CN108582298A - 一种多功能数控榫卯机及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能数控榫卯机，包括机架，机架上设有Y轴电机导轨，Y轴电机导轨上设有Y轴电机座，Y轴电机座内设有用于提供Y轴方向运动动力的Y轴电机和固定支架，固定支架上设有X轴支架，X轴支架侧边设有X轴导轨，X轴导轨与刀头装置连接，X轴支架上端设有X轴运动装置；Y轴电机导轨两侧分别设有固定导轨，固定导轨上设有若干夹具。本发明还公开了一种多功能数控榫卯机的实现方法。本发明具有结构简单、造价便宜、使用方便、速度快、适于打多种不同眼及安全性好等特点。

Description

一种多功能数控榫卯机及其实现方法

技术领域

本发明涉及木材加工机械技术，具体来说是一种多功能数控榫卯机及其实现方法。

背景技术

现有设备的在制作榫卯结构的时候，都是采用台钻和锯床来制作单一榫(榫眼)和卯(榫头)，如果工件上的榫、卯，需要多种不同结构时，需要更换不同型号钻头或者设备，才能完成。

在操作设备的时候，需要手靠近钻头或者刀片来推动工件，很容易造成安全事故，断手指和见血是常事。

传统的数控榫卯机一般只能在一根木头上打一种眼，如方眼，但实际要求在一根木头上需要打不同种类的眼，这样就很有必要开发一款产品，实现多种眼可以同时加工。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、使用方便、速度快、适于打多种不同眼及安全性好的多功能数控榫卯机。

本发明另一目的在于提供一种多功能数控榫卯机的实现方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多功能数控榫卯机，包括机架，机架上设有Y轴电机导轨，Y轴电机导轨上设有Y轴电机座，Y轴电机座内设有用于提供Y轴方向运动动力的Y轴电机和固定支架，固定支架上设有X轴支架，X轴支架侧边设有X轴导轨，X轴导轨与刀头装置连接，X轴支架上端设有X轴运动装置；Y轴电机导轨两侧分别设有固定导轨，固定导轨上设有若干夹具。

所述机架的出口端设有直榫夹具；直榫夹具包括直榫固定板，直榫固定板设有若干个与直榫固定板连接的直榫靠山，直榫靠山侧边设有直榫气缸安装座，直榫气缸安装座通过连接板与直榫压紧气缸连接，直榫压紧气缸的伸缩端连接有压紧头。

所述Y轴电机与Y轴减速机连接，Y轴减速机的齿轮与Y轴电机导轨内的Y轴斜向齿条连接。

所述X轴运动装置包括X轴电机，X轴电机连接X轴丝杆，X轴丝杆穿过固定在刀头装置上的丝杆座，丝杆端部与固定在X轴支架上的X轴丝杆座连接。

所述夹具为条形夹具和/或平板夹具；条形夹具包括条形夹具底架，条形夹具底架底部设有用于连接固定导轨的凹槽，条形夹具底架侧边设有侧板，侧板上开设有斜槽，斜槽中设有固定用的定位条，定位条下方为定位齿块；条形夹具底架上若有条形夹紧气缸，条形夹紧气缸的伸缩端与条形压紧条一端铰接，条形压紧条中间部位通过连接条与条形夹紧气缸座连接，条形夹紧气缸座前端为条形靠山；平板夹具包括平板夹具底架，平板夹具底架上设有放置块，放置块侧边通过平板夹具气缸连接座连接平板夹具气缸，平板夹具气缸伸缩端通过铰接的平板夹具气缸连接条连接平板夹具压紧杆，平板夹具压紧杆中部通过连接轴与固定设置在平板夹具气缸连接座上的连接座连接。

所述刀头装置包括Z轴固定板，Z轴固定板背部设有若干用于与X轴导轨连接的凹槽，Z轴固定板正部设有Z轴导轨，Z轴导轨通过Z轴滑块与刀架固定座连接；Z轴固定板一端设有Z轴电机，Z轴电机通过Z轴丝杆和Z轴丝杆座带动刀架固定座沿Z轴方向运动；刀架固定座内部设有第一导轨，第一导轨连接第一刀具装置，第一刀具装置前方分别设有第二刀具装置和第三刀具装置，第二刀具装置与第二导轨连接，第三刀具装置与第三导轨连接。

所述第一刀具装置包括第一刀具板，第一刀具板上设有若干第一刀具电机，第一刀具电机带动第一刀头，第一刀具板与固定在刀架固定座顶部的第一升降气缸连接；第二刀具装置包括第二刀具板，第二刀具板上设有若干第二刀具电机，第二刀具电机带动第二刀头，第二刀具板与固定在刀架固定座顶部的第二升降气缸连接；第三刀具装置包括第三刀具板，第三刀具板上设有若干第三刀具电机，第三刀具电机带动第三刀头，第三刀具板与固定在刀架固定座顶部的第三升降气缸连接。

所述第三刀具板侧边设有探针，控制器分别与Y轴电机、X轴运动装置、Z轴电机、第一刀具电机、第二刀具电机、第三刀具电机信号连接，控制器为PLC控制器；探针包括探针主体，探针主体设于探针滑座内，探针主体与探针气缸的伸缩端连接，探针气缸通过连接座固定在第三刀具板上。

上述的多功能数控榫卯机的实现方法，包括以下步骤：

(1)、将木质工件放入到夹具中进行夹紧固定；

(2)、Y轴电机带动X轴导轨上的所有部件进行运动到指定木质工件上方；

(3)、根据控制器的指令，Z轴电机带动刀架固定座上的刀具到达指定位置；

(4)、根据设计需要，第一刀头或第二刀头或第三刀头向下运动对木质工件加工；

(5)、X轴电机带动刀架固定座上刀具进行X轴的运动，便于加工成不同的形状榫卯。

所述步骤(4)中第一刀头为方孔刀，第二刀头为木工铣刀，第三刀头为成型刀具。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

1、本发明包括机架，机架上设有Y轴电机导轨，Y轴电机导轨上设有Y轴电机座，Y轴电机座内设有用于提供Y轴方向运动动力的Y轴电机和固定支架，固定支架上设有X轴支架，X轴支架侧边设有X轴导轨，X轴导轨与刀头装置连接，X轴支架上端设有X轴运动装置；Y轴电机导轨两侧分别设有固定导轨，固定导轨上设有若干夹具，具有结构简单、造价便宜、使用方便、速度快、适于打多种不同眼及安全性好等特点。

2、本发明中的机架的出口端设有直榫夹具；直榫夹具包括直榫固定板，直榫固定板设有若干个与直榫固定板连接的直榫靠山，直榫靠山侧边设有直榫气缸安装座，直榫气缸安装座通过连接板与直榫压紧气缸连接，直榫压紧气缸的伸缩端连接有压紧头；可加工两端榫卯结构。

3、本发明中的夹具为条形夹具和/或平板夹具；条形夹具包括条形夹具底架，条形夹具底架底部设有用于连接固定导轨的凹槽，条形夹具底架侧边设有侧板，侧板上开设有斜槽，斜槽中设有固定用的定位条，定位条下方为定位齿块；条形夹具底架上若有条形夹紧气缸，条形夹紧气缸的伸缩端与条形压紧条一端铰接，条形压紧条中间部位通过连接条与条形夹紧气缸座连接，条形夹紧气缸座前端为条形靠山；平板夹具包括平板夹具底架，平板夹具底架上设有放置块，放置块侧边通过平板夹具气缸连接座连接平板夹具气缸，平板夹具气缸伸缩端通过铰接的平板夹具气缸连接条连接平板夹具压紧杆，平板夹具压紧杆中部通过连接轴与固定设置在平板夹具气缸连接座上的连接座连接；根据不同的情况使用不用的夹具，从而达到使用目的。

4、本发明中的刀头装置包括Z轴固定板，Z轴固定板背部设有若干用于与X轴导轨连接的凹槽，Z轴固定板正部设有Z轴导轨，Z轴导轨通过Z轴滑块与刀架固定座连接；Z轴固定板一端设有Z轴电机，Z轴电机通过Z轴丝杆和Z轴丝杆座带动刀架固定座沿Z轴方向运动；刀架固定座内部设有第一导轨，第一导轨连接第一刀具装置，第一刀具装置前方分别设有第二刀具装置和第三刀具装置，第二刀具装置与第二导轨连接，第三刀具装置与第三导轨连接；实现根据不同需要进行不同刀头组进行工作。

附图说明

图1为一种多功能数控榫卯机的整体结构示意图之一；

图2为一种多功能数控榫卯机的整体结构示意图之二；

图3为本发明中条形夹具的结构示意图之一；

图4为本发明中条形夹具的结构示意图之二；

图5为本发明中平板夹具的结构示意图；

图6为本发明中刀头装置的结构示意图之一；

图7为本发明中刀头装置的结构示意图之二；

图8为本发明中直榫夹具的结构示意图；

图9为本发明中探针处的结构示意图。

图中标号与名称如下：

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1～9所示，一种多功能数控榫卯机，包括机架，机架上设有Y轴电机导轨，Y轴电机导轨上设有Y轴电机座，Y轴电机座内设有用于提供Y轴方向运动动力的Y轴电机和固定支架，固定支架上设有X轴支架，X轴支架侧边设有X轴导轨，X轴导轨与刀头装置连接，X轴支架上端设有X轴运动装置；Y轴电机导轨两侧分别设有固定导轨，固定导轨上设有若干夹具。

本实施例中的机架的出口端设有直榫夹具；直榫夹具包括直榫固定板，直榫固定板设有若干个与直榫固定板连接的直榫靠山，直榫靠山侧边设有直榫气缸安装座，直榫气缸安装座通过连接板与直榫压紧气缸连接，直榫压紧气缸的伸缩端连接有压紧头。

本实施例中的Y轴电机与Y轴减速机连接，Y轴减速机的齿轮与Y轴电机导轨内的Y轴斜向齿条连接；X轴运动装置包括X轴电机，X轴电机连接X轴丝杆，X轴丝杆穿过固定在刀头装置上的丝杆座，丝杆端部与固定在X轴支架上的X轴丝杆座连接。

本实施例中的夹具为条形夹具和/或平板夹具；条形夹具包括条形夹具底架，条形夹具底架底部设有用于连接固定导轨的凹槽，条形夹具底架侧边设有侧板，侧板上开设有斜槽，斜槽中设有固定用的定位条，定位条下方为定位齿块；条形夹具底架上若有条形夹紧气缸，条形夹紧气缸的伸缩端与条形压紧条一端铰接，条形压紧条中间部位通过连接条与条形夹紧气缸座连接，条形夹紧气缸座前端为条形靠山；平板夹具包括平板夹具底架，平板夹具底架上设有放置块，放置块侧边通过平板夹具气缸连接座连接平板夹具气缸，平板夹具气缸伸缩端通过铰接的平板夹具气缸连接条连接平板夹具压紧杆，平板夹具压紧杆中部通过连接轴与固定设置在平板夹具气缸连接座上的连接座连接。条形夹具和平板夹具的选择，根据实际需求而定。

本实施例中的刀头装置包括Z轴固定板，Z轴固定板背部设有若干用于与X轴导轨连接的凹槽，Z轴固定板正部设有Z轴导轨，Z轴导轨通过Z轴滑块与刀架固定座连接；Z轴固定板一端设有Z轴电机，Z轴电机通过Z轴丝杆和Z轴丝杆座带动刀架固定座沿Z轴方向运动；刀架固定座内部设有第一导轨，第一导轨连接第一刀具装置，第一刀具装置前方分别设有第二刀具装置和第三刀具装置，第二刀具装置与第二导轨连接，第三刀具装置与第三导轨连接；第一刀具装置包括第一刀具板，第一刀具板上设有若干第一刀具电机，第一刀具电机带动第一刀头，第一刀具板与固定在刀架固定座顶部的第一升降气缸连接；第二刀具装置包括第二刀具板，第二刀具板上设有若干第二刀具电机，第二刀具电机带动第二刀头，第二刀具板与固定在刀架固定座顶部的第二升降气缸连接；第三刀具装置包括第三刀具板，第三刀具板上设有若干第三刀具电机，第三刀具电机带动第三刀头，第三刀具板与固定在刀架固定座顶部的第三升降气缸连接。

本实施例中的第三刀具板侧边设有探针，控制器分别与Y轴电机、X轴运动装置、Z轴电机、第一刀具电机、第二刀具电机、第三刀具电机信号连接，控制器为PLC控制器，PLC控制器为台达NC200控制器。探针包括探针主体，探针主体设于探针滑座内，探针主体与探针气缸的伸缩端连接，探针气缸通过连接座固定在第三刀具板上。探针为选配件，实际使用时，先手动先让探针气缸的伸缩端下降，调整好探针Z向高度，再移动X、Y轴，使探针对准工件上的基准点，对准后，控制器拾取X、Y轴坐标，便于加工。探针主体可以为辊状带尖结构。坐标拾取完成后，进行复位。

上述的多功能数控榫卯机的实现方法，包括以下步骤：

(1)、将木质工件放入到夹具中进行夹紧固定；

(2)、Y轴电机带动X轴导轨上的所有部件进行运动到指定木质工件上方；

(3)、根据控制器的指令，Z轴电机带动刀架固定座上的刀具到达指定位置；

(4)、根据设计需要，第一刀头或第二刀头或第三刀头向下运动对木质工件加工；

(5)、X轴电机带动刀架固定座上刀具进行X轴的运动，便于加工成不同的形状榫卯。

本实施例中的步骤(4)中第一刀头为方孔刀，第二刀头为木工铣刀，第三刀头为成型刀具。如要加工方形空孔，只需要第一刀头下压进行加工，如需要加工方形孔和圆形孔结合，先要用第一刀头加工方形孔，然后第二刀头在方形的四个角加工圆形孔。如要加工锥形孔，先要用第三刀头，然后第一刀头加工方形，最后用第二刀头修边处理。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能数控榫卯机，其特征在于：包括机架，机架上设有Y轴电机导轨，Y轴电机导轨上设有Y轴电机座，Y轴电机座内设有用于提供Y轴方向运动动力的Y轴电机和固定支架，固定支架上设有X轴支架，X轴支架侧边设有X轴导轨，X轴导轨与刀头装置连接，X轴支架上端设有X轴运动装置；Y轴电机导轨两侧分别设有固定导轨，固定导轨上设有若干夹具。

2.根据权利要求1所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述机架的出口端设有直榫夹具；直榫夹具包括直榫固定板，直榫固定板设有若干个与直榫固定板连接的直榫靠山，直榫靠山侧边设有直榫气缸安装座，直榫气缸安装座通过连接板与直榫压紧气缸连接，直榫压紧气缸的伸缩端连接有压紧头。

3.根据权利要求1所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述Y轴电机与Y轴减速机连接，Y轴减速机的齿轮与Y轴电机导轨内的Y轴斜向齿条连接。

4.根据权利要求1所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述X轴运动装置包括X轴电机，X轴电机连接X轴丝杆，X轴丝杆穿过固定在刀头装置上的丝杆座，丝杆端部与固定在X轴支架上的X轴丝杆座连接。

5.根据权利要求1所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述夹具为条形夹具和/或平板夹具；条形夹具包括条形夹具底架，条形夹具底架底部设有用于连接固定导轨的凹槽，条形夹具底架侧边设有侧板，侧板上开设有斜槽，斜槽中设有固定用的定位条，定位条下方为定位齿块；条形夹具底架上若有条形夹紧气缸，条形夹紧气缸的伸缩端与条形压紧条一端铰接，条形压紧条中间部位通过连接条与条形夹紧气缸座连接，条形夹紧气缸座前端为条形靠山；平板夹具包括平板夹具底架，平板夹具底架上设有放置块，放置块侧边通过平板夹具气缸连接座连接平板夹具气缸，平板夹具气缸伸缩端通过铰接的平板夹具气缸连接条连接平板夹具压紧杆，平板夹具压紧杆中部通过连接轴与固定设置在平板夹具气缸连接座上的连接座连接。

6.根据权利要求2所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述刀头装置包括Z轴固定板，Z轴固定板背部设有若干用于与X轴导轨连接的凹槽，Z轴固定板正部设有Z轴导轨，Z轴导轨通过Z轴滑块与刀架固定座连接；Z轴固定板一端设有Z轴电机，Z轴电机通过Z轴丝杆和Z轴丝杆座带动刀架固定座沿Z轴方向运动；刀架固定座内部设有第一导轨，第一导轨连接第一刀具装置，第一刀具装置前方分别设有第二刀具装置和第三刀具装置，第二刀具装置与第二导轨连接，第三刀具装置与第三导轨连接。

7.根据权利要求6所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述第一刀具装置包括第一刀具板，第一刀具板上设有若干第一刀具电机，第一刀具电机带动第一刀头，第一刀具板与固定在刀架固定座顶部的第一升降气缸连接；第二刀具装置包括第二刀具板，第二刀具板上设有若干第二刀具电机，第二刀具电机带动第二刀头，第二刀具板与固定在刀架固定座顶部的第二升降气缸连接；第三刀具装置包括第三刀具板，第三刀具板上设有若干第三刀具电机，第三刀具电机带动第三刀头，第三刀具板与固定在刀架固定座顶部的第三升降气缸连接。

8.根据权利要求7所述的多功能数控榫卯机，其特征在于：所述第三刀具板侧边设有探针，控制器分别与Y轴电机、X轴运动装置、Z轴电机、第一刀具电机、第二刀具电机、第三刀具电机信号连接，控制器为PLC控制器；探针包括探针主体，探针主体设于探针滑座内，探针主体与探针气缸的伸缩端连接，探针气缸通过连接座固定在第三刀具板上。

9.根据权利要求1～8任一项所述的多功能数控榫卯机的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将木质工件放入到夹具中进行夹紧固定；

(2)、Y轴电机带动X轴导轨上的所有部件进行运动到指定木质工件上方；

(3)、根据控制器的指令，Z轴电机带动刀架固定座上的刀具到达指定位置；

(4)、根据设计需要，第一刀头或第二刀头或第三刀头向下运动对木质工件加工；

(5)、X轴电机带动刀架固定座上刀具进行X轴的运动，便于加工成不同的形状榫卯。

10.根据权利要求9所述的多功能数控榫卯机的实现方法，其特征在于：所述步骤(4)中第一刀头为方孔刀，第二刀头为木工铣刀，第三刀头为成型刀具。