CN104742194B - 一种内圆的切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内圆的切割方法，包括如下步骤：1)将板材定位固定在木工线锯机活动式工作台上；2)在数控电脑中输入并设置参数；3)启动木工线锯机线锯；4)启动活动式工作台，数控电脑控制活动式工作台前后移动及旋转，带动板材按照设定的内圆图案坐标通过线锯，实现切割；5)板材切割完成后，控制工作台脱离线锯；6)解除对板材的固定，取出切割好的板材，所述内圆切割过程完成。本发明的优点在于：实现了自动化加工，提高了加工效率，加工精度高，产品重复性好。

Description

一种内圆的切割方法

技术领域

本发明涉及木工加工领域，尤其涉及一种内圆的切割方法。

背景技术

近年来随着传统文化的热潮逐步兴起，市场对仿古家具的需求也越来越多，传统的仿古家具制造也从纯手工作业逐渐向机械化流水线作业迈进，由于仿古家具独特的设计及版面结构，其板材的构型多以内外圆弧、规则或不规则花纹为主，目前，对板材的内圆加工一般采用线锯机进行切割处理。

线锯机又叫直锯机，是木工常用的电动工具。其原理是曲柄滑台将电机的回转运动转化为线锯的直线进给运动，以此来实现锯切的目的。相对于普通的锯条切割，线锯机的线锯不受切割方向及切割尺寸的影响，能在任意角度上进行切割加工，因此，在内外锯切锯花、不规则弯曲加工等方面具有很大的优势。

现有的内圆切割方法均为手工操作，事先在板材表面上绘出需加工的图案线条，再将板材手工送至线锯机工作台上，在线锯高速切割下，推动板材沿图案线条路径缓慢移动，直至完成整体的切割，这种加工方式的缺点之一是加工精度较低、重复性差，板材切割完成后还需要进行二次磨削；缺点之二是加工效率低、成品率不高。

发明内容

本发明针对上述技术问题提出了一种内圆的切割方法，该方法采用改进的木工线锯机，实现了板材的机械自动加工，其加工精度高、重复性好、成品率高，且大大提高了加工效率。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：一种内圆的切割方法，采用木工线锯机对板材进行内圆切割，包括如下步骤：

1)确定板材内圆图案的中心，再将板材放在所述木工线锯机的活动式工作台上定位并固定在所述木工线锯机的旋转轴上；

2)将板材内圆图案的形状、尺寸及坐标等参数输入所述木工线锯机的数控电脑内，待程序拟合后生成各项指令，以驱动所述活动式工作台和旋转轴运转；

3)启动所述木工线锯机线锯；

4)启动活动式工作台，将板材沿所述内圆图案的中心向线锯方向水平直线移动，使所述线锯高速直线切割板材，当所述线锯到达所述内圆图案第一个切割点时，启动所述旋转轴，同时，所述活动式工作台根据内圆图案坐标开始进行连续的前后移动，带动板材按照内圆图案坐标路径进行连续的旋转切割；

5)当板材旋转切割到达最后一个切割点也即前面所述的第一个切割点时，内圆图案切割完成，此时关闭旋转轴，使板材停止旋转，活动式工作台向后移动，使所述线锯沿初始时的直线切口退出，与板材脱离；

6)当线锯脱离板材后，解除旋转轴对板材的固定，取出切割好的板材，整个内圆切割过程完成。

其中，所述内圆图案中心的确定方法为：在板材上绘制方框形区域，将所述内圆图案整体覆盖，其中方框的四边分别与所述内圆图案的对应方向的最远点相切，所述方框形区域的中点即为所述内圆图案中心。

本发明要求保护的一种技术方案为，所述木工线锯机包括底座、机身、上摇臂、下摇臂、线锯、活动式工作台，所述活动式工作台包括支撑平台、水平滑台、载物台、旋转轴、悬臂压紧装置、数控电脑；所述支撑平台位于所述底座上，所述水平滑台位于所述支撑平台上，其上部与所述载物台连接，驱动所述载物台的中心向所述线锯方向进行水平直线往复运动，所述载物台中心开设有安装孔，安装孔内安装有第一滚珠轴承，所述旋转轴套装于所述第一滚珠轴承内，所述悬臂压紧装置为T型结构，其侧边与所述载物台侧边连接，其悬臂位于所述载物台上方，所述数控电脑分别与所述水平滑台、旋转轴及悬臂压紧装置连接。

优化的，所述旋转轴包括轴杆、齿轮变速箱、伺服电机，所述轴杆上部安装在所述第一滚珠轴承内，且顶端与所述载物台台面平齐，所述轴杆下部与齿轮变速箱咬合连接，所述齿轮变速箱固定在所述载物台底部，所述伺服电机与所述齿轮变速箱连接，与所述齿轮变速箱构成动力源，驱动所述轴杆沿轴心旋转。

优化的，所述悬臂压紧装置包括侧板、悬臂、竖直滑台、压杆，所述侧板下部固定安装在所述载物台的侧面上，所述侧板上部安装有竖直滑台，所述悬臂的一端垂直连接在所述竖直滑台上，使所述悬臂与所述载物台台面平行，所述悬臂的另一端开设有竖直向下的安装孔，安装孔内安装有第二滚珠轴承，所述压杆竖直套装于所述第二滚珠轴承内，并与所述轴杆顶端正对，两者中轴线重合。

优化的，所述轴杆顶端和压杆底端均安装有橡胶垫。

优化的，所述第一滚珠轴承与所述载物台之间，所述第一滚珠轴承与所述轴杆之间，所述第二滚珠轴承与所述悬臂之间，所述第二滚珠轴承与所述压杆之间均为过盈安装连接。

本发明要求保护的另一种技术方案为，所述木工线锯机包括底座、机身、上摇臂、下摇臂、线锯、活动式工作台装置，所述活动式工作台装置包括支撑平台、水平滑台、载物台、旋转轴、真空气密装置、数控电脑；所述支撑平台位于所述底座上，所述水平滑台位于所述支撑平台上，其上部与所述载物台连接，驱动所述载物台的中心向所述线锯方向进行水平直线往复运动，所述载物台中心开设有安装孔，安装孔内安装有滚珠轴承，所述旋转轴套装于所述滚珠轴承内，所述真空气密装置与所述旋转轴连接，并固定在所述支撑平台内，所述数控电脑分别与所述水平滑台、旋转轴及真空气密装置连接。

优化的，所述旋转轴包括轴杆、齿轮变速箱、伺服电机，所述轴杆为顶端开口、底端封口的圆筒形构件，其上部安装在所述滚珠轴承内，且顶端与所述载物台台面平齐，所述轴杆中部与齿轮变速箱咬合连接，所述轴杆底端端面中心开设安装孔，安装有气管接头，所述轴杆内部安装有橡胶内衬，所述橡胶内衬贴附于所述轴杆内壁上，其顶端向外延伸，将所述轴杆顶端端面完全覆盖，所述齿轮变速箱固定在所述载物台底部，所述伺服电机与所述齿轮变速箱连接，与所述齿轮变速箱构成动力源，驱动所述轴杆沿轴心旋转。

优化的，所述真空气密装置包括抽气管、气体阀、真空抽滤泵，所述抽气管一端与所述轴杆底端的气管接头连接，另一端与所述气体阀连接，所述气体阀安装在所述真空抽滤泵上，控制整个气路开合，所述真空抽滤泵固定在所述支撑平台内，所述真空抽滤泵上设置有排空阀。

优化的，上述两种技术方案中，所述载物台沿中心向所述线锯方向开设有贯通槽。

本发明的优点在于：实现了板材的机械自动化加工，大大提高了生产效率，能够加工多种复杂形状的工件产品，加工精度高，产品重复性好，该设备操作简便，稳定性好，具有优良的实用性，可有效推动木材加工制造业的发展。

附图说明

图1为本发明实施例一中所述木工线锯机的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一中所述木工线锯机的旋转轴结构示意图；

图3为本发明实施例一中所述木工线锯机的悬壁压紧装置及载物台的俯视图；

图4为本发明实施例一中的板材切割示意图；

图5为本发明实施例二中所述木工线锯机的整体结构示意图；

图6为本发明实施例二中所述木工线锯机的载物台的俯视图；

图7为本发明实施例二中所述木工线锯机的真空气密装置及旋转轴的结构示意图；

图8为本发明实施例二中的板材切割示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

实施例一

如图1-3所示，一种改进型木工线锯机，包括底座1、机身2、上摇臂3、下摇臂4、线锯5，还包括活动式工作台装置，所述活动式工作台装置包括支撑平台6、水平滑台7、载物台8、旋转轴9、悬臂压紧装置10、数控电脑11。

所述支撑平台6位于所述底座1上，所述水平滑台7位于所述支撑平台6上，其上部与所述载物台8连接，驱动所述载物台8的中心向所述线锯5方向进行水平直线往复运动。

所述载物台8的中心开设有安装孔，安装孔内安装有第一滚珠轴承81，所述载物台8沿中心向所述线锯5方向开设有贯通槽82。

所述旋转轴9包括轴杆91、齿轮变速箱92、伺服电机93，所述轴杆91上部安装在所述第一滚珠轴承81内，且顶端与所述载物台8的台面平齐，所述轴杆91下部与齿轮变速箱92咬合连接，所述齿轮变速箱92固定在所述载物台8的底部，所述伺服电机93与所述齿轮变速箱92连接，与所述齿轮变速箱92构成动力源，驱动所述轴杆91沿轴心旋转。

所述悬臂压紧装置10为T型结构，包括侧板101、悬臂102、竖直滑台103、压杆104，所述侧板101下部固定安装在所述载物台8的侧面上，所述侧板101上部安装有竖直滑台103，所述悬臂102的一端垂直连接在所述竖直滑台103上，使所述悬臂102与所述载物台8的台面平行，所述悬臂102的另一端开设有竖直向下的安装孔，安装孔内安装有第二滚珠轴承105，所述压杆104竖直套装于所述第二滚珠轴承105内，并与所述轴杆91顶端正对，两者中轴线重合。

所述数控电脑11安装在所述支撑平台6上，分别与所述水平滑台7、旋转轴9中的伺服电机93及悬臂压紧装置10中的竖直滑台103连接，以控制各装置的运行。

所述轴杆91的顶端和压杆104的底端均安装有橡胶垫12。

所述载物台台面上设置有定位刻度线83。

所述第一滚珠轴承81与所述载物台8之间，所述第一滚珠轴承81与所述轴杆91之间，所述第二滚珠轴承105与所述悬臂102之间，所述第二滚珠轴承105与所述压杆104之间均为过盈安装连接。

本发明的使用过程为：首先确定待加工板材13的内圆图案中心，将板材13放置在所述载物台8上，通过载物台8上的定位刻度线83将板材13定位，使内圆图案的中心与轴杆91的中心重合；启动线锯机，在数控电脑11中输入板材13的厚度、内圆图案形状、尺寸及坐标等参数，经程序拟合后发送指令给所述竖直滑台103，驱动所述竖直滑台103向下移动，带动所述悬臂102下压，最终使所述压杆104和轴杆91上下夹持住板材13的中心；其中压杆104底端和轴杆91顶端的橡胶12垫既增加了摩擦度，使板材压得更紧，又增加了缓冲区，避免压坏板材。

如图4所示，当板材压紧后，程序发送指令给所述水平滑台7，驱动所述水平滑台7向前移动，带动所述载物台8的中心向所述线锯5方向移动，所述线锯5穿过所述载物台8上的贯通槽82，高速直线切割板材13；当线锯5到达第一个内圆图案切割点时，程序发送指令给所述伺服电机93，伺服电机93启动，通过齿轮变速箱92带动所述轴杆91缓慢沿轴心如图4中箭头方向旋转，相应的也带动板材13和所述压杆104同步旋转；在旋转过程中程序根据内圆图案尺寸坐标及轴杆91的转速等参数信息发送指令给所述水平滑台7，驱动水平滑台7进行连续如图4中箭头方向前后移动，带动板材按照内圆图案路径进行切割；当板材13的图案切割路径到达最后一个坐标点也即前述的第一个坐标点时，切割完成，关闭伺服电机93，驱动所述水平滑台7向后移动，所述线锯5即沿初始时的直线切口退出，与板材13脱离；再次驱动竖直滑台103向上移动，解除对板材13的夹持，取出已切割完成的板材，即完成一次加工；重复上述步骤，即可实现连续自动加工。

所述内圆图案中心的确定方法为：在待加工板材13上绘制方框形区域，将所述待切割的内圆图案整体覆盖，其中方框的四边分别与所述内圆图案的对应方向的最远点相切，所述方框形区域的中点即为所述内圆图案中心。

实施例二

如图5-7所示，一种改进型木工线锯机，包括底座1′、机身2′、上摇臂3′、下摇臂4′、线锯5′，还包括活动式工作台装置，所述活动式工作台装置包括支撑平台6′、水平滑台7′、载物台8′、旋转轴9′、真空气密装置10′、数控电脑11′。

所述支撑平台6′位于所述底座1′上，所述水平滑台7′位于所述支撑平台6′上，其上部与所述载物台8′连接，驱动所述载物台8′的中心向所述线锯5′方向进行水平直线往复运动。

所述载物台8′的中心开设有安装孔，安装孔内安装有滚珠轴承81′，所述载物台8′沿中心向所述线锯5′方向开设有贯通槽82′。

所述旋转轴9′包括轴杆91′、齿轮变速箱92′、伺服电机93′，所述轴杆91′为顶端开口、底端封口的圆筒形构件，其上部安装在所述滚珠轴承81′内，且顶端与所述载物台8′的台面平齐，所述轴杆91′中部与齿轮变速箱92′咬合连接，所述轴杆91′底端端面中心开设安装孔，安装有气管接头94′，所述轴杆91′内部安装有橡胶内衬95′，所述橡胶内衬95′贴附于所述轴杆内壁上，其顶端向外延伸，将所述轴杆91′顶端端面完全覆盖，所述齿轮变速箱92′固定在所述载物台8′底部，所述伺服电机93′与所述齿轮变速箱92′连接，与所述齿轮变速箱92′构成动力源，驱动所述轴杆91′沿轴心旋转。

所述真空气密装置10′包括抽气管101′、气体阀102′、真空抽滤泵103′，所述抽气管101′一端与所述轴杆91′底端的气管接头94′连接，另一端与所述气体阀102′连接，所述气体阀102′安装在所述真空抽滤泵103′上，控制整个气路开合，所述真空抽滤泵103′固定在所述支撑平台6′内，所述真空抽滤泵103′上还设置有排空阀104′。

所述气体阀102′和排空阀104′均为电控阀门。

所述数控电脑11′安装在所述支撑平台6′上，分别与所述水平滑台7′、旋转轴9′中的伺服电机93′及真空气密装置10′中的气体阀102′、真空抽滤泵103′及排空阀104′连接，以控制各装置的运行。

所述载物台台面上设置有定位刻度线83′。

所述滚珠轴承81′与所述载物台8′之间，所述滚珠轴承81′与所述轴杆91′之间均为过盈安装连接。

本发明的使用过程为：首先确定待加工板材13的内圆图案中心，再将待加工的板材放置在所述载物台8′上，通过载物台8′上的定位刻度线83′将板材定位，使内圆图案的中心与轴杆91′的中心重合；启动线锯机，在数控电脑11′中输入板材厚度、切割图案尺寸坐标等参数，经程序拟合后，发送指令给所述气体阀102′和真空抽滤泵103′，开启气体阀102′，启动真空抽滤泵103′运转，将所述轴杆91′的内腔抽成负压，从而带动板材紧贴在轴杆91′顶端的橡胶衬垫95′上，达到固定的目的，真空抽滤一段时间后，关闭真空抽滤泵103′，同时关闭气体阀102′，闭合抽气管101′，使轴杆91′内腔保持负压，所述橡胶衬垫95′既增加了密封度，使板材13压得更紧，又增加了摩擦度，避免板材13移动。

当板材13压紧后，程序发送指令给所述水平滑台7′，驱动所述水平滑台7′向前移动，带动所述载物台8′的中心向所述线锯5′方向移动，所述线锯5′穿过所述载物台8′上的贯通槽82′，高速直线切割板材13；当线锯5′到达第一个内圆图案切割点时，程序发送指令给所述伺服电机93′，伺服电机93′启动，通过齿轮变速箱92′带动所述轴杆91′缓慢沿轴心如图8中箭头方向旋转，相应的也带动板材13同步旋转；在旋转过程中程序根据内圆图案尺寸坐标及轴杆转速等参数信息发送指令给所述水平滑台7′，驱动水平滑台7′进行连续的如图8中箭头方向的前后移动，带动板材13按照图案路径进行切割；当板材13图案切割路径到达最后一个切割点也即前文所述的第一个切割点时，切割完成，关闭伺服电机93′，驱动所述水平滑台7′向后移动，所述线锯5′即沿初始时的直线切口退出，与板材13脱离；启动气体阀102′，使抽气管101′开通，再启动真空抽滤泵103′上的排空阀104′，消除轴杆91′内腔的负压，解除对板材13的固定；取出已切割完成的板材13，即完成一次加工；重复上述步骤，即可实现连续自动加工。

所述内圆图案中心的确定方法为：在待加工板材上绘制方框形区域，将所述内圆图案整体覆盖，其中方框的四边分别与所述内圆图案的对应方向的最远点相切，所述方框形区域的中点即为所述内圆图案中心。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种内圆的切割方法，采用木工线锯机对板材进行内圆切割，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定板材内圆图案的中心，再将板材放在所述木工线锯机的活动式工作台上定位并固定在所述木工线锯机的旋转轴上；

2)将板材内圆图案的形状、尺寸及坐标参数输入所述木工线锯机的数控电脑内，待程序拟合后生成各项指令，以驱动所述活动式工作台和旋转轴运转；

3)启动所述木工线锯机线锯；

4)启动活动式工作台，将板材沿所述内圆图案的中心向线锯方向水平直线移动，使所述线锯高速直线切割板材，当所述线锯到达所述内圆图案第一个切割点时，启动所述旋转轴，同时，所述活动式工作台根据内圆图案坐标开始进行连续的前后移动，带动板材按照内圆图案坐标路径进行连续的旋转切割；

5)当板材旋转切割到达最后一个切割点也即前面所述的第一个切割点时，内圆图案切割完成，此时关闭旋转轴，使板材停止旋转，活动式工作台向后移动，使所述线锯沿初始时的直线切口退出，与板材脱离；

6)当线锯脱离板材后，解除旋转轴对板材的固定，取出切割好的板材，整个内圆切割过程完成；

其中，所述内圆图案中心的确定方法为：在板材上绘制方框形区域，将所述内圆图案整体覆盖，其中方框的四边分别与所述内圆图案的对应方向的最远点相切，所述方框形区域的中点即为所述内圆图案中心；

所述木工线锯机包括底座、机身、上摇臂、下摇臂、线锯、活动式工作台，所述活动式工作台包括支撑平台、水平滑台、载物台、旋转轴、悬臂压紧装置、数控电脑；所述支撑平台位于所述底座上，所述水平滑台位于所述支撑平台上，其上部与所述载物台连接，驱动所述载物台的中心向所述线锯方向进行水平直线往复运动，所述载物台中心开设有安装孔，安装孔内安装有第一滚珠轴承，所述旋转轴套装于所述第一滚珠轴承内，所述悬臂压紧装置为T型结构，其侧边与所述载物台侧边连接，其悬臂位于所述载物台上方，所述数控电脑分别与所述水平滑台、旋转轴及悬臂压紧装置连接；

所述旋转轴包括轴杆、齿轮变速箱、伺服电机，所述轴杆上部安装在所述第一滚珠轴承内，且顶端与所述载物台台面平齐，所述轴杆下部与齿轮变速箱咬合连接，所述齿轮变速箱固定在所述载物台底部，所述伺服电机与所述齿轮变速箱连接，与所述齿轮变速箱构成动力源，驱动所述轴杆沿轴心旋转；

所述悬臂压紧装置包括侧板、悬臂、竖直滑台、压杆，所述侧板下部固定安装在所述载物台的侧面上，所述侧板上部安装有竖直滑台，所述悬臂的一端垂直连接在所述竖直滑台上，使所述悬臂与所述载物台台面平行，所述悬臂的另一端开设有竖直向下的安装孔，安装孔内安装有第二滚珠轴承，所述压杆竖直套装于所述第二滚珠轴承内，并与所述轴杆顶端正对，两者中轴线重合。

2.根据权利要求1所述的内圆的切割方法，其特征在于，所述轴杆顶端和压杆底端均安装有橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的内圆的切割方法，其特征在于，所述第一滚珠轴承与所述载物台之间，所述第一滚珠轴承与所述轴杆之间，所述第二滚珠轴承与所述悬臂之间，所述第二滚珠轴承与所述压杆之间均为过盈安装连接。

4.一种内圆的切割方法，采用木工线锯机对板材进行内圆切割，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定板材内圆图案的中心，再将板材放在所述木工线锯机的活动式工作台上定位并固定在所述木工线锯机的旋转轴上；

2)将板材内圆图案的形状、尺寸及坐标参数输入所述木工线锯机的数控电脑内，待程序拟合后生成各项指令，以驱动所述活动式工作台和旋转轴运转；

3)启动所述木工线锯机线锯；

4)启动活动式工作台，将板材沿所述内圆图案的中心向线锯方向水平直线移动，使所述线锯高速直线切割板材，当所述线锯到达所述内圆图案第一个切割点时，启动所述旋转轴，同时，所述活动式工作台根据内圆图案坐标开始进行连续的前后移动，带动板材按照内圆图案坐标路径进行连续的旋转切割；

5)当板材旋转切割到达最后一个切割点也即前面所述的第一个切割点时，内圆图案切割完成，此时关闭旋转轴，使板材停止旋转，活动式工作台向后移动，使所述线锯沿初始时的直线切口退出，与板材脱离；

6)当线锯脱离板材后，解除旋转轴对板材的固定，取出切割好的板材，整个内圆切割过程完成；

其中，所述内圆图案中心的确定方法为：在板材上绘制方框形区域，将所述内圆图案整体覆盖，其中方框的四边分别与所述内圆图案的对应方向的最远点相切，所述方框形区域的中点即为所述内圆图案中心；

所述木工线锯机包括底座、机身、上摇臂、下摇臂、线锯、活动式工作台装置，所述活动式工作台装置包括支撑平台、水平滑台、载物台、旋转轴、真空气密装置、数控电脑；所述支撑平台位于所述底座上，所述水平滑台位于所述支撑平台上，其上部与所述载物台连接，驱动所述载物台的中心向所述线锯方向进行水平直线往复运动，所述载物台中心开设有安装孔，安装孔内安装有滚珠轴承，所述旋转轴套装于所述滚珠轴承内，所述真空气密装置与所述旋转轴连接，并固定在所述支撑平台内，所述数控电脑分别与所述水平滑台、旋转轴及真空气密装置连接；

所述旋转轴包括轴杆、齿轮变速箱、伺服电机，所述轴杆为顶端开口、底端封口的圆筒形构件，其上部安装在所述滚珠轴承内，且顶端与所述载物台台面平齐，所述轴杆中部与齿轮变速箱咬合连接，所述轴杆底端端面中心开设安装孔，安装有气管接头，所述轴杆内部安装有橡胶内衬，所述橡胶内衬贴附于所述轴杆内壁上，其顶端向外延伸，将所述轴杆顶端端面完全覆盖，所述齿轮变速箱固定在所述载物台底部，所述伺服电机与所述齿轮变速箱连接，与所述齿轮变速箱构成动力源，驱动所述轴杆沿轴心旋转。

5.根据权利要求4所述的内圆的切割方法，其特征在于，所述真空气密装置包括抽气管、气体阀、真空抽滤泵，所述抽气管一端与所述轴杆底端的气管接头连接，另一端与所述气体阀连接，所述气体阀安装在所述真空抽滤泵上，控制整个气路开合，所述真空抽滤泵固定在所述支撑平台内，所述真空抽滤泵上设置有排空阀。

6.根据权利要求1或4所述的内圆的切割方法，其特征在于，所述载物台沿中心向所述线锯方向开设有贯通槽。