CN108481984A - 一种数控雕刻砂光复合加工中心 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动换刀数控加工技术领域，特别是针对木工板材开料、雕刻、砂光于一体的自动换刀数控加工，具体地是一种数控雕刻砂光复合加工中心。该数控雕刻砂光复合加工中心主要包括：砂光机主装置、吸尘器、机械手上下料装置、横梁、刀库、主轴、侧板、吸附电磁铁固定板、床身、吸附电磁铁、大砂辊、小砂盘、吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板等。本发明可以解决现有技术中自动换刀数控木工加工过程中工序复杂、工作效率低、设备购置成本高等缺点，能够实现一机多能、简化工序、提高工作效率、加工精准、节约设备购置成本目的。
Description
技术领域：
本发明涉及自动换刀数控加工技术领域，特别是针对木工板材开料、雕刻、砂光于一体的自动换刀数控加工，具体地是一种数控雕刻砂光复合加工中心。
背景技术：
在自动换刀数控加工技术领域，尤其木工开料、雕刻领域所加工后的加工料必须进行砂光作业。
目前，现有技术中，完成开料、雕刻、砂光以上三个工序至少需要两台设备，并且需要复杂操作工序完成，即人工或者自动上料装置将待加工料就位、固定，再由数控雕刻机完成开料、雕刻作业。当完成雕刻作业后，由人工或者自动下料装置将加工成品件移入独立砂光机。由独立砂光机进行砂光。
发明内容：
针对现有技术中自动换刀数控木工加工过程中工序复杂、工作效率低、设备购置成本高等缺点，本发明所要解决的技术问题是研发一种数控雕刻砂光复合加工中心，由一台设备就完成加工料的自动上下料、开料、雕刻、砂光等功能，实现一机多能，减少工序，提高工作效率。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种数控雕刻砂光复合加工中心，机械手上下料装置一端安装于横梁上，横梁上还装有主轴、刀库、X向导轨、Z向导轨、Y向导轨；
X轴向伺服电机的输出端安装X齿轴，X齿轴与X齿条啮合，X齿条固定于横梁，X滑板一侧与X齿轴上端固连，同时与X轴滑块固连，X滑块凹槽嵌入于X向导轨中，并能沿着X向导轨在X方向上直线自由滑动；
Z轴向伺服电机的输出端安装Z丝杠，Z丝杠与Z丝母座啮合，Z滑块一侧与Z滑板固连，Z丝母座与Z滑板固连，两个Z向导轨嵌装于Z滑块上两凹槽内，Z滑块能沿着Z向导轨在Z方向上直线自由滑动；
Y轴向伺服电机的输出端安装Y齿轴，Y齿轴与Y齿条啮合，Y齿条与侧板固连，同时侧板的上部与横梁固连，Y滑块的凹槽嵌入于Y向导轨中，并能在沿着Y向导轨在Y方向上直线自由滑动；
侧板上装有吸附电磁铁固定板，吸附电磁体装在与吸附电磁铁固定板相对应得砂光机主装置一侧；吸盘电磁铁装在砂光机主装置另一侧，与吸盘电磁铁固定板相对应。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，砂光机主装置内设置大砂辊、小砂盘，集尘装置与砂光机主装置组合在一体，并位于砂光机主装置的上端。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，砂光机主装置及其组件固定在床身一端。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，集尘装置的上端连于吸尘器，主轴吸尘管的上端也连于吸尘器，主轴吸尘管的下端位于主轴处，通过吸尘器连接集尘装置和主轴吸尘管。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，机械手上下料装置置于横梁侧面上，通过控制系统控制机械手上下料装置抓取加工板材置于加工平台区即床身上，实现设备自动上料过程。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，床身的上平面端阵列设置气动定位块，实现对加工板材定位、固定。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，主轴所带刀组通过X滑板、横梁、Z滑板，在X轴、Y轴、Z轴上自由运动完成加工体的开料、雕刻。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，在进行开料、雕刻作业时，吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板通电具有磁力，使吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板吸附在一起。
所述的数控雕刻砂光复合加工中心，在完成开料、雕刻作业后，吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板断电失去磁性，砂光机主装置自由运动；吸附电磁铁、吸附电磁铁固定板通电具有磁性，吸附电磁铁和吸附电磁铁固定板吸附在一起。
由于采取上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
1、本发明数控雕刻砂光复合加工中心主要包括：砂光机主装置、吸尘器、机械手上下料装置、横梁、刀库、主轴、侧板、吸附电磁铁固定板、床身、吸附电磁铁、大砂辊、小砂盘、吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板，能够实现一机多能、简化工序、提高工作效率、加工精准、节约设备购置成本目的。
2、本发明所述的数控雕刻砂光复合加工中心，功能相对现有设备技术功能加强，大大减少数控加工作业的工序，降低企业的成本。
3、采用本发明加工件的上料、下料过程都由设备机械手上下料装置自动完成，节省人工劳动力，提高产品的质量及加工效率；同时自动换刀，使得设备具有高度智能化，体现设备先进性；床身采用厚壁方钢，横梁采用厚壁方管，焊接后采用振动时效处理，最终的产品具有不可比拟的力学性能及牢固可靠性，同时美观实用，配件成本大幅降低。
附图说明：
图1为本发明所述的数控雕刻砂光复合加工中心的整体结构示意图；
图2为本发明X轴方向运动主要部件的局部放大图；
图3为本发明所述Z轴方向运动主要部件的局部放大图；
图4为本发明所述述Y轴方向运动主要部件的局部放大图；
图中，101、砂光机主装置；102、集尘装置；103、吸尘器；104、机械手上下料装置；105、主轴吸尘管；106、刀库；107、主轴；108、横梁；109、侧板；110、吸附电磁铁固定板；111、床身；112、气动定位块；113、大砂辊；114、吸附电磁铁；115、小砂盘；116、吸盘电磁铁；117、吸盘电磁铁固定板；201、X轴向伺服电机；202、X齿轴；203、X齿条；204、X向导轨；205、X滑块；206、X滑板；301、Z轴向伺服电机；302、Z向导轨；303、Z滑板；304、Z丝杠；305、Z丝母座；306、Z滑块；401、侧板；402、Y轴向伺服电机；403、Y齿轴；404、Y滑块；405、Y齿条；406、Y向导轨。
具体实施方式：
以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明所述的数控雕刻砂光复合加工中心，用于对复合板、木质板材等材料进行自动上料、开料、雕刻、砂光、下料，其中主要包括：砂光机主装置101、集尘装置102、吸尘器103、机械手上下料装置104、主轴吸尘管105、刀库106、主轴107、横梁108、侧板109、吸附电磁铁固定板110、床身111、气动定位块112、大砂辊113、吸附电磁铁114、小砂盘115、吸盘电磁铁116、吸盘电磁铁固定板117、X轴向伺服电机201、X齿轴202、X齿条203、X向导轨204、X滑块205、X滑板206、Z轴向伺服电机301、Z向导轨302、Z滑板303、Z丝杠304、Z丝母座305、Z滑块306、侧板401、Y轴向伺服电机402、Y齿轴403、Y滑块404、Y齿条405、Y向导轨406等部件，具体结构如下：
床身111为整台机床的主体框架，起到承重和基础装配体作用。集尘装置102位于砂光机主装置101之上，集尘装置102的上端连于吸尘器103。主轴吸尘管105的上端也连于吸尘器103，主轴吸尘管105的下端位于主轴107处，通过吸尘器103连接集尘装置102和主轴吸尘管105，将主轴107在开料、雕刻过程中产生的木屑粉尘以及砂光过程中产生的木屑粉尘吸入、收集。
机械手上下料装置104一端安装于横梁108上，横梁108上还装有主轴107、刀库106、X向导轨204、Z向导轨302、Y向导轨406。
X轴向伺服电机201的输出端安装X齿轴202，X齿轴202与X齿条203啮合，X齿条203固定于横梁108，X滑板206一侧与X齿轴202上端固连，同时与X轴滑块205固连，X滑块205凹槽嵌入于X向导轨204中，并能沿着X向导轨204在X方向上直线自由滑动。
Z轴向伺服电机301的输出端安装Z丝杠304，Z丝杠304与Z丝母座305啮合，Z滑块306一侧与Z滑板303固连，Z丝母座305与Z滑板303固连，两个Z向导轨302嵌装于Z滑块306上两凹槽内，Z滑块306能沿着Z向导轨302在Z方向上直线自由滑动。
Y轴向伺服电机402的输出端安装Y齿轴403，Y齿轴403与Y齿条405啮合，Y齿条405与侧板401固连，同时侧板401的上部与横梁108固连，Y滑块404的凹槽嵌入于Y向导轨406中，并能在沿着Y向导轨406在Y方向上直线自由滑动。
如图1所示，侧板109(同图4中的侧板401)上装有吸附电磁铁固定板110，吸附电磁体114装在与吸附电磁铁固定板110相对应得砂光机主装置101一侧。吸盘电磁铁116装在砂光机主装置101另一侧，与吸盘电磁铁固定板117相对应。大砂辊113、小砂盘115置于砂光机主装置101内，集尘装置102与砂光机主装置101组合在一体，并位于砂光机主装置101的上端。
机械手上下料装置104置于横梁108侧面上，机器启动后，通过控制系统控制机械手上下料装置104抓取加工板材置于加工平台区即床身111上，实现设备自动上料过程。气动定位块112阵列于床身111的上平面端，实现对加工板材定位、固定作用。
X轴向伺服电机201驱动X齿轴202转动，X齿轴202运动，X齿轴202与X齿条203啮合，实现X向直线运动，由于X齿轴202与X滑板206固连，X滑板206与X滑块205固连，实现X滑块205沿着X向导轨204直线自由滑动。
Z轴向伺服电机301驱动Z丝杠304旋转，Z丝杠304与Z丝母座305啮合，Z丝母座305上下运动，Z滑块306与Z滑板303固连，从而实现Z滑块306沿着Z向导轨302在Z方向上直线自由滑动。
Y轴向伺服电机402驱动Y齿轴403旋转，Y齿轴403与Y齿条405啮合，实现Y向直线运动，Y齿轴403与侧板401固连，侧板401与Y滑块404固连，侧板401与横梁108固连，从而带动Y滑块404、横梁108沿着Y向导轨406在Y方向上直线自由滑动。
主轴107所带刀组通过X滑板206、横梁108、Z滑板303，在X轴、Y轴、Z轴上自由运动完成加工体的开料、雕刻功能。
在进行开料、雕刻作业时，吸盘电磁铁116、吸盘电磁铁固定板117通电具有磁力，从而使吸盘电磁铁116、吸盘电磁铁固定板117吸附在一起。把砂光机主装置101及其组件固定在床身111一端，避免影响数控雕刻砂光复合加工中心开料、雕刻作业。
在完成开料、雕刻作业后，吸盘电磁铁116、吸盘电磁铁固定板117断电失去磁性，砂光机主装置101可以自由运动。此时，吸附电磁铁114、吸附电磁铁固定板110通电具有磁性，吸附电磁铁114和吸附电磁铁固定板110吸附在一起。
吸附电磁铁114和吸附电磁铁固定板吸附110在一起后，砂光机主装置101及其相关大砂辊113、小砂盘115等组件与横梁108及其相关组件固定在一起。
完成加工件开料、雕刻后，通过固定在一起的横梁108组合与砂光机主装置101组合完成砂光作业，并大砂辊113、小砂盘115在伺服电机带动下调节方向、高度满足不同材质、不同厚度加工件的砂光作业。
结果表明，本发明所述的数控雕刻砂光复合加工中心，一机多能，功能相对现有设备技术功能加强，大大减少数控加工作业的工序，降低企业的成本。加工件的上料、下料过程都由设备机械手上下料装置自动完成，节省人工劳动力，提高产品的质量及加工效率；同时自动换刀，使得设备具有高度智能性能，体现设备先进性；床身采用厚壁方钢，六横梁加强台面，振动时效整体式，最终的产品具有不可比拟的力学性能及牢固可靠性，同时美观实用，配件成本大幅降低。
Claims (9)
1.一种数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，机械手上下料装置一端安装于横梁上，横梁上还装有主轴、刀库、X向导轨、Z向导轨、Y向导轨；
X轴向伺服电机的输出端安装X齿轴，X齿轴与X齿条啮合，X齿条固定于横梁，X滑板一侧与X齿轴上端固连，同时与X轴滑块固连，X滑块凹槽嵌入于X向导轨中，并能沿着X向导轨在X方向上直线自由滑动；
Z轴向伺服电机的输出端安装Z丝杠，Z丝杠与Z丝母座啮合，Z滑块一侧与Z滑板固连，Z丝母座与Z滑板固连，两个Z向导轨嵌装于Z滑块上两凹槽内，Z滑块能沿着Z向导轨在Z方向上直线自由滑动；
Y轴向伺服电机的输出端安装Y齿轴，Y齿轴与Y齿条啮合，Y齿条与侧板固连，同时侧板的上部与横梁固连，Y滑块的凹槽嵌入于Y向导轨中，并能在沿着Y向导轨在Y方向上直线自由滑动；
侧板上装有吸附电磁铁固定板，吸附电磁体装在与吸附电磁铁固定板相对应得砂光机主装置一侧；吸盘电磁铁装在砂光机主装置另一侧，与吸盘电磁铁固定板相对应。
2.按照权利要求1所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，砂光机主装置内设置大砂辊、小砂盘，集尘装置与砂光机主装置组合在一体，并位于砂光机主装置的上端。
3.按照权利要求2所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，砂光机主装置及其组件固定在床身一端。
4.按照权利要求2所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，集尘装置的上端连于吸尘器，主轴吸尘管的上端也连于吸尘器，主轴吸尘管的下端位于主轴处，通过吸尘器连接集尘装置和主轴吸尘管。
5.按照权利要求1所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，机械手上下料装置置于横梁侧面上，通过控制系统控制机械手上下料装置抓取加工板材置于加工平台区即床身上，实现设备自动上料过程。
6.按照权利要求5所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，床身的上平面端阵列设置气动定位块，实现对加工板材定位、固定。
7.按照权利要求1所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，主轴所带刀组通过X滑板、横梁、Z滑板，在X轴、Y轴、Z轴上自由运动完成加工体的开料、雕刻。
8.按照权利要求1或7所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，在进行开料、雕刻作业时，吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板通电具有磁力，使吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板吸附在一起。
9.按照权利要求1或7所述的数控雕刻砂光复合加工中心，其特征在于，在完成开料、雕刻作业后，吸盘电磁铁、吸盘电磁铁固定板断电失去磁性，砂光机主装置自由运动；吸附电磁铁、吸附电磁铁固定板通电具有磁性，吸附电磁铁和吸附电磁铁固定板吸附在一起。
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