和X軸齒輪軸，所述X軸橫梁安裝在X軸左牆板和X軸右牆板上，牆板罩殼、X軸直線導 軌、X軸限位柱、X軸齒條和X軸接近開關安裝在X軸橫梁上，X軸導軌滑塊與X軸直線導軌 相連，Z軸滑板安裝在X軸導軌滑塊上，Z軸動板安裝在Z軸滑板上，X軸減速箱安裝在Z軸 動板上，χ軸電機安裝在χ軸減速箱上，χ軸電機通過X軸減速箱及X軸齒輪軸與X軸齒條 嚙合實現X軸動作。所述Z軸部件包括電主軸板、溜板、Z軸導軌滑塊、Z軸直線導軌、Z軸滑板、Z軸接 近開關、氣彈簧、Z軸拖鏈、Z軸罩殼、Z軸動板、航插、Z軸電機、Z軸減速箱、絲杆、上軸承板、絲杆螺母、Z軸螺母座、電主軸雕刻頭、軸承、軸承座和軸承座支架，所述Z軸直線導軌、Z軸 接近開關、Z軸動板、Z軸減速箱、上軸承板和軸承座安裝在Z軸滑板上，航插、Z軸電機安裝 在Z軸減速箱上，絲杆通過軸承和軸承座安裝在上軸承板和與軸承座支架之間，絲杆螺母 裝在Z軸螺母座上與絲杆相配合，溜板裝在Z軸螺母座上，通過Z軸導軌滑塊與Z軸直線導 軌相連，電主軸雕刻頭通過電主軸板安裝在溜板上，氣彈簧兩端分別裝在Z軸滑板和溜板 上，Z軸罩殼裝在上軸承板和Z軸動板上，Z軸拖鏈裝在Z軸罩殼和電主軸板上。所述臺面為真空吸附臺面，真空吸附臺面包括夾具臺面板、臺面板、左吸附頭、右 吸附頭、臺面框架、拆邊後蓋板、底座支撐、鋼絲軟管、球閥、集氣方管、鋼絲軟管總管和真 空泵，所述臺面框架安裝在底座支撐上，夾具臺面板、臺面板和拆邊後蓋板安裝在臺面框架 上，左吸附頭和右吸附頭安裝在臺面板上，集氣方管安裝在底座支撐上，球閥安裝在集氣方 管上，左吸附頭右吸附頭及球閥之間通過鋼絲軟管相連，集氣方管和真空泵之間通過鋼絲 軟管總管相連。所述臺面為夾持臺面，該夾持臺面包括窄臺面板和折邊後蓋板，所述窄臺面板上 設有臺面墊板和中臺面墊板，中臺面墊板設置在窄臺面板中部，中臺面墊板兩側為臺面墊 板，臺面墊板和中臺面墊板上設有臺面板；窄臺面板兩側邊緣的臺面墊板外側設有邊緣封 頭，其餘上述臺面墊板上設有中間封頭。本實用新型的有益效果是本實用新型的數控雕刻機能夠大大降低數控雕刻機的能耗、可用於製作門窗、藝 術壁畫、木製工藝品等複雜雕刻作業，對於提高各種複雜木模等的精度、批量化生產及自動 化程度有著突出的貢獻。本實用新型的數控雕刻機結構簡單、運行平穩、精度高、能耗低，可 雕刻任意圖形圖案。本實用新型的的數控雕刻機的主要技術要點(1)該雕刻機適用範圍廣，特別適應於各種大幅面的板材、門窗、藝術壁畫、木製工 藝品、各種複雜木模等複雜圖形圖案的雕刻。(2)該雕刻機加工產品幅面大，可實現1500mmX3000mmX110mm範圍內的任意圖
形圖案的雕刻。(3)該雕刻機採用先進的Z軸光電對刀裝置，降低了操作難度，對刀精度可達 0. 02mmo(4)該雕刻機採用真空吸附技術實現工件的快速可靠裝夾，且可根據工件的大小 及位置實現不同區域的吸附，能耗低。(5)該雕刻機加工速度快，最高運行速度可達25m/min。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖。圖2是本實用新型的Y軸部件結構示意圖之一。圖3是本實用新型的Y軸部件結構示意圖之二。圖4是圖3中I的放大示意圖。圖5是本實用新型的X軸部件整體結構示意圖。圖6是本實用新型的X軸驅動部件結構示意圖。[0025]圖7是圖6中M的放大示意圖。圖8是本實用新型的Z軸部件結構示意圖之一。圖9是本實用新型的Z軸部件結構示意圖之二。圖10是本實用新型的Z軸部件結構示意圖之三。圖11是本實用新型的真空吸附臺的平面結構示意圖。圖12是本實用新型的真空吸附臺的側部結構示意圖之一。圖13是圖11中B-B向剖視圖。圖14是圖12中C向視圖。圖15為夾持臺面的平面結構示意圖。圖16為夾持臺面的側視結構示意圖。圖1中1是底座、2是Y軸部件、3是Y軸直線導軌組件、4是X軸部件、5是對刀 塊，6是X軸直線導軌組件、7是Z軸部件、8是真空吸附臺面、9是電氣控制箱；圖2、圖3、圖4中21是Y軸限位柱，22是Y軸直線導軌，23是Y軸齒條，24是Y 軸左減速箱，25是Y軸底座框架，26是Y軸齒輪軸，27是Y軸左牆板，28是Y軸導軌滑塊， 29是Y軸電機，210是Y軸右牆板，211是Y軸右減速箱圖5、圖6、圖7中31是牆板罩殼，32是X軸左牆板，33是X軸直線導軌，34是X 軸橫梁，35是X軸限位柱，36是X軸右牆板，37是X軸電機，38是X軸減速箱，39是Z軸動 板，310是X軸齒條，311是X軸導軌滑塊，312是X軸接近開關，313是Z軸滑板，314是X軸 齒輪軸；圖8、圖9、圖10中41是電主軸板，42是溜板，43是Z軸導軌滑塊，44是Z軸直線 導軌，45是Z軸滑板，46是Z軸接近開關，47是氣彈簧，48是Z軸拖鏈，49是Z軸罩殼，410 是Z軸動板，411是航插，412是Z軸電機，413是Z軸減速箱，414是絲杆，415是上軸承板， 416是絲杆螺母，417是Z軸螺母座，418是電主軸雕刻頭，419是軸承，420是軸承座、421是 軸承座支架；圖11、圖12、圖13、圖14中51是夾具臺面板，52是臺面板，53是左吸附頭，54是 右吸附頭，55是臺面框架，56是拆邊後蓋板，57是底座支撐，58是鋼絲軟管，59是球閥，510 是集氣方管，511是鋼絲軟管總管，512是真空泵。圖15、圖16中101為窄臺面板，102為折邊後蓋板、103為臺面墊板、104為中臺 面墊板、105為臺面板、106為邊緣封頭、107為中間封頭。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述如圖1，一種數控雕刻機，它主要由底座1、Y軸部件2、Υ軸直線導軌組件3、Χ軸部 件4、對刀塊5、Χ軸直線導軌組件6、Ζ軸部件7、臺面和電氣控制箱9組成，所述Y軸部件2 和電氣控制箱9安裝在底座1上，X軸部件4通過Y軸直線導軌組件3與Y軸部件2相連， Z軸部件7通過X軸直線導軌組件6與X軸部件4相連，臺面安裝在Y軸部件2上，對刀塊 5安裝在Z軸部件7上。如圖2、圖3和圖4，Y軸部件2包括Y軸限位柱21、Υ軸直線導軌22Λ軸齒條23、 Y軸左減速箱24、Y軸底座框架25、Y軸齒輪軸26、Y軸左牆板27、Y軸導軌滑塊28、Y軸電機29、Y軸右牆板210和Y軸右減速箱211，所述Y軸限位柱21、Υ軸直線導軌22和Y軸齒 條23安裝在Y軸底座框架25上，Y軸左牆板27和Y軸右牆板210通過Y軸導軌滑塊28和 Y軸直線導軌22相連，Y軸左減速箱24和Y軸右減速箱211分別安裝在Y軸左牆板27和 Y軸右牆板210上，Y軸電機29安裝在Y軸左減速箱24和Y軸右減速箱211上，Y軸電機 29通過Y軸左減速箱24、Υ軸右減速箱211及Y軸齒輪軸26和Y軸齒條23嚙合實現Y軸 動作。Y軸電機29通過Y軸左減速箱24和Y軸右減速箱211及Y軸齒輪軸26與Y軸齒 條23嚙合，實現Z軸部件在X軸方向上運動。如圖5、圖6和圖7，X軸部件4包括牆板罩殼31、Χ軸左牆板32、Χ軸直線導軌33、 X軸橫梁34、X軸限位柱35、X軸右牆板36、X軸電機37、X軸減速箱38、Z軸動板39、X軸 齒條310、X軸導軌滑塊311、X軸接近開關312、Z軸滑板313和X軸齒輪軸314，所述X軸 橫梁34安裝在X軸左牆板32和X軸右牆板36上，牆板罩殼31、Χ軸直線導軌33、Χ軸限位 柱35、X軸齒條310和X軸接近開關312安裝在X軸橫梁34上，X軸導軌滑塊311與X軸 直線導軌33相連，Z軸滑板313安裝在X軸導軌滑塊311上，Z軸動板39安裝在Z軸滑板 313上，X軸減速箱38安裝在Z軸動板39上，X軸電機37安裝在X軸減速箱38上，X軸電 機37通過X軸減速箱38及X軸齒輪軸314與X軸齒條310嚙合實現X軸動作。兩臺同步的X軸電機37通過X軸減速箱38及X軸齒輪軸314與X軸齒條310齧 合，實現X軸部件在Y軸方向上運動。如圖8、圖9和圖10，Z軸部件7包括電主軸板41、溜板42、Z軸導軌滑塊43、Z軸 直線導軌44、Z軸滑板45、Z軸接近開關46、氣彈簧47、Z軸拖鏈48、Z軸罩殼49、Z軸動板 410、航插411、Z軸電機412、Z軸減速箱413、絲杆414、上軸承板415、絲杆螺母416、Z軸 螺母座417、電主軸雕刻頭418、軸承419、軸承座420和軸承座支架421，所述Z軸直線導軌 44、Z軸接近開關46、Z軸動板410、Z軸減速箱413、上軸承板415和軸承座420安裝在Z 軸滑板45上，航插411、Z軸電機412安裝在Z軸減速箱413上，絲杆414通過軸承419和 軸承座420安裝在上軸承板415和與軸承座支架421之間，絲杆螺母416裝在Z軸螺母座 417上與絲杆414相配合，溜板42裝在Z軸螺母座417上，通過Z軸導軌滑塊43與Z軸直 線導軌44相連，電主軸雕刻頭418通過電主軸板41安裝在溜板42上，氣彈簧47兩端分別 裝在Z軸滑板45和溜板42上，Z軸罩殼49裝在上軸承板415和Z軸動板410上，Z軸拖鏈 48裝在Z軸罩殼49和電主軸板41上。Z軸電機412通過Z軸減速箱413帶動絲杆螺母機構，實現電主軸雕刻頭418在Z 軸方向上運動。如圖11、圖12、圖13和圖14，臺面為真空吸附臺面8，真空吸附臺面8包括夾具臺 面板51、臺面板52、左吸附頭53、右吸附頭54、臺面框架55、拆邊後蓋板56、底座支撐57、鋼 絲軟管58、球閥59、集氣方管510、鋼絲軟管總管511和真空泵512，所述臺面框架55安裝 在底座支撐57上，夾具臺面板51、臺面板52和拆邊後蓋板56安裝在臺面框架55上，左吸 附頭53和右吸附頭54安裝在臺面板52上，集氣方管510安裝在底座支撐57上，球閥59 安裝在集氣方管510上，左吸附頭53、右吸附頭54及球閥59之間通過鋼絲軟管58相連，集 氣方管510和真空泵512之間通過鋼絲軟管總管511相連。真空吸附臺面8通過不同的球閥59控制不同區域的吸附。[0051]臺面為夾持臺面，該夾持臺面包括窄臺面板101和折邊後蓋板102，所述窄臺面板 101上設有臺面墊板103和中臺面墊板104，中臺面墊板104設置在窄臺面板101中部，中 臺面墊板104兩側為臺面墊板103，臺面墊板103和中臺面墊板104上設有臺面板105 ；窄 臺面板101兩側邊緣的臺面墊板103外側設有邊緣封頭106，其餘上述臺面墊板103上設有 中間封頭107。本實用新型的操作流程為1、開啟開關，檢查工具機與計算機連接是否正常，如正常進入數控系統；2、將所要加工的工件放置在合適的位置，開啟真空吸附系統，實現工件的裝夾 (根據工件大小及放置的位置開啟對應的區域的球閥)；3、應用數控系統進行數控編程或導入已有的程序，進入仿真模塊，開始進行加工 程序的仿真，根據仿真路徑對程序調整。4、進入手動操作模塊，將工具機X、Y手動走到所希望的的原點位置，選擇「把當前點 設為工件原點」，放置好對刀塊，從菜單中選擇「浮動對刀…」進行自動對刀，實現工件原點 設置；5、進入系統參數模塊，進行加工參數的設定，如主軸轉速、進給速度等；6、執行自動操作，實現所需木質工藝品圖案的雕刻，雕刻完成後機器自動停機；7、關閉真空吸附系統，從工作檯上取下完成雕刻加工的產品，重複2 7的操作進 行下一工件的雕刻加工。
權利要求一種數控雕刻機，其特徵是它主要由底座(1)、Y軸部件(2)、Y軸直線導軌組件(3)、X軸部件(4)、對刀塊(5)、X軸直線導軌組件(6)、Z軸部件(7)、臺面和電氣控制箱(9)組成，所述Y軸部件(2)和電氣控制箱(9)安裝在底座(1)上，X軸部件(4)通過Y軸直線導軌組件(3)與Y軸部件(2)相連，Z軸部件(7)通過X軸直線導軌組件(6)與X軸部件(4)相連，臺面安裝在Y軸部件(2)上，對刀塊(5)安裝在Z軸部件(7)上。
2.根據權利要求1所述的數控雕刻機，其特徵是所述Y軸部件(2)包括Y軸限位柱 (21)、Y軸直線導軌(22)、Y軸齒條(23)、Y軸左減速箱(24)、Y軸底座框架(25)、Y軸齒輪 軸(26)、Y軸左牆板(27)、Y軸導軌滑塊(28)、Y軸電機(29)、Y軸右牆板(210)和Y軸右 減速箱(211)，所述Y軸限位柱(21)、Υ軸直線導軌(22)和Y軸齒條(23)安裝在Y軸底座 框架(25)上，Y軸左牆板(27)和Y軸右牆板(210)通過Y軸導軌滑塊(28)和Y軸直線導 軌(22)相連，Y軸左減速箱(24)和Y軸右減速箱(211)分別安裝在Y軸左牆板(27)和Y 軸右牆板(210)上，Y軸電機(29)安裝在Y軸左減速箱(24)和Y軸右減速箱(211)上，Y 軸電機(29)通過Y軸左減速箱(24)、Y軸右減速箱(211)及Y軸齒輪軸(26)和Y軸齒條 (23)嚙合實現Y軸動作。
3.根據權利要求1所述的數控雕刻機，其特徵是所述X軸部件(4)包括牆板罩殼(31)、 X軸左牆板(32)、X軸直線導軌(33)、X軸橫梁(34)、X軸限位柱(35)、X軸右牆板(36)、X 軸電機(37)、Χ軸減速箱(38)、Ζ軸動板(39)、Χ軸齒條(310)、Χ軸導軌滑塊(311)、Χ軸接 近開關(312)、Ζ軸滑板(313)和X軸齒輪軸(314)，所述X軸橫梁(34)安裝在X軸左牆板 (32)和X軸右牆板(36)上，牆板罩殼(31)、Χ軸直線導軌(33)、Χ軸限位柱(35)、Χ軸齒條 (310)和X軸接近開關(312)安裝在X軸橫梁(34)上，X軸導軌滑塊(311)與X軸直線導 軌(33)相連，Z軸滑板(313)安裝在X軸導軌滑塊(311)上，Z軸動板(39)安裝在Z軸滑 板(313)上，X軸減速箱(38)安裝在Z軸動板(39)上，X軸電機(37)安裝在X軸減速箱 (38)上，X軸電機(37)通過X軸減速箱(38 及X軸齒輪軸(314)與X軸齒條(310)嚙合 實現X軸動作。
4.根據權利要求1所述的數控雕刻機，其特徵是所述Z軸部件(7)包括電主軸板(41)、 溜板(42)、Ζ軸導軌滑塊(43)、Ζ軸直線導軌(44)、Ζ軸滑板(45)、Ζ軸接近開關(46)、氣彈 簧(47)、Ζ軸拖鏈(48)、Ζ軸罩殼(49)、Ζ軸動板(410)、航插(411)、Ζ軸電機(412)、Ζ軸減 速箱(413)、絲杆(414)、上軸承板(415)、絲杆螺母(416)、Ζ軸螺母座(417)、電主軸雕刻頭(418)、軸承(419)、軸承座(420)和軸承座支架(421)，所述Z軸直線導軌(44)、Ζ軸接近開 關(46)、Ζ軸動板(410)、Ζ軸減速箱(413)、上軸承板(415)和軸承座(420)安裝在Z軸滑 板(45)上，航插(411)、Z軸電機(412)安裝在Z軸減速箱(413)上，絲杆(414)通過軸承(419)和軸承座(420)安裝在上軸承板(415)和軸承座支架(421)之間，絲杆螺母(416)裝 在Z軸螺母座(417)上與絲杆(414)相配合，溜板(42)裝在Z軸螺母座(417)上，通過Z軸 導軌滑塊(43)與Z軸直線導軌(44)相連，電主軸雕刻頭(418)通過電主軸板(41)安裝在 溜板(42)上，氣彈簧(47)兩端分別裝在Z軸滑板(45)和溜板(42)上，Z軸罩殼(49)裝在 上軸承板(415)和Z軸動板(410)上，Z軸拖鏈(48)裝在Z軸罩殼(49)和電主軸板(41) 上，Z軸電機(412)通過Z軸減速箱(413)帶動絲杆螺母機構，實現電主軸雕刻頭(418)在 Z軸方向上運動。
5.根據權利要求1所述的數控雕刻機，其特徵是所述臺面為真空吸附臺面(8)，真空吸附臺面(8)包括夾具臺面板(51)、臺面板(52)、左吸附頭(53)、右吸附頭(54)、臺面框 架(55)、拆邊後蓋板(56)、底座支撐(57)、鋼絲軟管(58)、球閥(59)、集氣方管(510)、鋼絲 軟管總管(511)和真空泵(512)，所述臺面框架(55)安裝在底座支撐(57)上，夾具臺面板 (51)、臺面板(52)和拆邊後蓋板(56)安裝在臺面框架(55)上，左吸附頭(53)和右吸附頭 (54)安裝在臺面板(52)上，集氣方管(510)安裝在底座支撐(57)上，球閥(59)安裝在集 氣方管(510)上，左吸附頭(53)、右吸附頭(54)及球閥(59)之間通過鋼絲軟管(58)相連， 集氣方管(510)和真空泵(512)之間通過鋼絲軟管總管(511)相連。
6.根據權利要求1所述的數控雕刻機，其特徵是所述臺面為夾持臺面，該夾持臺麵包 括窄臺面板(101)和折邊後蓋板(102)，所述窄臺面板(101)上設有臺面墊板(103)和中臺 面墊板(104)，中臺面墊板(104)設置在窄臺面板(101)中部，中臺面墊板(104)兩側為臺 面墊板(103)，臺面墊板(103)和中臺面墊板(104)上設有臺面板(105)；窄臺面板(101) 兩側邊緣的臺面墊板(103)外側設有邊緣封頭(106)，其餘上述臺面墊板(103)上設有中間 封頭(107)。
專利摘要一種數控雕刻機，其特徵是它主要由底座、Y軸部件、Y軸直線導軌組件、X軸部件、對刀塊、X軸直線導軌組件、Z軸部件、真空吸附臺面和電氣控制箱組成，所述Y軸部件和電氣控制箱安裝在底座上，X軸部件通過Y軸直線導軌組件與Y軸部件相連，Z軸部件通過X軸直線導軌組件與X軸部件相連，真空吸附臺面安裝在Y軸部件上，對刀塊安裝在Z軸部件上。本實用新型的能夠大大降低數控雕刻機的能耗、可用於製作門窗、藝術壁畫、木製工藝品等複雜木工雕刻作業，對於提高各種複雜木模等的加工精度、批量化生產及自動化程度有著突出的貢獻。
文檔編號B44B1/00GK201712393SQ20102020246
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者壽姜曄 申請人:南京威克曼科技實業有限公司