一種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置的製作方法

2023-05-21 20:07:36 2

專利名稱：一種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於木材和人造板精深加工技術領域，涉及一種可增加木工數控工具機聯 動坐標軸數，實現木材加工中的鏤銑、鑽削、鋸切等多面體加工的雙擺角銑頭裝置。
背景技術：
在現代木材工業中，木工數控工具機正朝著高速度、高精度、多軸控制的方向發 展。現階段木工數控工具機普遍採用三或四坐標軸聯動的結構形式，三坐標聯動數控工具機 能夠完成木材工件三個坐標方向的連續加工，但是，刀具旋轉軸與工具機高速電主軸輸出 旋轉力方向一致，無法實現刀具旋轉軸角度的改變；四坐標軸聯動數控工具機是在普通三 坐標軸木工數控工具機的基礎上，通過增加C軸功能單元，即可以使得電主軸環繞Z軸旋 轉，將電主軸輸出的豎直旋轉力通過C軸功能單元的機械傳動形式轉變為水平或其他方 向的旋轉力，從而實現坐標軸方向的改變。四坐標軸聯動數控工具機只增加了環繞一個坐 標軸的旋轉，加工刀具種類單一，很難滿足現代家具、木結構和室內裝飾等木質構件復 雜曲面的加工要求。目前，國內在設計和製造用於高精度高速多軸聯動木工數控工具機的雙擺角銑頭 方面還處於起步階段，由於缺乏關鍵技術，其可靠性、質量、精度等方面難以與國外產 品相媲美。另外，用於高精度五軸聯動加工中心的雙擺角銑頭需要能同時實現主軸回 轉、擺動等功能，目前雙擺角銑頭主要採用齒輪副、蝸輪蝸杆或力矩電機等傳動形式， 齒輪副、蝸輪蝸杆傳動方案，設備電氣連線較少、整個產品的成本較低，雖然可以達到 一定的運動精度要求，但是，由於這類傳動方式存在傳動間隙，使其定位精度不高，滿 足不了更高加工精度的要求，如果在其基礎上增加消除傳動間隙的機械設施，會使傳動 結構更加複雜。另外，現有傳動方式存在產生轉動慣量、彈性變形、反向間隙、運動滯 後、摩擦、振動、噪音、磨損及製造加工要求高等缺點；力矩電機傳動精度高，但存在 轉速低、控制複雜、生產成本過高的問題。現有的五軸聯動加工中心的雙擺角銑頭，通 常採用開環或半開環傳動結構，其存在控制精度低，容易受到外界衝擊幹擾，誤差無法 補償等缺點。由於上述這類現有設備在傳動等方面的局限性，導致無法適應木材加工中速度 快和振動衝擊較大的加工特點，致使加工出的零部件表面精度低，需要進行二次加工才 能滿足使用要求。

發明內容
本發明的目的在於改進現有技術中的不足，提供一種光電反饋式木工雙擺角銑 頭裝置，其可實現木材和人造板加工中的多面體鏤銑加工，適用於木工高精度、高速度 的多軸數控工具機使用。本發明的目的是通過如下技術方案實現的—種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，它包括一支撐座、一主殼體、一電主軸連接板和一電主軸，還包括一C軸驅動機構、一A軸或B軸驅動機構以及一旋轉光電編 碼器。所述支撐座上設置所述C軸驅動機構，所述C軸驅動機構包括伺服電機和與之 連接的傳動機構，該傳動機構的輸出軸上連接所述主殼體；所述主殼體上設置所述A軸 或B軸驅動機構，其包括伺服電機和與之連接的傳動機構，該傳動機構的輸出軸上連接 所述電主軸連接板，在該電主軸連接板上設置所述電主軸；所述C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構中還分別設有一行程開關裝置，所述 C軸行程開關裝置包括定位塊和限位開關，在所述C軸驅動機構的所述傳動機構的連接 所述主殼體的輸出軸上設置限位帶輪，所述定位塊設置在所述限位帶輪上，所述限位開 關設置在所述支撐座上的限位開關支撐板上；所述A軸或B軸行程開關裝置包括作為定 位塊的電主軸連接板和限位開關，所述限位開關設置在所述主殼體上；所述C軸和所述 A軸或B軸驅動機構中的兩個所述限位開關均包括正限位開關和負限位開關及零點傳感 器，該正、負限位開關構成相應輸出軸的兩個轉動的極限位置，使得所述輸出軸在小於 360°的角度範圍內往復運動實現擺動；該零點傳感器置於該正、負限位開關之間以定位 所述輸出軸的零點位置；所述C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構中還分別設有一行程開關裝置，所述 C軸行程開關裝置包括定位塊和限位開關，在所述C軸驅動機構的所述傳動機構的連接 所述主殼體的輸出軸上設置限位帶輪，所述定位塊設置在所述限位帶輪上，所述限位開 關設置在所述支撐座上的限位開關支撐板上；所述A軸或B軸行程開關裝置包括作為定 位塊的所述電主軸連接板和限位開關，所述限位開關設置在所述主殼體上。所述C軸和 所述A軸或B軸驅動機構中兩個所述限位開關包括正限位開關和負限位開關及零點傳感 器，該正、負限位開關構成相應的輸出軸的兩個轉動的極限位置，使得所述輸出軸在小 於360°的角度範圍內往復運動實現擺動；該零點傳感器置於該正、負限位開關之間以 定位所述輸出軸的零點位置； 所述旋轉光電編碼器為兩套，每套旋轉光電編碼器均包括有光柵盤和光電檢測 裝置，所述光柵盤分別設置在兩個所述驅動機構中的所述輸出軸上，與所述光柵盤匹配 的光電檢測裝置和光源設置在所述支撐座和所述主殼體上位於所述光柵盤的兩側。為了增大C軸的轉動角度和便於安裝限位開關，在相應的支撐座上設置一帶輪 軸，在其上設置一從動限位輪，與所述減速器輸出軸上設置的所述主動限位輪通過一傳 動帶連接，主動限位輪與從動限位輪按一定傳動比連接，所述定位塊設置在從動限位帶 輪上，可使C軸的轉動角度達士220°。所述C軸驅動機構中的行程開關裝置中的所述正負限位開關設置在限位開關支 撐板上，所述限位開關支撐板設置在支撐座上，使得C軸驅動機構中的所述輸出軸在最 大士220°角度範圍內往復擺動；所述A軸或B軸驅動機構中的行程開關裝置中的所述 正負限位開關設置在主殼體上，使得所述A軸或B軸驅動機構中的所述輸出軸在最大 士 110°角度範圍內往復擺動。這樣，可以滿足木材加工中複雜曲面加工的需要，同時可 以避免連接在電主軸上的電氣導線和氣壓管路發生纏繞。具體地，所述C軸驅動機構上的與之匹配的光電檢測裝置和光源設置在所述支 撐座上位於所述光柵盤的兩側；所述A軸或B軸驅動機構上的與所述光柵盤匹配的光電檢測裝置和光源設置在所述主殼體上位於所述光柵盤的兩側。所述驅動機構中的傳動機構可以是帶傳動機構，優選同步齒形帶傳動。所述主 動限位輪與從動限位輪也可優選為齒形帶傳動機構。為了使得C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構的輸出轉速適合於實際使用要 求，可以在所述帶傳動機構中增加一減速器。所述減速器可以是擺線減速器或諧波齒輪 減速器。本光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置通過所述支撐座設置在三坐標木工數控工具機 上，所述C軸旋轉支撐架的迴轉中心軸與三坐標木工數控工具機的Z軸重合或平行，所述A 軸或B軸旋轉支撐架的迴轉中心軸與C軸旋轉支撐架的迴轉中心軸垂直，即與三坐標木 工數控工具機的X軸或Y軸重合或平行的平面內。所述A軸驅動機構設置在所述主殼體上，所述主殼體為雙支撐結構，即為倒U 形狀，在其下方構成兩個側支撐架，所述電主軸的兩個側面設置連接結構，用以支撐在 該主殼體兩個側支撐架上。本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置通過在現有三坐標木工數控工具機 上加裝一特定的支撐座，將電主軸設置在該支撐座上，使得電主軸在原有X、Y、Z三個 坐標軸方向的移動運動上又增加了在Z軸和X軸或Y軸兩個坐標軸上的旋轉運動。這 樣，就可以提高木材加工工具機的加工靈活性，有效提高工作效率，縮短加工周期，增加 了電主軸的運動自由度，在加工過程中就可以減少換刀次數和重新夾持工件的次數，甚 至可以一次安裝工件完成所有需要加工的過程，因此，可提高加工精度和加工速度。另 外，本發明提供的支撐座以及C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構結構緊湊、剛性好， 因此，反應快、無反向間隙，可進一步確保本加工裝置的加工精度。用於木工數控工具機的雙擺頭裝置，其通過在普通三坐標軸木工數控工具機上，安 裝能夠增加兩個聯動坐標軸數的雙擺角銑頭裝置，即可實現電主軸環繞Z軸旋轉形成C 軸，還可實現環繞X軸旋轉形成A軸，或環繞Y軸旋轉成為B軸。通過控制增加的兩個 坐標軸聯動，即C軸和A或B軸參與擺動，可實現木工數控工具機的五坐標軸聯動加工， 達到對木材工件一次裝夾，完成複雜曲面的加工。本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置還有以下優點1)所述驅動機構採用同步齒形帶傳動，使得整機結構緊湊、傳動比準確、耐衝 擊振動好、運行平穩，適合於負載小、振動大的木材加工工具機。2)電主軸具有較大的擺動角度，實現了較大的加工範圍。採用先進的密封技 術，電路、氣路完全集中在部件內部，不受旋轉運動的限制。3)可實現閉環控制，通過光電檢測模塊和外置處理器能夠精確控制雙擺角銑頭 的轉動方向、速度和角度，可以減少帶傳動產生的傳動誤差，最大限度的保證控制精度 和可靠性。下面通過附圖對本發明作進一步詳細說明。


圖1為本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置的立體結構示意圖；圖2為本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置的主視結構示意圖3為本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置中的C軸驅動機構擺動角度 的行程開關裝置結構示意圖；圖4為本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置中的A軸驅動機構擺動角度 的行程開關裝置結構示意圖；圖5為本發明提供的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置中的光電檢測裝置的原理 圖。
具體實施例方式如圖1和圖2所示的一種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，它包括一支撐座12、 一 C軸驅動機構、一 A軸或B軸驅動機構和一電主軸26。所述支撐座12設置在三坐標木工數控工具機的Z軸裝置上。支撐座12上設置所述C軸驅動機構，所述C軸驅動機構包括C軸伺服電機1和 與之連接的傳動機構，該傳動機構包括固設在伺服電機1的輸出軸上的C軸主動齒形帶輪 2，在支撐座12上可轉動地設置所述傳動機構中的從動軸，其上固設C軸從動齒形帶輪 4，在齒形帶輪2和齒形帶輪4上套設C軸齒形帶3;在固設C軸從動齒形帶輪4的軸上 的一端連接一 C軸減速器6，該減速器6的輸出軸上連接一主殼體15;主殼體15上通過 A軸電機連接板16設置所述A軸驅動機構，其包括A軸伺服電機17，在該伺服電機17 的輸出軸上固設A軸主動齒形帶輪18，在主殼體15上可轉動地設置所述傳動機構中的從 動軸，其上固設A軸從動齒形帶輪22，在主動齒形帶輪18和從動齒形帶輪22上套設A 軸齒形帶21;在固設A軸從動齒形帶輪的軸上連接一 A軸減速器23，該減速器的輸出軸 連接一電主軸連接板25，在該電主軸連接板25上固置所述電主軸26。具體地，C軸驅動機構中的伺服電機1，設置在三坐標木工數控工具機的Z軸裝置 的一支撐座12上，伺服電機1輸出軸上固設主動帶輪2，通過齒形帶3連接固定在支撐 座12上的一 C軸減速器6的動力輸入軸上的從動齒形帶輪4，C軸減速器6上的動力輸 出軸連接過渡法蘭14，使其轉動。主殼體15固定在過渡法蘭14上，C軸驅動機構中的 伺服電機1轉動，即可驅動主殼體15繞過渡法蘭的中心軸，也就是C軸減速器6的輸出 軸軸線轉動。C軸減速器6採用精密擺線齒輪傳動，輸入端和輸出端對中，具有結構緊 湊、承載力高、傳動比大、無側向間隙的特點。A軸伺服電機17及傳動裝置安裝在主殼體15的內部，主殼體15設置在過渡法 蘭14上。A軸伺服電機17的輸出軸上設主動齒形帶輪18，通過主動齒形帶輪18和套設 在其上的A軸同步齒形帶21，以及與A軸同步齒形帶21套設連接的從動帶輪即A軸減 速機輸入帶輪22將動力傳遞到減速器23的輸入端，經A軸減速器23進一步降低轉速， 增加扭矩，驅動所述電主軸連接板25，電主軸26與電主軸連接板25直接相連，電主軸連 接板25的轉動直接帶動電主軸26旋轉，實現繞A軸轉動。A軸減速器23也採用精密擺 線齒輪傳動。C軸驅動機構和A軸驅動機構中的兩個減速器還可以是諧波齒輪減速器。通過C軸驅動機構和A軸驅動機構，使得電主軸26可旋轉地設置在該支撐座12 上，過渡法蘭14的迴轉中心軸與三坐標木工數控工具機的Z軸重合或平行，電主軸連接板 25的迴轉中心軸與過渡法蘭14的迴轉中心軸垂直即與三坐標木工數控工具機的X軸或Y軸 重合或平行。所述電主軸26固設在電主軸連接板25上。在本實施例中電主軸連接板25為A軸旋轉支撐架，其迴轉中心軸與三坐標木工數控工具機的X軸重合或平行。電主軸為 豎直狀態時，其中心軸線與C軸減速器輸出軸的軸線重合。轉動時，電主軸中心軸線與 C軸減速器輸出軸成一定夾角。
所述C軸驅動機構連接在支撐座12上，該支撐座設置在三坐標木工數控工具機的 Z軸裝置上形成一個旋轉方向，C軸驅動機構驅動主殼體15轉動。
所述A軸或B軸驅動機構設置在主殼體15的一側內部電機連接板16上，以驅 動電主軸連接板25相對於所述支撐座12轉動。
A軸伺服電機17及傳動裝置安裝在主殼體15的內部，主殼體15設置在過渡法 蘭14上。A軸伺服電機17的輸出軸上設主動齒形帶輪18，通過主動齒形帶輪18和套設 在其上的A軸同步齒形帶21，以及與A軸同步齒形帶21套設連接的從動帶輪即A軸減 速機輸入帶輪22將動力傳遞到減速器23的輸入端，經A軸減速器23進一步降低轉速， 增加扭矩，驅動所述電主軸連接板25，電主軸沈與電主軸連接板25直接相連，電主軸連 接板25的轉動直接帶動電主軸沈旋轉，實現繞A軸轉動。
在具體的一個例子中，A軸主動齒形帶輪18的齒數為對，從動齒形帶輪22的 齒數為48，減速比1 2。減速器的減速比為1 89，減速器輸出端連接電主軸連接板 25，電主軸連接板25與電主軸沈直接相連，A軸的總減速比可以達到1 178。A軸 伺服電機17額定轉速3000r · min1，額定轉矩1.27N · m，A軸總減速比178，得出A 的額定轉速16.85r · miiT1，額定轉矩226.06N · m。
C軸主動齒形帶輪2齒數為30，從動齒形帶輪4齒數為60，減速比1 2。被 動帶輪4通過螺栓固定在減速機6的輸入軸端，減速器減速比1 89，減速器輸出端連 接主殼體15，實現C軸的轉動，C軸的總減速比1 178。C軸輸出端的齒形帶輪5的 齒數為40，限位齒形帶輪8的齒數為M。C軸伺服電機1額定轉速3000r ^miiT1,額定 轉矩2.07N · m。C軸總減速比1 178，得出C的額定轉速16.8 · min"1,額定轉矩 368.48N · m。
前述傳動機構中均採用同步齒形帶傳動，其具有傳動比準確、耐衝擊振動好、 運行平穩、不爬行等特點，適合於負載小、振動大的木材加工。
也可以在所述C軸和A軸或B軸驅動機構中不設置減速器6或減速器23，此時， 是要根據需要將各驅動機構中的所述同步齒形帶傳動機構中的帶輪直徑進行設計即可。
本木材加工雙擺角銑頭裝置中的所述C軸旋轉支撐架的迴轉工作行程設定 為-220度至+220度，所述A軸或B軸旋轉支撐架的迴轉工作行程設定為_110度至+110 度，即C軸驅動機構的擺角士220°，是指正負限位開關設置在C軸限位開關支撐板11 上，限位開關支撐板11設置在支撐座12上。定位塊81從原點轉到正極限位置時，主動 限位齒形帶輪轉動角度為0 220°，定位塊從原點轉到負極限位置時，主動限位齒形帶 輪轉動角度為0 220°。
如圖3、圖4所示，具體的限位結構是
所述C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構中分別設有一行程開關裝置。以C軸 驅動機構中的限位開關裝置為例，所述C軸限位開關裝置包括定位塊和限位開關，所述 定位塊設置在所述驅動機構中的所述輸出軸的限位帶輪上，所述限位開關設置在限位開 關支撐板11上，限位開關支撐板11設置在支撐座12上；所述A軸或B軸行程開關裝置包括電主軸連接板和限位開關，限位開關裝置設置在所述主殼體上，依靠電主軸連接板 觸發行程開關。所述限位開關包括正限位開關和負限位開關及零點傳感器，該正、負限 位開關構成該輸出軸的兩個轉動的極限位置，使得C軸驅動機構的所述輸出軸在士220° 的角度範圍內往復運動實現轉動，A軸或B軸驅動機構的所述輸出軸在士 110°角度範圍 內往復運動；該零點傳感器置於該正、負限位開關之間以定位所述輸出軸的零點位置。
具體地，C軸的限位結構在限位開關支撐板11上設置C軸的轉動限位裝置， 其包括限位齒形帶輪8、限位齒形帶7、零點開關9和正負限位開關10，限位齒形帶輪8 支撐在限位開關支撐板11上，其與前述減速器6的動力輸出軸上的一同步齒形帶輪5上 套設限位齒形帶7，限位齒形帶輪8與一 C軸正負限位開關10的限位開關支撐板11相 連，在限位開關支撐板11上的相應於所述工作形成設定角度範圍對應處設置與該C軸正 負限位開關10的相匹配的正向限位開關和負向限位開關。
C軸伺服電機1通過主動齒形帶輪2，齒形帶3，從動齒形帶輪4將驅動力傳遞 到減速機器6的輸入端，減速機器6的輸入端與從動齒形帶輪4聯接，輸出端通過過渡法 蘭14固連主殼體15，直接驅動主殼體15旋轉，實現C軸的轉動。減速器6採用精密擺 線齒輪傳動，輸入端和輸出端對中，具有結構緊湊、承載力高、傳動比大、無側向間隙 的特點。齒形帶輪5與齒形帶輪4同軸，齒形帶輪5又通過限位齒形帶7帶動限位齒形 帶輪8轉動。
當C軸轉動到正極限位置的時候，C軸的位置變化，通過與主殼體15，經同步 齒形帶輪5，同步限位齒形帶7，同步齒形帶輪8，在同步齒形帶輪8上設有一小片扇形金 屬突起81，這就是C軸零點位置定位塊，C軸位置的變化經上述的傳動路徑引起同步齒 形帶輪8轉動角度的變化，當同步齒形帶輪8上該小片扇形金屬突起運動到特定位置，觸 發C軸正向限位開關，使C軸停止繼續向正方向轉動。同理，當C軸轉動到負極限位置 的時候，經過同樣的傳動路徑，觸發C軸負向限位開關，阻止C軸繼續向負方向運動。 從而保證C軸只能在一定角度範圍內運動，防止機件的損害。同理，C軸零點位置的確 定在支撐座12上的限位開關支撐板11上設置一零點傳感器9，零點傳感器9將受到觸 發，根據此觸發信號，確定C軸運動到零點位置。
A軸的限位結構是
A軸正負限位開關19及零點開關傳感器20安裝在主殼體15 —側內壁上，當A 軸轉動到正極限位置的時候，A軸的位置變化，通過電主軸連接板25觸發A軸正向限位 開關，使A軸停止繼續向正方向轉動。同理，當A軸轉動到負極限位置的時候，經過同 樣的傳動路徑，觸發A軸負向限位開關，阻止A軸繼續向負方向運動。從而保證A軸只 能在一定角度範圍內運動。同理，A軸零點位置的確定在主殼體15側壁上設置一零 點傳感器20，零點傳感器20將受到觸發，根據此觸發信號，確定A軸運動到零點位置。 通過檢測電主軸連接板25的轉動位置的變化來確認電主軸沈的A軸擺動角度。
當C軸轉動觸動C軸限位開關10或A軸轉動觸動A軸限位開關19時，限位開 關將向工具機的數控系統發送信號，通知數控系統C軸或A軸已經轉動到極限位置。零點 傳感器9和20分別用於來定位C軸和A軸的零點位置。
在C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構中還設有光電檢測裝置，每套旋轉光電 編碼器均包括有光柵盤和光電檢測裝置，所述旋轉光電編碼器分別設置在兩個所述驅動機構中的所述輸出軸上，在C、A軸傳動的輸出端安裝旋轉光電編碼器，配合數控系統， 形成閉環控制，精確檢測C、A軸轉動量，消除C、A軸傳動系統的誤差。所述的數控 系統為現有技術，在此不贅述。
具體地，如圖1、2和圖5所示，C軸驅動機構中的旋轉光電編碼器13包括光柵 盤131和光電檢測裝置132，還包括光源133。光柵盤131設置在C軸驅動機構中的減速 器6上的輸出軸60上，所述C軸驅動機構上的與之匹配的光電檢測裝置132即光敏傳感 器和光源133即發光管設置在所述支撐座12上位於所述光柵盤的兩側；同理，所述A軸 或B軸驅動機構上的所述旋轉光電編碼器中的光柵盤設置在減速器23的輸出軸上，與所 述光柵盤匹配的光電檢測裝置和光源設置在所述主殼體上位於所述光柵盤的兩側。
旋轉光電編碼器的作用原理為以C軸驅動機構為例，其中光柵盤131固定在 減速器6的輸出軸60上，該光電檢測裝置132將信號傳給光電檢測裝置中的處理器模 塊，其對接收到的脈衝信號進行處理，並發出控制指令控制相應伺服電機而控制各驅動 機構的轉動角度，同時還可以檢測到各驅動機構驅動電主軸的轉動速度、角度，進行實 時監控。由此，即可形成閉環控制系統，從而提高了本光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置 的轉動精度。
所述A軸驅動機構設置在所述主殼體15上，所述主殼體15為雙支撐結構，即為 倒U形狀，所述電主軸沈的兩個面設置在該主殼體15兩側的支撐架上，即主殼體15兩 側設置兩個電主軸連接板15，將電主軸沈設置在電主軸連接板25上。
權利要求
1.一種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於它包括一支撐座、一主殼 體、一電主軸連接板和一電主軸，還包括一 C軸驅動機構、一 A軸或B軸驅動機構以及 兩個旋轉光電編碼器。所述支撐座上設置所述C軸驅動機構，所述C軸驅動機構包括伺服電機和與之連接 的一傳動機構，該傳動機構的輸出軸上連接所述主殼體；所述主殼體上設置所述A軸或 B軸驅動機構，其包括伺服電機和與之連接的一傳動機構，該傳動機構的輸出軸上連接 所述電主軸連接板，在該電主軸連接板上設置所述電主軸；所述C軸驅動機構和A軸或B軸驅動機構中還分別設有一行程開關裝置，所述C軸行 程開關裝置包括定位塊和限位開關，在所述C軸驅動機構的所述傳動機構的連接所述主 殼體的輸出軸上設置限位帶輪，所述定位塊設置在所述限位帶輪上，所述限位開關設置 在所述支撐座上的限位開關支撐板上；所述A軸或B軸行程開關裝置包括作為定位塊的 所述電主軸連接板和限位開關，所述限位開關設置在所述主殼體上。所述C軸和所述A 軸或B軸驅動機構中兩個所述限位開關包括正限位開關和負限位開關及零點傳感器，該 正、負限位開關構成相應的輸出軸的兩個轉動的極限位置，使得所述輸出軸在小於360° 的角度範圍內往復運動實現擺動；該零點傳感器置於該正、負限位開關之間以定位所述 輸出軸的零點位置；所述旋轉光電編碼器為兩套，每套光旋轉光電編碼器均包括有光柵盤和光電檢測裝 置，所述光柵盤設置在兩個所述驅動機構中的所述輸出軸上，與所述光柵盤匹配的光電 檢測裝置和光源設置在所述支撐座和所述主殼體上位於所述光柵盤的兩側。
2.根據權利要求1所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述的A軸 或B軸為與所述C軸相交設定角度。
3.根據權利要求2所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述的A軸 或B軸與所述C軸相交90°。
4.根據權利要求1或2所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述C 軸驅動機構中的行程開關裝置中的所述正負限位開關設置在限位開關支撐板上，使得所 述輸出軸在士220°角度範圍內轉動；所述A軸或B軸驅動機構中的行程開關裝置中的 所述正負限位開關設置在主殼體的側壁上，使得所述輸出軸在士 110°角度範圍內往復擺 動。
5.根據權利要求1所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述驅動 機構中的傳動機構是同步齒形帶傳動機構。
6.根據權利要求1或5所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於在所述 傳動機構中增加一減速器，所述減速器的動力輸入端連接所述驅動機構中的傳動機構的 輸出軸，所述減速器的動力輸出端連接所述主殼體或所述電主軸連接板。
7.根據權利要求6所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述減速 器是擺線減速器或諧波齒輪減速器。
8.根據權利要求1或2或3所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於本 光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置通過所述支撐座設置在三坐標木工數控工具機的Z軸裝置 上。
9.根據權利要求1或2所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於所述主殼體為雙支撐結構，即為倒U形狀，在其下方構成兩個側支撐架，所述電主軸的兩個側 面設置連接結構，用以支撐在該主殼體的兩側支撐架上。
10.根據權利要求1或2所述的光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，其特徵在於在相 應的支撐座設置一帶輪軸，在其上可轉動地設置一從動限位帶輪與所述減速器輸出軸上 設置的所述限位帶輪通過一傳動帶連接，所述定位塊設置在該從動限位帶輪上。
全文摘要
本發明提供一種光電反饋式木工雙擺角銑頭裝置，包括一支撐座、一主殼體、一電主軸連接板、一電主軸、一C軸驅動機構、一A軸驅動機構以及兩個旋轉光電編碼器；支撐座上設C軸驅動機構，其包括伺服電機和傳動機構，其輸出軸上連接主殼體；主殼體上設A軸驅動機構，其包括伺服電機和傳動機構，其輸出軸上通過電主軸連接板連接電主軸；C軸和A軸驅動機構中分別設行程開關，其中定位塊設在驅動機構輸出軸上連接的限位帶輪上，對應的限位開關設於支撐座或主殼體上；旋轉光電編碼器中的光柵盤設在輸出軸上，光電檢測裝置和光源設置在支撐座或主殼體上。本裝置可實現木材和人造板加工中的多面體鏤銑加工，適用於木工高精度、高速度的多軸數控工具機使用。
文檔編號B27C9/00GK102019636SQ20101051988
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月26日 優先權日2010年10月26日
發明者尚文端, 張偉, 胡偉前 申請人:國家林業局北京林業機械研究所