CN107089086A - 一种雕刻机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种雕刻机，属于机械技术领域。它解决了现有雕刻机的横梁移动行程精度低的问题。本雕刻机，包括机架，机架上滑动连接有横梁，横梁上连接有横托板，在横托板上连接有刀架，刀架上设有若干雕刻刀头，在机架上排列有若干组夹持组件，在机架上还固连有两齿条，横梁上设有传动轴，在横梁上设有与传动轴相连接的电机，传动轴的两端分别延伸至两齿条处，且传动轴的两端均固连有齿轮，该两齿轮分别与两齿条相啮合，横梁上设有对传动轴的中部进行支撑的连接座，横梁上还设有能够作用在传动轴两端的端部并使齿轮压紧在齿条上的弹性压紧件。本雕刻机的横梁移动时两端的同步性和行程精度更高。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种雕刻机。
背景技术
雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，其应用范围广泛，有木工雕刻机、激光雕刻机、广告雕刻机、玉石雕刻机、石材雕刻机、圆柱雕刻机等。雕刻机应用范围非常广泛，甚至替代了手工雕刻技术，为产品的大批量快速生产奠定了基础。
雕刻机通常包括能够在机架上移动的横梁，横梁用于安装刀头，而机架在横梁的下方设有若干组顶尖，若干组顶尖沿机架的宽度方向排列，也就是机架的横向，一组顶尖夹持定位一根柱状工件，使得若干工件沿机架的宽度方向依次排列，因此机架具有较大的宽度，而横梁在机架的宽度方向上需要覆盖所有工件，因此横梁也具有较大的长度，而长度长、重量大的横梁存在移动行程精度低，两端容易出现不同步的状况，为此中国发明专利申请(申请号：201310509701.3)公开了一种雕刻机，包括机架和滑动连接在机架上的龙门，机架用于定位工件，龙门上连接若干刀具，其中龙门需要沿着机架纵向往复移动，具体的，在龙门的两端均固定一个电机，电机均连接齿轮，而在机架上固定两根齿条，两齿轮分别与齿条啮合，即龙门的两端分别通过两个电机驱动，而在实际使用过程中，两个电机的性能难以始终保持一致，因此两个电机的转速存在误差，累积后就会导致龙门的两端不同步，同时龙门的两端均设置一组齿轮和齿条，两组齿轮和齿条之间的装配误差也有所不同，会出现一个齿轮的啮合齿与一根齿条的啮合齿咬合作用时，另一个齿轮的啮合齿与另一根齿条的啮合齿之间由于存在误差间隙而未咬合接触，而导致不同步的情况，最终影响龙门两端的同步性以及龙门移动行程的精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种雕刻机，该雕刻机的横梁移动时两端的同步性和行程精度更高。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种雕刻机，包括机架，所述机架上沿纵向滑动连接有横梁，所述横梁上连接有横向移动的横托板，在横托板上连接有上下升降的刀架，所述刀架上沿横向设有若干雕刻刀头，在机架上沿横向排列有若干组用于夹持工件的夹持组件，在机架上还沿纵向固连有两齿条，所述横梁上沿横向设有传动轴，在横梁上设有与传动轴相连接的电机，其特征在于，所述传动轴的两端分别延伸至两齿条处，且传动轴的两端均固连有齿轮，该两齿轮分别与两齿条相啮合，所述横梁上设有对传动轴的中部进行支撑的连接座，所述横梁上还设有能够作用在传动轴两端的端部并使齿轮压紧在齿条上的弹性压紧件。
机架的横向为宽度方向，一组夹持组件夹持定位一根柱状工件，使得若干工件沿机架的宽度方向依次排列，横托板带动竖托板往复移动，调节雕刻刀头的横向位置，竖托板带动刀架往复升降，调节雕刻刀头的竖向位置，而上述结构也导致机架具有较大的宽度，而横梁在机架的宽度方向上需要覆盖所有工件，因此横梁也具有较大的长度，这也导致横梁的两端均需通过一组齿轮和齿条配合驱动，导致两根齿条之间的间距较大，本雕刻机的两个齿轮固定在同一根传动轴上，并通过同一个电机带动，因此能够保证两个齿轮转动的同步性，其中由于两组齿轮与齿条之间的装配间隙误差等有所不同，即两组齿轮与齿条之间的啮合情况有所差异，而横梁两端的重量也存在差异，且传动轴的长度较长，通过一个电机进行驱动时也容易影响横梁两端的同步性，为此本雕刻机的横梁上的连接座是对传动轴的中部进行支撑连接，且传动轴的长度较大，因此两端具有弯曲形变的空间，该形变量微小，不会影响传动轴的旋转，但是在弹性压紧件的作用下足以使齿轮压紧在齿条上，以消除齿轮与齿条之间的误差间隙，即在横梁移动过程中齿轮滚动至任意位置均始终压紧在齿条上，从而消除一个齿轮的啮合齿与一根齿条的啮合齿咬合作用时，另一个齿轮的啮合齿与另一根齿条的啮合齿之间由于存在误差间隙而未咬合接触，而导致不同步的情况，进而提高横梁两端移动的同步性以及横梁移动的行程精度。
在上述的雕刻机中，所述横梁的两端均沿竖直方向固连有滑轨，所述滑轨上均滑动连接有滑块，且滑块与滑轨在机架的纵向上相定位，所述传动轴的两端分别与滑块转动连接。滑块与滑轨配合，使得传动轴的两端只能够向下微量的弯曲形变，以使齿轮竖直向下压紧在齿条上，而横梁体积和重量较大，其移动通过两个齿轮带动，因此在机架的纵向上，即横梁的移动方向上滑块与滑轨之间若缺乏连接，容易在齿轮发力时传动轴端部出现形变，导致齿轮与横梁无法同步移动，因此在机架的纵向上，滑块与滑轨相定位，从而保证滚轮与横梁之间的同步性，提高横梁的行程精度。
在上述的雕刻机中，所述滑轨的相对两侧面上均沿长度方向开设有连接槽，所述滑块侧面上开设有滑槽，该滑槽的槽壁上具有连接凸沿，所述滑块扣在滑轨上，且连接凸沿滑动连接在连接槽内。连接凸沿与连接槽配合，使得在机架的纵向上实现滑块与滑轨之间的定位，具有较高的稳定性。
在上述的雕刻机中，所述滑块上均固连有轴承座，该轴承座位于齿轮的侧部，所述传动轴的端部穿过轴承座，且传动轴与轴承座之间通过轴承相连接。轴承座位于齿轮的侧部并靠近齿轮，使得轴承座与齿轮之间的传动轴部分较短，进而避免该部分出现变形，提高齿轮与横梁的同步性。
在上述的雕刻机中，所述横梁的两端均至少设置一个上述的弹性压紧件，该弹性压紧件的上端作用在横梁上，下端作用在滑块上，在弹性压紧件的作用下齿轮向下压紧在齿条上；所述弹性压紧件为螺旋弹簧、气动弹簧或者聚氨酯弹簧。弹性压紧件的数量根据弹性压紧件的弹力以及传动轴的长度和强度而定，其由上向下作用在传动轴的端部，结构简单、稳定。
在上述的雕刻机中，所述滑块上固连有载板，上述轴承座固连在载板的侧面上，所述载板的上边沿竖直固连有限位螺栓，所述横梁的侧面上固连有限位板，所述螺旋弹簧套设在限位螺栓上，且螺旋弹簧的下端作用在限位螺栓上，上端作用在限位板下侧面上。载板起到连接轴承座、滑块和限位螺栓的作用，限位螺栓则对螺旋弹簧进行支撑限位，避免螺旋弹簧出现弯曲或者掉落等现象，保证结构的稳定性，并使螺旋弹簧的作用力竖直朝下，保证齿轮与齿条之间始终压紧咬合，以提高横梁两端的同步性。
在上述的雕刻机中，所述限位螺栓上螺接有调节螺母，该调节螺母位于限位板的下方，所述螺旋弹簧的下端作用在调节螺母上。如果螺旋弹簧的作用力过大，会导致齿轮与齿条之间的阻力过大，会阻碍横梁的移动，进而影响横梁的行程精度，而螺旋弹簧的作用力过小，则难以保证齿轮与齿轮始终相压紧，因此通过调节螺母调节螺旋弹簧的压紧力，从而使得齿轮与齿条既能够流畅的配合，又能够始终压紧配合，消除两者之间的误差间隙，提高横梁的行程精度。
在上述的雕刻机中，所述限位板上开设有通孔，上述限位螺栓的上端向上穿过限位板的通孔，所述通孔的孔径大于限位螺栓的外径。限位螺栓能够相对限位板伸缩，同时也具有倾斜的空间，避免对齿轮与齿条之间的压紧配合产生干涉。
在上述的雕刻机中，所述连接座有两个并固连在横梁上，该两连接座对称设置，所述传动轴穿过连接座，且传动轴与连接座之间通过轴承相连接，所述连接座与相邻齿轮之间的距离大于两连接座之间的距离。连接座对称的对传动轴进行支撑，从而使得传动轴的两端需要的压紧力大致相同，从而使得两齿轮与两齿条压紧所需的条件大致相同，保证横梁两端的同步性，其中连接座与齿轮之间的间距较大，从而使得传动轴的端部能够向下微量弯曲变形，保证齿轮与齿条充分抵压。
在上述的雕刻机中，所述横梁的一端固连有连接架，所述连接架上固连有减速机，上述电机固连在减速机上，且电机的输出轴与传动轴的一端均与减速机相连接；所述齿轮通过胀紧套固定在传动轴上。减速机固定在连接架上，电机固定在减速机上，而电机的输出轴通过减速机的传动部件与传动轴连接，其中由于通过减速机连接，因此即使传动轴的端部发生向下的微量弯曲形变，仍然不影响电机的稳定输出；胀紧套是一种无键联结部件，通过高强度拉力螺栓的作用，在内环与传动轴之间、外环与齿轮之间产生巨大抱紧力，以实现齿轮与传动轴的无键联结。
与现有技术相比，本雕刻机具有以下优点：
1、由于本雕刻机的两个齿轮固定在同一根传动轴上，并通过同一个电机带动，因此能够保证两个齿轮转动的同步性。
2、由于横梁上的连接座是对传动轴的中部进行支撑连接，因此两端具有弯曲形变的空间，在螺旋弹簧的作用下齿轮压紧在齿条上，以消除齿轮与齿条之间的误差间隙，进而提高横梁两端移动的同步性以及横梁移动的行程精度。
3、由于在机架的纵向上，滑块与滑轨相定位，从而保证滚轮与横梁之间的同步性，提高横梁的行程精度。
4、由于通过调节螺母能够调节螺旋弹簧的压紧力，从而使得齿轮与齿条既能够流畅的配合，又能够始终压紧配合，消除两者之间的误差间隙，提高横梁的行程精度。
附图说明
图1是雕刻机的立体结构示意图。
图2是雕刻机另一个视角的立体结构示意图。
图3是雕刻机的结构后视图。
图4是图2中A处的结构放大图。
图5是图2中B处的结构放大图。
图6是图2中C处的结构放大图。
图7是图3中D处的结构放大图。
图中，1、机架；11、支撑杆；12a、爪盘；12b、顶尖；13、齿条；14、导轨；2、横梁；21、连接座；22、滑轨；221、连接槽；23、限位板；231、通孔；24、连接架；3、传动轴；31、齿轮；4、电机；5、减速机；6、弹性压紧件；7、载板；71、滑块；711、滑槽；712、连接凸沿；72、轴承座；73、限位螺栓；731、调节螺母；8、轴承；9、横托板；91、竖托板；92、刀架；93、雕刻刀头。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，一种雕刻机，包括机架1和横梁2，机架1上具有两沿纵向设置的支撑杆11，在两支撑杆11之间沿横向排列有若干组夹持组件，夹持组件包括爪盘12a和顶尖12b，其中爪盘12a沿横向排列在机架1的前端，顶尖12b沿横向排列在机架1的后端，且若干爪盘12a与若干顶尖12b一一对应并用于夹持定位柱状的工件，在支撑杆11上均沿长度方向固连有导轨14，横梁2的两端分别滑动连接在两导轨14上，使得横梁2在机架1的宽度方向上能够覆盖所有工件。横梁2上通过轨道配合滑动连接有横托板9，在丝杆螺母配合驱动下该横托板9能够沿机架1的横向往复移动，在横托板9上通过轨道配合滑动连接有竖托板91，同样在另一副丝杆螺母配合驱动下该竖托板91能够沿竖向往复升降，而在竖托板91上固连有长条状的刀架92，该刀架92的长度方向沿机架1宽度方向设置，即刀架92能够覆盖全部工件，而刀架92上则沿长度方向连接有若干雕刻刀头93，每个雕刻刀头93对应一组爪盘12a与顶尖12b。结合图2所示，两支撑杆11上还沿长度方向固连有齿条13，齿条13位于导轨14的侧部，结合图3所示，横梁2的中部固连有两连接座21，该两连接座21对称设置，在横梁2上还沿横向设有传动轴3，传动轴3穿过连接座21，结合图4所示，传动轴3与连接座21之间通过轴承8相连接，连接座21对传动轴3的中部进行支撑，结合图5、图6所示，传动轴3的两端延伸至齿条13处，且在传动轴3的两端均通过胀紧套固连有齿轮31，该两齿轮31分别与两齿条13相啮合。连接座21与相邻齿轮31之间的距离大于两连接座21之间的距离，同时横梁2的两端还设有弹性压紧件6，该弹性压紧件优选螺旋弹簧，当然在实际加工过程中也可以采用气动弹簧或者聚氨酯弹簧，两螺旋弹簧的下端分别作用在传动轴3的两端，在螺旋弹簧的作用下，齿轮31压紧在齿条13上。横梁2的一端固连有连接架24，连接架24上固连有减速机5，减速机5上固连有一个电机4，且电机4的输出轴与传动轴3的一端均与减速机5相连接。
具体来说，结合图7所示，横梁2的两端均固连有滑轨22，两滑轨22均竖直设置，滑轨22上均滑动连接有滑块71，其中滑轨22的相对两侧面上均沿长度方向开设有连接槽221，滑块71侧面上开设有滑槽711，该滑槽711的槽壁上具有连接凸沿712，滑块71扣在滑轨22上，且连接凸沿712滑动连接在连接槽221内。滑块71上固连有载板7，载板7上固连有轴承座72，该轴承座72位于齿轮31的侧部并靠近齿轮31，传动轴3的端部穿过轴承座72，且传动轴3与轴承座72之间通过轴承8相连接。载板7的上边沿竖直固连有两限位螺栓73，两限位螺栓73上均螺接有限位螺母，横梁2的侧面上固连有限位板23，限位板23上开设有两通孔231，两限位螺栓73的上端分别向上穿过限位板23的两通孔231，且通孔231的孔径大于限位螺栓73的外径，横梁2的两端均设置两根螺旋弹簧，该两根螺旋弹簧分别套设在两限位螺栓73上，且压紧螺栓的下端抵压在调节螺母731上，上端抵压在限位板23的下侧面上。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、支撑杆11、顶尖12b等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种雕刻机，包括机架(1)，所述机架(1)上沿纵向滑动连接有横梁(2)，所述横梁(2)上连接有横向移动的横托板(9)，在横托板(9)上连接有上下升降的刀架(92)，所述刀架(92)上沿横向设有若干雕刻刀头(93)，在机架(1)上沿横向排列有若干组用于夹持工件的夹持组件，所述机架(1)上还沿纵向固连有两齿条(13)，所述横梁(2)上沿横向设有传动轴(3)，在横梁(2)上设有与传动轴(3)相连接的电机(4)，其特征在于，所述传动轴(3)的两端分别延伸至两齿条(13)处，且传动轴(3)的两端均固连有齿轮(31)，该两齿轮(31)分别与两齿条(13)相啮合，所述横梁(2)上设有对传动轴(3)的中部进行支撑的连接座(21)，所述横梁(2)上还设有能够作用在传动轴(3)两端的端部并使齿轮(31)压紧在齿条(13)上的弹性压紧件(6)。
2.根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于，所述横梁(2)的两端均沿竖直方向固连有滑轨(22)，所述滑轨(22)上均滑动连接有滑块(71)，且滑块(71)与滑轨(22)在机架(1)的纵向上相定位，所述传动轴(3)的两端分别与滑块(71)转动连接。
3.根据权利要求2所述的雕刻机，其特征在于，所述滑轨(22)的相对两侧面上均沿长度方向开设有连接槽(221)，所述滑块(71)侧面上开设有滑槽(711)，该滑槽(711)的槽壁上具有连接凸沿(712)，所述滑块(71)扣在滑轨(22)上，且连接凸沿(712)滑动连接在连接槽(221)内。
4.根据权利要求2或3所述的雕刻机，其特征在于，所述滑块(71)上均固连有轴承座(72)，该轴承座(72)位于齿轮(31)的侧部，所述传动轴(3)的端部穿过轴承座(72)，且传动轴(3)与轴承座(72)之间通过轴承(8)相连接。
5.根据权利要求4所述的雕刻机，其特征在于，所述横梁(2)的两端均至少设置一个上述的弹性压紧件(6)，该弹性压紧件(6)的上端作用在横梁(2)上，下端作用在滑块(71)上，在弹性压紧件(6)的作用下齿轮(31)向下压紧在齿条(13)上；所述弹性压紧件(6)为螺旋弹簧、气动弹簧或者聚氨酯弹簧。
6.根据权利要求5所述的雕刻机，其特征在于，所述滑块(71)上固连有载板(7)，上述轴承座(72)固连在载板(7)的侧面上，所述载板(7)的上边沿竖直固连有限位螺栓(73)，所述横梁(2)的侧面上固连有限位板(23)，所述螺旋弹簧套设在限位螺栓(73)上，且螺旋弹簧的下端作用在限位螺栓(73)上，上端作用在限位板(23)下侧面上。
7.根据权利要求6所述的雕刻机，其特征在于，所述限位螺栓(73)上螺接有调节螺母(731)，该调节螺母(731)位于限位板(23)的下方，所述螺旋弹簧的下端作用在调节螺母(731)上。
8.根据权利要求6所述的雕刻机，其特征在于，所述限位板(23)上开设有通孔(231)，上述限位螺栓(73)的上端向上穿过限位板(23)的通孔(231)，所述通孔(231)的孔径大于限位螺栓(73)的外径。
9.根据权利要求1或2或3所述的雕刻机，其特征在于，所述连接座(21)有两个并固连在横梁(2)上，该两连接座(21)对称设置，所述传动轴(3)穿过连接座(21)，且传动轴(3)与连接座(21)之间通过轴承(8)相连接，所述连接座(21)与相邻齿轮(31)之间的距离大于两连接座(21)之间的距离。
10.根据权利要求1或2或3所述的雕刻机，其特征在于，所述横梁(2)的一端固连有连接架(24)，所述连接架(24)上固连有减速机(5)，上述电机(4)固连在减速机(5)上，且电机(4)的输出轴与传动轴(3)的一端均与减速机(5)相连接；所述齿轮(31)通过胀紧套固定在传动轴(3)上。
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