CN201712393U - 数控雕刻机 - Google Patents

Abstract

一种数控雕刻机，其特征是它主要由底座、Y轴部件、Y轴直线导轨组件、X轴部件、对刀块、X轴直线导轨组件、Z轴部件、真空吸附台面和电气控制箱组成，所述Y轴部件和电气控制箱安装在底座上，X轴部件通过Y轴直线导轨组件与Y轴部件相连，Z轴部件通过X轴直线导轨组件与X轴部件相连，真空吸附台面安装在Y轴部件上，对刀块安装在Z轴部件上。本实用新型的能够大大降低数控雕刻机的能耗、可用于制作门窗、艺术壁画、木制工艺品等复杂木工雕刻作业，对于提高各种复杂木模等的加工精度、批量化生产及自动化程度有着突出的贡献。

Description

数控雕刻机

技术领域

本实用新型涉及加工机械技术领域，具体是一种数控雕刻机，该数控雕刻机是采用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、直线导轨滑块、齿轮齿条、丝杆螺母等高精传动技术、数控及单片机控制技术等技术的数控雕刻机。

背景技术

在木材加工行业中，为了美化门窗、艺术壁画、木制工艺品的装饰效果、提高各种复杂木模等的加工质量及自动化水平，目前对数控雕刻机的研究设计仅为高速雕刻头、直线导轨等技术。能够同时采用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、直线导轨滑块、齿轮齿条、丝杆螺母等高精传动技术、数控系统及单片机控制技术等技术的数控雕刻机的研究，国内未见类似研究文献报道。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种同时采用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、直线导轨滑块、齿轮齿条、丝杆螺母等高精传动技术、数控系统及单片机控制技术等技术的数控雕刻机，

本实用新型的技术方案是：

一种数控雕刻机，它主要由底座、Y轴部件、Y轴直线导轨组件、X轴部件、对刀块、X轴直线导轨组件、Z轴部件、台面和电气控制箱组成，所述Y轴部件和电气控制箱安装在底座上，X轴部件通过Y轴直线导轨组件与Y轴部件相连，Z轴部件通过X轴直线导轨组件与X轴部件相连，台面安装在Y轴部件上，对刀块安装在Z轴部件上。

所述Y轴部件包括Y轴限位柱、Y轴直线导轨、Y轴齿条、Y轴左减速箱、Y轴底座框架、Y轴齿轮轴、Y轴左墙板、Y轴导轨滑块、Y轴电机、Y轴右墙板和Y轴右减速箱，所述Y轴限位柱、Y轴直线导轨和Y轴齿条安装在Y轴底座框架上，Y轴左墙板和Y轴右墙板通过Y轴导轨滑块和Y轴直线导轨相连，Y轴左减速箱和Y轴右减速箱分别安装在Y轴左墙板和Y轴右墙板上，Y轴电机安装在Y轴左减速箱和Y轴右减速箱上，Y轴电机通过Y轴左减速箱、Y轴右减速箱及Y轴齿轮轴和Y轴齿条啮合实现Y轴动作。

所述X轴部件包括墙板罩壳、X轴左墙板、X轴直线导轨、X轴横梁、X轴限位柱、X轴右墙板、X轴电机、X轴减速箱、Z轴动板、X轴齿条、X轴导轨滑块、X轴接近开关、Z轴滑板和X轴齿轮轴，所述X轴横梁安装在X轴左墙板和X轴右墙板上，墙板罩壳、X轴直线导轨、X轴限位柱、X轴齿条和X轴接近开关安装在X轴横梁上，X轴导轨滑块与X轴直线导轨相连，Z轴滑板安装在X轴导轨滑块上，Z轴动板安装在Z轴滑板上，X轴减速箱安装在Z轴动板上，X轴电机安装在X轴减速箱上，X轴电机通过X轴减速箱及X轴齿轮轴与X轴齿条啮合实现X轴动作。

所述Z轴部件包括电主轴板、溜板、Z轴导轨滑块、Z轴直线导轨、Z轴滑板、Z轴接近开关、气弹簧、Z轴拖链、Z轴罩壳、Z轴动板、航插、Z轴电机、Z轴减速箱、丝杆、上轴承板、丝杆螺母、Z轴螺母座、电主轴雕刻头、轴承、轴承座和轴承座支架，所述Z轴直线导轨、Z轴接近开关、Z轴动板、Z轴减速箱、上轴承板和轴承座安装在Z轴滑板上，航插、Z轴电机安装在Z轴减速箱上，丝杆通过轴承和轴承座安装在上轴承板和与轴承座支架之间，丝杆螺母装在Z轴螺母座上与丝杆相配合，溜板装在Z轴螺母座上，通过Z轴导轨滑块与Z轴直线导轨相连，电主轴雕刻头通过电主轴板安装在溜板上，气弹簧两端分别装在Z轴滑板和溜板上，Z轴罩壳装在上轴承板和Z轴动板上，Z轴拖链装在Z轴罩壳和电主轴板上。

所述台面为真空吸附台面，真空吸附台面包括夹具台面板、台面板、左吸附头、右吸附头、台面框架、拆边后盖板、底座支撑、钢丝软管、球阀、集气方管、钢丝软管总管和真空泵，所述台面框架安装在底座支撑上，夹具台面板、台面板和拆边后盖板安装在台面框架上，左吸附头和右吸附头安装在台面板上，集气方管安装在底座支撑上，球阀安装在集气方管上，左吸附头右吸附头及球阀之间通过钢丝软管相连，集气方管和真空泵之间通过钢丝软管总管相连。

所述台面为夹持台面，该夹持台面包括窄台面板和折边后盖板，所述窄台面板上设有台面垫板和中台面垫板，中台面垫板设置在窄台面板中部，中台面垫板两侧为台面垫板，台面垫板和中台面垫板上设有台面板；窄台面板两侧边缘的台面垫板外侧设有边缘封头，其余上述台面垫板上设有中间封头。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的数控雕刻机能够大大降低数控雕刻机的能耗、可用于制作门窗、艺术壁画、木制工艺品等复杂雕刻作业，对于提高各种复杂木模等的精度、批量化生产及自动化程度有着突出的贡献。本实用新型的数控雕刻机结构简单、运行平稳、精度高、能耗低，可雕刻任意图形图案。

本实用新型的的数控雕刻机的主要技术要点：

(1)该雕刻机适用范围广，特别适应于各种大幅面的板材、门窗、艺术壁画、木制工艺品、各种复杂木模等复杂图形图案的雕刻。

(2)该雕刻机加工产品幅面大，可实现1500mm×3000mm×110mm范围内的任意图形图案的雕刻。

(3)该雕刻机采用先进的Z轴光电对刀装置，降低了操作难度，对刀精度可达0.02mm。

(4)该雕刻机采用真空吸附技术实现工件的快速可靠装夹，且可根据工件的大小及位置实现不同区域的吸附，能耗低。

(5)该雕刻机加工速度快，最高运行速度可达25m/min。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的Y轴部件结构示意图之一。

图3是本实用新型的Y轴部件结构示意图之二。

图4是图3中I的放大示意图。

图5是本实用新型的X轴部件整体结构示意图。

图6是本实用新型的X轴驱动部件结构示意图。

图7是图6中M的放大示意图。

图8是本实用新型的Z轴部件结构示意图之一。

图9是本实用新型的Z轴部件结构示意图之二。

图10是本实用新型的Z轴部件结构示意图之三。

图11是本实用新型的真空吸附台的平面结构示意图。

图12是本实用新型的真空吸附台的侧部结构示意图之一。

图13是图11中B-B向剖视图。

图14是图12中C向视图。

图15为夹持台面的平面结构示意图。

图16为夹持台面的侧视结构示意图。

图1中：1是底座、2是Y轴部件、3是Y轴直线导轨组件、4是X轴部件、5是对刀块，6是X轴直线导轨组件、7是Z轴部件、8是真空吸附台面、9是电气控制箱；

图2、图3、图4中：21是Y轴限位柱，22是Y轴直线导轨，23是Y轴齿条，24是Y轴左减速箱，25是Y轴底座框架，26是Y轴齿轮轴，27是Y轴左墙板，28是Y轴导轨滑块，29是Y轴电机，210是Y轴右墙板，211是Y轴右减速箱：

图5、图6、图7中：31是墙板罩壳，32是X轴左墙板，33是X轴直线导轨，34是X轴横梁，35是X轴限位柱，36是X轴右墙板，37是X轴电机，38是X轴减速箱，39是Z轴动板，310是X轴齿条，311是X轴导轨滑块，312是X轴接近开关，313是Z轴滑板，314是X轴齿轮轴；

图8、图9、图10中：41是电主轴板，42是溜板，43是Z轴导轨滑块，44是Z轴直线导轨，45是Z轴滑板，46是Z轴接近开关，47是气弹簧，48是Z轴拖链，49是Z轴罩壳，410是Z轴动板，411是航插，412是Z轴电机，413是Z轴减速箱，414是丝杆，415是上轴承板，416是丝杆螺母，417是Z轴螺母座，418是电主轴雕刻头，419是轴承，420是轴承座、421是轴承座支架；

图11、图12、图13、图14中：51是夹具台面板，52是台面板，53是左吸附头，54是右吸附头，55是台面框架，56是拆边后盖板，57是底座支撑，58是钢丝软管，59是球阀，510是集气方管，511是钢丝软管总管，512是真空泵。

图15、图16中：101为窄台面板，102为折边后盖板、103为台面垫板、104为中台面垫板、105为台面板、106为边缘封头、107为中间封头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1，一种数控雕刻机，它主要由底座1、Y轴部件2、Y轴直线导轨组件3、X轴部件4、对刀块5、X轴直线导轨组件6、Z轴部件7、台面和电气控制箱9组成，所述Y轴部件2和电气控制箱9安装在底座1上，X轴部件4通过Y轴直线导轨组件3与Y轴部件2相连，Z轴部件7通过X轴直线导轨组件6与X轴部件4相连，台面安装在Y轴部件2上，对刀块5安装在Z轴部件7上。

如图2、图3和图4，Y轴部件2包括Y轴限位柱21、Y轴直线导轨22、Y轴齿条23、Y轴左减速箱24、Y轴底座框架25、Y轴齿轮轴26、Y轴左墙板27、Y轴导轨滑块28、Y轴电机29、Y轴右墙板210和Y轴右减速箱211，所述Y轴限位柱21、Y轴直线导轨22和Y轴齿条23安装在Y轴底座框架25上，Y轴左墙板27和Y轴右墙板210通过Y轴导轨滑块28和Y轴直线导轨22相连，Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211分别安装在Y轴左墙板27和Y轴右墙板210上，Y轴电机29安装在Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211上，Y轴电机29通过Y轴左减速箱24、Y轴右减速箱211及Y轴齿轮轴26和Y轴齿条23啮合实现Y轴动作。

Y轴电机29通过Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211及Y轴齿轮轴26与Y轴齿条23啮合，实现Z轴部件在X轴方向上运动。

如图5、图6和图7，X轴部件4包括墙板罩壳31、X轴左墙板32、X轴直线导轨33、X轴横梁34、X轴限位柱35、X轴右墙板36、X轴电机37、X轴减速箱38、Z轴动板39、X轴齿条310、X轴导轨滑块311、X轴接近开关312、Z轴滑板313和X轴齿轮轴314，所述X轴横梁34安装在X轴左墙板32和X轴右墙板36上，墙板罩壳31、X轴直线导轨33、X轴限位柱35、X轴齿条310和X轴接近开关312安装在X轴横梁34上，X轴导轨滑块311与X轴直线导轨33相连，Z轴滑板313安装在X轴导轨滑块311上，Z轴动板39安装在Z轴滑板313上，X轴减速箱38安装在Z轴动板39上，X轴电机37安装在X轴减速箱38上，X轴电机37通过X轴减速箱38及X轴齿轮轴314与X轴齿条310啮合实现X轴动作。

两台同步的X轴电机37通过X轴减速箱38及X轴齿轮轴314与X轴齿条310啮合，实现X轴部件在Y轴方向上运动。

如图8、图9和图10，Z轴部件7包括电主轴板41、溜板42、Z轴导轨滑块43、Z轴直线导轨44、Z轴滑板45、Z轴接近开关46、气弹簧47、Z轴拖链48、Z轴罩壳49、Z轴动板410、航插411、Z轴电机412、Z轴减速箱413、丝杆414、上轴承板415、丝杆螺母416、Z轴螺母座417、电主轴雕刻头418、轴承419、轴承座420和轴承座支架421，所述Z轴直线导轨44、Z轴接近开关46、Z轴动板410、Z轴减速箱413、上轴承板415和轴承座420安装在Z轴滑板45上，航插411、Z轴电机412安装在Z轴减速箱413上，丝杆414通过轴承419和轴承座420安装在上轴承板415和与轴承座支架421之间，丝杆螺母416装在Z轴螺母座417上与丝杆414相配合，溜板42装在Z轴螺母座417上，通过Z轴导轨滑块43与Z轴直线导轨44相连，电主轴雕刻头418通过电主轴板41安装在溜板42上，气弹簧47两端分别装在Z轴滑板45和溜板42上，Z轴罩壳49装在上轴承板415和Z轴动板410上，Z轴拖链48装在Z轴罩壳49和电主轴板41上。

Z轴电机412通过Z轴减速箱413带动丝杆螺母机构，实现电主轴雕刻头418在Z轴方向上运动。

如图11、图12、图13和图14，台面为真空吸附台面8，真空吸附台面8包括夹具台面板51、台面板52、左吸附头53、右吸附头54、台面框架55、拆边后盖板56、底座支撑57、钢丝软管58、球阀59、集气方管510、钢丝软管总管511和真空泵512，所述台面框架55安装在底座支撑57上，夹具台面板51、台面板52和拆边后盖板56安装在台面框架55上，左吸附头53和右吸附头54安装在台面板52上，集气方管510安装在底座支撑57上，球阀59安装在集气方管510上，左吸附头53、右吸附头54及球阀59之间通过钢丝软管58相连，集气方管510和真空泵512之间通过钢丝软管总管511相连。

真空吸附台面8通过不同的球阀59控制不同区域的吸附。

台面为夹持台面，该夹持台面包括窄台面板101和折边后盖板102，所述窄台面板101上设有台面垫板103和中台面垫板104，中台面垫板104设置在窄台面板101中部，中台面垫板104两侧为台面垫板103，台面垫板103和中台面垫板104上设有台面板105；窄台面板101两侧边缘的台面垫板103外侧设有边缘封头106，其余上述台面垫板103上设有中间封头107。

本实用新型的操作流程为：

1、开启开关，检查机床与计算机连接是否正常，如正常进入数控系统；

2、将所要加工的工件放置在合适的位置，开启真空吸附系统，实现工件的装夹(根据工件大小及放置的位置开启对应的区域的球阀)；

3、应用数控系统进行数控编程或导入已有的程序，进入仿真模块，开始进行加工程序的仿真，根据仿真路径对程序调整。

4、进入手动操作模块，将机床X、Y手动走到所希望的的原点位置，选择“把当前点设为工件原点”，放置好对刀块，从菜单中选择“浮动对刀…”进行自动对刀，实现工件原点设置；

5、进入系统参数模块，进行加工参数的设定，如主轴转速、进给速度等；

6、执行自动操作，实现所需木质工艺品图案的雕刻，雕刻完成后机器自动停机；

7、关闭真空吸附系统，从工作台上取下完成雕刻加工的产品，重复2～7的操作进行下一工件的雕刻加工。

Claims (6)

1.一种数控雕刻机，其特征是它主要由底座(1)、Y轴部件(2)、Y轴直线导轨组件(3)、X轴部件(4)、对刀块(5)、X轴直线导轨组件(6)、Z轴部件(7)、台面和电气控制箱(9)组成，所述Y轴部件(2)和电气控制箱(9)安装在底座(1)上，X轴部件(4)通过Y轴直线导轨组件(3)与Y轴部件(2)相连，Z轴部件(7)通过X轴直线导轨组件(6)与X轴部件(4)相连，台面安装在Y轴部件(2)上，对刀块(5)安装在Z轴部件(7)上。

2.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述Y轴部件(2)包括Y轴限位柱(21)、Y轴直线导轨(22)、Y轴齿条(23)、Y轴左减速箱(24)、Y轴底座框架(25)、Y轴齿轮轴(26)、Y轴左墙板(27)、Y轴导轨滑块(28)、Y轴电机(29)、Y轴右墙板(210)和Y轴右减速箱(211)，所述Y轴限位柱(21)、Y轴直线导轨(22)和Y轴齿条(23)安装在Y轴底座框架(25)上，Y轴左墙板(27)和Y轴右墙板(210)通过Y轴导轨滑块(28)和Y轴直线导轨(22)相连，Y轴左减速箱(24)和Y轴右减速箱(211)分别安装在Y轴左墙板(27)和Y轴右墙板(210)上，Y轴电机(29)安装在Y轴左减速箱(24)和Y轴右减速箱(211)上，Y轴电机(29)通过Y轴左减速箱(24)、Y轴右减速箱(211)及Y轴齿轮轴(26)和Y轴齿条(23)啮合实现Y轴动作。

3.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述X轴部件(4)包括墙板罩壳(31)、X轴左墙板(32)、X轴直线导轨(33)、X轴横梁(34)、X轴限位柱(35)、X轴右墙板(36)、X轴电机(37)、X轴减速箱(38)、Z轴动板(39)、X轴齿条(310)、X轴导轨滑块(311)、X轴接近开关(312)、Z轴滑板(313)和X轴齿轮轴(314)，所述X轴横梁(34)安装在X轴左墙板(32)和X轴右墙板(36)上，墙板罩壳(31)、X轴直线导轨(33)、X轴限位柱(35)、X轴齿条(310)和X轴接近开关(312)安装在X轴横梁(34)上，X轴导轨滑块(311)与X轴直线导轨(33)相连，Z轴滑板(313)安装在X轴导轨滑块(311)上，Z轴动板(39)安装在Z轴滑板(313)上，X轴减速箱(38)安装在Z轴动板(39)上，X轴电机(37)安装在X轴减速箱(38)上，X轴电机(37)通过X轴减速箱(38)及X轴齿轮轴(314)与X轴齿条(310)啮合实现X轴动作。

4.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述Z轴部件(7)包括电主轴板(41)、溜板(42)、Z轴导轨滑块(43)、Z轴直线导轨(44)、Z轴滑板(45)、Z轴接近开关(46)、气弹簧(47)、Z轴拖链(48)、Z轴罩壳(49)、Z轴动板(410)、航插(411)、Z轴电机(412)、Z轴减速箱(413)、丝杆(414)、上轴承板(415)、丝杆螺母(416)、Z轴螺母座(417)、电主轴雕刻头(418)、轴承(419)、轴承座(420)和轴承座支架(421)，所述Z轴直线导轨(44)、Z轴接近开关(46)、Z轴动板(410)、Z轴减速箱(413)、上轴承板(415)和轴承座(420)安装在Z轴滑板(45)上，航插(411)、Z轴电机(412)安装在Z轴减速箱(413)上，丝杆(414)通过轴承(419)和轴承座(420)安装在上轴承板(415)和轴承座支架(421)之间，丝杆螺母(416)装在Z轴螺母座(417)上与丝杆(414)相配合，溜板(42)装在Z轴螺母座(417)上，通过Z轴导轨滑块(43)与Z轴直线导轨(44)相连，电主轴雕刻头(418)通过电主轴板(41)安装在溜板(42)上，气弹簧(47)两端分别装在Z轴滑板(45)和溜板(42)上，Z轴罩壳(49)装在上轴承板(415)和Z轴动板(410)上，Z轴拖链(48)装在Z轴罩壳(49)和电主轴板(41)上，Z轴电机(412)通过Z轴减速箱(413)带动丝杆螺母机构，实现电主轴雕刻头(418)在Z轴方向上运动。

5.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述台面为真空吸附台面(8)，真空吸附台面(8)包括夹具台面板(51)、台面板(52)、左吸附头(53)、右吸附头(54)、台面框架(55)、拆边后盖板(56)、底座支撑(57)、钢丝软管(58)、球阀(59)、集气方管(510)、钢丝软管总管(511)和真空泵(512)，所述台面框架(55)安装在底座支撑(57)上，夹具台面板(51)、台面板(52)和拆边后盖板(56)安装在台面框架(55)上，左吸附头(53)和右吸附头(54)安装在台面板(52)上，集气方管(510)安装在底座支撑(57)上，球阀(59)安装在集气方管(510)上，左吸附头(53)、右吸附头(54)及球阀(59)之间通过钢丝软管(58)相连，集气方管(510)和真空泵(512)之间通过钢丝软管总管(511)相连。

6.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述台面为夹持台面，该夹持台面包括窄台面板(101)和折边后盖板(102)，所述窄台面板(101)上设有台面垫板(103)和中台面垫板(104)，中台面垫板(104)设置在窄台面板(101)中部，中台面垫板(104)两侧为台面垫板(103)，台面垫板(103)和中台面垫板(104)上设有台面板(105)；窄台面板(101)两侧边缘的台面垫板(103)外侧设有边缘封头(106)，其余上述台面垫板(103)上设有中间封头(107)。

Images