CN113524957B - 一种双工位一体自动镜像数控雕刻机 - Google Patents

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Abstract

一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，所属无漆木门加工技术领域，雕刻机包括床身、横梁组件、主机头组件和副机头组件；其中，主机头组件和副机头组件设置有Z轴私服电机、X轴私服电机、主轴电机和刀库等。本发明雕刻机通过设置两个对称机头组件，同时对两块木板进行镜像雕刻加工，实现一体雕刻成型，防止图形不一致导致废品率高的问题，能够提高至少一倍的工作效率。本发明雕刻机工作台按照门板型号预制双面门板固定尺寸，定位更准确牢固，占用面积小；设置机头同步自动换刀，提高换刀效率，同时刀库对机头具有减震作用，减轻位移偏差；采用齿条对机头运动限位，保证图案镜像一致，雕刻更精密。

Description

一种双工位一体自动镜像数控雕刻机
技术领域
本发明属于无漆木门加工技术领域，具体涉及一种自动完成镜像加工的数控设备。
背景技术
无漆木门主要构造是用木方做主体框架，两面贴合密度纤维板(A板和B板)做表面，密度纤维板表面上雕刻上各种造型，A板和B板造型相同而且对称。目前，传统的无漆木门加工技术是使用电脑制作A板图形刀具路径，之后导入数控设备做A板图形，加工完成后板面卸下；然后重新装夹B板，电脑制作与A板镜像关系的B板图形刀具路径，之后导入数控设备加工制作B板图形。因为A板和B板的图形为对称关系，需要再做一次镜像图形，采用现有的数控设备就容易出现A板和B板图形不一致，产生废品率高，造成加工成本损失；而且每次只加工一张板，工作效率也较低。
其中，专利申请号CN201710644693.1公开了一种数控双位雕刻机，设置两个对称的主轴电机的工位利用Y轴电机和双向丝杠提供动力，使两个主轴电机沿Y向的运动轨迹呈镜像对称，从而一次性实现工件的双面雕刻，将一对工件背靠背合并在一起，即达到双面雕刻的效果。
该专利申请虽然实现了双面雕刻木门的问题，但是仍存在以下问题：
(1)该装置在雕刻前后需要对模板进行定位，输送和输出占用场地面积较大，设备总长度为三块门板长度，占用操作场地很大；
(2)虽然该设备也设置有刀库，但是不能够实现自动双面换刀，换刀操作十分麻烦，人工双面换刀，有可能造成双面换刀的刀型不一致，即换错刀；该设备只适用于简单的图案雕刻，如果复杂图案雕刻，则需要频繁换刀，工作效率低下。且在频繁换刀过程中有可能触动机头发生位移，影响图案镜像一致性；
(3)该设备是通过正反旋Y轴丝杆分别拖动左右两只主轴电机进行同时相向运动，或同时相反运动，丝杆在长期使用磨损后会产生较大的误差，在两个电机移动时容易造成路线不一致，导致雕刻图案不一致；
(4)雕刻机头在进行雕刻时高速旋转，产生振动，会使电机在丝杆产生位移偏差，也导致雕刻图案不一致。另外，双板分别定位会在振动影响下发生不牢固，使木板发生轻微位移，从而导致雕刻图形偏差，废品率高。
发明内容
针对现有技术中双机头雕刻设备存在的设备占用面积大、换刀麻烦、图案雕刻，废品率高、工作效率低等问题，本发明提供一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，按照门板型号预制适合两块门板的固定尺寸，定位更准确牢固，占用加工面积小；设置机头同步自动换刀，提高换刀效率，同时刀库对机头具有减震作用，减轻位移偏差；采用齿条对两个机头镜像运动限位，保证图案镜像一致，雕刻更精密。其具体技术方法如下：
一种双工位一体自动镜像雕刻方法，包括如下步骤：
步骤1：使用电脑制作A板图形刀具路径；
步骤2：将图形刀具路径导入雕刻机数控设备；
步骤3：将A板和B板同时放在雕刻机的床身上；
步骤4：雕刻机数控设备控制电机，启动Y轴私服电机，驱动立柱延Y轴直线导轨滑动，进行前后运动；同时启动X轴私服电机Ⅰ和X轴私服电机Ⅱ，使主机头组件和副机头组件左右镜像对称移动；同时启动Z轴私服电机Ⅰ和Z轴私服电机Ⅱ，使主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ上下同步移动；同时启动主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ，使铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ同步旋转雕刻；雕刻时两个自动刀库同步分别旋转至与机头组件呈一定夹角，为机头组件减震；
步骤5：当图形发生变化，需要更换铣刀时，同步暂停Y轴私服电机、X轴私服电机、Z轴私服电机和主轴电机，数控同时启动两个自动旋转盘，将刀位分别对准于工作的铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ，使工作的铣刀退入刀位中，然后数控自动旋转盘进行旋转，选择下一组工作铣刀，对准于主轴电机，并卡装刀头，继续进行雕刻；
步骤6：雕刻完毕后，升起主轴电机，将主机头组件和副机头组件移动至木板末端，然后直接取出A板和B板。
所述夹角为自动刀库臂与机头组件的立板夹角，呈110～150°；
一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，应用于上述一种双工位一体自动镜像雕刻方法，雕刻机包括床身4、横梁组件1、主机头组件2和副机头组件3；
所述横梁组件1包括架体1.1、立柱1.2、Y轴直线导轨1.3、Y轴传动齿条1.4、Y轴私服电机1.5、工作台1.6、横梁1.7、X轴直线导轨1.8和X轴齿条1.9；所述架体1.1安装在床身4上；两个所述Y轴直线导轨1.3分别固定在架体1.1两侧；两个所述Y轴直线导轨1.3上设置有两个所述Y轴传动齿条1.4；两个所述立柱1.2通过两个所述Y轴传动齿条1.4与两个所述Y轴直线导轨1.3滑动连接；两个所述Y轴私服电机1.5安装于两个所述立柱1.2下方；所述横梁1.7横亘在两个所述立柱1.2上端；所述横梁1.7前侧面设置有X轴直线导轨1.8；所述X轴直线导轨1.8上设置有X轴齿条1.9；
所述主机头组件2包括Z轴立板Ⅰ2.1、Z轴前板Ⅰ2.2、Z轴直线导轨Ⅰ2.3、Z轴丝杠Ⅰ2.4、Z轴私服电机Ⅰ2.5、X轴私服电机Ⅰ2.6、主轴电机Ⅰ2.7、铣刀Ⅰ2.8、Z轴平板Ⅰ2.9、自动刀库Ⅰ2.10；所述Z轴立板Ⅰ2.1与X轴直线导轨1.8滑动连接；所述Z轴直线导轨Ⅰ2.3竖直固定在Z轴立板Ⅰ2.1的前面；所述Z轴前板Ⅰ2.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅰ2.3；所述主轴电机Ⅰ2.7固定安装在Z轴前板Ⅰ2.2；所述主轴电机Ⅰ2.7的机头安装有铣刀Ⅰ2.8；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5位于Z轴前板Ⅰ2.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅰ2.1上；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5连接Z轴丝杠Ⅰ2.4，所述Z轴丝杠Ⅰ2.4连接Z轴前板Ⅰ2.2；所述Z轴平板Ⅰ2.9水平固定于Z轴立板Ⅰ2.1的后面；所述X轴私服电机Ⅰ2.6安装于Z轴平板Ⅰ2.9上，所述X轴私服电机Ⅰ2.6连接X轴齿条1.9；所述自动刀库Ⅰ2.10轴连于Z轴立板Ⅰ2.1外侧；
所述副机头组件3包括Z轴立板Ⅱ3.1、Z轴前板Ⅱ3.2、Z轴直线导轨Ⅱ3.3、Z轴丝杠Ⅱ3.4、Z轴私服电机Ⅱ3.5、X轴私服电机Ⅱ3.6、主轴电机Ⅱ3.7、铣刀Ⅱ3.8、Z轴平板Ⅱ3.9、自动刀库Ⅰ3.10；所述Z轴立板Ⅱ3.1与X轴直线导轨1.8滑动连接；所述Z轴直线导轨Ⅱ3.3竖直固定在Z轴立板Ⅱ3.1的前面；所述Z轴前板Ⅱ3.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅱ3.3；所述主轴电机Ⅱ3.7固定安装在Z轴前板Ⅱ3.2；所述主轴电机Ⅱ3.7的机头安装有铣刀Ⅱ3.8；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5位于Z轴前板Ⅱ3.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅱ3.1上；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5连接Z轴丝杠Ⅱ3.4；所述Z轴丝杠Ⅱ3.4连接Z轴前板Ⅱ3.2；所述Z轴平板Ⅱ3.9水平固定于Z轴立板Ⅱ3.1的后面，所述X轴私服电机Ⅱ3.6安装于Z轴平板Ⅱ3.9上，所述X轴私服电机Ⅱ3.6连接X轴齿条1.9；
所述自动刀库Ⅰ2.10包括自动旋转刀位盘Ⅰ2.11、盘罩Ⅰ2.12和主机头刀库控制电机；
所述自动刀库Ⅱ3.10包括自动旋转刀位盘Ⅱ3.11、盘罩Ⅱ3.12和副机头刀库控制电机；
上述技术方案中，所述Y轴私服电机1.5通过Y轴传动齿条1.4驱动立柱1.2延Y轴直线导轨1.3滑动；
上述技术方案中，所述X轴私服电机Ⅰ2.6通过X轴齿条1.9驱动主机头组件2延X轴直线导轨1.8水平滑动；
上述技术方案中，所述X轴私服电机Ⅱ3.6通过X轴齿条1.9驱动副机头组件3延X轴直线导轨1.8水平滑动；
上述技术方案中，所述主机头组件2与副机头组件3互为镜像移动；
上述技术方案中，所述Z轴私服电机Ⅰ2.5通过Z轴丝杠Ⅰ2.4驱动主轴电机Ⅰ2.7延Z轴直线导轨Ⅰ2.3上下移动；
上述技术方案中，所述Z轴私服电机Ⅱ3.5通过Z轴丝杠Ⅱ3.4驱动主轴电机Ⅱ3.7延Z轴直线导轨Ⅱ3.3上下移动；
上述技术方案中，所述主轴电机Ⅱ3.7与主轴电机Ⅰ2.7为同步上下移动；
上述技术方案中，所述床身4的工作平台尺寸按待雕刻A+B面门板的尺寸进行设计；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10绕Z轴立板Ⅰ2.1自由旋转，所述自动刀库Ⅱ3.10绕Z轴立板Ⅱ3.1自由旋转；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10臂和自动刀库Ⅱ3.10臂在雕刻时，分别同步与Z轴立板Ⅰ2.1和Z轴立板Ⅱ3.1夹角为110～150°；
上述技术方案中，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11上设置有N个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11由主机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11上设置有N个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11由副机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；所述N为8～36个；
上述技术方案中，所述盘罩Ⅰ2.12和盘罩Ⅱ3.12的侧壁设置有若干可视孔，监控换刀状态。
本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，与现有技术相比，有益效果为：
一、本发明设置双机头组件，对A板和B板同时镜像雕刻，只需要输入一次图形刀具路径，即可实现两块板同时完成雕刻，工作效率提高一倍以上。
二、现有技术的雕刻机工作平台为三倍的木板长度，占用面积较大，且只在木板首端进行点式限位，限位效果差，在执行雕刻过程中容易发生振动偏移，从而影响雕刻图案偏移或不一致。与现有双机头雕刻机相比，本发明雕刻机床身的工作平台设置与两个木板相同尺寸，直接对木板四边进行固定限位，防止在雕刻过程中由于振动发生位移，保证绘制图案镜像一致；并且本发明的雕刻机工作平台长度接近木板长度，大幅节省操作占用面积，可放置多台不同尺寸的设备同时进行雕刻加工。
三、现有技术的双机头雕刻机，采用正反旋Y轴丝杆分别拖动左右两只主轴电机进行镜像运动，丝杆在使用磨损后会产生较大的移动误差；而本发明雕刻机采用齿条对双机头组件进行镜像限位移动，相对移动精度更高，使用寿命更长。
四、现有技术的双机头雕刻机虽然也设置有刀库，但是不能够实现自动双面换刀，换刀操作十分麻烦，人工双面换刀，有可能造成双面换刀的刀型不一致，即换错刀，只适用于简单的图案雕刻，如果复杂图案雕刻，则需要频繁换刀，工作效率低下，并且在频繁换刀过程中有可能触动机头发生位移，影响图案镜像一致性。而本发明的双机头雕刻机能够自动旋转换刀，操作方便，换刀效率高，且在盘罩侧壁开设有可视孔，可人工监测换刀状态，能够进一步防止换刀错误，多次换刀效果更好，且避免了人工换刀导致的触动机头发生位移。
五、盘罩可保护刀库中刀件在移动、装卸、雕刻时不受损伤，侧壁开设有可视孔便于监测检修及时更换钝化的刀件。
六、本发明雕刻机的刀库设置在Z轴立板两侧，在雕刻加工时，刀库臂与Z轴立板呈100-150°夹角，为机头组件减震，防止雕刻振动发生路径位移，以及防止木板受振动发生破裂现象。
七、现有技术Y轴电机设置在丝杆两端，电机不随雕刻机头移动，这种设置使Y轴电机通过丝杆传动带动远处的机头镜像移动，其位移势必存在误差；而本发明雕刻机的电机随机头移动，控制两个机头运动位移更加灵活和精确。
八、本发明雕刻机的电机组装结构简单，使用两块竖版和一块横版即可实现电机安装，更加经济实用。
九、本发明雕刻机在节省了抓料吸盘、进料定位台、出料台的条件下，能够实现更精确稳固的定位，保证木板不移动，并且安放和取出木板更便捷，前后都不必操作抓料吸盘、进料定位台、出料台，节省时间成本，和设备制作成本。
综上所述，相比于单机头雕刻，工作效率提高一倍以上，综合雕刻精度可提高30％以上。相比于现有双机头雕刻，工作效率提高20％以上(主要在换刀效率)，有效避免换刀错误，综合雕刻精度可提高20％以上，图案镜像雕刻合格率在98％以上。
附图说明
图1为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的结构示意图；
图2为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的床身和横梁组件的组装结构示意图；
图3为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的主机头组件的组装示意图；
图4为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的主机头组件的侧视图；
图5为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的副机头组件的组装示意图；
图6为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的副机头组件的侧视图；
图7为本发明的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机的主机头组件和副机头组件与横梁组件的连接示意图；
图中：1-横梁组件，1.1-架体，1.2-立柱，1.3-Y轴直线导轨，1.4-Y轴传动齿条，1.5-Y轴私服电机，1.6-工作台，1.7-横梁，1.8-X轴直线导轨，1.9-X轴齿条；
2-主机头组件，2.1-Z轴立板Ⅰ，2.2-Z轴前板Ⅰ，2.3-Z轴直线导轨Ⅰ，2.4-Z轴丝杠Ⅰ，2.5-Z轴私服电机Ⅰ，2.6-X轴私服电机Ⅰ，2.7-主轴电机Ⅰ，2.8铣刀Ⅰ，2.9-Z轴平板Ⅰ，2.10-自动刀库Ⅰ，2.11-自动旋转刀位盘Ⅰ，2.12-盘罩Ⅰ；
3-副机头组件，3.1-Z轴立板Ⅱ，3.2-Z轴前板Ⅱ，3.3-Z轴直线导轨Ⅱ，3.4-Z轴丝杠Ⅱ，3.5-Z轴私服电机Ⅱ，3.6-X轴私服电机Ⅱ，3.7-主轴电机Ⅱ，3.8-铣刀Ⅱ，3.9-Z轴平板Ⅱ，3.10-自动刀库Ⅱ，3.11-自动旋转刀位盘Ⅱ，3.12-盘罩Ⅱ。
具体实施方式
下面结合具体实施案例和附图1-7对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
本实施例对某常规规格的门板A、B面板进行雕刻，床身的工作平台尺寸按待雕刻A+B面门板的尺寸进行设计，因刻花需要，需中途更换四种铣刀。
一种双工位一体自动镜像雕刻方法，包括如下步骤：
步骤1：使用电脑制作A板图形刀具路径；
步骤2：将图形刀具路径导入雕刻机数控设备；
步骤3：将A板和B板同时放在雕刻机的床身上；
步骤4：雕刻机数控设备控制电机，启动Y轴私服电机，驱动立柱延Y轴直线导轨滑动，进行前后运动；同时启动X轴私服电机Ⅰ和X轴私服电机Ⅱ，使主机头组件和副机头组件左右镜像对称移动；同时启动Z轴私服电机Ⅰ和Z轴私服电机Ⅱ，使主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ上下同步移动；同时启动主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ，使铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ同步旋转雕刻；雕刻时两个自动刀库同步分别旋转至与机头组件呈130°夹角，为机头组件减震；
步骤5：当图形发生变化，需要更换铣刀时，同步暂停Y轴私服电机、X轴私服电机、Z轴私服电机和主轴电机，数控同时启动两个自动旋转盘，将刀位分别对准于工作的铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ，使工作的铣刀退入刀位中，然后数控自动旋转盘进行旋转，选择下一组工作铣刀，对准于主轴电机，并卡装刀头，继续进行雕刻；
步骤6：雕刻完毕后，升起主轴电机，将主机头组件和副机头组件移动至木板末端，然后直接取出A板和B板。
本实施例的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，应用于上述一种双工位一体自动镜像雕刻方法，雕刻机包括床身4、横梁组件1、主机头组件2和副机头组件3；如图1所示；
所述横梁组件1包括架体1.1、立柱1.2、Y轴直线导轨1.3、Y轴传动齿条1.4、Y轴私服电机1.5、工作台1.6、横梁1.7、X轴直线导轨1.8和X轴齿条1.9；所述架体1.1安装在床身4上；两个所述Y轴直线导轨1.3分别固定在架体1.1两侧；两个所述Y轴直线导轨1.3上设置有两个所述Y轴传动齿条1.4；两个所述立柱1.2通过两个所述Y轴传动齿条1.4与两个所述Y轴直线导轨1.3滑动连接；两个所述Y轴私服电机1.5安装于两个所述立柱1.2下方；所述横梁1.7横亘在两个所述立柱1.2上端；所述横梁1.7前侧面设置有X轴直线导轨1.8；所述X轴直线导轨1.8上设置有X轴齿条1.9；所述Y轴私服电机1.5通过Y轴传动齿条1.4驱动立柱1.2延Y轴直线导轨1.3滑动；如图2所示；
所述主机头组件2包括Z轴立板Ⅰ2.1、Z轴前板Ⅰ2.2、Z轴直线导轨Ⅰ2.3、Z轴丝杠Ⅰ2.4、Z轴私服电机Ⅰ2.5、X轴私服电机Ⅰ2.6、主轴电机Ⅰ2.7、铣刀Ⅰ2.8、Z轴平板Ⅰ2.9、自动刀库Ⅰ2.10；所述自动刀库Ⅰ2.10包括自动旋转刀位盘Ⅰ2.11、盘罩Ⅰ2.12和主机头刀库控制电机；所述Z轴立板Ⅰ2.1与X轴直线导轨1.8滑动连接，如图7所示；所述Z轴直线导轨Ⅰ2.3竖直固定在Z轴立板Ⅰ2.1的前面；所述Z轴前板Ⅰ2.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅰ2.3；所述主轴电机Ⅰ2.7固定安装在Z轴前板Ⅰ2.2；所述主轴电机Ⅰ2.7的机头安装有铣刀Ⅰ2.8；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5位于Z轴前板Ⅰ2.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅰ2.1上；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5连接Z轴丝杠Ⅰ2.4，所述Z轴丝杠Ⅰ2.4连接Z轴前板Ⅰ2.2；所述Z轴平板Ⅰ2.9水平固定于Z轴立板Ⅰ2.1的后面；所述X轴私服电机Ⅰ2.6安装于Z轴平板Ⅰ2.9上，所述X轴私服电机Ⅰ2.6连接X轴齿条1.9；所述自动刀库Ⅰ2.10轴连于Z轴立板Ⅰ2.1外侧；所述X轴私服电机Ⅰ2.6通过X轴齿条1.9驱动主机头组件2延X轴直线导轨1.8水平滑动；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5通过Z轴丝杠Ⅰ2.4驱动主轴电机Ⅰ2.7延Z轴直线导轨Ⅰ2.3上下移动；如图3和4所示；
所述副机头组件3包括Z轴立板Ⅱ3.1、Z轴前板Ⅱ3.2、Z轴直线导轨Ⅱ3.3、Z轴丝杠Ⅱ3.4、Z轴私服电机Ⅱ3.5、X轴私服电机Ⅱ3.6、主轴电机Ⅱ3.7、铣刀Ⅱ3.8、Z轴平板Ⅱ3.9、自动刀库Ⅰ3.10；所述自动刀库Ⅱ3.10包括自动旋转刀位盘Ⅱ3.11、盘罩Ⅱ3.12和副机头刀库控制电机；所述Z轴立板Ⅱ3.1与X轴直线导轨1.8滑动连接，如图7所示；所述Z轴直线导轨Ⅱ3.3竖直固定在Z轴立板Ⅱ3.1的前面；所述Z轴前板Ⅱ3.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅱ3.3；所述主轴电机Ⅱ3.7固定安装在Z轴前板Ⅱ3.2；所述主轴电机Ⅱ3.7的机头安装有铣刀Ⅱ3.8；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5位于Z轴前板Ⅱ3.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅱ3.1上；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5连接Z轴丝杠Ⅱ3.4；所述Z轴丝杠Ⅱ3.4连接Z轴前板Ⅱ3.2；所述Z轴平板Ⅱ3.9水平固定于Z轴立板Ⅱ3.1的后面，所述X轴私服电机Ⅱ3.6安装于Z轴平板Ⅱ3.9上，所述X轴私服电机Ⅱ3.6连接X轴齿条1.9；所述X轴私服电机Ⅱ3.6通过X轴齿条1.9驱动副机头组件3延X轴直线导轨1.8水平滑动；所述主机头组件2与副机头组件3互为镜像移动；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5通过Z轴丝杠Ⅱ3.4驱动主轴电机Ⅱ3.7延Z轴直线导轨Ⅱ3.3上下移动；所述主轴电机Ⅱ3.7与主轴电机Ⅰ2.7为同步上下移动；如图5和6所示；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10绕Z轴立板Ⅰ2.1自由旋转，所述自动刀库Ⅱ3.10绕Z轴立板Ⅱ3.1自由旋转；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10臂和自动刀库Ⅱ3.10臂在雕刻时，分别同步与Z轴立板Ⅰ2.1和Z轴立板Ⅱ3.1夹角为110～150°；
上述技术方案中，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11上设置有32个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11由主机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11上设置有32个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11由副机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；
上述技术方案中，所述盘罩Ⅰ2.12和盘罩Ⅱ3.12的侧壁设置有若干可视孔。
本实施例经对比使用，与单机头雕刻机相比，节省了B板图形刀具路径的设计和输入时间，两板同时雕刻，工作效率提高一倍以上，工作时间节省了3.5个小时，同时雕刻精度大幅提高。与现有双机头雕刻机相比，两板镜像雕刻深度的精度提高，路径图案镜像一致性也较好，尤其是更换刀具时，更换时间缩短半个多少小时。
实施例2
本实施例对某常规规格的门板A、B面板进行雕刻，床身的工作平台尺寸按待雕刻A+B面门板的尺寸进行设计，因刻花需要，需中途更换五种铣刀。
一种双工位一体自动镜像雕刻方法，包括如下步骤：
步骤1：使用电脑制作A板图形刀具路径；
步骤2：将图形刀具路径导入雕刻机数控设备；
步骤3：将A板和B板同时放在雕刻机的床身上；
步骤4：雕刻机数控设备控制电机，启动Y轴私服电机，驱动立柱延Y轴直线导轨滑动，进行前后运动；同时启动X轴私服电机Ⅰ和X轴私服电机Ⅱ，使主机头组件和副机头组件左右镜像对称移动；同时启动Z轴私服电机Ⅰ和Z轴私服电机Ⅱ，使主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ上下同步移动；同时启动主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ，使铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ同步旋转雕刻；雕刻时两个自动刀库同步分别旋转至与机头组件呈150°夹角，为机头组件减震；
步骤5：当图形发生变化，需要更换铣刀时，同步暂停Y轴私服电机、X轴私服电机、Z轴私服电机和主轴电机，数控同时启动两个自动旋转盘，将刀位分别对准于工作的铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ，使工作的铣刀退入刀位中，然后数控自动旋转盘进行旋转，选择下一组工作铣刀，对准于主轴电机，并卡装刀头，继续进行雕刻；
步骤6：雕刻完毕后，升起主轴电机，将主机头组件和副机头组件移动至木板末端，然后直接取出A板和B板。
本实施例的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，应用于上述一种双工位一体自动镜像雕刻方法，雕刻机包括床身4、横梁组件1、主机头组件2和副机头组件3；如图1所示；
所述横梁组件1包括架体1.1、立柱1.2、Y轴直线导轨1.3、Y轴传动齿条1.4、Y轴私服电机1.5、工作台1.6、横梁1.7、X轴直线导轨1.8和X轴齿条1.9；所述架体1.1安装在床身4上；两个所述Y轴直线导轨1.3分别固定在架体1.1两侧；两个所述Y轴直线导轨1.3上设置有两个所述Y轴传动齿条1.4；两个所述立柱1.2通过两个所述Y轴传动齿条1.4与两个所述Y轴直线导轨1.3滑动连接；两个所述Y轴私服电机1.5安装于两个所述立柱1.2下方；所述横梁1.7横亘在两个所述立柱1.2上端；所述横梁1.7前侧面设置有X轴直线导轨1.8；所述X轴直线导轨1.8上设置有X轴齿条1.9；所述Y轴私服电机1.5通过Y轴传动齿条1.4驱动立柱1.2延Y轴直线导轨1.3滑动；如图2所示；
所述主机头组件2包括Z轴立板Ⅰ2.1、Z轴前板Ⅰ2.2、Z轴直线导轨Ⅰ2.3、Z轴丝杠Ⅰ2.4、Z轴私服电机Ⅰ2.5、X轴私服电机Ⅰ2.6、主轴电机Ⅰ2.7、铣刀Ⅰ2.8、Z轴平板Ⅰ2.9、自动刀库Ⅰ2.10；所述自动刀库Ⅰ2.10包括自动旋转刀位盘Ⅰ2.11、盘罩Ⅰ2.12和主机头刀库控制电机；所述Z轴立板Ⅰ2.1与X轴直线导轨1.8滑动连接，如图7所示；所述Z轴直线导轨Ⅰ2.3竖直固定在Z轴立板Ⅰ2.1的前面；所述Z轴前板Ⅰ2.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅰ2.3；所述主轴电机Ⅰ2.7固定安装在Z轴前板Ⅰ2.2；所述主轴电机Ⅰ2.7的机头安装有铣刀Ⅰ2.8；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5位于Z轴前板Ⅰ2.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅰ2.1上；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5连接Z轴丝杠Ⅰ2.4，所述Z轴丝杠Ⅰ2.4连接Z轴前板Ⅰ2.2；所述Z轴平板Ⅰ2.9水平固定于Z轴立板Ⅰ2.1的后面；所述X轴私服电机Ⅰ2.6安装于Z轴平板Ⅰ2.9上，所述X轴私服电机Ⅰ2.6连接X轴齿条1.9；所述自动刀库Ⅰ2.10轴连于Z轴立板Ⅰ2.1外侧；所述X轴私服电机Ⅰ2.6通过X轴齿条1.9驱动主机头组件2延X轴直线导轨1.8水平滑动；所述Z轴私服电机Ⅰ2.5通过Z轴丝杠Ⅰ2.4驱动主轴电机Ⅰ2.7延Z轴直线导轨Ⅰ2.3上下移动；如图3和4所示；
所述副机头组件3包括Z轴立板Ⅱ3.1、Z轴前板Ⅱ3.2、Z轴直线导轨Ⅱ3.3、Z轴丝杠Ⅱ3.4、Z轴私服电机Ⅱ3.5、X轴私服电机Ⅱ3.6、主轴电机Ⅱ3.7、铣刀Ⅱ3.8、Z轴平板Ⅱ3.9、自动刀库Ⅰ3.10；所述自动刀库Ⅱ3.10包括自动旋转刀位盘Ⅱ3.11、盘罩Ⅱ3.12和副机头刀库控制电机；所述Z轴立板Ⅱ3.1与X轴直线导轨1.8滑动连接，如图7所示；所述Z轴直线导轨Ⅱ3.3竖直固定在Z轴立板Ⅱ3.1的前面；所述Z轴前板Ⅱ3.2滑动连接于Z轴直线导轨Ⅱ3.3；所述主轴电机Ⅱ3.7固定安装在Z轴前板Ⅱ3.2；所述主轴电机Ⅱ3.7的机头安装有铣刀Ⅱ3.8；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5位于Z轴前板Ⅱ3.2的上方，并固定于Z轴立板Ⅱ3.1上；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5连接Z轴丝杠Ⅱ3.4；所述Z轴丝杠Ⅱ3.4连接Z轴前板Ⅱ3.2；所述Z轴平板Ⅱ3.9水平固定于Z轴立板Ⅱ3.1的后面，所述X轴私服电机Ⅱ3.6安装于Z轴平板Ⅱ3.9上，所述X轴私服电机Ⅱ3.6连接X轴齿条1.9；所述X轴私服电机Ⅱ3.6通过X轴齿条1.9驱动副机头组件3延X轴直线导轨1.8水平滑动；所述主机头组件2与副机头组件3互为镜像移动；所述Z轴私服电机Ⅱ3.5通过Z轴丝杠Ⅱ3.4驱动主轴电机Ⅱ3.7延Z轴直线导轨Ⅱ3.3上下移动；所述主轴电机Ⅱ3.7与主轴电机Ⅰ2.7为同步上下移动；如图5和6所示；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10绕Z轴立板Ⅰ2.1自由旋转，所述自动刀库Ⅱ3.10绕Z轴立板Ⅱ3.1自由旋转；
上述技术方案中，所述自动刀库Ⅰ2.10臂和自动刀库Ⅱ3.10臂在雕刻时，分别同步与Z轴立板Ⅰ2.1和Z轴立板Ⅱ3.1夹角为110～150°；
上述技术方案中，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11上设置有32个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅰ2.11由主机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11上设置有32个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅱ3.11由副机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；
上述技术方案中，所述盘罩Ⅰ2.12和盘罩Ⅱ3.12的侧壁设置有若干可视孔。
本实施例经对比使用，同时使用两部本发明的雕刻设备，其中一部雕刻机在使用前将其刀库卸下，进行人工换刀操作。在对比实验操作时，换刀时间大幅延长，且机头没有减震效果，在雕刻过程中，B板出现轻微裂纹；而正常本发明具备刀库减震的雕刻机，未发现裂纹现象。

Claims (6)

1.一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，雕刻机包括床身(4)、横梁组件(1)、主机头组件(2)和副机头组件(3)，所述主机头组件(2)和副机头组件(3)对称设置；
所述横梁组件(1)包括架体(1.1)、立柱(1.2)、Y轴直线导轨(1.3)、Y轴传动齿条(1.4)、Y轴私服电机(1.5)、工作台(1.6)、横梁(1.7)、X轴直线导轨(1.8)和X轴齿条(1.9)；所述架体(1.1)安装在床身(4)上；两个所述Y轴直线导轨(1.3)分别固定在架体(1.1)两侧；两个所述Y轴直线导轨(1.3)上设置有两个所述Y轴传动齿条(1.4)；两个所述立柱(1.2)通过两个所述Y轴传动齿条(1.4)与两个所述Y轴直线导轨(1.3)滑动连接；两个所述Y轴私服电机(1.5)安装于两个所述立柱(1.2)下方；所述横梁(1.7)横亘在两个所述立柱(1.2)上端；所述横梁(1.7)前侧面设置有X轴直线导轨(1.8)；所述X轴直线导轨(1.8)上设置有X轴齿条(1.9)；
所述主机头组件(2)包括Z轴立板Ⅰ(2.1)、Z轴前板Ⅰ(2.2)、Z轴直线导轨Ⅰ(2.3)、Z轴丝杠Ⅰ(2.4)、Z轴私服电机Ⅰ(2.5)、X轴私服电机Ⅰ(2.6)、主轴电机Ⅰ(2.7)、铣刀Ⅰ(2.8)、Z轴平板Ⅰ(2.9)、自动刀库Ⅰ(2.10)；所述Z轴立板Ⅰ(2.1)与X轴直线导轨(1.8)滑动连接；所述Z轴直线导轨Ⅰ(2.3)竖直固定在Z轴立板Ⅰ(2.1)的前面；所述Z轴前板Ⅰ(2.2)滑动连接于Z轴直线导轨Ⅰ(2.3)；所述主轴电机Ⅰ(2.7)固定安装在Z轴前板Ⅰ(2.2)；所述主轴电机Ⅰ(2.7)的机头安装有铣刀Ⅰ(2.8)；所述Z轴私服电机Ⅰ(2.5)位于Z轴前板Ⅰ(2.2)的上方，并固定于Z轴立板Ⅰ(2.1)上；所述Z轴私服电机Ⅰ(2.5)连接Z轴丝杠Ⅰ(2.4)，所述Z轴丝杠Ⅰ(2.4)连接Z轴前板Ⅰ(2.2)；所述Z轴平板Ⅰ(2.9)水平固定于Z轴立板Ⅰ(2.1)的后面；所述X轴私服电机Ⅰ(2.6)安装于Z轴平板Ⅰ(2.9)上，所述X轴私服电机Ⅰ(2.6)连接X轴齿条(1.9)；所述自动刀库Ⅰ(2.10)轴连于Z轴立板Ⅰ(2.1)外侧；
所述副机头组件(3)包括Z轴立板Ⅱ(3.1)、Z轴前板Ⅱ(3.2)、Z轴直线导轨Ⅱ(3.3)、Z轴丝杠Ⅱ(3.4)、Z轴私服电机Ⅱ(3.5)、X轴私服电机Ⅱ(3.6)、主轴电机Ⅱ(3.7)、铣刀Ⅱ(3.8)、Z轴平板Ⅱ(3.9)、自动刀库Ⅱ (3.10)；所述Z轴立板Ⅱ(3.1)与X轴直线导轨(1.8)滑动连接；所述Z轴直线导轨Ⅱ(3.3)竖直固定在Z轴立板Ⅱ(3.1)的前面；所述Z轴前板Ⅱ(3.2)滑动连接于Z轴直线导轨Ⅱ(3.3)；所述主轴电机Ⅱ(3.7)固定安装在Z轴前板Ⅱ(3.2)；所述主轴电机Ⅱ(3.7)的机头安装有铣刀Ⅱ(3.8)；所述Z轴私服电机Ⅱ(3.5)位于Z轴前板Ⅱ(3.2)的上方，并固定于Z轴立板Ⅱ(3.1)上；所述Z轴私服电机Ⅱ(3.5)连接Z轴丝杠Ⅱ(3.4)；所述Z轴丝杠Ⅱ(3.4)连接Z轴前板Ⅱ(3.2)；所述Z轴平板Ⅱ(3.9)水平固定于Z轴立板Ⅱ(3.1)的后面，所述X轴私服电机Ⅱ(3.6)安装于Z轴平板Ⅱ(3.9)上，所述X轴私服电机Ⅱ(3.6)连接X轴齿条(1.9)；
所述自动刀库Ⅰ(2.10)包括自动旋转刀位盘Ⅰ(2.11)、盘罩Ⅰ(2.12)和主机头刀库控制电机；
所述自动刀库Ⅱ(3.10)包括自动旋转刀位盘Ⅱ(3.11)、盘罩Ⅱ(3.12)和副机头刀库控制电机；
所述自动刀库Ⅰ(2.10)绕Z轴立板Ⅰ(2.1)自由旋转，所述自动刀库Ⅱ(3.10)绕Z轴立板Ⅱ(3.1)自由旋转，实现换刀对准；
所述自动刀库Ⅰ(2.10)臂和自动刀库Ⅱ(3.10)臂在雕刻时，分别同步与Z轴立板Ⅰ(2.1)和Z轴立板Ⅱ(3.1)夹角为110～150°，实现雕刻减震；
所述床身(4)的工作平台尺寸按待雕刻A+B面门板的尺寸进行设计；
所述雕刻机的雕刻方法包括如下步骤：
步骤1：使用电脑制作A板图形刀具路径；
步骤2：将图形刀具路径导入雕刻机数控设备；
步骤3：将A板和B板同时放在雕刻机的床身的工作台上；
步骤4：雕刻机数控设备控制电机，启动Y轴私服电机，驱动立柱延Y轴直线导轨滑动，进行前后运动；同时启动X轴私服电机Ⅰ和X轴私服电机Ⅱ，使主机头组件和副机头组件左右镜像对称移动；同时启动Z轴私服电机Ⅰ和Z轴私服电机Ⅱ，使主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ上下同步移动；同时启动主轴电机Ⅰ和主轴电机Ⅱ，使铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ同步旋转雕刻；雕刻时两个自动刀库同步分别旋转至与机头组件呈一定夹角，为机头组件减震；
所述夹角为自动刀库臂与机头组件的立板夹角，呈110～150°；
步骤5：当图形发生变化，需要更换铣刀时，同步暂停Y轴私服电机、X轴私服电机、Z轴私服电机和主轴电机，数控同时启动两个自动旋转盘，将刀位分别对准于工作的铣刀Ⅰ和铣刀Ⅱ，使工作的铣刀退入刀位中，然后数控自动旋转盘进行旋转，选择下一组工作铣刀，对准于主轴电机，并卡装刀头，继续进行雕刻；
步骤6：雕刻完毕后，升起主轴电机，将主机头组件和副机头组件移动至木板末端，然后直接取出A板和B板。
2.根据权利要求1所述的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，所述Y轴私服电机(1.5)通过Y轴传动齿条(1.4)驱动立柱(1.2)延Y轴直线导轨(1.3)滑动。
3.根据权利要求1所述的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，所述X轴私服电机Ⅰ(2.6)通过X轴齿条(1.9)驱动主机头组件(2)延X轴直线导轨(1.8)水平滑动；所述X轴私服电机Ⅱ(3.6)通过X轴齿条(1.9)驱动副机头组件(3)延X轴直线导轨(1.8)水平滑动；所述主机头组件(2)与副机头组件(3)互为镜像移动。
4.根据权利要求1所述的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，所述Z轴私服电机Ⅰ(2.5)通过Z轴丝杠Ⅰ(2.4)驱动主轴电机Ⅰ(2.7)延Z轴直线导轨Ⅰ(2.3)上下移动；所述Z轴私服电机Ⅱ(3.5)通过Z轴丝杠Ⅱ(3.4)驱动主轴电机Ⅱ(3.7)延Z轴直线导轨Ⅱ(3.3)上下移动；所述主轴电机Ⅱ(3.7)与主轴电机Ⅰ(2.7)为同步上下移动。
5.根据权利要求1所述的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，所述自动旋转刀位盘Ⅰ(2.11)上设置有N个刀位，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅰ(2.11)由主机头刀库控制电机控制，实现自动换刀；所述自动旋转刀位盘Ⅱ(3.11)上设置有N个刀位，所述N为8～36，所述刀位内设置有备用刀具，所述自动旋转刀位盘Ⅱ(3.11)由副机头刀库控制电机控制，实现自动换刀。
6.根据权利要求1所述的一种双工位一体自动镜像数控雕刻机，其特征在于，所述盘罩Ⅰ(2.12)和盘罩Ⅱ(3.12)的侧壁设置有若干可视孔，监控换刀状态。
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