CN108515796A - 可调节回转半径陶瓷雕刻机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节回转半径陶瓷雕刻机，包括数控装置和机床主体，所述机床主体包括底座和固定于其上的立柱，在底座上设置有Y轴进给机构和A轴旋转机构，在立柱上设置有X轴进给机构和Z轴进给机构，Y轴进给机构、A轴旋转机构、X轴进给机构和Z轴进给机构分别包括X轴步进电机、A轴旋转电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机，所述数控装置分别连接控制上述各轴电机以控制各轴的进给量。本发明将动力主轴运动方向设计为水平方向，并与Z轴平行，通过控制Y轴步进电机使Y轴滚珠丝杠旋转而移动工作台，达到调节坯体回转中心与雕刻刀具之间距离的目的，从而实现回转半径的可调节，进而实现大尺寸陶瓷坯体的雕刻。
Description
技术领域
本发明涉及雕刻机，具体涉及一种可调节回转半径陶瓷雕刻机。
背景技术
随着人们生活水平的提高，艺术陶瓷的需求量越来越大，尤其是以陈设性的浮雕花瓶和以高档的陶瓷薄胎皮灯为主的室内装饰工艺品越来越受到广大人们的欢迎。但就目前而言，雕刻陶瓷的制作仍然停留在手工雕刻加工阶段，传统手工雕刻加工存在着很多不足：
①生产效率低下，仅刻样、雕刻的时间就需要相当长的一段时间；由于陶瓷工件极易破损，在雕刻过程中破损的概率很大，尤其是在雕刻即将结束的时候，这就大大降低了生产效率。
②图案简单，传统的手工雕刻，在雕刻之前需要设计人员根据要求勾勒硬笔简画。画面简单，而且传统单一，远远不能满足现代社会人们对美的追求。另一方面，简单的画面导致产品竞争力低，同时阻碍了雕刻陶瓷的推广。
③过分依赖个人技术，传统的手工雕刻，这整套工序一般是由一个人完成，这对雕刻师傅的技术要求非常高，一旦出现意外，雕刻任务就很难完成；而且这种工艺技术较难传承，关键技术更难传承，使得我国这一传统的非物质文化遗产濒临消亡。
④工作环境恶劣，传统的手工雕刻，雕刻师傅直接和雕刻粉尘近距离接触，这样对身体有着较大的危害，即使带上防护措施也很难保证操作人员的呼吸安全问题。这也导致操作人员越来越少，进而导致产品量不能满足市场的需求。
鉴于传统手工雕刻的诸多问题，为了提高加工效率，现已有多轴联运的数控陶瓷雕刻机出现，如公开号为CN103273776A的发明专利等，但现有的数控陶瓷雕刻机的主轴行程受限制，导致被加工的陶瓷坯体半径受到主轴行程的限制，只能允许回转半径小于主轴行程，因而无法雕刻大尺寸陶瓷坯体。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于大尺寸坯体雕刻且加工效率高的可调节回转半径陶瓷雕刻机。
本发明所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，包括数控装置和机床主体，所述机床主体包括底座和固定于其上的立柱，其特征在于：所述底座上设置有Y轴进给机构和A轴旋转机构，所述立柱上设置有X轴进给机构和Z轴进给机构，其中：
所述Y轴进给机构包括设置于底座上的Y轴支撑座，在Y轴支撑座安装有Y轴步进电机、呈水平方向设置的Y轴线性导轨和与其滑动配合的Y轴滑块、Y轴滚珠丝杠、以及2个Y轴轴承座，Y轴滑块顶端固装有用于安装A轴旋转机构的工作台；Y轴滚珠丝杠的两端通过轴承分别安装于2个Y轴轴承座中，Y轴步进电机的输出轴通过Y轴联轴器与Y轴滚珠丝杠的一端同轴连接；
所述A轴旋转机构包括设置于工作台上的A轴支撑座、A轴旋转电机、主动轮、从动轮和用于置放被加工陶瓷坯体的卡盘；所述A轴旋转电机的输出轴与主动轮固接，主动轮和从动轮通过同步带连接，卡盘固接于从动轮的输出轴上；
所述X轴进给机构包括设置于立柱上的X轴支撑座，在X轴支撑座安装有X轴步进电机、呈纵向设置的X轴线性导轨和与滑动配合的其X轴滑块、X轴滚珠丝杠、以及2个X轴轴承座；X轴滑块顶端固装有用于安装Z轴进给机构的Z轴支撑座；X轴滚珠丝杠的两端通过轴承分别安装于2个X轴轴承座中，X轴步进电机的输出轴通过X轴联轴器与X轴滚珠丝杠的一端同轴连接；
所述Z轴进给机构包括固装于X轴滑块上的Z轴支撑座，在Z轴支撑座安装有Z轴步进电机、呈水平方向设置的Z轴线性导轨和与其滑动配合的Z轴滑块、Z轴滚珠丝杠、以及2个Z轴轴承座；Z轴滚珠丝杠的两端通过轴承分别安装于2个Z轴轴承座中，Z轴步进电机的输出轴通过Z轴联轴器与Z轴滚珠丝杠的一端同轴连接；在Z轴支撑座上还安装有主轴夹持座，所述主轴夹持座上安装有主轴电机，该主轴电机的输出轴上安装有雕刻工具；
所述数控装置分别连接控制X轴步进电机、A轴旋转电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机。
上述技术方案中，优选是在底座和立柱之间设置加强板，从而提高设置在立柱上的X轴进给机构的刚性。
上述技术方案中，所述的雕刻工具通过雕刻机卡头固定于主轴电机的输出轴上。
上述技术方案中，所述的雕刻工具具体可以是雕刻刀。
为了在特殊情况下紧急控制所述雕刻机的运行，优选在底座上还设置一紧急控制所述雕刻机停止的急停开关。
上述技术方案中，所述数控装置完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现雕刻机机床主体的指挥工作；其组成与现有技术相同，通常包含微计算机的电路、各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。
与现有技术相比，本发明的特点在于：
1、本发明将动力主轴运动方向设计为水平方向，并与Z轴平行，通过控制Y轴步进电机使Y轴滚珠丝杠旋转而移动工作台，达到调节坯体回转中心与雕刻刀具之间距离的目的，从而实现回转半径的可调节，进而实现大尺寸陶瓷坯体的雕刻，解决了现有数控雕刻机中存在的由于主轴行程限制导致被加工的陶瓷坯体半径受到主轴行程的限制，只能允许回转半径小于主轴行程的问题；另一方面，主轴采用夹持型，可根据被加工对象的硬度更换不同功率的主轴电机；
2、使用范围较广，可实现浮雕、阴雕或线雕，可解决各种异形胚体浮雕雕刻；
3、机械部分和数据部分结合运作，可实现大尺寸坯体的大批量生产，加工过程中坯体不易损坏，加工效率高。
附图说明
图1为本发明所述可调节回转半径陶瓷雕刻机一种实施方式的结构示意图；
图2为图1所示实施方式的左视图；
图3为图1所示实施方式的正视图；
图4为图1所示实施方式的右视图；
图5为图1所示实施方式另一个角度的立体结构图。
图中标号为：
1、底座，2、急停开关，3、Y轴支撑座，4、Y轴线性导轨，5、Y轴滑块，6、Y轴步进电机，7、Y轴联轴器，8、工作台，9、加强板，10、立柱，11、卡盘，12、X轴联轴器，13、X轴步进电机，14、雕刻刀，15、雕刻机卡头，16、主轴电机，17、主轴夹持座，18、Z轴联轴器，19、A轴旋转电机，20、A轴支撑座，21、从动轮，22同步带，23、主动轮，24、X轴支撑座，25、X轴线性导轨，26、X轴轴承座，27、X轴滑块，28、Z轴支撑座，29、Z轴步进电机，30、Z轴滑块，31、Z轴线性导轨，32、陶瓷坯体，33、Y轴滚珠丝杠，34、Y轴轴承座，35、X轴轴承座，36、X轴滚珠丝杠，37、Z轴滚珠丝杠，38、轴承。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容。
如图1-5所示，本发明所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，包括数控装置和机床主体，所述机床主体包括底座1和固定于其上的立柱10，在底座1和立柱10之间设置有加强板9，所述底座1上设置有Y轴进给机构和A轴旋转机构以及一个急停开关2，所述立柱10上设置有X轴进给机构和Z轴进给机构，其中：
所述Y轴进给机构包括设置于底座1上的Y轴支撑座3，在Y轴支撑座3安装有Y轴步进电机6、Y轴滚珠丝杠33、呈水平方向设置的2个Y轴线性导轨4和与所述Y轴线性导轨4滑动配合的Y轴滑块5(每一个Y轴线性导轨4上设置2个Y轴滑块5，共4个)、以及2个Y轴轴承座34，在Y轴滑块5顶端固装有用于安装A轴旋转机构的工作台8；Y轴滚珠丝杠33的两端通过轴承38分别安装于2个Y轴轴承座34中，Y轴步进电机6的输出轴通过Y轴联轴器7与Y轴滚珠丝杠33的一端同轴连接，具体如图1所示；
所述A轴旋转机构包括设置于工作台8上的A轴支撑座20、A轴旋转电机19、主动轮23、从动轮21和用于置放被加工陶瓷坯体32的卡盘11，其中，A轴旋转电机19安装于A轴支撑座20上，其输出轴穿过A轴支撑座20与安装在A轴支撑座20下方的主动轮23固接，所述主动轮23和从动轮21通过同步带22连接，从动轮21的输出轴穿过A轴支撑座20，所述的卡盘11固接于该从动轮21的输出轴上，具体如图4所示；
所述X轴进给机构包括设置于立柱10上的X轴支撑座24，在X轴支撑座24安装有X轴步进电机13、X轴滚珠丝杠36、呈纵向设置的2个X轴线性导轨25和与所述X轴线性导轨25滑动配合的X轴滑块5(每一个X轴线性导轨25上设置2个X轴滑块27，共4个)、以及2个X轴轴承座35；所述X轴滑块27顶端固装有用于安装Z轴进给机构的Z轴支撑座28；X轴滚珠丝杠36的两端通过轴承38分别安装于2个X轴轴承座35中，X轴步进电机13的输出轴通过X轴联轴器12与X轴滚珠丝杠36的一端同轴连接，具体如图5所示；
所述Z轴进给机构包括固装于所述的X轴滑块27上的Z轴支撑座28，在Z轴支撑座28安装有Z轴步进电机29、Z轴滚珠丝杠37、呈水平方向设置的2个Z轴线性导轨31和与所述Z轴线性导轨31滑动配合的Z轴滑块30(每一个Z轴线性导轨31上设置2个Z轴滑块30，共4个)、以及2个Z轴轴承座；Z轴滚珠丝杠37的两端通过轴承38分别安装于2个Z轴轴承座中，Z轴步进电机29的输出轴通过Z轴联轴器18与Z轴滚珠丝杠37的一端同轴连接；在Z轴支撑座28上还安装有主轴夹持座17，所述主轴夹持座17上安装有主轴电机16，该主轴电机16的输出轴上通过雕刻机卡头15安装有雕刻刀14，具体如图3所示；
所述数控装置分别连接控制X轴步进电机13、A轴旋转电机19、Y轴步进电机6和Z轴步进电机29。
上述实施方式中，Y轴进给机构实现被加工陶瓷坯体32的在水平方向上的往复移动，A轴旋转机构实现被加工陶瓷坯体32的在水平方向上的旋转移动，X轴进给机构实现雕刻工具在纵向方向上的往复移动，而Z轴进给机构实现被雕刻工具的在水平方向上的往复移动。
Claims (5)
1.可调节回转半径陶瓷雕刻机，包括数控装置和机床主体，所述机床主体包括底座(1)和固定于其上的立柱(10)，其特征在于：所述底座(1)上设置有Y轴进给机构和A轴旋转机构，所述立柱(10)上设置有X轴进给机构和Z轴进给机构，其中：
所述Y轴进给机构包括设置于底座(1)上的Y轴支撑座(3)，在Y轴支撑座(3)安装有Y轴步进电机(6)、呈水平方向设置的Y轴线性导轨(4)和与其滑动配合的Y轴滑块(5)、Y轴滚珠丝杠(33)、以及2个Y轴轴承座(34)，Y轴滑块(5)顶端固装有用于安装A轴旋转机构的工作台(8)；Y轴滚珠丝杠(33)的两端通过轴承(38)分别安装于2个Y轴轴承座(34)中，Y轴步进电机(6)的输出轴通过Y轴联轴器(7)与Y轴滚珠丝杠(33)的一端同轴连接；
所述A轴旋转机构包括设置于工作台(8)上的A轴支撑座(20)、A轴旋转电机(19)、主动轮(23)、从动轮(21)和用于置放被加工陶瓷坯体(32)的卡盘(11)；所述A轴旋转电机(19)的输出轴与主动轮(23)固接，主动轮(23)和从动轮(21)通过同步带(22)连接，卡盘(11)固接于从动轮(21)的输出轴上；
所述X轴进给机构包括设置于立柱(10)上的X轴支撑座(24)，在X轴支撑座(24)安装有X轴步进电机(13)、呈纵向设置的X轴线性导轨(25)和与其滑动配合的X轴滑块(27)、X轴滚珠丝杠(36)、以及2个X轴轴承座(35)；X轴滑块(27)顶端固装有用于安装Z轴进给机构的Z轴支撑座(28)；X轴滚珠丝杠(36)的两端通过轴承(38)分别安装于2个X轴轴承座(35)中，X轴步进电机(13)的输出轴通过X轴联轴器(12)与X轴滚珠丝杠(36)的一端同轴连接；
所述Z轴进给机构包括固装于X轴滑块(27)上的Z轴支撑座(28)，在Z轴支撑座(28)安装有Z轴步进电机(29)、呈水平方向设置的Z轴线性导轨(31)和与其滑动配合的Z轴滑块(30)、Z轴滚珠丝杠(37)、以及2个Z轴轴承座；Z轴滚珠丝杠(37)的两端通过轴承(38)分别安装于2个Z轴轴承座中，Z轴步进电机(29)的输出轴通过Z轴联轴器(18)与Z轴滚珠丝杠(37)的一端同轴连接；在Z轴支撑座(28)上还安装有主轴夹持座(17)，所述主轴夹持座(17)上安装有主轴电机(16)，该主轴电机(16)的输出轴上安装有雕刻工具；
所述数控装置分别连接控制X轴步进电机(13)、A轴旋转电机(19)、Y轴步进电机(6)和Z轴步进电机(29)。
2.根据权利要求1所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，其特征在于：所述的雕刻工具通过雕刻机卡头(15)固定于主轴电机(16)的输出轴上。
3.根据权利要求1所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，其特征在于：所述的雕刻工具为雕刻刀(14)。
4.根据权利要求1所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，其特征在于：所述底座(1)和立柱(10)之间设置有加强板(9)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的可调节回转半径陶瓷雕刻机，其特征在于：在底座(1)上还设置有一紧急控制所述雕刻机停止的急停开关(2)。
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