CN112976127B - 一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备及其加工方法，包括：直线驱动组件；铣刀加工设备与直线驱动组件相连；在直线驱动组件的带动下沿与待加工覆膜材料所在平面相垂直的方向直线运动；激光雕刻头设于旋转固定部件的一端，旋转固定部件的另一端转动设于铣刀加工设备的下端；并且激光雕刻头可进行俯仰角旋转，始终使激光雕刻头的轴线与铣刀加工设备的轴线始终相交；驱动装置使旋转固定部件绕铣刀加工设备的轴线转动；数控系统通讯连接直线驱动组件、铣刀加工设备以及驱动装置。本发明通过集成激光雕刻头和铣刀的优点，避免了覆膜材料表面的铣削后导致的断口不均匀的毛边现象，显著提高覆膜材料的生产效率和减少人力成本。

Description

一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及覆膜材料的开孔和加工设备的技术领域，特别是涉及一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备的技术领域。

背景技术

在当今木工产业及建筑行业中，覆膜(纸)材料应用的非常广泛，例如纸面石膏板和覆膜板等材质。普通的材料通过表面覆膜的方法，常常能起到增加材料的美观和整体性能。在覆膜材料应用的越来越为广泛，覆膜(纸)材料加工毛边问题也逐渐显现。覆膜材料的膜(纸)层材料和基材材料性能有着非常大的区别，膜(纸)层材料往往具有粘性，并且有着相当大的抗拉强度。在铣刀加工中，旋转铣刀旋转运动时将膜层撕裂，而不能将膜层材料粉碎成脆性基材那种粉末状。膜层的材料特性导致了传统的加工方法必然会导致加工边缘的毛边现象，后续针对加工产生的毛边需要进行繁琐处理。

目前市场上，覆膜材料加工设备仍然主要靠单一铣刀或者单一激光进行加工处理。铣刀处理材料产生毛边现象；激光处理整个覆膜材料也有着成本高的缺点，其使用范围也受基材的熔点等特性的局限。覆膜材料在人类生活中应用越来越为广泛，故而对其加工毛边的高效处理对材料的应用有着重要意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，用于解决现有技术中膜层的材料特性导致的毛边现象的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，包括：

直线驱动组件；

铣刀加工设备，所述铣刀加工设备与所述直线驱动组件相连；在所述直线驱动组件的带动下沿与待加工覆膜材料所在平面相垂直的方向直线运动；

激光雕刻头，所述激光雕刻头设于所述旋转固定部件的一端，所述旋转固定部件的另一端转动设于所述铣刀加工设备的下端；并且所述激光雕刻头通过俯仰电机可进行俯仰角旋转，且始终使所述激光雕刻头的激光射线与所述铣刀加工设备的轴线始终相交；

驱动装置，所述驱动装置相连于所述旋转固定部件，并使所述旋转固定部件绕所述铣刀加工设备的轴线转动；

数控系统，所述数控系统通讯连接所述直线驱动组件、所述铣刀加工设备以及所述驱动装置。

优选地，所述直线驱动组件包括：直线滑块和直线导轨；所述直线导轨垂直于待加工覆膜材料所在平面，所述直线导轨上滑动设有所述直线滑块。

优选地，所述直线驱动组件包括：齿轮和齿条；所述齿轮转动带动所述齿条进行上下移动，所述铣刀加工设备与所述齿条相连。

优选地，所述驱动装置包括电机、第一齿轮和第二齿轮；所述电机设置于所述旋转固定部件上，所述电机的输出端设置有所述第一齿轮，所述第二齿轮固定于所述铣刀加工设备处，所述第一齿轮啮合于所述第二齿轮。

一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备的加工方法，其中，其采用如上述的一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，所述加工方法包括如下步骤：

步骤一、所述数控系统根据预设所述铣刀的直径、所述待加工覆膜材料的厚度、所述激光雕刻头的位置信息，来计算所需的所述激光雕刻头的俯仰角，所述激光雕刻头调整俯仰角；

步骤二、所述激光雕刻头预先对所述待加工覆膜材料的膜材进行焦化处理；

步骤三、所述铣刀运行时，使得所述膜材以焦化区域为边界断开。

如上所述，本发明的一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，具有以下有益效果：

本发明通过集成激光雕刻头和铣刀的优点，避免了覆膜材料表面的铣削后导致的断口不均匀的毛边现象，显著提高覆膜材料的生产效率和产品质量，省去后续人工去毛边操作。

附图说明

图1显示为本发明一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备的示意图；

图2显示为本发明一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备的俯仰角的计算的示意图。

元件标号说明

01 待加工覆膜材料

011 膜材

1 直线驱动组件

11 直线滑块

12 直线导轨

13 安装背板

21 安装板

22 壳体

23 旋转主轴

24 铣刀

3 旋转固定部件

31 激光雕刻头

311 俯仰电机

41 电机

42 第一齿轮

43 第二齿轮

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，包括：

直线驱动组件1；

铣刀加工设备，铣刀加工设备与直线驱动组件1相连；在直线驱动组件1的带动下沿与待加工覆膜材料所在平面相垂直的方向直线运动；

激光雕刻头31，激光雕刻头31设于旋转固定部件3的一端，旋转固定部件3的另一端转动设于铣刀加工设备的下端；并且激光雕刻头3通过俯仰电机311可进行俯仰角旋转，且始终激光雕刻头31的激光射线与铣刀加工设备的轴线始终相交；

驱动装置4，驱动装置4相连于旋转固定部件3，并使旋转固定部件3绕铣刀加工设备的轴线转动；

数控系统，数控系统通讯连接直线驱动组件1、铣刀加工设备以及驱动装置4。

本发明可通过直线驱动组件1实现对铣刀加工设备的升降，旋转固定部件3可实现对激光雕刻头31的安装，并且通过驱动装置4使得激光雕刻头31绕铣刀加工设备旋转，本发明通过将铣刀加工设备和激光雕刻头31集成在一起；

当需要进行覆膜材料加工时；若通过铣刀进行钻孔时，可先通过激光雕刻头31绕铣刀加工设备旋转，先一步实现钻孔边缘的焦化，再通过铣刀加工设备进行切削，切去焦化部分，避免毛边产生；同时节省了单一使用进行激光雕刻头31钻孔处理的成本，提高加工效率。

本实施例中，如图1所示，直线驱动组件1包括：直线滑块11、直线导轨12和安装背板13；直线导轨12垂直于待加工覆膜材料01所在平面，并且直线导轨12安装于安装背板13；直线导轨12上滑动连接有直线滑块11。直线滑块11在直线导轨12上滑动，从而使得安装在直线滑块11上的铣刀加工设备能进行上下移动；具体的，可通过气缸或电推杆的方式推动直线滑块11的移动，使得铣刀加工设备的上下移动距离可控。

优选地，可采用齿轮和齿条的配合方式；即通过电机驱动齿轮转动，从而使得齿轮驱动齿条进行上下移动。

本实施例中，铣刀加工设备包括：旋转主轴23、铣刀24和壳体22；旋转主轴23垂直于待加工覆膜材料01所在平面，旋转主轴23下连接铣刀24；旋转主轴23外设置有壳体22；壳体22的一侧通过安装板21连接于直线滑块11。旋转主轴23用于驱动铣刀24旋转，从而使得铣刀24能对待加工覆膜材料01进行加工；而在旋转主轴23外设置的壳体22一方面能使得旋转固定部件3得以固定，另一方面可以防止外界的尘土进入，避免干扰铣刀加工设备的工作。

本实施例中，如图1所示，转动机构4包括电机41、第一齿轮42和第二齿轮43；0电机41设置于旋转固定部件3，电机41的输出端设置有第一齿轮42，第二齿轮43固定于壳体22处，第一齿轮42啮合于第二齿轮43。通过第二齿轮43的固定，使得当电机41旋转时，第一齿轮42可绕第二齿轮43旋转，从而使得与电机41相固定的旋转固定部件3随同绕第二齿轮43旋转，使得连接于旋转固定部件3的激光雕刻头31绕铣刀加工设备旋转。

为了使得减少俯仰电机311的调整角度，通过使得旋转固定部件3设置激光雕刻头31的一端保持倾斜方式，如图1所示，使得旋转固定部件3设激光雕刻头31的一端与水平的另一端呈钝角；并且在该端上设置两轴承座，使得激光雕刻头31的两侧转动连接于两轴承座，并通过俯仰电机311对该激光雕刻头31进行旋转，从而使得激光雕刻头31的俯仰角能得到调整。使得在该调整过程中，激光雕刻头31的轴线与铣刀24的轴线相交。

本实施例中，旋转固定部件3可以条状板，该条状板可弯折形成钝角；具体的，该条状板的的一端水平地转动设于铣刀加工设备的下端的外壳，该条状板的弯曲朝下的一端设置有激光雕刻头31；从而使得仅需调节激光雕刻头31的俯仰角完成调整。

除上述实施例外，本发明的加工方法包括如下步骤：

步骤一、数控系统根据预设铣刀24的直径、待加工覆膜材料01的厚度、激光雕刻头31的位置信息，来计算所需的激光雕刻头31的俯仰角，激光雕刻头31调整俯仰角；

具体的，如图2所示，通过预设铣刀24的直径为D，通过R＝D/2，得到铣刀的半径R。

由于激光雕刻头31的与铣刀24之间相对位置为固定，因此通过调整铣刀24的位置，数控系统可直接确定激光雕刻头31的位置，并得到激光雕刻头31至铣刀24的水平方向距离W₁，以及激光雕刻头31至待加工覆膜材料01所在设置面的高度H。

预设待加工覆膜材料01的厚度为W，因此由此可得激光雕刻头31至待加工覆膜材料01表面的高度H₁＝H-W；

由此可得俯仰角θ＝arctan H₁/(W₁-R)。

再通过俯仰电机311调整，使得旋转固定部件3的俯仰角调整至θ。

步骤二、激光雕刻头31预先对待加工覆膜材料01的膜材011进行焦化处理；具体的，激光雕刻头31的俯仰角调整后不变，启动转动机构4，使得激光雕刻头31绕铣刀24一圈进行激光焦化。

步骤三、铣刀24运行时，使得膜材011以焦化区域为边界断开，避免膜材011产生毛边现象。铣刀24铣削时应避免切削过度，应留有一定焦化区域作为边界。

综上所述，本发明通过集成激光雕刻头和铣刀的优点，避免了覆膜材料表面的铣削后导致的断口不均匀的毛边现象。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，其特征在于，包括：

直线驱动组件；

铣刀加工设备，所述铣刀加工设备与所述直线驱动组件相连；在所述直线驱动组件的带动下沿与待加工覆膜材料所在平面相垂直的方向直线运动；

激光雕刻头，所述激光雕刻头设于旋转固定部件的一端，所述旋转固定部件的另一端转动设于所述铣刀加工设备的下端；并且所述激光雕刻头通过俯仰电机可进行俯仰角旋转，且始终使所述激光雕刻头的激光射线与所述铣刀加工设备的轴线始终相交；

驱动装置，所述驱动装置相连于所述旋转固定部件，并使所述旋转固定部件绕所述铣刀加工设备的轴线转动；所述驱动装置包括电机、第一齿轮和第二齿轮；所述电机设置于所述旋转固定部件上，所述电机的输出端设置有所述第一齿轮，所述第二齿轮固定于所述铣刀加工设备处，所述第一齿轮啮合于所述第二齿轮；

数控系统，所述数控系统通讯连接所述直线驱动组件、所述铣刀加工设备以及所述驱动装置；所述数控系统根据预设铣刀的直径、所述待加工覆膜材料的厚度、所述激光雕刻头的位置信息，来计算所需的所述激光雕刻头的俯仰角。

2.根据权利要求1所述的一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，其特征在于，所述直线驱动组件包括：直线滑块和直线导轨；所述直线导轨垂直于待加工覆膜材料所在平面，所述直线导轨上滑动设有所述直线滑块。

3.根据权利要求1所述的一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，其特征在于，所述直线驱动组件包括：齿轮和齿条；所述齿轮转动带动所述齿条进行上下移动，所述铣刀加工设备与所述齿条相连。

4.一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备的加工方法，其特征在于，其采用如权利要求1至权利要求3任一项所述的一种覆膜材料的集成铣刀的加工设备，所述加工方法包括如下步骤：

步骤一、所述数控系统根据预设所述铣刀的直径、所述待加工覆膜材料的厚度、所述激光雕刻头的位置信息，来计算所需的所述激光雕刻头的俯仰角，所述激光雕刻头调整俯仰角；

步骤二、所述激光雕刻头预先对所述待加工覆膜材料的膜材进行焦化处理；

步骤三、所述铣刀运行时，使得所述膜材以焦化区域为边界断开。

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