CN103273776A

CN103273776A - 数控五轴联动陶瓷雕刻机

Info

Publication number: CN103273776A
Application number: CN2013102083714A
Authority: CN
Inventors: 农国才; 刘星毅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明为数控五轴联动陶瓷雕刻机，数控箱连接控制各轴丝杆所接电机。水平Z轴丝杆的Z轴传动块上固定X轴支架，其上安装垂直于Z轴的X轴丝杆。X轴丝杆的X轴传动块上固接Y轴支架，其上安装的Y轴丝杆垂直于X、Z轴。Y轴丝杆上有3或5个相同的Y轴传动块，每个Y轴传动块上固定一台主轴电机，主轴电机接刀具夹持器。与Z轴平行的B轴丝杆的B轴传动块固定托盘安装板，其上的3或/5根竖直的A轴顶端各有托盘,固定于托盘安装板的3或5台A轴电机分别驱动各A轴。托盘上有卡盘爪，使托盘上的工件定位。本机可同时加工三或五个工件，提高生产效率。

Description

数控五轴联动陶瓷雕刻机

技术领域

本发明涉及陶瓷加工机械技术领域，具体为一种数控五轴联动陶瓷雕刻机。

背景技术

许多陶瓷工艺品表面有浮雕作为装饰。例如广西钦州的坭兴陶，最大的特点是不施釉而采用雕刻的各种图案进行装饰。陶瓷器皿表面的浮雕图案在陶坯成型后雕刻，然后烧制定型。

显然，手工雕刻效率极低，质量也难得到保证。

为了提高雕刻效率，现已有各种多轴联动的数控陶瓷加工机，如：申请号为200710152319.6的发明专利“数控陶瓷堆砌成型机”、申请号为200620140404.1的实用新型专利“陶瓷数控切削机床”、申请号为200620069271的实用新型专利“新型五轴联动雕刻机”等。

这些雕刻机虽然大大提高了陶瓷雕刻的效率，但一次只能加工一个工件，设备利用率和生产效率难以提高。

发明内容

本发明的目的是设计一种数控五轴联动陶瓷雕刻机，包括数控部分、XYZ三轴刀具进给部分和A、B轴联动的工件托盘部分，其Y轴有3或5副刀具，B轴上有与刀具相配合的3或5套A轴的工件托盘，同时可加工三或五个工件，提高效率。

本发明的数控五轴联动陶瓷雕刻机，包括数控箱、XYZ三轴刀具进给部分和A、B轴联动的工件托盘部分，数控箱连接控制各轴电机，X、Y、Z三轴刀具进给部分包括相互垂直的X、Y、Z丝杆，安装于各丝杆的传动块和各丝杆连接的电机。Z轴丝杆可转动地水平安装于机架，一端与Z轴电机连接，Z轴传动块有螺孔套在Z轴丝杆上，Z轴传动块上固定X轴支架，X轴丝杆可转动地安装于X轴支架，X轴丝杆垂直于Z轴丝杆，一端与安装于X轴支架的X轴电机连接，X轴传动块有螺孔、套在X轴丝杆上，X轴传动块上固定连接Y轴支架，Y轴丝杆可转动地安装于Y轴支架，Y轴丝杆垂直于X轴和Z轴丝杆。Y轴丝杆一端与安装于Y轴支架的Y轴电机连接。

本发明雕刻机的Y轴丝杆上安装有3或5个相同的Y轴传动块，各Y轴传动块有螺孔套在Y轴丝杆上，每个Y轴传动块上固定有一台主轴电机，各主轴电机的输出轴与Z轴丝杆平行，各主轴电机输出轴连接刀具夹持器，刀具夹持器上安装雕刻刀具。

机架上还可转动地安装与Z轴丝杆平行的B轴丝杆，B轴丝杆的一端安装有手柄。B轴传动块有螺孔，套在B轴丝杆。B轴传动块上固定安装托盘安装板，托盘安装板上可转动地安装3或5根相同的竖直的A轴，A轴与X轴丝杆平行，3或5个相同的托盘分别固定于3或5根A轴顶端，与Y轴丝杆上的3或5个Y轴传动块相对应，托盘安装板上还有3或5个相同的A轴电机分别连接驱动3或5根A轴。

机架上固定竖直的前后2块Z轴支架安装板，Z轴丝杆两端可转动地安装于Z轴支架安装板，Z轴丝杆两侧各有一根与其平行的Z轴光轴，Z轴光轴的两端固定于Z轴支架安装板。Z轴滑块上有与Z轴光轴动配合的光孔，每根Z轴光轴套有一个Z轴滑块，两个Z轴滑块均与X轴支架固定连接。当Z轴丝杆转动、Z轴传动块沿Z轴丝杆移动时，Z轴滑块在Z轴光轴上滑动，使X轴支架移动平稳。

固定于Z轴的X轴支架包括X轴支架安装板和X轴光轴，X轴支架安装板为上下2块水平板，X轴丝杆的上下端可转动地安装于上下X轴支架安装板，在X轴丝杆的两侧各有1根平行于X轴丝杆的X轴光轴，X轴光轴的上、下端分别固定连接上、下X轴支架安装板，构成X轴支架的矩形框架。X轴滑块上有与X轴光轴动配合的光孔，每根X轴光轴套有一个X轴滑块，两个X轴滑块均与Y轴支架固定连接。

当X轴丝杆转动时，X轴传动块沿X轴丝杆上下移动，X轴滑块在X轴光轴上滑动起导向作用。从而保证固定安装在X轴滑块和X轴传动块上的Y轴支架和Y轴丝杆上下移动平稳。

2根X轴光轴外侧各有一块与Y轴丝杆垂直的X轴支架支板，X轴支架支板的上、下端分别与上、下X轴支架安装板固定连接。使X轴支架的框架更为稳固。

Y轴支架包括Y轴支架安装板、Y轴支架端板和Y轴光轴，Y轴支架安装板垂直于Z轴丝杆，2块Y轴支架端板垂直固定连接于Y轴支架安装板左右两端，形成冂形。Y轴丝杆可转动地安装于Y轴支架端板，在Y轴丝杆的上下各有1根平行于Y轴丝杆的Y轴光轴，Y轴光轴左、右端分别固定连接左、右Y轴支架端板，构成Y轴支架的矩形框架。Y轴滑块上有与Y轴光轴为动配合的光孔，每个Y轴传动块配有2个Y轴滑块，分别套在上、下Y轴光轴上。与某个Y轴传动块配合的上、下Y轴滑块与该Y轴传动块连接的主轴电机固定连接。当Y轴丝杆转动时，3或5个Y轴传动块沿Y轴丝杆同步前后移动，Y轴滑块与传动块同步沿Y轴光轴滑动、起导向作用，保证固定在Y轴滑块和Y轴传动块上的主轴电机前后移动平稳。

B轴支架包括B轴支架安装板和B轴光轴，B轴支架安装板为前后两块垂直于Z轴丝杆的平板，固定于机架，B轴丝杆前、后端可转动地安装于前、后B轴支架安装板，在B轴丝杆的左右各有1根平行于B轴丝杆的B轴光轴，B轴光轴前、后端分别固定连接前、后B轴支架安装板，构成B轴支架的矩形框架。B轴滑块上有与B轴光轴为动配合的光孔，每根B轴光轴上套有一个B轴传动块。当B轴丝杆转动时，B轴传动块前后移动，B轴滑块在B轴光轴上同步移动、起导向作用。从而保证安装在B轴滑块和B轴传动块上的托盘安装板前后移动平稳。

托盘上有卡盘爪，工件放置于托盘上，卡盘爪使托盘上的工件位置固定。

A轴电机输出轴上固装有驱动齿轮，A轴上固装传动齿轮，齿轮带连接驱动齿轮和传动齿轮，A轴电机带动A轴旋转。

X轴电机、Y轴电机和Z轴电机分别经联轴器与X轴丝杆、Y轴丝杆和Z轴丝杆连接。

本雕刻机工作时，在各个托盘上放置相同的工件，手动调节B轴丝杆，使托盘上的工件处于Y轴传动块的刀具加工范围内。当三个托盘的工件表面不完全一致时，雕刻过程中会出现雕刻纹路深浅不一，通过B轴微调工件的前后位置，使雕刻刀具在各工件表面上的雕刻深度基本相同。启动本雕刻机，A轴电机带动托盘和其上的工件旋转，在数控箱的控制下，刀具在XYZ三轴移动，对工件表面雕刻加工。

与现有技术相比，本发明数控五轴联动陶瓷雕刻机的优点为：本机可同时加工多达三或五个工件，生产效率可为原有设备的三或五倍，因未烧制的陶瓷坯件质地松脆，易于加工，无需加大各电机的功率即可实现加工要求。

附图说明

图1为本数控五轴联动陶瓷雕刻机实施例结构示意图；为图2的A-A向视图；

图2为本数控五轴联动陶瓷雕刻机实施例正视图；

图3为本数控五轴联动陶瓷雕刻机实施例俯视图。

图中标号：

1、X轴传动块，11、X轴电机，12、X轴支架安装板，13、X轴丝杆，14、X轴支架支板，15、X轴光轴，16、X轴滑块，2、Y轴传动块，21、Y轴支架安装板，22、Y轴滑块，23、Y轴光轴，24、Y轴支架端板，25、Y轴电机，26、Y轴丝杆，3、Z轴传动块，31、Z轴电机，32、Z轴丝杆，33、Z轴支架安装板，34、Z轴光轴，4、机架，5、数控箱，6、B轴传动块，61、B轴丝杆，62、B轴支架安装板，63、B轴光轴，7、托盘，71、A轴，72、托盘安装板，73、A轴电机，8、刀具夹持器，81、主轴电机，82、主轴电机安装板。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明进一步说明。

本数控五轴联动陶瓷雕刻机实施例如图1至3所示，包括数控箱、XYZ三轴刀具进给部分和A、B轴联动的工件托盘部分，数控箱连接控制各轴驱动电机，X、Y、Z三轴刀具进给部分，包括相互垂直的X、Y、Z丝杆，安装于各丝杆的传动块和滑块，驱动各丝杆的电机。

机架4的台面水平，其下固定数控箱5，机架4的台面上固定有竖直的前后2块Z轴支架安装板33，Z轴丝杆32两端经轴承可转动地水平安装于前后Z轴支架安装板33，本例Z轴丝杆32的后端经联轴器与Z轴电机31连接，Z轴电机31固定安装于后端的Z轴支架安装板33。Z轴传动块3有螺孔套在Z轴丝杆32上。Z轴丝杆32两侧各有一根与其平行的Z轴光轴34，Z轴光轴34的两端固定于Z轴支架安装板33。Z轴滑块上有与Z轴光轴34动配合的光孔，每根Z轴光轴34套有一个Z轴滑块，两个Z轴滑块均与X轴支架安装板固定连接。

Z轴传动块3和Z轴滑块上固定X轴支架，X轴支架包括X轴支架安装板12、X轴支架支板14和X轴光轴15，X轴支架安装板12为上下2块水平板，X轴丝杆13上、下端经轴承可转动地安装于上、下X轴支架安装板12，X轴丝杆13垂直于Z轴丝杆32，上方的X轴支架安装板12上固定安装X轴电机11，X轴电机11经联轴器与X轴丝杆13连接。在X轴丝杆13的两侧各有1根对称的平行于X轴丝杆13的X轴光轴15，X轴光轴15的上、下端分别固定连接上、下X轴支架安装板12。X轴传动块1的中心为螺孔，套在X轴丝杆13上。X轴滑块16上有与X轴光轴15动配合的光孔，每根X轴光轴15套有一个X轴滑块16，X轴传动块1和两个X轴滑块16均与Y轴支架安装板21固定连接。2根X轴光轴15外侧各有一块X轴支架支板14，X轴支架支板14的上、下端分别与上、下X轴支架安装板12固定连接。X轴支架支板14与Y轴丝杆26垂直，X轴支架安装板12、X轴支架支板14和X轴光轴15共同构成X轴支架的矩形框架。

X轴传动块1和X轴滑块16上固定连接Y轴支架，Y轴支架包括Y轴支架安装板21、Y轴支架端板24和Y轴光轴23，Y轴支架安装板21垂直于Z轴丝杆32，2块Y轴支架端板24垂直固定连接于Y轴支架安装板21左右两端，形成冂形。Y轴丝杆26两端经轴承可转动地安装于左右Y轴支架端板24，Y轴丝杆26垂直于X轴丝杆13和Z轴丝杆32。本例左端的Y轴支架端板24固定安装Y轴电机25，Y轴电机25经联轴器与Y轴丝杆26连接。在Y轴丝杆26的上下各有1根对称平行于Y轴丝杆26的Y轴光轴23，Y轴光轴23左、右端分别固定连接左、右Y轴支架端板24。3个相同的Y轴传动块2的中心均有螺孔，套在Y轴丝杆26上。

每个Y轴传动块2上下各有1个Y轴滑块22，Y轴滑块22上有与Y轴光轴23相动配合的光孔，上、下Y轴光轴23分别穿过处于Y轴传动块2上、下的Y轴滑块22的光孔，每根Y轴光轴23上套有3个Y轴滑块22。

3个Y轴传动块2上各固定有主轴电机安装板82，与某个Y轴传动块2配合的上、下Y轴滑块22与该Y轴传动块2连接的主轴电机安装板82固定连接。主轴电机81固定安装于主轴电机安装板82。

主轴电机81的输出轴与Z轴丝杆32平行，主轴电机81输出轴连接刀具夹持器8。刀具夹持器8上安装雕刻刀具。

机架5的台面上还固定安装有B轴支架的B轴支架安装板62，B轴支架安装板62垂直于Z轴丝杆32，本例前端的Z轴支架安装板33同时作为后端的B轴支架安装板62，B轴丝杆61前后端经轴承可转动地安装于前、后B轴支架安装板62，B轴丝杆61与Z轴丝杆32平行，本例B轴丝杆61的前端，于B轴支架安装板62外侧安装有手柄，转动手柄即可转动B轴丝杆61。在B轴丝杆61的左右各有1根平行于B轴丝杆61的B轴光轴63，B轴光轴63前、后端分别固定连接前、后B轴支架安装板62。B轴传动块6的中心为螺孔，套在B轴丝杆62上，B轴滑块上有与B轴光轴63相配合的光孔，每根B轴光轴63套有一个B轴滑块，二者为动配合。

B轴传动块6和B轴滑块上固定安装托盘安装板72，托盘安装板上安装轴承、可转动地安装3根相同的竖直的A轴71，A轴71与X轴丝杆13平行，3个相同的托盘7分别固定于3根A轴71顶端，与Y轴丝杆26上的3个Y轴传动块2相对应，托盘安装板72上固定安装3个相同的A轴电机73，本例A轴电机73输出轴上固装有驱动齿轮，A轴71上固装传动齿轮，齿轮带连接驱动齿轮和传动齿轮，A轴电机73带动A轴71和其上的托盘7旋转。托盘7上有卡盘爪。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.数控五轴联动陶瓷雕刻机，包括数控箱、XYZ三轴刀具进给部分和A、B轴联动的工件托盘部分，数控箱连接控制各轴电机，X、Y、Z三轴刀具进给部分，包括相互垂直的X、Y、Z丝杆、安装于各丝杆的传动块和各丝杆连接的电机；

Z轴丝杆（32）可转动地水平安装于机架（4），一端与Z轴电机（31）连接，Z轴传动块（3）有螺孔套在Z轴丝杆（32）上；Z轴传动块（3）上固定X轴支架，X轴丝杆（13）可转动地安装于X轴支架，X轴丝杆（13）垂直于Z轴丝杆（32）、一端与安装于X轴支架的X轴电机（11）连接，X轴传动块（1）有螺孔、套在X轴丝杆（13）上；X轴传动块（1）上固定连接Y轴支架，Y轴丝杆（26）可转动地安装于Y轴支架，Y轴丝杆（26）垂直于X轴丝杆（13）和Z轴丝杆（32），Y轴丝杆（26）一端与安装于Y轴支架的Y轴电机（25）连接；其特征在于：

所述Y轴丝杆（26）上安装有3或5个相同的Y轴传动块（2），各Y轴传动块（2）有螺孔套在Y轴丝杆（26）上，每个Y轴传动块（2）上固定有一台主轴电机（81），各主轴电机（81）的输出轴与Z轴丝杆（32）平行，各主轴电机（81）输出轴连接刀具夹持器（8），刀具夹持器（8）上安装雕刻刀具；

机架（4）上还可转动地安装与Z轴丝杆（32）平行的B轴丝杆（61），B轴丝杆（61）的一端安装有手柄；B轴传动块（6）有螺孔、套在B轴丝杆（61），B轴传动块（6）上固定安装托盘安装板（72），托盘安装板（72）上可转动地固定有3或5根相同的竖直的A轴（71），A轴（71）与X轴丝杆（13）平行，3或5个相同的托盘（7）分别固定于3或5根A轴（71）顶端，与Y轴丝杆（26）上的3或5个Y轴传动块（2）相对应，托盘安装板（72）上还有3或5个相同的A轴电机（73）分别连接驱动3或5根A轴（71）。

2.根据权利要求1所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述机架（4）上固定竖直的前后2块Z轴支架安装板（33），Z轴丝杆（32）两端可转动地安装于Z轴支架安装板（33），Z轴丝杆（32）两侧各有一根与其平行的Z轴光轴（34），Z轴光轴（34）的两端固定于Z轴支架安装板（33）；Z轴滑块上有与Z轴光轴（34）动配合的光孔，每根Z轴光轴（34）套有一个Z轴滑块，两个Z轴滑块均与X轴支架固定连接。

3.根据权利要求1所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述X轴支架包括X轴支架安装板（12）和X轴光轴（15），X轴支架安装板（12）为上下2块水平板，X轴丝杆（13）上、下端可转动地安装于上、下X轴支架安装板（12），上方的X轴支架安装板（12）上固定安装X轴电机（11），在X轴丝杆（13）的两侧各有1根平行于X轴丝杆（13）的X轴光轴（15），X轴光轴（15）的上、下端分别固定连接上、下X轴支架安装板（12）；X轴滑块（16）有与X轴光轴（15）为动配合的光孔，每根X轴光轴（15）上套有一个X轴滑块（16），两个X轴滑块（16）均与Y轴支架固定连接。

4.根据权利要求3所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述2根X轴光轴（15）外侧各有一块与Y轴丝杆（26）垂直的X轴支架支板（14），X轴支架支板（14）的上、下端分别与上、下X轴支架安装板（12）固定连接。

5.根据权利要求1所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述Y轴支架包括Y轴支架安装板（21）、Y轴支架端板（24）和Y轴光轴（23），Y轴支架安装板（21）垂直于Z轴丝杆（32），2块Y轴支架端板（24）垂直固定连接于Y轴支架安装板（21）左右两端，形成冂形；Y轴丝杆（26）两端可转动地安装于左右Y轴支架端板（24），一端的Y轴支架端板（24）固定安装Y轴电机（25），在Y轴丝杆（26）的上下各有1根平行于Y轴丝杆（26）的Y轴光轴（23），Y轴光轴（23）左、右端分别固定连接左、右Y轴支架端板（24）；Y轴滑块（22）上有与Y轴光轴（23）为动配合的光孔，每个Y轴传动块（2）配有2个Y轴滑块（22），分别套在上、下Y轴光轴（23）上；

各Y轴传动块（2）上固定有主轴电机安装板（82），与某个Y轴传动块（2）配合的上、下Y轴滑块（22）与该Y轴传动块（2）连接的主轴电机安装板（82）固定连接；主轴电机（81）固定安装于主轴电机安装板（82）。

6.根据权利要求1所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述B轴支架包括B轴支架安装板（62）和B轴光轴（63），前后B轴支架安装板（62）竖直固定于机架（4），B轴丝杆（61）前后端可转动地安装于前后B轴支架安装板（62），在B轴丝杆（61）的左右各有1根平行于B轴丝杆（61）的B轴光轴（63），B轴光轴（63）前、后端分别固定连接于前、后B轴支架安装板（62）；B轴传动块（6的中心为螺孔，套在B轴丝杆（62）上，B轴滑块上有与B轴光轴（63）相为动配合的光孔，每根B轴光轴（63）上套有一个B轴滑块。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述A轴电机（73）输出轴上固装有驱动齿轮，A轴（71）上固装传动齿轮，齿轮带连接驱动齿轮和传动齿轮。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述X轴电机（11）、Y轴电机（25）和Z轴电机（31）分别经联轴器与X轴丝杆（13）、Y轴丝杆（26）和Z轴丝杆（32）连接。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的数控五轴联动陶瓷雕刻机，其特征在于：

所述托盘（7）上有卡盘爪。