CN109263381A - 一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，所述环保立式三维数控雕刻绳锯一体机包括绳锯切割装置、雕刻装置以及工作台，所述雕刻装置设在绳锯切割装置上，所述工作台设在所述雕刻装置的下方，所述工作台上还放置有石材，所述工作台上设有驱动装置，所述驱动装置驱动工作台在绳锯切割装置和雕刻装置之间移动并由绳锯切割装置和雕刻装置对工作台上的石材进行切割。与现有技术相比，本发明由工作台统一对石材进行移动，避免了石材重新定位的不精准，而且还大大提高了工作效率。

Description

一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机
技术领域
本发明涉及绳锯领域，具体涉及的是一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机。
背景技术
在目前的石材加工，为了石材具有用于装饰或者其他用途的功能，一般在石材的表面刻有图案或者汉字，而在一块普通的石材上刻有图案后还要对石材的外形进行切割，因此，需要将之前雕刻好图案的石材重新夹紧定位在用于对石材外形进行切割的设备上，而这样不仅加大了工作人员的工作量且容易导致定位不准确，影响加工后石材的质量。而且，由于对石材的雕刻设备和对石材的切割设备往往是两套不同的设备，于是，加工完成一件完整的石材需要将石材在两个设备之间来回搬运，从而导致加工效率低下。
有鉴于此，本申请人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，其具有加工方便，效率高且工作量低的特点。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，其中，所述环保立式三维数控雕刻绳锯一体机包括绳锯切割装置、雕刻装置以及工作台，所述雕刻装置上下滑动设在绳锯切割装置上，所述工作台设在所述雕刻装置的下方，所述工作台上还放置有石材，所述工作台上设有驱动装置，所述驱动装置驱动工作台在绳锯切割装置和雕刻装置之间移动并由绳锯切割装置和雕刻装置对工作台上的石材进行切割。
进一步，所述绳锯切割装置包括机架、主动轮、从动轮、绳锯、转动电机以及张力调节装置，所述主动轮和从动轮上下竖直设置在机架上，所述绳锯绕设在主动轮和从动轮上，所述转动电机带动主动轮转动，所述张力调节装置设在机架上并用于调节绳锯张力的大小。
进一步，所述张力调节装置包括气压缸，所述机架的上表面设有第一通孔，所述气压缸竖直设在机架的上表面，所述气压缸上的活塞杆穿过第一通孔与从动轮连接，所述气压缸推动活塞杆伸出时，缸体的进气口为封闭状态并且出气口与大气连通。
进一步，所述绳锯切割装置上还设有轴套，所述从动轮上设有从动轮转动轴，所述主动轮上设有主动轮转动轴，所述轴套套设于从动轮转动轴一端，所述轴套与气压缸的活塞杆连接并随活塞杆上下移动，所述轴套包括环形外周部、底部以及由环形外周部和底部围成的与外界连通的滑动腔，所述从动轮转动轴伸入到滑动腔中并在滑动腔中移动。
进一步，所述绳锯切割装置上还设有横向移动装置，所述横向移动装置包括挡板、丝杆、固定手轮以及调节手轮，所述挡板竖直设在从动轮转动轴上，所述机架上还设有螺纹孔，所述丝杆的一端穿过螺纹孔并与挡板抵接，所述丝杆的另一端与调节手轮连接，所述固定手轮设在机架和调节手轮之间与丝杆螺纹连接并用于固定丝杆。
进一步，所述雕刻装置包括雕刻架、调节电机、固定板、调节丝杆、雕刻电机以及雕刻刀头，所述固定板设在绳锯切割装置的机架上，所述固定板上还竖直设置有螺纹调节孔，所述调节电机、雕刻电机以及雕刻刀头均设在所述雕刻架上，所述雕刻电机带动所述雕刻刀头转动，所述雕刻刀头用于对石材进行雕刻，所述调节电机带动调节丝杆转动，所述调节丝杆竖直设置，所述调节丝杆与所述螺纹调节孔螺纹连接。
进一步，所述驱动装置包括底座、第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构设在底座上并沿底座移动，所述第二驱动机构设在所述第一驱动机构上并在第一驱动机构上移动，所述第一驱动机构包括第一移动台、第一伺服电机、第一滑动轨道以及第一丝杆，所述第一滑动轨道、第一丝杆和第一伺服电机均设在底座上，所述第一移动台设在第一滑动轨道上，所述第一丝杆的一端与第一伺服电机连接，所述第一丝杆的另一端与第一移动台螺纹连接，第一伺服电机的转动带动第一丝杆的转动，进而带动第一移动台沿第一滑动轨道来回往复移动。
进一步，所述第二驱动机构包括第二移动台、第二滑动轨道、第二伺服电机和第二丝杆，所述第二滑动轨道设在第一移动台上且第二滑动轨道与第一滑动轨道相互垂直设置，所述第二伺服电机和第二丝杆均设在第一移动台上，所述第二移动台设在第二滑动轨道上，所述第二丝杆的一端与第二伺服电机连接，所述第二丝杆的另一端与第二移动台螺纹连接，第二伺服电机的转动带动第二丝杆的转动，进而带动第二移动台沿第二滑动轨道来回往复移动，所述第二移动台上放置有石材且石材部分露出于第二移动台。
采用上述结构后，本发明涉及的一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，其通过将绳锯切割装置和雕刻装置结合成一体，并由工作台对石材进行带动，从而使得石材在雕刻装置雕刻结束后，只需由工作台再将石材移动至绳锯切割装置处，由绳锯切割装置完成对雕刻完毕的石材的外形轮廓进行切割。与现有技术相比，本发明将绳锯切割装置和雕刻装置相结合，并由工作台统一带动石材移动，从而大大降低了工作量，并大大提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的侧视图。
图3为图2中A-A剖面线的剖视图。
图4为本发明中轴套的结构示意图。
图5为本发明中工作台的立体结构示意图。
图6为本发明中工作台的侧视图。
图7为本发明中工作台的另一侧视图。
图8为本发明中石材经先雕刻后绳锯的流程示意图。
图中：
绳锯切割装置-1；机架-11；主动轮-12；
主动轮转动轴-121；从动轮-13；从动轮转动轴-131；
绳锯-14；转动电机-15；张力调节装置-16；气压缸-161；
出气口-162；密闭腔-163；轴套-17；环形外周部-171；
底部-172；滑动腔-173；挡板-181；丝杆-182；固定手轮-183；
调节手轮-184；上外罩-191；下外罩-192；第一缺口-193；
第二缺口-194；支撑架-195；雕刻装置-2；雕刻架-21；
调节电机-22；固定板-23；调节丝杆-24；雕刻刀头-25；
工作台-3；底座-31；第一移动台-321；第一伺服电机-322；
第一滑动轨道-323；第一丝杆-324；第二移动台-331；
第二伺服电机-332；第二滑动轨道-333；第二丝杆-334。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1-8所示，一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，其中，所述环保立式三维数控雕刻绳锯一体机包括绳锯切割装置1、雕刻装置2以及工作台3，所述雕刻装置2上下滑动设在绳锯切割装置1上，所述工作台3设在所述雕刻装置2的下方，所述工作台3上还放置有石材，所述工作台3上设有驱动装置，所述驱动装置驱动工作台3在绳锯切割装置1和雕刻装置2之间移动并由绳锯切割装置1和雕刻装置2对工作台3上的石材进行切割。
采用上述结构后，其通过将绳锯切割装置1和雕刻装置2结合成一体，并由工作台3对石材进行带动，从而使得石材在雕刻装置2雕刻结束后，只需由工作台3再将石材移动至绳锯切割装置1处，由绳锯切割装置1完成对雕刻完毕的石材的外形轮廓进行切割。与现有技术相比，本发明将绳锯切割装置1和雕刻装置2相结合，并由工作台统一带动石材移动，从而大大降低了工作量，并大大提高了生产效率。
优选的，所述绳锯切割装置1包括机架11、主动轮12、从动轮13、绳锯14、转动电机15以及张力调节装置16，所述主动轮12和从动轮13上下竖直设置在机架11上，所述绳锯14绕设在主动轮12和从动轮13上，所述转动电机15带动主动轮12转动，所述张力调节装置16设在机架11上并用于调节绳锯14张力的大小。
优选的，所述张力调节装置16包括气压缸161，所述机架11的上表面设有第一通孔(图未示)，所述气压缸161竖直设在机架11的上表面，所述气压缸161上的活塞杆穿过第一通孔与从动轮13连接，所述气压缸161推动活塞杆伸出时，缸体的进气口为封闭状态并且出气口162与大气连通，并且封闭状态的空间形成有密闭腔163。
所述绳锯切割装置1在进行切割运动时，气压缸161的活塞杆一开始位于气压缸161的进气口处，将活塞杆拉动后与轴套17连接，此时，密闭腔163内处于真空或者空气稀少的状态，密闭腔163中的压力与大气压之间存在压力差，因此，大气压产生对活塞杆的向上推力且推力为F1，从动轮13、从动轮转动轴131和轴套17的重力之和为F2,绳锯14拉力为F3。活塞杆拉力恒定，即F1大小不变，活塞杆的拉力等于从动轮13、从动轮转动轴131以及轴套17的重力加上绳锯14的拉力之和，即F1等于F2加上F3。
使得活塞杆、从动轮13、从动轮转动轴131、轴套17和绳锯14之间处于力平衡状态，由于长时间的工作，绳锯14变得松弛，绳锯14的张紧度下降，拉力减小，即F3变小，此时，活塞杆的拉力大于从动轮13与从动轮转动轴131以及轴套17的重力加上绳锯14的拉力之和，此时，F1大于F2加上F3。活塞杆向上拉动从动轮13，主动轮12与从动轮13的竖直间距变大，松弛的绳锯14再次贴设在主动轮12和从动轮13上，绳锯14对从动轮13的拉力增大，F3变大，活塞杆、从动轮13、从动轮转动轴131、轴套17和绳锯14之间再次达到力平衡状态，活塞杆停止运动，完成对绳锯14的张力调节。需要强调的是，由于活塞杆向上的拉力恒定不变，当活塞杆向上拉动轴套17并带动从动轮13向上运动并达到平衡时，绳锯14对从动轮13的拉力也恒定，即达到平衡时，F3的力的大小始终不变。从而避免了因对绳锯14的过度拉拽，使得绳锯14非常紧的绕设在从动轮13和主动轮12上，而增加绳锯14的磨损，导致绳锯14的使用寿命缩短。
优选的，所述绳锯切割装置1上还设有轴套17，所述从动轮13上设有从动轮转动轴131，所述主动轮12上设有主动轮转动轴121，所述轴套17套设于从动轮转动轴131一端，所述轴套17与气压缸161的活塞杆连接并随活塞杆上下移动，所述轴套17包括环形外周部171、底部172以及由环形外周部171和底部172围成的与外界连通的滑动腔173，所述从动轮转动轴131伸入到滑动腔173中并在滑动腔173中移动。
优选的，绳锯14在切割的过程中，由于从动轮13易向轴套17方向移动，使得从动轮13与主动轮12不处于同一竖直面，而使得绕设在主动轮12和从动轮13上的绳锯14发生倾斜，造成加工质量下降。因此，为了解决这一问题。所述横向移动装置包括挡板181、丝杆182、固定手轮183以及调节手轮184，所述挡板181竖直设在从动轮转动轴131上，所述机架11上还设有螺纹孔，所述丝杆182的一端穿过螺纹孔并与挡板181抵接，所述丝杆182的另一端与调节手轮184连接，所述固定手轮183设在机架11和调节手轮184之间与丝杆182螺纹连接并用于固定丝杆182。
在从动轮13和主动轮12不在同一竖直面时，通过旋转所述调节手轮184，使得丝杆182旋入并向机架11内部进给，丝杆182的一端与挡板181抵接，推动挡板181和从动轮转动轴131，从而带动从动轮13横向移动，当从动轮13与主动轮12位于同一竖直面后，停止旋转调节手轮184并旋转固定手轮183，直到固定手轮183紧靠机架11侧面且无法继续旋动时，则表示丝杆182已固定。
优选的，为了保证机台正常运行，防止粉尘和碎屑损坏机台。所述机架11上还设有外罩，所述外罩包括上外罩191、下外罩192、上密封盖(图未示)、下密封盖(图未示)以及支撑架195，所述上外罩191和下外罩192上下间隔设置在支撑架195的侧边，所述上外罩191的下表面设有供绳锯14穿过的第一缺口193，所述下外罩192的上表面设有与第一缺口193对应设置的第二缺口194，所述主动轮12位于下外罩192内，所述从动轮13位于上外罩191内，主动轮12和从动轮13处于同一竖直面上，所述绳锯14穿过第一缺口193和第二缺口194并绕设在主动轮12和从动轮13上，所述上密封盖与上外罩191转动连接并用于密封上外罩191，所述下外罩192与下密封盖转动连接并用于密封下外罩192。采用上述结构后，可防止切割粉尘和碎屑进入切割机内部，保证机台正常运行，避免机台损坏。
优选的，所述雕刻装置2包括雕刻架21、调节电机22、固定板23、调节丝杆24、雕刻电机(图未示)以及雕刻刀头25，所述固定板23设在绳锯切割装置1的机架11上，所述固定板23上还竖直设置有螺纹调节孔(图未示)，所述调节电机22、雕刻电机以及雕刻刀头25均设在所述雕刻架21上，所述雕刻电机带动所述雕刻刀头25转动，所述雕刻刀头25用于对石材进行雕刻，所述调节电机22带动调节丝杆24转动，所述调节丝杆24竖直设置，所述调节丝杆24与所述螺纹调节孔螺纹连接。
采用上述结构后，先由调节电机22带动调节丝杆24转动，使得雕刻刀头25到达加工石材的位置，再由雕刻电机带动雕刻刀头25转动，开始雕刻。接着，再由驱动装置带动石材进行水平移动，在雕刻刀头25的雕刻配合下完成对石材的雕刻，接着再继续由驱动装置进行进一步的移动，使得石材到达由绳锯切割装置1切割的位置，由绳锯14对石材的轮廓进行切割，并在驱动装置水平移动的配合下完成对石材轮廓的切割，从而完成整体的石材加工，大大提高了加工效率和加工质量。而且，石材也能先由绳锯切割装置1对石材进行外轮廓的切割之后再由雕刻刀头25进行雕刻，顺序上并无需特别限制。
其中所述工作台3的移动由数控程序控制，从而实现精准移动。
优选的，所述驱动装置包括底座31、第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构设在底座上并沿底座31移动，所述第二驱动机构设在所述第一驱动机构上并在第一驱动机构上移动，所述第一驱动机构包括第一移动台321、第一伺服电机322、第一滑动轨道323以及第一丝杆324，所述第一滑动轨道323、第一丝杆324和第一伺服电机322均设在底座31上，所述第一移动台321设在第一滑动轨道323上，所述第一丝杆324的一端与第一伺服电机322连接，所述第一丝杆324的另一端与第一移动台321螺纹连接，第一伺服电机322的转动带动第一丝杆324的转动，进而带动第一移动台321沿第一滑动轨道323来回往复移动。
优选的，所述第二驱动机构包括第二移动台331、第二滑动轨道333、第二伺服电机332和第二丝杆334，所述第二滑动轨道333设在第一移动台331上且第二滑动轨道333与第一滑动轨道323相互垂直设置，所述第二伺服电机332和第二丝杆334均设在第一移动台321上，所述第二移动台331设在第二滑动轨道333上，所述第二丝杆334的一端与第二伺服电机332连接，所述第二丝杆334的另一端与第二移动台331螺纹连接，第二伺服电机332的转动带动第二丝杆334的转动，进而带动第二移动台331沿第二滑动轨道333来回往复移动，所述第二移动台331上放置有石材且石材部分露出于第二移动台331。
所述工作台3采用上述结构后，在绳锯14进行切割以及雕刻刀头25雕刻的过程时，绳锯14只做上下方向的切割，并且绳锯14无需移动，雕刻刀头25只做转动，而实现雕刻和切割的形状是通过第一移动台321、第二移动台331的移动，带动石材在水平面上的任意移动，从而雕刻出特定的图案形状以及切割出特定的石材轮廓。并且绳锯切割装置1采用立体式的结构，减少了空间上的占用，并通过绳锯14和工作台3之间的运动状态的切换，以及雕刻刀头25和工作台3之间的运动状态的切换，使得原本要移动的绳锯14变成不移动，原本要移动的雕刻刀头25变成不移动，而是通过工作台3在水平面上移动，从而加快了加工切割效率，避免了因厚重绳锯14和雕刻装置2的移动而导致效率低下的问题。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (8)

1.一种环保立式三维数控雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述环保立式三维数控雕刻绳锯一体机包括绳锯切割装置、雕刻装置以及工作台，所述雕刻装置上下滑动设在绳锯切割装置上，所述工作台设在所述雕刻装置的下方，所述工作台上还放置有石材，所述工作台上设有驱动装置，所述驱动装置驱动工作台在绳锯切割装置和雕刻装置之间移动并由绳锯切割装置和雕刻装置分别对工作台上的石材进行切割。
2.如权利要求1所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述绳锯切割装置包括机架、主动轮、从动轮、绳锯、转动电机以及张力调节装置，所述主动轮和从动轮上下竖直设置在机架上，所述绳锯绕设在主动轮和从动轮上，所述转动电机带动主动轮转动，所述张力调节装置设在机架上并用于调节绳锯张力的大小。
3.如权利要求2所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述张力调节装置包括气压缸，所述机架的上表面设有第一通孔，所述气压缸竖直设在机架的上表面，所述气压缸上的活塞杆穿过第一通孔与从动轮连接，所述气压缸推动活塞杆伸出时，缸体的进气口为封闭状态并且出气口与大气连通。
4.如权利要求3所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述绳锯切割装置上还设有轴套，所述轴套套设于从动轮转动轴一端，所述轴套与气压缸的活塞杆连接并随活塞杆上下移动，所述轴套包括环形外周部、底部以及由环形外周部和底部围成的与外界连通的滑动腔，所述从动轮转动轴伸入到滑动腔中并在滑动腔中移动。
5.如权利要求4所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述绳锯切割装置上还设有横向移动装置，所述横向移动装置包括挡板、丝杆、固定手轮以及调节手轮，所述挡板竖直设在从动轮转动轴上，所述机架上还设有螺纹孔，所述丝杆的一端穿过螺纹孔并与挡板抵接，所述丝杆的另一端与调节手轮连接，所述固定手轮设在机架和调节手轮之间与丝杆螺纹连接并用于固定丝杆。
6.如权利要求1所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述雕刻装置包括雕刻架、调节电机、固定板、调节丝杆、雕刻电机以及雕刻刀头，所述固定板设在绳锯切割装置上，所述固定板上还竖直设置有螺纹调节孔，所述调节电机、雕刻电机以及雕刻刀头均设在所述雕刻架上，所述雕刻电机带动所述雕刻刀头转动，所述雕刻刀头用于对石材进行雕刻，所述调节电机带动调节丝杆转动，所述调节丝杆竖直设置，所述调节丝杆与所述螺纹调节孔螺纹连接。
7.如权利要求1所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述驱动装置包括底座、第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构设在底座上并沿底座移动，所述第二驱动机构设在所述第一驱动机构上并在第一驱动机构上移动，所述第一驱动机构包括第一移动台、第一伺服电机、第一滑动轨道以及第一丝杆，所述第一滑动轨道、第一丝杆和第一伺服电机均设在底座上，所述第一移动台设在第一滑动轨道上，所述第一丝杆的一端与第一伺服电机连接，所述第一丝杆的另一端与第一移动台螺纹连接，第一伺服电机的转动带动第一丝杆的转动，进而带动第一移动台沿第一滑动轨道来回往复移动。
8.如权利要求7所述的一种环保立式三维雕刻绳锯一体机，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二移动台、第二滑动轨道、第二伺服电机和第二丝杆，所述第二滑动轨道设在第一移动台上且第二滑动轨道与第一滑动轨道相互垂直设置，所述第二伺服电机和第二丝杆均设在第一移动台上，所述第二移动台设在第二滑动轨道上，所述第二丝杆的一端与第二伺服电机连接，所述第二丝杆的另一端与第二移动台螺纹连接，第二伺服电机的转动带动第二丝杆的转动，进而带动第二移动台沿第二滑动轨道来回往复移动，所述第二移动台上放置有石材且石材部分露出于第二移动台。
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