CN107323143A - 一种应用于石雕雕刻的雕刻机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于石雕雕刻的雕刻机，包括水平框架以及垂直固定在所述水平框架上的竖直框架，在所述水平框架上固定设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴垂直于所述竖直框架；所述水平框架上固定设置有两个第一轴承座，所述第一伺服电机的输出轴上同轴连接有第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的两端分别转动设置在两个所述第一轴承座内，所述第一滚珠丝杠上配合安装有第一丝杠螺母，在所述水平框架上位于所述第一滚珠丝杠的两侧分别固定设有第一光杆。该雕刻机可以有效解决现有石雕雕刻中效率低下，人工成本高，又能够有效解决雕刻过程中无法做到多维度精细雕刻的问题。

Description

一种应用于石雕雕刻的雕刻机

技术领域

本发明涉及雕塑加工设备领域，具体的说是一种应用于石雕雕刻的雕刻机。

背景技术

石雕属于雕塑范畴，是一种反应社会生活的造型艺术形式，现有技术中对于大型和巨型石雕，仍然采用手工加工方法，工人利用电动圆锯下料，再利用斧、锤、凿等工具进行精加工。加工巨型石雕时，工人在石雕外围搭设脚手架，脚手架上同时有几名或十几名工人对石雕的不同部位进行加工。加工现场往往充满粉尘、电动圆锯的噪声巨大，而且工人的劳动强度非常大，这些因素都对工人的身心健康造成严重影响，而且是对人力物力的双重浪费，此外，加工效率低、人工成本高，限制了生产企业发展。

专利号CN106903440A公开了《一种激光雕刻机》，包括机壳和设置在机壳顶部的的控制装置,所述机壳内部设置有工作区和与工作区相连通的储尘区，所述工作区的内壁上沿水平方向设置有一X向滑道，X向滑道上设置有一可沿X向滑道滑动的Y向滑道，Y向滑道底部设置有一激光雕刻头，激光雕刻头正下方设置有一工作台，所述工作台包括固定在机壳内壁上除尘平台和设置在除尘平台上方的旋转平台，在旋转平台上设有与旋转平台同轴线的环形的阻挡板，所述除尘平台下方还设置有一与旋转平台同轴转动的除尘风扇，旋转平台和除尘风扇的驱动轴与驱动装置相连接，驱动装置通过控制线与控制装置相连接。但是该雕刻机的工作维度仅限于二维，对于立体以及多面结构的雕刻容易出现角度不够准确，精度不够的问题。

专利号CN106891651A公开了《一种雕刻机控制装置》，包括控制模块、机体、升降龙门、尾顶龙门和雕刻机构，所述机体呈长方形，在所述长方形的长边分别设有升降导轨，在所述升降导轨的旁边设有与升降导轨平行的升降丝杠，所述升降龙门设有驱动系统和导轨扣槽机构，导轨扣槽机构能够卡扣在升降导轨上，所述升降龙门横跨在长方形的长边上并通过导轨扣槽机构与升降导轨相接，所述尾顶龙门横跨在升降导轨上并通过设置在其上的槽型爪与升降导轨相接，所述驱动系统设有升降电机、升降同步带与升降齿条机构，升降电机通过升降同步带与升降齿条机构相连接，所述升降齿条机构与升降丝杠咬合，控制模块控制整个系统运行；在升降龙门上设有两个横向导轨，在两条横向导轨的中间设有横向丝杠，所述雕刻机构的下部设有横向电机、传动齿条机构和传动齿条步带，所述横向电机通过传动齿条步带与传动齿条机构相连接，所述传动齿条机构与横向丝杠咬合；在所述雕刻机构的上部设有一个雕刻驱动装置、一个雕刻丝杠和两条雕刻轨道，所述雕刻驱动装置包括雕刻移动电机、雕刻电机、滚珠丝杠机构和雕刻同步带，雕刻移动电机通过雕刻同步带与滚珠丝杠机构相连接，所述雕刻丝杠设置在两条雕刻轨道的中间位置，所述滚珠丝杠机构与雕刻丝杠咬合，在机体的下方设有回转工作台，在所述尾顶龙门上设有一个尾顶尖，在雕刻驱动装置的一端设有高速雕刻主轴，所述高速雕刻主轴由雕刻电机驱动。此控制驱动装置结构复杂，而且无法做到三维立体式协同控制操作。

因此，急需提供一种雕刻机，既可以有效解决现有石雕雕刻中效率低下，人工成本高，又能够有效解决雕刻过程中无法做到多维度精细雕刻的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于石雕雕刻的雕刻机，该雕刻机可以有效解决现有石雕雕刻中效率低下，人工成本高，又能够有效解决雕刻过程中无法做到多维度精细雕刻的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种应用于石雕雕刻的雕刻机，包括水平框架以及垂直固定在所述水平框架上的竖直框架，在所述水平框架上固定设置有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴垂直于所述竖直框架；所述水平框架上固定设置有两个第一轴承座，所述第一伺服电机的输出轴上同轴连接有第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的两端分别转动设置在两个所述第一轴承座内，所述第一滚珠丝杠上配合安装有第一丝杠螺母，在所述水平框架上位于所述第一滚珠丝杠的两侧分别固定设有第一光杆，且两根所述第一光杆均与所述第一滚珠丝杠平行，在所述两根第一光杆上分别配合安装有第一滑块，所述第一丝杠螺母以及所述第一滑块的顶部均与同一块工作台面转接板固定连接；所述竖直框架上固定设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴平行于所述水平框架，且所述第二伺服电机的输出轴垂直于所述第一滚珠丝杠，所述第二伺服电机的输出轴上同轴连接有第二滚珠丝杠，所述竖直框架上还固定设置有两个第二轴承座，所述第二滚珠丝杠的两端分别转动设置在两个所述第二轴承座内，所述第二滚珠丝杠上配合安装有第二丝杠螺母，在所述竖直框架上位于所述第二滚珠丝杠的两侧分别固定设有第二光杆，且两根所述第二光杆均与所述第二滚珠丝杠平行，在所述两根第二光杆上分别配合安装有第二滑块，所述第二丝杠螺母以及所述第二滑块朝向水平框架一侧的侧部均与同一块连接板固定连接；在所述连接板上固定设有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴垂直于所述水平框架，所述第三伺服电机的输出轴上同轴连接有第三滚珠丝杠，所述连接板上还固定设置有两个第三轴承座，所述第三滚珠丝杠的两端分别转动设置在两个所述第三轴承座内，所述第三滚珠丝杠上配合安装有第三丝杠螺母，所述第三滚珠丝杠的两侧各设置有一个第三光杆，且两根所述第三光杆均与所述第三滚珠丝杠平行，两个所述第三光杆均与所述连接板固定连接；在所述两根第三光杆上分别配合安装有第三滑块，所述第三丝杠螺母以及所述第三滑块朝向水平框架一侧的侧部均与同一块刀轴支座固定连接；所述刀轴支座上转动设有垂直于所述水平框架的雕刻刀轴，所述雕刻刀轴的上端连接在固定于刀轴支座上的第四伺服电机的输出轴上，所述雕刻刀轴的下端用于连接雕刻刀。

优选地，所述水平框架包括两根平行设置的水平杆，所述竖直框架包括分别与所述两根水平杆垂直固定的竖直杆。

优选地，位于同侧的所述水平杆和所述竖直杆之间均设有直角支撑板。

优选地，所述第一伺服电机、所述第二伺服电机以及所述第三伺服电机分别通过联轴器与所述第一滚珠丝杠、所述第二滚珠丝杠以及第所述第三滚珠丝杠传动连接。

优选地，所述两根第一光杆上分别设有两个所述第一滑块。

根据上述的技术方案，可以知道，本发明结构简单，易于实现，通过第一滚珠丝杠带动工作台面转接板水平移动，从而带动固定在工作台面转接板上的石雕坯料水平移动。通过第二滚珠丝杠和第三滚珠丝杠带动雕刻刀轴分别朝向平行和垂直于石雕坯料的方向移动，从而使雕刻刀轴下部安装的雕刻刀能够在立体三维空间内对石雕坯料进行雕刻，满足石雕坯料雕刻所需，不仅雕刻加工精确，产品标准一致，而且雕刻加工过程中均采用机械化全自动实施，避免了现有技术中需要工人在石雕外围搭设脚手架，脚手架上同时有几名或十几名工人对石雕的不同部位进行加工，加工现场往往充满粉尘、电动圆锯的噪声巨大，而且工人的劳动强度非常大，这些因素都对工人的身心健康造成严重影响，而且是对人力物力的双重浪费等问题，又能够提高加工效率，降低人工成本，做到多维度精细雕刻，有利于生产企业的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明去除工作台面转接板以及连接板后的立体结构示意图；

图3为本发明连接板上的部件分布立体示意图；

其中，附图中标记如下：

1-水平框架，2-竖直框架，3-第一伺服电机，4-第一滚珠丝杠，5-第一丝杠螺母，6-第一光杆，7-第一滑块，8-工作台面转接板，9-第二伺服电机，10-第二滚珠丝杠，11-第二丝杠螺母，12-第二光杆，13-第二滑块，14-连接板，15-第三伺服电机，16-第三滚珠丝杠，17-第三丝杠螺母，18-第三光杆，19-第三滑块，20-刀轴支座，21-雕刻刀轴，22-第四伺服电机，23-直角支撑板。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种应用于石雕雕刻的雕刻机，可以有效的解决现石雕雕刻中效率低，人工成本高等问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明去除工作台面转接板8以及连接板14后的立体结构示意图；图3为本发明连接板14上部件分布立体示意图。

在本发明的一个具体实施例中，一种应用于石雕雕刻的雕刻机，包括水平框架1以及垂直固定在水平框架1上的竖直框架2，在水平框架1上固定设置有第一伺服电机3，第一伺服电机3的输出轴垂直于竖直框架2。水平框架1包括两根平行设置的水平杆，竖直框架2包括分别与两根水平杆垂直固定的竖直杆。位于同侧的水平杆和竖直杆之间均设有直角支撑板23。

水平框架1上固定设置有两个第一轴承座，第一伺服电机3的输出轴上通过联轴器同轴连接有第一滚珠丝杠4，第一滚珠丝杠4的两端分别转动设置在两个第一轴承座内，第一滚珠丝杠4上配合安装有第一丝杠螺母5，在水平框架1上位于第一滚珠丝杠4的两侧分别固定设有第一光杆6，且两根第一光杆6均与第一滚珠丝杠4平行，在两根第一光杆6上分别配合安装有两个第一滑块7，第一丝杠螺母5以及第一滑块7的顶部均与同一块工作台面转接板8固定连接。

竖直框架2上固定设有第二伺服电机9，第二伺服电机9的输出轴平行于水平框架1，且第二伺服电机9的输出轴垂直于第一滚珠丝杠4，第二伺服电机9的输出轴上通过联轴器同轴连接有第二滚珠丝杠10，竖直框架2上还固定设置有两个第二轴承座，第二滚珠丝杠10的两端分别转动设置在两个第二轴承座内，第二滚珠丝杠10上配合安装有第二丝杠螺母11，在竖直框架2上位于第二滚珠丝杠10的两侧分别固定设有第二光杆12，且两根第二光杆12均与第二滚珠丝杠10平行，在两根第二光杆12上分别配合安装有第二滑块13，第二丝杠螺母11以及第二滑块13朝向水平框架1一侧的侧部均与同一块连接板14固定连接。

在连接板14上固定设有第三伺服电机15，第三伺服电机15的输出轴垂直于水平框架1，第三伺服电机15的输出轴上通过联轴器同轴连接有第三滚珠丝杠16，连接板14上还固定设置有两个第三轴承座，第三滚珠丝杠16的两端分别转动设置在两个第三轴承座内，第三滚珠丝杠16上配合安装有第三丝杠螺母17，第三滚珠丝杠16的两侧各设置有一个第三光杆18，且两根第三光杆18均与第三滚珠丝杠16平行，两个第三光杆18均与连接板14固定连接；在两根第三光杆18上分别配合安装有第三滑块19，第三丝杠螺母17以及第三滑块19朝向水平框架1一侧的侧部均与同一块刀轴支座20固定连接；刀轴支座20上转动设有垂直于水平框架1的雕刻刀轴21，雕刻刀轴21的上端连接在固定于刀轴支座20上的第四伺服电机22的输出轴上，雕刻刀轴21的下端用于连接雕刻刀。

第一伺服电机3、第二伺服电机9以及第三伺服电机15分别通过联轴器与第一滚珠丝杠4、第二滚珠丝杠10以及第第三滚珠丝杠16传动连接。

在雕刻刀上还固定设置有激光发射器、激光接收器、A/D转换模块、RTC时钟和PLC，激光接收器和RTC时钟均与PLC电连接。每进行一次雕刻之前，由PLC控制激光发射器向石雕坯料上发射激光，发射后的激光由激光接收器接收，并由激光发射器向PLC反馈一个信号，PLC通过RTC时钟计算得到激光的发射时间和接收时间，通过时间差和光速计算出雕刻刀与石雕坯料之间的距离。在雕刻完成之后，雕刻刀回到雕刻前的位置，然后重复进行上述过程，进而得到雕刻后雕刻刀与石雕坯料之间的距离，通过雕刻前和雕刻后的距离差，计算出雕刻时的进给量，然后根据实际雕刻的进给量与设定的进给量进行对比，来对雕刻刀的移动进行修正。

在本发明的实施过程中，将石雕坯料固定设置在工作台面转接板8上，然后通过第一伺服电机3、第二伺服电机9以及第三伺服电机15的驱动分别使石雕坯料沿水平面内移动、雕刻刀沿垂直于该平面的两个平面内分别移动，从而使通过第四伺服电机22驱动转动的雕刻刀能够在立体三维空间内对石雕坯料进行雕刻，满足石雕坯料雕刻所需。同时，还避免了现有技术中需要工人在石雕外围搭设脚手架，脚手架上同时有几名或十几名工人对石雕的不同部位进行加工，加工现场往往充满粉尘、电动圆锯的噪声巨大，而且工人的劳动强度非常大，这些因素都对工人的身心健康造成严重影响，而且是对人力物力的双重浪费等问题。能够提高加工效率，降低人工成本，有利于生产企业的发展。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种应用于石雕雕刻的雕刻机，其特征在于：包括水平框架(1)以及垂直固定在所述水平框架(1)上的竖直框架(2)，在所述水平框架(1)上固定设置有第一伺服电机(3)，所述第一伺服电机(3)的输出轴垂直于所述竖直框架(2)；

所述水平框架(1)上固定设置有两个第一轴承座，所述第一伺服电机(3)的输出轴上同轴连接有第一滚珠丝杠(4)，所述第一滚珠丝杠(4)的两端分别转动设置在两个所述第一轴承座内，所述第一滚珠丝杠(4)上配合安装有第一丝杠螺母(5)，在所述水平框架(1)上位于所述第一滚珠丝杠(4)的两侧分别固定设有第一光杆(6)，且两根所述第一光杆(6)均与所述第一滚珠丝杠(4)平行，在所述两根第一光杆(6)上分别配合安装有第一滑块(7)，所述第一丝杠螺母(5)以及所述第一滑块(7)的顶部均与同一块工作台面转接板(8)固定连接；

所述竖直框架(2)上固定设有第二伺服电机(9)，所述第二伺服电机(9)的输出轴平行于所述水平框架(1)，且所述第二伺服电机(9)的输出轴垂直于所述第一滚珠丝杠(4)，所述第二伺服电机(9)的输出轴上同轴连接有第二滚珠丝杠(10)，所述竖直框架(2)上还固定设置有两个第二轴承座，所述第二滚珠丝杠(10)的两端分别转动设置在两个所述第二轴承座内，所述第二滚珠丝杠(10)上配合安装有第二丝杠螺母(11)，在所述竖直框架(2)上位于所述第二滚珠丝杠(10)的两侧分别固定设有第二光杆(12)，且两根所述第二光杆(12)均与所述第二滚珠丝杠(10)平行，在所述两根第二光杆(12)上分别配合安装有第二滑块(13)，所述第二丝杠螺母(11)以及所述第二滑块(13)朝向水平框架(1)一侧的侧部均与同一块连接板(14)固定连接；

在所述连接板(14)上固定设有第三伺服电机(15)，所述第三伺服电机(15)的输出轴垂直于所述水平框架(1)，所述第三伺服电机(15)的输出轴上同轴连接有第三滚珠丝杠(16)，所述连接板(14)上还固定设置有两个第三轴承座，所述第三滚珠丝杠(16)的两端分别转动设置在两个所述第三轴承座内，所述第三滚珠丝杠(16)上配合安装有第三丝杠螺母(17)，所述第三滚珠丝杠(16)的两侧各设置有一个第三光杆(18)，且两根所述第三光杆(18)均与所述第三滚珠丝杠(16)平行，两个所述第三光杆(18)均与所述连接板(14)固定连接；在所述两根第三光杆(18)上分别配合安装有第三滑块(19)，所述第三丝杠螺母(17)以及所述第三滑块(19)朝向水平框架(1)一侧的侧部均与同一块刀轴支座(20)固定连接；所述刀轴支座(20)上转动设有垂直于所述水平框架(1)的雕刻刀轴(21)，所述雕刻刀轴(21)的上端连接在固定于刀轴支座(20)上的第四伺服电机(22)的输出轴上，所述雕刻刀轴(21)的下端用于连接雕刻刀。

2.根据权利要求1所述的一种应用于石雕雕刻的雕刻机，其特征在于：所述水平框架(1)包括两根平行设置的水平杆，所述竖直框架(2)包括分别与所述两根水平杆垂直固定的竖直杆。

3.根据权利要求2所述的一种应用于石雕雕刻的雕刻机，其特征在于：位于同侧的所述水平杆和所述竖直杆之间均设有直角支撑板(23)。

4.根据权利要求1所述的一种应用于石雕雕刻的雕刻机，其特征在于：所述第一伺服电机(3)、所述第二伺服电机(9)以及所述第三伺服电机(15)分别通过联轴器与所述第一滚珠丝杠(4)、所述第二滚珠丝杠(10)以及第所述第三滚珠丝杠(16)传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种应用于石雕雕刻的雕刻机，其特征在于：所述两根第一光杆(6)上分别设有两个所述第一滑块(7)。