CN206383724U - 一种新型超声波石材雕刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型超声波石材雕刻机，包括基座、工作台、龙门架以及雕刻机构，雕刻机构包括安装架、主轴、驱动机构、超声波换能装置、刀座以及刀头，超声波换能装置包括超声波换能器，主轴上设有收纳槽，超声波换能器容置于收纳槽内，在刀座外壁上形成支撑台，支撑台与主轴的第一端的端部之间设有第一缓冲装置，还包括套设在刀座外的连接套，连接套的一端连接在主轴上，另一端形成有挡板部，挡板部上形成有供刀头伸出的导向通孔，在支撑台与挡板部之间设有第二缓冲装置。本实用新型能够提升整个石材雕刻机的使用寿命，同时采用智能化控制装置，通过图形扫描和计算机控制系统软件处理，能够实现石材的全自动雕刻，提升加工效率。

Description

一种新型超声波石材雕刻机

技术领域

本实用新型涉及一种新型超声波石材雕刻机。

背景技术

随着超声波技术的发展，超声波在材料加工方面的应用越来越多。如CN104842696 B，名称为“一种木、石材雕刻机”的中国发明专利中，公开了一种木、石材雕刻机，其包括机床基座、工作台、进行精雕加工的精雕装置和进行粗雕加工的粗雕装置；所述工作台设置于所述机床基座上，所述机床基座的两侧设置有相互平行的线性导轨，所述两侧的线性导轨之间可滑动的设置有第一龙门架和第二龙门架，所述第一龙门架和第二龙门架横跨工作台上方；所述第一龙门架和第二龙门架上分别设置有水平的线性导轨，所述粗雕装置通过第一滑动装置可滑动的设置于所述第一龙门架的线性导轨上，所述精雕装置通过第二滑动装置可滑动的设置于所述第二龙门架的线性导轨上；所述粗雕装置包括第三滑动装置、第一主轴、凸轮装置和第一驱动电机，所述第一滑动装置上设置有竖直方向的线性导轨，所述第三滑动装置可滑动的设置于所述竖直方向的线性导轨上，所述第一主轴、凸轮装置和第一驱动电机设置于所述第三滑动装置上，所述第一主轴上套设有第一齿轮，所述第一驱动电机的转轴上设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一驱动电机通过所述第一齿轮和第二齿轮驱动第一主轴旋转，所述第一主轴的一端设置有用于夹装雕刻刀具的夹装件，第一主轴的另一端的端面与所述凸轮装置的凸轮表面相接触，凸轮转动带动第一主轴沿轴向伸缩运动；所述精雕装置包括第四滑动装置、第二主轴、超声波振荡装置和第二驱动电机，所述第二滑动装置上设置有竖直方向的线性导轨，所述第四滑动装置可滑动的设置于第二滑动装置上的线性导轨上，所述第二主轴、超声波振荡装置和第二驱动电机设置于所述第四滑动装置上，所述超声波振荡装置包括超声波换能器和振荡信号发生电路，所述振荡信号发生电路与所述超声波换能器电连接，用于产生超声波换能器的驱动信号；所述第二主轴的一端设置有夹装精雕刀具的夹装件，第二主轴的另一端可转动的连接于超声波换能器的振动输出端，超声波换能器带动第二主轴沿轴向振动；所述第二驱动电机的转轴通过传动皮带与所述第二主轴传动连接，第二驱动电机驱动第二主轴旋转。

再如授权公告号CN 204109152 U，名称为“一种超声波雕刻机”的中国实用新型专利中，公开了一种超声波雕刻机，在刀具的刀头和刀柄之间依次固定连接有变幅杆和超声波换能器；在电主轴的定子上封装有无线发射模块，在主轴上封装有无线接收模块；超声波发生器与无线发射模块通过电缆电连接，无线发射模块和无线接收模块之间以无线的方式传递电磁波，无线接收模块通过导线与超声波换能器的输入端电连接；所述无线发射模块封装在电主轴的定子下端，相应的无线接收模块封装在主轴的下端。

上述的专利产品还存在如下的不足：1、主轴在高速旋转的同时进行轴向振动，长时间使用后，主轴的损伤较为严重；2、超声波换能装置采用外置式，在作业环境相对恶劣的石材加工领域，超声波换能器的使用寿命相对较短。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简易、能够提高使用寿命、加工效率高的新型超声波石材雕刻机。

为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

一种新型超声波石材雕刻机，包括基座、设置在基座上的工作台、设置在工作台上的龙门架以及设置在龙门架上的雕刻机构，雕刻机构包括安装架、可转动地设置在安装架上的主轴、用以驱动主轴转动的驱动机构、设置在主轴上的超声波换能装置、连接在超声波换能装置上的刀座以及安装在刀座上的刀头，超声波换能装置包括超声波换能器和振荡信号发生电路，所述主轴上设有沿轴向设置的收纳槽，所述主轴沿轴向的两端设为第一端和第二端，收纳槽从第一端的端部向第二端延伸，所述超声波换能器容置于收纳槽内，在所述刀座外壁上形成支撑台，支撑台与所述主轴的第一端的端部之间设有第一缓冲装置，还包括套设在所述刀座外的连接套，连接套沿轴向的一端连接在所述主轴的第一端上，另一端形成有挡板部，挡板部上形成有供所述刀座或者所述刀头伸出的导向通孔，在支撑台与挡板部之间设有第二缓冲装置，支撑台和所述主轴的第一端两者中的一者设有导柱，支撑台和所述主轴的第一端两者中的另一者设有与导柱配合的导槽，导柱和导槽均沿所述主轴的轴向设置。

作为本实用新型的一种优选方式，所述主轴的外壁设有外螺纹，所述连接套的内壁设有与外螺纹配合的内螺纹。

作为本实用新型的一种优选方式，所述支撑台为环形支撑台。

作为本实用新型的一种优选方式，所述环形支撑台上设有沿所述刀座轴向设置的多个所述导柱，在所述主轴的第一端的端面设有与导柱配合的多个所述导槽，所述导柱穿过所述第一缓冲装置并伸入所述导槽中。

作为本实用新型的一种优选方式，所述超声波换能器上连接有导线，导线延伸至所述主轴的外壁并连接有导电片，导电片固定在所述主轴上，所述振荡信号发生电路通过电刷与导电片旋转电连接。

作为本实用新型的一种优选方式，所述主轴通过轴承连接在所述安装架上。

作为本实用新型的一种优选方式，所述驱动机构为电机，电机的输出轴通过皮带与主轴传动连接，电机固定在安装架上。

作为本实用新型的一种优选方式，所述龙门架包括第一纵梁、第二纵梁以及连接在第一纵梁与第二纵梁之间的横梁，横梁上设有可沿横梁移动的滑板以及用以驱动滑板移动的第一驱动装置，所述安装架通过第二驱动装置可上下滑动地设置连接在滑板上，第一纵梁和第二纵梁通过第三驱动装置可前后滑动地连接在所述工作台上。

作为本实用新型的一种优选方式，还包括智能控制装置，所述电机、所述第一驱动装置、所述第二驱动装置以及所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至智能控制装置。

作为本实用新型的一种优选方式，所述智能控制装置包括图像输入装置、用以对图像进行处理并生成控制程序的计算机控制系统以及控制器，所述电机、所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至控制器。

采用本实用新型的技术方案后，通过驱动机构驱动主轴转动，主轴带动超声波换能器、刀座以及刀头同时转动，刀座在超声波换能器、导槽以及导柱作用下，可以沿主轴的轴向振动，主轴基本上不参与轴向振动，能够更好地保护主轴，提升主轴的使用寿命，同时由于超声波换能器采用内置式，并通过连接套对超声波换能器进行封装，对超声波换能器起到保护作用，提升整个石材雕刻机的使用寿命。本实用新型进一步地将智能控制装置应用到石材雕刻机中，实现雕刻机的智能化控制，在使用时，通过图像输入装置扫描样品图形并形成JPG图形文件，之后通过将JPG图形文件发送至计算机控制系统的软件中进行处理并生成相应的雕刻原点、走刀深度以及雕刻比例等参数，并将该参数发送至控制器，通过控制器向各执行元件发出控制指令，雕刻出与样品图形相应的立体图形，本实用新型采用智能化控制装置，能够实现石材的全自动雕刻，大大提升加工效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中雕刻机构的结构示意图；

图3为本实用新型的控制流程框图；

图中：

10-基座 11-第一纵梁

12-第二纵梁 13-横梁

14-工作台 20-第一驱动装置

30-滑板 31-第二驱动装置

40-安装架 50-主轴

51-轴承 52-皮带轮

53-导槽 54-收纳槽

55-电机 56-皮带

60-连接套 61-第一缓冲装置

62-第二缓冲装置 63-挡板部

64-导向通孔 70-超声波换能器

71-导线 72-导电片

73-电刷 80-刀座

81-支撑台 90-刀头

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。

参照图1至图3，一种新型超声波石材雕刻机，包括基座10、设置在基座10上的工作台14、设置在工作台14上的龙门架以及设置在龙门架上的雕刻机构，雕刻机构包括安装架40、可转动地设置在安装架40上的主轴50、用以驱动主轴50转动的驱动机构、设置在主轴50上的超声波换能装置、连接在超声波换能装置上的刀座80以及安装在刀座80上的刀头90。本实用新型中超声波换能装置包括超声波换能器70和振荡信号发生电路，超声波换能器70和振荡信号发生电路的具体结构在现有技术中已有公开，这里不再详述。所述主轴50上设有沿轴向设置的收纳槽54，所述主轴50沿轴向的两端设为第一端和第二端，收纳槽54从第一端的端部向第二端延伸，所述超声波换能器70容置于收纳槽54内，在所述刀座80外壁上形成支撑台81，支撑台81与所述主轴50的第一端的端部之间设有第一缓冲装置61。本实用新型还包括套设在所述刀座80外的连接套60，连接套60沿轴向的一端连接在所述主轴50的第一端上，另一端形成有挡板部63，挡板部63沿连接套60的中心延伸，挡板部63上形成有供所述刀座80或者所述刀头90伸出的导向通孔64，在支撑台81与挡板部63之间设有第二缓冲装置62，第一缓冲装置61和第二缓冲装置62可以采用橡胶垫圈。

本实用新型中支撑台81和所述主轴的第一端两者中的一者设有导柱62，支撑台81和所述主轴的第一端两者中的另一者设有与导柱62配合的导槽53，导柱62和导槽53均沿所述主轴50的轴向设置。作为本实用新型的一种优选方式，所述支撑台81上设有沿所述刀座80轴向设置的多个所述导柱62，导柱62沿支撑台81的周向布设，在所述主轴50的第一端的端面设有与导柱62配合的多个所述导槽53，所述导柱62穿过所述第一缓冲装置61并伸入所述导槽53中。采用这种结构，借助导柱62与导槽53的配合作用，刀座80可以相对主轴50在一定范围内轴向移动，但刀座80无法相对于主轴50转动。

作为本实用新型的一种优选方式，所述主轴50的外壁设有外螺纹，所述连接套60的内壁设有与外螺纹配合的内螺纹。采用这种结构刀座80和超声波换能器70的拆装较为方便，同时又能对超声波换能器70起到较好的保护作用。

作为本实用新型的一种优选方式，所述支撑台81为环形支撑台。

作为本实用新型的一种优选方式，所述超声波换能器70上连接有导线71，导线71延伸至所述主轴50的外壁并连接有导电片72，导电片72固定在所述主轴50上，具体地，可以在主轴50上开设有通孔，通孔从主轴的内壁贯穿至外壁，导线71布设在收纳槽54中并从通孔中穿过并连接电连接至导电片72，所述振荡信号发生电路通过电刷73与导电片72旋转电连接,实现在主轴50转动的同时，振荡信号发生电路能够与超声波换能器70的电连接。

作为本实用新型的一种优选方式，所述主轴50通过轴承51连接在所述安装架40上。

作为本实用新型的一种优选方式，所述驱动机构为电机55，主轴50上设有皮带轮52，电机55的输出轴通过皮带56与主轴50的皮带轮56传动连接，电机55固定在安装架40上。

作为本实用新型的一种优选方式，所述龙门架包括第一纵梁11、第二纵梁12以及连接在第一纵梁11与第二纵梁12之间的横梁13，横梁13上设有可沿横梁13移动的滑板30以及用以驱动滑板30移动的第一驱动装置20，所述安装架40通过第二驱动装置31可上下滑动地设置连接在滑板30上，第一纵梁11和第二纵梁12通过第三驱动装置(图中未示出)可前后滑动地连接在所述工作台14上。通过第一驱动装置20、第二驱动装置31以及所述第三驱动装置实现雕刻机构在三维空间的移动，以实现对石材进行全方位的雕刻。第一驱动装置20、第二驱动装置31以及所述第三驱动装置可以采用油缸或者丝杆电机和丝杆结构，其在本领域为常规结构，这里不再详述。

作为本实用新型的一种优选方式，还包括智能控制装置，所述电机55、所述第一驱动装置20、所述第二驱动装置31以及所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至智能控制装置。作为本实用新型的一种优选方式，所述智能控制装置包括图像输入装置、用以对图像进行处理并生成控制程序的计算机控制系统以及控制器，所述电机55、所述第一驱动装置20、所述第二驱动装置31、所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至控制器。需要说明的是，图像输入装置和计算机控制系统在现有技术中均有公开，本实用新型将其结合到石材雕刻机中，其具体结构例如可以采用申请号89107859.2的中国发明专利中的摄像输入装置以及计算机控制系统。在使用时，可以通过图像输入装置扫描图形并形成JPG图形文件，将图形文件发送至计算机控制系统进行处理，并设定雕刻原点、走刀深度以及雕刻比例等，之后通过控制器向所述电机55、所述第一驱动装置20、所述第二驱动装置31、所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路发送命令，实现雕刻机构按照预定轨迹运行，加工出与图形文件对应中的图案。

本实用新型的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (10)

1.一种新型超声波石材雕刻机，包括基座、设置在基座上的工作台、设置在工作台上的龙门架以及设置在龙门架上的雕刻机构，雕刻机构包括安装架、可转动地设置在安装架上的主轴、用以驱动主轴转动的驱动机构、设置在主轴上的超声波换能装置、连接在超声波换能装置上的刀座以及安装在刀座上的刀头，超声波换能装置包括超声波换能器和振荡信号发生电路，其特征在于：所述主轴上设有沿轴向设置的收纳槽，所述主轴沿轴向的两端设为第一端和第二端，收纳槽从第一端的端部向第二端延伸，所述超声波换能器容置于收纳槽内，在所述刀座外壁上形成支撑台，支撑台与所述主轴的第一端的端部之间设有第一缓冲装置，还包括套设在所述刀座外的连接套，连接套沿轴向的一端连接在所述主轴的第一端上，另一端形成有挡板部，挡板部上形成有供所述刀座或者所述刀头伸出的导向通孔，在支撑台与挡板部之间设有第二缓冲装置，支撑台和所述主轴的第一端两者中的一者设有导柱，支撑台和所述主轴的第一端两者中的另一者设有与导柱配合的导槽，导柱和导槽均沿所述主轴的轴向设置。

2.如权利要求1所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述主轴的外壁设有外螺纹，所述连接套的内壁设有与外螺纹配合的内螺纹。

3.如权利要求2所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述支撑台为环形支撑台。

4.如权利要求3所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述环形支撑台上设有沿所述刀座轴向设置的多个所述导柱，在所述主轴的第一端的端面设有与导柱配合的多个所述导槽，所述导柱穿过所述第一缓冲装置并伸入所述导槽中。

5.如权利要求4所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述超声波换能器上连接有导线，导线延伸至所述主轴的外壁并连接有导电片，导电片固定在所述主轴上，所述振荡信号发生电路通过电刷与导电片旋转电连接。

6.如权利要求5所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述主轴通过轴承连接在所述安装架上。

7.如权利要求6所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述驱动机构为电机，电机的输出轴通过皮带与主轴传动连接，电机固定在安装架上。

8.如权利要求7所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述龙门架包括第一纵梁、第二纵梁以及连接在第一纵梁与第二纵梁之间的横梁，横梁上设有可沿横梁移动的滑板以及用以驱动滑板移动的第一驱动装置，所述安装架通过第二驱动装置可上下滑动地设置连接在滑板上，第一纵梁和第二纵梁通过第三驱动装置可前后滑动地连接在所述工作台上。

9.如权利要求8所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：还包括智能控制装置，所述电机、所述第一驱动装置、所述第二驱动装置以及所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至智能控制装置。

10.如权利要求9所述的一种新型超声波石材雕刻机，其特征在于：所述智能控制装置包括图像输入装置、用以对图像进行处理并生成控制程序的计算机控制系统以及控制器，所述电机、所述第一驱动装置、所述第二驱动装置、所述第三驱动装置以及所述振荡信号发生电路均连接至控制器。