CN114453778A - 夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种夹具，其用于促进沿着主底板安装在个别连续布置的站上的多个圆柱形物体，例如玻璃或杯的连续雕刻。每一站包含驱动结构及与之隔开的被动支撑结构。每一站中的所述两个结构可针对物体长度进行联合调整。此外，所述支撑结构可经高度调整以使锥形物体的经雕刻表面校平。所有所述驱动结构包含驱动轮对，且所有驱动轮由单个步进电机经由单个轴以及个别带及滑轮系统驱动。

Description

夹具
技术领域
本申请案描述一种安装在雕刻机的外壳内的雕刻夹具，所述雕刻机包含可沿着水平X轴移动以对多个连续布置物体(例如陶瓷或玻璃杯)执行雕刻工艺的雕刻工具(例如激光器)。
背景技术
众所周知，使用例如激光器和旋转切割机的工具来在由包含木材、塑料、玻璃、陶瓷、石头及/或金属的各种材料中的任一者制成的各种物体的外表面上雕刻字母、数字及/或图像。在将要类似地雕刻多个物体的情况下，可通过以允许雕刻工具连续地遭遇且雕刻物体的方式安装物体来实现时间的节省和效率的提高。如果物体是圆柱形的，那么有必要在雕刻工具的道次之间递增地旋转物体，以便工具可执行产生二维结果的整个过程。
发明内容
下文描述的夹具希望用于外壳内，所述外壳也包含可沿至少一个轴(本文中描述为“X轴”)移动的工具，例如激光器或旋转切割机。将要雕刻的物体全部放置在距有效工具位置固定的距离处。在所述物体是圆柱形的并且雕刻结果基本上是二维特性的情况下，提供构件以围绕平行于工具移动轴的共同轴递增地旋转所述物体，借此允许所述工具的同步多个道次以在所述物体的每一者上完成二维雕刻作业。
在说明性实施例的以下描述中，所述工具是激光器，并且所述夹具包括呈挤制金属板形式的底座部件，一系列物体接纳站沿着所述底座部件定位。每个站包含安装在所述底座部件上的板上的一组驱动轮。第二结构(以下称为“从动梁”)配备有多个板，所述板承载与所述驱动结构水平隔开的惰轮组。每个站中的所述两个结构形成固持器，大体圆柱形的物体可以稳定的方式放置且固持在所述固持器上。如上文指示的所述站沿所述X轴连续布置。所有站中的所述驱动轮经联合驱动以在所述雕刻工具的道次之间递增地旋转所述物体。以优选的形式，所述夹具具备用于联合调整所述驱动器与所述从动结构之间的距离以及所述从动结构的高度两者的构件。执行所述从动轮的高度调整以使将要由所述激光器或其它工具雕刻的表面校平，借此消除在所述工具沿雕刻场的长度移动时调整所述工具的高度的需要。所述驱动轮与所述惰轮之间的距离调整允许不同长度的物体。以优选的形式，通过手动调整的机械系统来执行所述联合调整，但是，如对于所属领域的技术人员来说显而易见的是，也可通过在人或机器控制下的动力构件来执行所述调整。
下文更详细地描述的说明性实施例中的所述驱动系统包括步进电机，所述步进电机用于递增地旋转驱动轴，所述驱动轴沿着所述底座部件延伸，并且通过滑轮和围绕所述滑轮连接的驱动带的系统连接到所述站中的每一者中的所述驱动轮以旋转所述驱动轮及所述物体，所述物件在雕刻工艺期间在同一方向上同时且递增地雕刻。如所属领域的技术人员理解，通过使用数字化代码来开启及关闭所述激光器以产生将要雕刻的图案的数字系统来控制激光束激发的时序和所述驱动轮通过所述电机轴的所述递增旋转两者。在雕刻工艺扫描序列期间，数字化也递增地调整相对于激光器行进轴的物体表面旋转的位置，其中所述激光器和所述激光束沿着水平X轴来回移动，直到整个雕刻工艺完成。
提供通过防止提升及/或轴向移位来将物体固持在站中的适当位置中的构件。
附图说明
图1是雕刻夹具的透视图，其展示基梁、从动梁、提升架、及尺寸和高度调整系统以及驱动系统的细节；
图2是夹具的另一透视图，其中锥形圆柱形杯连续安装在夹具上，且激光工具L经安装用于沿平行于基梁的轴移动；
图3是其上没有安装物体的夹具的侧视图；
图4是其上安装杯的夹具的侧视图；
图5是没有安装物体的夹具的俯视图；
图6是具有安装在每一站中的杯的夹具的俯视图；
图7是具有用于在雕刻工艺期间将杯维持在适当位置中的装置的额外细节的夹具的透视图；
图8是图7的夹具的侧视图；
图8A展示驱动轮的细节；及
图9是图7和8的夹具的俯视图；及
图10是在雕刻玻璃或杯时与设备一起使用的压紧配件的透视图。
具体实施方式
参考图1到6，具有矩形横截面的挤制铝的主梁10适于平放在(例如)支撑网上，所述网界定包含具有向下引导的聚焦可调整激光束的激光器的类型的雕刻机外壳(未展示)的底表面，所述激光束适于沿着平行于安装在所述外壳内的所述主梁10的水平轴(此处为X轴)的递增程控式移动。此布置在第10,654,127号美国专利案中描述，其全部公开内容通过引用的方式并入本文中。在此机器中通常还提供Y轴移动，但在这些实施例中，Y轴移动由用于在激光器道次之间旋转物体M的构件所代替。
如图所示，主梁10在其左端处承载步进电机12，所述步进电机12具有输出轴14，所述输出轴14大体上沿梁10的长度在站14a、14b、14c和14d之间延伸，所有所述站是相同的，并且所有所述站希望在雕刻工艺期间接纳且固持物体，例如，圆柱形玻璃或陶瓷杯M或类似者。将理解，如本文所使用的术语“圆柱形”是指既是直边又为锥形的物体。主梁具有沿X轴以固定间隔附接到其的一系列板20，所述板20中的每一者承载一对可旋转的驱动轮22，在所述驱动轮22上托住将要雕刻的杯M，如图2、4和6中展示。板20是竖直的且彼此平行。
夹具进一步包括也由挤制铝制成的从动梁18及也由挤制铝制成的呈梁形式的且与从动梁18平行且在从动梁18上方布置的提升架16。所有部件10、16和18平行于激光工具位移的X轴布置。
从动板24通过沿架以规则间隔布置的平坦水平板28附接到提升架16。板24承载惰轮40组，所述惰轮40组与驱动轮22一起在每一站中以托住的方式承载物体M。提供下文描述的构件以联合调整每一站中的板20与24之间的水平距离及从动轮40相对于主梁10的高度两者。
每一站中的驱动轮22以平行旋转轴的并排方式布置，并经连接以由轴15通过滑轮系统递增地旋转，所述滑轮系统包括缠绕在经安装用于旋转的滑轮30、32和34周围的带28。带28的内表面经开槽以匹配至少滑轮30的开槽表面，以防止在雕刻操作期间递增旋转轴15与驱动轮22之间的滑动。每一驱动轮22在周向槽中承载硅橡胶环以增加摩擦力，此在旋转时防止轮22与物体M之间的滑动，如图8A中展示。
每一从动板24承载一对并排惰轮40，所述惰轮40可旋转地安装在板24上，并经布置以托住杯M的表面，且允许其在递增激光器雕刻操作期间的旋转。
从动板24中的每一者的高度的联合调整由承载所有板24及其惰轮40的提升架16提供。线性导杆60由丝杠46控制和驱动，所述丝杠46由传动带48同步，所述传动带48继而由手动旋钮50旋转，以相对于基梁10升高及降低提升架16。此调整结构的目的是在开始经编程激光器移动之前，使杯M的表面校平，借此消除激光束的失焦，所述失焦将另外在当激光器沿X轴移动时，目标表面将要在与激光工具的距离上变化的情况下发生。
每一站中的驱动轮22与惰轮40之间的距离也可联合调整。这是通过沿安装在固定板58上的滚筒59向左或向右移动从动梁18来完成。梁18由板58上的螺母52中的螺丝62驱动。
现参看图7到10，将描述在需要递增旋转的雕刻工艺期间将杯M维持在其各自站内的适当位置中的优选机构。在图7中，最左侧的站被展示为空的，使得可更容易地看到位置固持结构。
由不锈钢制成的弹簧臂70经塑形并通过一组紧固件孔可调整地安装在每一板20上。在臂70的远端处存在用于塑料或尼龙滚球74的向下定向的固持器72，所述塑料或尼龙滚球74通过弹簧压力抵靠杯M的内表面以避免损伤或刮伤所述内表面，而是将杯压紧在驱动轮22用于牵引的方式固持。臂70也可经塑形以防止杯朝向驱动轮轴向移动。靠近惰轮40的限制器结构76防止物品移离驱动轮22。总之，固持器经塑形且结构化以防止杯在雕刻操作期间在两个方向上的轴向移动，并将杯压紧在驱动轮22的牵引环上。
操作
简要描述整体操作，雕刻工艺开始于将要转移到雕刻物体的消息或图像或两者的数字化，以控制激光器L沿X轴的扫描移动以及杯或其它物体的递增旋转，以完成二维雕刻工艺。这在数字化雕刻领域是已知的。
接着在站14中的每一者中以托住的方式将将要雕刻的物体放置在驱动轮22及惰轮40上，且根据需要进行高度调整，以使将要雕刻的表面校平。
此时，激光束通电并开始前后扫描，同时在左及右激光器扫描之间通过驱动轮22及步进电机24递增地旋转物体，直到完成将要以二维方式雕刻的消息及/或图像。
此时，杯M被移除并被替换为下一批将要雕刻的杯。
将理解，在达成相同或等效功能的同时，可对本文揭示及上文描述的设备进行各种修改和改变。上述调整虽然在这里手动完成，但也可在手动及/或机器控制下以电子方式或动力方式完成。主从梁和提升梁全部可采用不同的形式，且多个夹具可以平行方式布置在给定的激光器雕刻外壳内，以同时进行多个平行激光器雕刻操作。类似地，基于四个站的呈现仅是说明性的，并且所属领域的技术人员将理解，依据激光器外壳的大小，物体接纳站的数量可为从两个到不确定数之间的任何数。

Claims (8)

1.一种用于与包含可沿着水平轴移动以用于连续雕刻多个连续布置的圆柱形物体的工具的类型的雕刻机一起使用的夹具，其中所述夹具包括：
底座，其可与所述水平轴对准；
多个物体接纳站，其沿着所述轴连续布置，每一所述站包含驱动结构及从动结构，所述驱动及从动结构沿所述水平轴彼此隔开；每一驱动结构包括用于在其上旋转物体的驱动轮；
所述从动结构具有适于配合所述驱动轮支撑物体的从动轮；及
驱动系统，其包含电机，所述电机具有联合连接到所述驱动轮的输出轴以用于在雕刻工艺期间在所述雕刻工具的线性道次之间同步递增地旋转所有所述驱动轮。
2.根据权利要求1所述的夹具，其进一步包含用于针对所有所述站联合调整所述从动轮相对于所述底座的高度的构件。
3.根据权利要求1所述的夹具，其进一步包含用于针对所述站的每一者联合调整所述驱动及从动结构之间的沿着所述轴的水平距离以适应各种长度的物体的构件。
4.根据权利要求1所述的夹具，其中所述驱动系统包含步进电机和驱动带，所述驱动带在每一站中通过驱动电机轴与所述驱动轮中的至少一者之间的所述滑轮连接所述输出轴。
5.根据权利要求4所述的夹具，其进一步包含摩擦环，所述摩擦环优选地安装在所述驱动轮中的每一者的外部物体接合表面上。
6.根据权利要求2所述的夹具，其进一步包含提升架及手动控制元件，所述提升架及手动控制元件用于相对于所述底座联合提升及降低所述从动结构。
7.根据权利要求1所述的夹具，其进一步包含用于在雕刻操作期间维持所述物体沿X轴的位置的构件。
8.根据权利要求1所述的夹具，其中所述工具是激光器。
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