CN103522812A - 整体上下型数控边雕机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种整体上下型数控边雕机，具备多用途的特点，既能对大块工件进行表面浮雕，又能对多面体的各个面进行表面雕刻，雕刻精度高，使用寿命长。包括床体，在所述的床体上通过左导轨、右导轨活动连接有左立柱、右立柱，所述的左立柱、右立柱与床体之间还设置有Y向驱动装置，左立柱、右立柱上方设置有龙门，其特征在于：所述的龙门上通过X向导轨装置和X向驱动装置连接有移动底座，移动底座上通过底座左导轨、底座右导轨活动设置有雕刻头固定板，移动底座与雕刻头固定板之间设置有Z向驱动装置，所述的雕刻头固定板上设置有多个雕刻头；在所述的床体上沿Y轴方向可转动地设置有多个与雕刻头分别匹配的Y向方梁。

Description

整体上下型数控边雕机

技术领域

本发明涉及CNC数控雕刻机，具体涉及一种数控边雕机。

背景技术

授权公告号为202242712U的中国实用新型专利公开了一种多头雕刻机X向驱动装置，包括龙门，所述的龙门侧面设置有上、下X向方轨， 龙门上端面设置有X向齿条，龙门上通过上、下X向方轨活动连接有至少一个主动雕刻头，多个雕刻头通过上、下X向方轨活动连接在龙门上；所述的主动雕刻头内设置有与X向齿条通过齿轮连接的X向电机；所述的主动雕刻头与多个雕刻头之间通过连杆连接。结构简单，运动灵活，可以提高多头雕刻机作业的精确度。然而，由于上、下X向方轨设置在龙门侧面，雕刻头以侧悬挂方式布置，造成上、下X向方轨负载大且存在扭偏效应，不利于提高雕刻精度。

现有技术的平面雕刻机，其雕刻头以侧悬挂方式布置在龙门上，造成上、下X向方轨受力较大，X向行走不流畅，影响雕刻精度，并易降低X向使用寿命。同时，由于结构限制，X向的传动连杆只能设置在雕刻头背板上，与X向传动不在同一铅垂线，传动效果不理想。

随着生活水平的提高，市场要求雕刻机不仅能实现平面雕刻，而且还要实现在诸如桌腿、托盘等多面体的各个斜面上进行雕刻。现有技术的平面雕刻机主要功能是实现在板状大块工件表面浮雕，由于工件只能平铺于雕刻机台面上，因而不具备多面体雕刻功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种整体上下型数控边雕机，具备多用途的特点，既能对大块工件进行表面浮雕，又能对多面体的各个面进行表面雕刻，雕刻精度高，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明的整体上下型数控边雕机，包括床体，在所述的床体上通过左导轨、右导轨活动连接有左立柱、右立柱，所述的左立柱、右立柱与床体之间还设置有Y向驱动装置，左立柱、右立柱上方设置有龙门，其特征在于：所述的龙门上通过X向导轨装置和X向驱动装置连接有移动底座，移动底座上通过底座左导轨、底座右导轨活动设置有雕刻头固定板，移动底座与雕刻头固定板之间设置有Z向驱动装置，所述的雕刻头固定板上设置有多个雕刻头；在所述的床体上沿Y轴方向可转动地设置有多个与雕刻头分别匹配的Y向方梁。

所述的X向导轨装置包括设置在龙门的垂直面上的X向垂直导轨、设置在龙门的水平面上的X向水平导轨，所述的移动底座由互相垂直的横板和竖板组成，移动底座通过X向垂直导轨、X向水平导轨活动设置在龙门上。

所述的Y向驱动装置包括设置在床体上的左、右Y向齿条，还包括设置在左立柱、右立柱上的左、右Y向驱动电机，所述的左、右Y向驱动电机的主轴与所述的左、右Y向齿条传动连接。

所述的左、右Y向驱动电机的主轴上分别设置有左、右Y向驱动电机主轴齿轮，所述的左立柱、右立柱上分别设置有左、右Y向大齿轮和 左、右Y向小齿轮，所述的左、右Y向大齿轮 分别通过传动轴与左、右Y向小齿轮连接，所述的左、右Y向驱动电机主轴齿轮分别与左、右Y向大齿轮啮合，所述的左、右Y向小齿轮分别与左、右Y向齿条啮合。

左、右Y向驱动电机主轴齿轮、 左、右Y向大齿轮、 左、右Y向小齿轮的螺旋角为5至15度。

所述的Z向驱动装置包括设置在移动底座上的Z向电机，所述的Z向电机的主轴上设置有Z向丝杆，Z向丝杆与雕刻头固定板上固定的丝杆副传动连接。

所述的X向驱动装置包括设置在龙门上的X向齿条，移动底座上设置有X向齿条电机，所述的X向齿条电机的主轴上设置有X向电机齿轮，所述的移动底座的横板上方设置有X向大齿轮、下方设置有X向小齿轮，X向大齿轮与X向小齿轮之间传动连接，X向小齿轮与X向齿条啮合。

所述的X向电机齿轮、X向大齿轮、X向小齿轮的螺旋角为5至15度。

采用了上述技术方案后，其技术效果体现在：

1、通过对Y向方梁的角度调整，并在每个Y向方梁上固定一个工件，从而可以工件在床体上的任意角度固定，从而实现在多面体上进行表面雕刻功能；

2、平板状工件直接固定在多个Y向方梁之上，即可实现普通平面雕刻机功能；

3、通过在龙门的垂直面上设置X向垂直导轨、水平面上设置X向水平导轨，从而使得在X向，雕刻头的自重可以被更合理的分布，防止出现X向扭偏、行走不畅、卡死等故障，提高了行走精度和雕刻精度；

4、多个雕刻头同时进行雕刻作业，工作效率高；

5、X向、Y向、Z向可支持齿条传动、丝杆传动等多种传动方式，便于提高设备适应性；

6、齿条传动方式下，左、右Y向驱动电机主轴齿轮、 左、右Y向大齿轮、 左、右Y向小齿轮、X向齿轮都设置有螺旋角，相比现有技术的齿条传动进一步提高了行走精度，从而提高了设备的雕刻精度。

附图说明

图1是本发明的整体上下型数控边雕机的结构示意图；

图2是本发明的整体上下型数控边雕机的俯视图；

图3是图2的正视图；

图4是本发明的整体上下型数控边雕机的左立柱的局部剖视图；

图5是本发明的整体上下型数控边雕机的右立柱的局部剖视图；

图6是本发明的整体上下型数控边雕机的X向与Z向驱动装置配合的示意图；

图7是图6沿A-A线的剖视图；

图8是本发明的整体上下型数控边雕机的Z向驱动装置的后视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图8可见，本发明的整体上下型数控边雕机，包括床体1，在所述的床体1上通过左导轨10、右导轨10’活动连接有左立柱2、右立柱2’，所述的左立柱2、右立柱2’与床体1之间还设置有Y向驱动装置，左立柱2、右立柱2’上方设置有龙门3，所述的龙门3上通过X向导轨装置和X向驱动装置连接有移动底座6，移动底座6上通过底座左导轨60、底座右导轨60’活动设置有雕刻头固定板61，移动底座6与雕刻头固定板61之间设置有Z向驱动装置，所述的雕刻头固定板61上设置有多个雕刻头7；在所述的床体1上沿Y轴方向可转动地设置有多个与雕刻头7分别匹配的Y向方梁4。

本发明中，所述的龙门3的截面为矩形，在其垂直面上设置有X向垂直导轨30、水平面上设置有X向水平导轨31，龙门3上通过X向垂直导轨30、X向水平导轨31活动设置有移动底座6，为了方便连接，所述的移动底座6的截面为“┠”字形，其包括互相固定的横板和竖板，X向垂直导轨30与移动底座6的竖板内侧活动连接，X向水平导轨31与移动底座6的横板下侧活动连接；从而使得移动底座6以及其上的负载的重量通过X向水平导轨31沿铅垂线直接由龙门3承载，X向垂直导轨30起到导向支撑作用，相对于现有技术，X向导轨不易产生扭偏、行走不畅、卡死等故障；X向垂直导轨30、X向水平导轨31负载分配合理，两者配合工作，因而X向行走更为灵活，提高了雕刻精度。

X向、Y向、Z向驱动装置可以使用已知的丝杆传动或齿条传动等各种方式。

本发明工作时，床体1上设置台面板，工件固定于台面板上，由Y向驱动装置驱动龙门3沿Y向行走，由X向驱动装置驱动移动底座6沿X向行走，Z向驱动装置驱动雕刻头固定板61及多个雕刻头7实现Z向行走。通过X、Y、Z轴以及雕刻头7电机主轴的四轴联动控制，即可实现工件的表面浮雕。

所述的移动底座6的截面为“┠”字形，其包括互相固定的横板和竖板，X向驱动装置在横板的下方的中部与移动底座6连接，传动受力均匀。由于本发明中，移动底座6上通过设置在龙门3上两个不同端面的X向垂直导轨30和X向水平导轨31连接的，因此在X向，通过调整移动底座6横板局部厚度的方法，可以非常方便地创造X向驱动装置的安装空间。

本实施例中，X向驱动装置、Y向驱动装置使用齿条传动方式，Z向驱动装置采用丝杆传动，Y向双侧同步驱动。

所述的X向驱动装置包括设置在龙门3上的X向齿条35，移动底座6上设置有X向齿条电机36，所述的X向齿条电机36的主轴上设置有X向电机齿轮360，所述的移动底座6的横板上方设置有X向大齿轮361、下方设置有X向小齿轮362，X向大齿轮361与X向小齿轮362之间传动连接，X向小齿轮362与X向齿条35啮合。

上述结构中，X向大齿轮361与X向小齿轮362之间同轴连接，两者可以同步旋转。本实施例工作时，X向电机36依次经X向电机齿轮360、X向大齿轮361、、X向小齿轮362传动，并与X向齿条35之间相对移动，从而实现移动底座6在龙门3上沿X向行走。上述结构兼具X向传动和变速的功能。

优选的，所述的X向电机齿轮360、X向大齿轮361、X向小齿轮362的螺旋角为5至15度。各传动副互相匹配设置，可以进一步提高行走精度。

所述的Y向驱动装置包括设置在床体1上的左、右Y向齿条12、12’，还包括设置在左立柱2、右立柱2’上的左、右Y向驱动电机20、20’，所述的左、右Y向驱动电机20、20’的主轴与所述的左、右Y向齿条12、12’传动连接。

上述结构中，左、右Y向驱动电机20、20’的主轴上可以设置齿轮，从而与所述的左、右Y向齿条12、12’直连以实现Y向行走。上述结构中，Y向双侧同步驱动，可承受负载大，驱动精度高。

优选的，所述的左、右Y向驱动电机20、20’的主轴上分别设置有左、右Y向驱动电机主轴齿轮201、201’，所述的左立柱2、右立柱2’上分别设置有左、右Y向大齿轮21、21’和 左、右Y向小齿轮22、22’，所述的左、右Y向大齿轮21、21’ 分别通过传动轴与左、右Y向小齿轮22、22’连接，所述的左、右Y向驱动电机主轴齿轮201、201’分别与左、右Y向大齿轮21、21’啮合，所述的左、右Y向小齿轮22、22’分别与左、右Y向齿条12、12’啮合。

所述的左立柱2包含有一个垂直布置的隔板，左Y向大齿轮21、左Y向小齿轮22分布于隔板两侧，两者之间通过一根传动轴连接。

上述结构逐级传动，一是具备变速传动的功能，提高行走精度；二是便于部件之间的位置和尺寸匹配，从而使得本发明采用模块化结构生产组装。

左、右Y向驱动电机主轴齿轮201、201’、 左、右Y向大齿轮21、21’、 左、右Y向小齿轮22、22’的螺旋角为5至15度。各传动副应互相匹配。上述结构进一步提高了驱动精度。

移动底座6上通过底座左导轨60、底座右导轨60’活动设置有雕刻头固定板61，移动底座6与雕刻头固定板61之间设置有Z向驱动装置，从而使得移动底座6可沿底座左导轨60、底座右导轨60’在Z向行走。Z向行走可使用丝杆、齿条等多种传动方式。

作为实施例之一，所述的Z向驱动装置包括设置在移动底座6上的Z向电机8，所述的Z向电机8的主轴上设置有Z向丝杆80，Z向丝杆80与雕刻头固定板61上固定的丝杆副传动连接。

所述的多个Y向方梁4活动连接在床体1上且沿Y轴方向设置；Y向方梁4与床体1水平面平行。为了方便连接，在床体1的前端垂直设置多个撑杆13，Y向方梁4的一端通过轴连接在床体1的末端架14上，另一端活动设置在撑杆13上，并带有锁紧装置。松开锁紧装置，Y向方梁4可绕轴自转，转动至合适角度后，锁闭锁紧装置，Y向方梁4实现定位。所述的锁紧装置有多种实施方式，例如可以用轴端的螺母代替。多个撑杆13之间设置有较大空隙，便于多面体工件通过。

为了方便工件在Y向方梁4上的固定，可以进一步在Y向方梁4上设置各种辅助连接装置。本实施例中，沿Y轴方向在每一个Y向方梁4上设置有燕尾槽40，本发明工作时，可以通过燕尾槽40来辅助夹紧工件。

本实施例中，X向驱动装置的作用是实现移动底座6在龙门3上X向行走，Y向驱动装置的作用是实现龙门3在床体1上的Y向行走，Z向驱动装置的作用是实现雕刻头固定板61及多个雕刻头7在Z向的行走，Y向方梁4上固定工件，并通过Y向方梁4的自转来使当前加工面转换为水平面，通过多次调整，实现在多面体工件的各个表面进行雕刻作业。

Claims (8)

1.一种整体上下型数控边雕机，包括床体（1），在所述的床体（1）上通过左导轨（10）、右导轨（10’）活动连接有左立柱（2）、右立柱（2’），所述的左立柱（2）、右立柱（2’）与床体（1）之间还设置有Y向驱动装置，左立柱（2）、右立柱（2’）上方设置有龙门（3），其特征在于：所述的龙门（3）上通过X向导轨装置和X向驱动装置连接有移动底座（6），移动底座（6）上通过底座左导轨（60）、底座右导轨（60’）活动设置有雕刻头固定板（61），移动底座（6）与雕刻头固定板（61）之间设置有Z向驱动装置，所述的雕刻头固定板（61）上设置有多个雕刻头（7）；在所述的床体（1）上沿Y轴方向可转动地设置有多个与雕刻头（7）分别匹配的Y向方梁（4）。

2.如权利要求1所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的X向导轨装置包括设置在龙门（3）的垂直面上的X向垂直导轨（30）、设置在龙门（3）的水平面上的X向水平导轨（31），所述的移动底座（6）由互相垂直的横板和竖板组成，移动底座（6）通过X向垂直导轨（30）、X向水平导轨（31）活动设置在龙门（3）上。

3.如权利要求1所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的Y向驱动装置包括设置在床体（1）上的左、右Y向齿条（12、12’），还包括设置在左立柱（2）、右立柱（2’）上的左、右Y向驱动电机（20、20’），所述的左、右Y向驱动电机（20、20’）的主轴与所述的左、右Y向齿条（12、12’）传动连接。

4.如权利要求3所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的左、右Y向驱动电机（20、20’）的主轴上分别设置有左、右Y向驱动电机主轴齿轮（201、201’），所述的左立柱（2）、右立柱（2’）上分别设置有左、右Y向大齿轮（21、21’）和 左、右Y向小齿轮（22、22’），所述的左、右Y向大齿轮（21、21’） 分别通过传动轴与左、右Y向小齿轮（22、22’）连接，所述的左、右Y向驱动电机主轴齿轮（201、201’）分别与左、右Y向大齿轮（21、21’）啮合，所述的左、右Y向小齿轮（22、22’）分别与左、右Y向齿条（12、12’）啮合。

5.如权利要求4所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：左、右Y向驱动电机主轴齿轮（201、201’）、 左、右Y向大齿轮（21、21’）、 左、右Y向小齿轮（22、22’）的螺旋角为5至15度。

6.如权利要求1、2、3、4或5所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的Z向驱动装置包括设置在移动底座（6）上的Z向电机（8），所述的Z向电机（8）的主轴上设置有Z向丝杆（80），Z向丝杆（80）与雕刻头固定板（61）上固定的丝杆副传动连接。

7.如权利要求1、2、3、4或5所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的X向驱动装置包括设置在龙门（3）上的X向齿条（35），移动底座（6）上设置有X向齿条电机（36），所述的X向齿条电机（36）的主轴上设置有X向电机齿轮（360），所述的移动底座（6）的横板上方设置有X向大齿轮（361）、下方设置有X向小齿轮（362），X向大齿轮（361）与X向小齿轮（362）之间传动连接，X向小齿轮（362）与X向齿条（35）啮合。

8.如权利要求7所述的整体上下型数控边雕机，其特征在于：所述的X向电机齿轮（360）、X向大齿轮（361）、X向小齿轮（362）的螺旋角为5至15度。

Images