CN114571902A - 高精度定位的家具数控雕刻设备及方法 - Google Patents

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CN114571902A CN202210316711.4A CN202210316711A CN114571902A CN 114571902 A CN114571902 A CN 114571902A CN 202210316711 A CN202210316711 A CN 202210316711A CN 114571902 A CN114571902 A CN 114571902A
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Abstract

本申请涉及家具板材雕刻技术领域，尤其是涉及一种高精度定位的家具数控雕刻设备及方法，其中设备包括机床，所述机床上设有能够沿所述机床长度方向运动的雕刻机构，所述机床上设有用于翻转板材正反两面的第一翻转机构以及第一定位机构，所述第一定位机构用于在雕刻板材正反两面时对其进行定位，所述机床上还设有用于翻转板材侧面的第二翻转机构以及第二定位机构，所述第二定位机构用于在雕刻板材侧面时对其进行定位；所述雕刻机构上设有用于清理板材碎屑的清理机构。本申请能够改善数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时较为不便的问题。

Description

高精度定位的家具数控雕刻设备及方法
技术领域
本申请涉及家具板材雕刻技术领域，尤其是涉及一种高精度定位的家具数控雕刻设备及方法。
背景技术
在家具的加工过程中，为了美化家具的装饰效果，常使用数控雕刻设备对家具的木质板材的各个面进行雕刻加工；目前的数控雕刻设备包括机床和设在机床上的雕刻机构，机床上设有若干用于压紧板材的压紧机构，压紧机构包括设在机床上的固定块和设在固定块上的压紧块， 压紧块上开设有螺纹孔，螺纹孔内设有用于锁紧压紧块的螺栓；在对板材进行雕刻之前，先将板材放置在机床上位于压紧块的下方，拧紧螺栓使得压紧块能够压紧板材，随后控制雕刻机构对板材进行雕刻，当板材的一面雕刻完成后，停止驱动雕刻机构，拧松螺栓并将板材取出翻面，随后再用同样的方法对板材进行固定，最后对板材的另一面进行雕刻。
在上述家具数控雕刻设备的使用过程中，发明人发现上述技术至少存在以下问题：当板材的侧面需要进行雕刻时，现有的压紧机构不易对板材进行定位，从而导致数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时较为不便。
发明内容
为了改善数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时较为不便的问题，本申请提供一种高精度定位的家具数控雕刻设备及方法。
第一方面，本申请提供一种高精度定位的家具数控雕刻设备，采用如下的技术方案：
一种高精度定位的家具数控雕刻设备，包括机床，所述机床上设有能够沿所述机床长度方向运动的雕刻机构，所述机床上设有用于翻转板材正反两面的第一翻转机构以及第一定位机构，所述第一定位机构用于在雕刻板材正反两面时对其进行定位，所述机床上还设有用于翻转板材侧面的第二翻转机构以及第二定位机构，所述第二定位机构用于在雕刻板材侧面时对其进行定位；所述雕刻机构上设有用于清理板材碎屑的清理机构。
通过采用上述技术方案，当对板材进行雕刻之前，先通过第一定位机构对板材进行定位，随后控制雕刻机构对板材的一个面进行雕刻，雕刻完成后将雕刻机构移走并通过翻转机构对板材进行翻转，继续控制雕刻机构对板材的另一个面进行雕刻，雕刻完成后将雕刻机构移走并取下板材，再通过第二定位机构对板材进行重新定位并控制雕刻机构对板材的侧面进行加工，每次加工之后都会通过清理机构对雕刻板材的碎屑进行清理，通过加设专门用于雕刻板材侧面所需的第二翻转机构以及第二定位机构，使得数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时更为便捷。
在一个具体的可实施方案中，所述第一定位机构包括设在所述机床上的若干第一电伸缩杆，所述机床的内底壁上开设有若干第一凹槽，所述第一电伸缩杆与所述第一凹槽一一对应，所述第一电伸缩杆设在对应的所述第一凹槽内，每个所述第一电伸缩杆均连有第一托盘。
通过采用上述技术方案，通过将板材放置在若干第一托盘上，能够使得第一托盘将板材吸住从而实现对板材的定位。
在一个具体的可实施方案中，所述雕刻机构上设有激光测距探头。
通过采用上述技术方案，利用激光测距探头便于测量板材与雕刻机构的距离，随后根据测量的距离的偏差，通过第一电伸缩杆调节第一托盘的高度，从而实现对板材的高精度定位。
在一个具体的可实施方案中，所述第一翻转机构为若干机械夹爪，若干所述机械夹爪对称设在所述机床长度方向的两端。
通过采用上述技术方案，当板材的某一面雕刻完成后，通过控制机械夹爪将板材的两端夹持住并将板材进行翻转，随后再控制第一电伸缩杆使得第一托盘再次对板材进行定位，机械夹爪的设置使得板材的翻转更加智能化。
在一个具体的可实施方案中，所述第二定位机构包括设在所述机床上的若干第二电伸缩杆，所述机床的侧壁上开设有若干第二凹槽，所述第二电伸缩杆与所述第二凹槽一一对应，所述第二电伸缩杆设在对应的所述第二凹槽内，每个所述第二电伸缩杆均连有第二托盘。
通过采用上述技术方案，通过若干第二托盘将板材的两侧吸住，从而实现当数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻加工时对板材的定位。
在一个具体的可实施方案中，所述第二翻转机构为电机，所述电机设在所述第二凹槽内，所述电机的输出端与所述第二电伸缩杆远离所述第二托盘的一端固定连接。
通过采用上述技术方案，通过启动电机能够使得输出端带动第二电伸缩杆转动，并使得第二托盘带动吸住的板材转动，从而完成板材的翻转，相较于人工翻转板材更为省力。
在一个具体的可实施方案中，所述清理机构包括保护壳和若干安装板，若干所述安装板可拆卸地安装在所述保护壳的周侧，所述安装板的一端设有螺纹套筒，所述安装板的另一端设有吸气头，所述螺纹套筒螺纹连接有通气管，所述通气管与所述吸气头相连通。
通过采用上述技术方案，通气管的设置便于连接吸尘器，启动吸尘器能够使得吸气头对机床上的雕刻所产生的木屑进行收集，收集的木屑通过通气管进入吸尘器内，从而对木屑进行快速地清除。
在一个具体的可实施方案中，所述保护壳上设有若干安装块，所述安装块上均开设有安装槽，所述安装槽沿竖直方向贯穿所述安装块，所述安装板靠近所述螺纹套筒的一端设有限位板，所述安装板在所述限位板的作用下卡在所述安装槽内。
通过采用上述技术方案，安装板插入安装槽内并通过限位板卡在安装块内，相较于其他可拆卸结构，便于工作人员对安装板进行快速的组装和连接。
在一个具体的可实施方案中，所述安装板远离所述螺纹套筒的一端对称设有挂耳，两个所述挂耳之间设有转轴，所述吸气头设在所述转轴上。
通过采用上述技术方案，通过转动转轴能够改变吸气头的方向，使得吸气头能够从多个方位对机床上的木屑进行收集，从而提高清洁效率。
第二方面，本申请提供一种基于上述高精度定位的家具数控雕刻设备的雕刻方法，采用如下的技术方案：
一种高精度定位的家具数控雕刻方法，包括以下步骤：
S1、启动第一电伸缩杆使其带动第一托盘上升至一定高度，将板材放置在第一托盘上；
S2、通过激光测距探头测量板材与雕刻机构的距离，根据测量的距离的偏差控制第一电伸缩杆调节第一托盘的高度，随后控制雕刻机构对板材的一面进行雕刻加工；
S3、雕刻完成后控制机械夹爪夹持住板材的两端，控制第一电伸缩杆收回第一托盘，再控制机械夹爪对板材进行翻转，随后重复S1和S2步骤；
S4、对板材的正反两面雕刻完成后，人工将板材立起，并启动第二电伸缩杆使其带动第二托盘将板材的两侧吸住，随后控制雕刻机构对板材的侧面进行雕刻加工；
S5、雕刻完成后启动电机使其带动第二托盘对板材进行翻转，再控制雕刻机构对板材其他的几个侧面进行雕刻加工。
通过采用上述技术方案，通过加设专门用于雕刻板材侧面所需的第二翻转机构以及第二定位机构，使得数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时更为便捷。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.当对板材进行雕刻之前，先通过第一定位机构对板材进行定位，随后控制雕刻机构对板材的一个面进行雕刻，雕刻完成后将雕刻机构移走并通过翻转机构对板材进行翻转，继续控制雕刻机构对板材的另一个面进行雕刻，雕刻完成后将雕刻机构移走并取下板材，再通过第二定位机构对板材进行重新定位并控制雕刻机构对板材的侧面进行加工，每次加工之后都会通过清理机构对雕刻板材的碎屑进行清理，通过加设专门用于雕刻板材侧面所需的第二翻转机构以及第二定位机构，使得数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时更为便捷；
2.通气管的设置便于连接吸尘器，启动吸尘器能够使得吸气头对机床上的雕刻所产生的木屑进行收集，收集的木屑通过通气管进入吸尘器内，从而对木屑进行快速地清除；
3.通过转动转轴能够改变吸气头的方向，使得吸气头能够从多个方位对机床上的木屑进行收集，从而提高清洁效率。
附图说明
图1是本申请实施例中高精度定位的家具数控雕刻设备的整体结构示意图。
图2是本申请实施例中机床的结构示意图。
图3是图2中A部分的放大图。
图4是本申请实施例中清理机构的结构示意图。
附图标记说明：1、机床；11、第一凹槽；12、第二凹槽；2、雕刻机构；21、雕刻箱；22、雕刻刀头；23、龙门架；24、滑块；3、第一定位机构；31、第一电伸缩杆；32、第一托盘；4、第二定位机构；41、第二电伸缩杆；42、第二托盘；5、清理机构；51、保护壳；52、安装块；53、安装板；54、螺纹套筒；55、通气管；56、吸气头；57、限位板；58、挂耳；59、转轴；6、激光测距探头；7、机械夹爪；8、电机；9、控制箱。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种高精度定位的家具数控雕刻设备。参照图1，高精度定位的家具数控雕刻设备包括机床1、雕刻机构2和用于控制雕刻机构2的控制箱9，雕刻机构2设在机床1上且能够沿机床1的长度方向运动，控制箱9固定安装在机床1的一侧。雕刻机构2包括龙门架23、雕刻箱21和滑块24，龙门架23固定安装在机床1上，控制箱9能够控制滑块24在龙门架23上沿龙门架23长度方向滑动，雕刻箱21固定安装在滑块24上且能够在控制箱9的驱动下在滑块24上沿竖直方向运动，雕刻箱21的底面固定安装有雕刻刀头22。雕刻箱21的底面位于雕刻刀头22的外侧设有用于收集板材雕刻时所产生的木屑的清理机构5，机床1上设有第一定位机构3和第一翻转机构，第一定位机构3用于雕刻刀头22对板材的正反两面进行雕刻时对板材进行定位，第一翻转机构用于翻转板材的正反两面。机床1上还设有第二定位机构4和第二翻转机构，第二定位机构4用于对板材的侧面进行雕刻时对板材进行定位，第二翻转机构用于翻转板材的侧面。
参照图2，第一定位机构3包括若干第一电伸缩杆31和若干第一托盘32，机床1的内底壁上开设有若干第一凹槽11，第一电伸缩杆31、第一托盘32和第一凹槽11一一对应，第一电伸缩杆31的一端固定安装在对应的第一凹槽11内，第一电伸缩杆31的另一端与对应的第一托盘32固定连接。结合图1，第一翻转机构为两个设在机床1上的机械夹爪7。两个机械夹爪7对称设置且位于第一定位机构3的外侧。在对板材的正反两面进行雕刻时，通过将板材放置在若干第一托盘32上，能够使得第一托盘32将板材托住从而实现对板材的定位，此时当板材的顶面雕刻完成后，通过控制机械夹爪7将板材的两端夹持住并将板材进行翻转，随后再控制第一电伸缩杆31使得第一托盘32再次对板材进行定位。雕刻箱21的底面固定安装有激光测距探头6，激光测距探头6能够发出激光，激光照射到板材后返回，激光测距探头6通过判断激光返回的时间能够测量出自身与板材的距离， 利用激光测距探头6便于测量板材与雕刻刀头22的距离，随后根据测量的距离的偏差，通过控制第一电伸缩杆31能够调节第一托盘32的高度，从而实现对板材的高精度定位。
参照图3，第二定位机构4包括若干第二电伸缩杆41和若干第二托盘42，机床1的内侧壁上开设有若干第二凹槽12，第二电伸缩杆41、第二托盘42和第二凹槽12一一对应，第二翻转机构为若干电机8，每个电机8固定安装在第二凹槽12内，第二电伸缩杆41的一端与对应的第二凹槽12内的电机8的输出端固定连接，第二电伸缩杆41的另一端与对应的第二托盘42固定连接。当对板材的正反两面雕刻完成后，人工将板材立起，再控制第二电伸缩杆41使得第二托盘42将板材的两侧夹住，从而实现当数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻加工时对板材的定位。通过启动电机8能够使得输出端带动第二电伸缩杆41转动，并使得第二托盘42带动吸住的板材转动，从而完成板材的翻转，相较于人工翻转板材更为省力。
参照图4，清理机构5包括保护壳51、若干安装板53和若干安装块52，保护壳51固定安装在雕刻箱21的底面且位于雕刻刀头22的外侧，若干安装块52固定安装在保护壳51的外侧壁且沿保护壳51的周侧均匀分布，安装块52与安装板53一一对应，每个安装块52均开设有安装槽，安装槽沿竖直方向贯穿安装块52，安装板53插设在对应的安装块52的安装槽内，每块安装板53远离雕刻刀头22的一端均固定连接有限位板57，安装板53通过限位板57的作用下卡在安装槽内。安装板53远离雕刻刀头22的一端固定连接有若干螺纹套筒54，安装板53的另一端转动连接有吸气头56，每个螺纹套筒54均螺纹连接有通气管55，通气管55与吸气头56之间相连通。通气管55的设置便于连接吸尘器，启动吸尘器能够使得吸气头56对雕刻所产生的木屑进行收集，收集的木屑通过通气管55进入吸尘器内，从而对木屑进行快速地清除。安装板53靠近吸气头56的一端的端面对称安装有挂耳58，两个挂耳58之间转动连接有转轴59，吸气头56固定安装在转轴59上且吸气头56与转轴59的内部相连通。通过转动转轴59能够改变吸气头56的方向，使得吸气头56能够从多个方位对木屑进行收集，从而提高清洁效率。
本申请实施例一种高精度定位的家具数控雕刻设备的实施原理为：当对板材的正反两面进行雕刻时，先启动第一电伸缩杆31使其带动第一托盘32将板材朝向地面的一侧吸住，再根据激光测距探头6测量的结果对第一托盘32的高度进行调整，控制雕刻机构2对板材进行雕刻，对板材的正反两面雕刻完成后，将板材立起来随后启动第二电伸缩杆41带动第二托盘42将板材的两侧吸住，再控制雕刻机构2对板材的侧面进行雕刻，通过电机8能够带动板材翻转，从而加快雕刻效率。通过加设专门用于雕刻板材侧面所需的第二翻转机构以及第二定位机构4，使得数控雕刻设备对板材的侧面进行雕刻时更为便捷。
本申请实施例还公开一种高精度定位的家具数控雕刻方法，包括以下步骤：
S1、启动第一电伸缩杆31使其带动第一托盘32上升至一定高度，将板材放置在第一托盘32上；
S2、通过激光测距探头6测量板材与雕刻机构2的距离，根据测量的距离的偏差控制第一电伸缩杆31调节第一托盘32的高度，随后控制雕刻机构2对板材的一面进行雕刻加工；
S3、雕刻完成后控制机械夹爪7夹持住板材的两端，控制第一电伸缩杆31收回第一托盘32，再控制机械夹爪7对板材进行翻转，随后重复S1和S2步骤；
S4、对板材的正反两面雕刻完成后，人工将板材立起，并启动第二电伸缩杆41使其带动第二托盘42将板材的两侧吸住，随后控制雕刻机构2对板材的侧面进行雕刻加工；
S5、雕刻完成后启动电机8使其带动第二托盘42对板材进行翻转，再控制雕刻机构2对板材其他的几个侧面进行雕刻加工。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度定位的家具数控雕刻设备，包括机床(1)，所述机床(1)上设有能够沿所述机床(1)长度方向运动的雕刻机构(2)，其特征在于，所述机床(1)上设有用于翻转板材正反两面的第一翻转机构以及第一定位机构(3)，所述第一定位机构(3)用于在雕刻板材正反两面时对其进行定位，所述机床(1)上还设有用于翻转板材侧面的第二翻转机构以及第二定位机构(4)，所述第二定位机构(4)用于在雕刻板材侧面时对其进行定位；所述雕刻机构(2)上设有用于清理板材碎屑的清理机构(5)。
2.根据权利要求1所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述第一定位机构(3)包括设在所述机床(1)上的若干第一电伸缩杆(31)，所述机床(1)的内底壁上开设有若干第一凹槽(11)，所述第一电伸缩杆(31)与所述第一凹槽(11)一一对应，所述第一电伸缩杆(31)设在对应的所述第一凹槽(11)内，每个所述第一电伸缩杆(31)均连有第一托盘(32)。
3.根据权利要求2所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述雕刻机构(2)上设有激光测距探头(6)。
4.根据权利要求2所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述第一翻转机构为若干机械夹爪(7)，若干所述机械夹爪(7)对称设在所述机床(1)长度方向的两端。
5.根据权利要求1所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述第二定位机构(4)包括设在所述机床(1)上的若干第二电伸缩杆(41)，所述机床(1)的侧壁上开设有若干第二凹槽(12)，所述第二电伸缩杆(41)与所述第二凹槽(12)一一对应，所述第二电伸缩杆(41)设在对应的所述第二凹槽(12)内，每个所述第二电伸缩杆(41)均连有第二托盘(42)。
6.根据权利要求5所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述第二翻转机构为电机(8)，所述电机(8)设在所述第二凹槽(12)内，所述电机(8)的输出端与所述第二电伸缩杆(41)远离所述第二托盘(42)的一端固定连接。
7.根据权利要求1所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述清理机构(5)包括保护壳(51)和若干安装板(53)，若干所述安装板(53)可拆卸地安装在所述保护壳(51)的周侧，所述安装板(53)的一端设有螺纹套筒(54)，所述安装板(53)的另一端设有吸气头(56)，所述螺纹套筒(54)螺纹连接有通气管(55)，所述通气管(55)与所述吸气头(56)相连通。
8.根据权利要求7所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述保护壳(51)上设有若干安装块(52)，所述安装块(52)上均开设有安装槽，所述安装槽沿竖直方向贯穿所述安装块(52)，所述安装板(53)靠近所述螺纹套筒(54)的一端设有限位板(57)，所述安装板(53)在所述限位板(57)的作用下卡在所述安装槽内。
9.根据权利要求7所述的高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，所述安装板(53)远离所述螺纹套筒(54)的一端对称设有挂耳(58)，两个所述挂耳(58)之间设有转轴(59)，所述吸气头(56)设在所述转轴(59)上。
10.一种高精度定位的家具数控雕刻方法，包括权利要求1到9任意一种高精度定位的家具数控雕刻设备，其特征在于，包括以下步骤：
S1、启动第一电伸缩杆(31)使其带动第一托盘(32)上升至一定高度，将板材放置在第一托盘(32)上；
S2、通过激光测距探头(6)测量板材与雕刻机构(2)的距离，根据测量的距离的偏差控制第一电伸缩杆(31)调节第一托盘(32)的高度，随后控制雕刻机构(2)对板材的一面进行雕刻加工；
S3、雕刻完成后控制机械夹爪(7)夹持住板材的两端，控制第一电伸缩杆(31)收回第一托盘(32)，再控制机械夹爪(7)对板材进行翻转，随后重复S1和S2步骤；
S4、对板材的正反两面雕刻完成后，人工将板材立起，并启动第二电伸缩杆(41)使其带动第二托盘(42)将板材的两侧吸住，随后控制雕刻机构(2)对板材的侧面进行雕刻加工；
S5、雕刻完成后启动电机(8)使其带动第二托盘(42)对板材进行翻转，再控制雕刻机构(2)对板材其他的几个侧面进行雕刻加工。
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