CN214187614U - 一种全自动榫卯机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动榫卯机，包括机架、Y轴送料机构、夹持机构、切割机构和移动刀头机构，Y轴送料机构安装在机架上；夹持机构与Y轴送料机构连接，Y轴送料机构驱动夹持机构；切割机构安装在机架上位于Y轴送料机构一侧，实现待加工件榫的加工；移动刀头机构安装在机架上且位于Y轴送料机构一侧，实现待加工件卯的加工和/或榫的形状的二次加工；切割机构与移动刀头机构位于Y轴送料机构同一侧，切割机构与移动刀头机构间隔设置，且切割机构与移动刀头机构均在Y轴送料机构的有效行程内；该榫卯机结构简单、使用方便、夹取工件方便、速度快、质量好、精度高、效率高及安全性好，加工方便，可以加工多种不同结构的榫卯结构。

Description

一种全自动榫卯机

技术领域

本实用新型属于木材加工机械领域，尤其涉及一种全自动榫卯机。

背景技术

榫卯连接是我国传统建筑常用的技巧，是先民智慧的结晶。在古老的建筑或寺庙中常可发现。运用得当整个结构体可以结合得相当牢固，不需一针一钉。在一般木制的板凳中亦可发现这种技巧；在榫卯连接时，需要进行加工榫头，同时也需要进行可以用于与该榫头配合连接的卯眼的加工。

为了方便榫卯结构的加工，已有人发明了相应的加工设备，现有的设备在制作榫卯结构的时候，都是采用台钻和锯床来制作单一榫(榫头)和卯(卯眼)，如果工件上的榫、卯，需要多种不同结构时，需要更换不同型号钻头或者设备才能完成。

现有的榫卯结构的加工设备都是以人工操作为主，在操作设备的时候，需要手靠近钻头或者刀片来推动工件，很容易造成安全事故，断手指和见血是家常便饭。

现有的技术和设备加工榫卯，加工的速度慢、加工质量差、成品精度不能保证，工作环境差和经常出安全事故。另外，工件的夹取不方便，影响加工的效果。

发明内容

本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、使用方便、夹取工件方便、速度快、质量好、精度高、效率高及安全性好的全自动榫卯机。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种全自动榫卯机，包括：

机架；

Y轴送料机构，安装在机架上，用于输送待加工件；

夹持机构，用于夹持待加工件，与Y轴送料机构连接，Y轴送料机构驱动夹持机构，使夹持机构在Y轴送料机构上可沿机架的Y轴方向移动；

切割机构，安装在机架上且位于Y轴送料机构一侧，用于实现对待加工件进行榫的加工；

移动刀头机构，安装在机架上且位于Y轴送料机构一侧，用于实现对待加工件进行卯的加工和/或用于实现对待加工件的榫的形状进行二次加工；

所述切割机构与所述移动刀头机构位于Y轴送料机构的同一侧，切割机构与移动刀头机构沿机架的Y轴方向间隔设置，且切割机构与移动刀头机构均在Y轴送料机构的有效行程内。

优选地，所述移动刀头机构包括X轴运动装置、Z轴运动装置和刀头装置，所述Z轴运动装置安装在机架上；所述X轴运动装置与Z轴运动装置连接，Z轴运动装置驱动X轴运动装置，使X轴运动装置在Z轴运动装置上可沿机架的Z轴方向移动；所述刀头装置安装在X轴运动装置上，X轴运动装置驱动刀头装置，使刀头装置在X轴运动装置上可沿机架的X轴方向移动。

优选地，所述刀头装置包括中空旋转平台、第一刀头组件和第二刀头组件，所述中空旋转平台安装在X轴运动装置上，所述第一刀头组件和第二刀头组件沿机架的X轴方向间隔设置并且通过第一连接板安装在中空旋转平台上，中空旋转平台用于驱动第一刀头组件和第二刀头组件旋转。

优选地，所述第一刀头组件的刀头方向与所述第二刀头组件的刀头方向反向设置。

优选地，所述Z轴运动装置包括Z轴支架和Z轴驱动组件，所述Z轴支架安装在机架上，所述Z轴驱动组件安装在Z轴支架上，在Z轴驱动组件上安装有第二连接板，所述X轴运动装置与第二连接板的第二端面连接，Z轴驱动组件驱动第二连接板，使X轴运动装置在Z轴运动装置上可沿机架的Z轴方向移动。

优选地，所述X轴运动装置包括X轴支架和X轴驱动组件，所述X轴驱动组件安装在X轴支架一端面上，X轴驱动组件与第二连接板的第二端面连接，所述刀头装置的中空旋转平台安装在X轴支架的另一端面上，X轴驱动组件驱动X轴支架，使刀头装置在X轴运动装置上可沿机架的X轴方向移动。

优选地，所述Y轴送料机构包括Y轴支架和Y轴驱动组件，所述Y轴支架安装在机架上，所述Y轴驱动组件安装在Y轴支架上，所述夹持机构与Y轴驱动组件连接，Y轴驱动组件驱动夹持机构，使夹持机构在Y轴送料机构上可沿机架的Y轴方向移动。

优选地，所述夹持机构包括底座、载物平台、第一压板、第二压板、第一气缸和第二气缸，所述底座与Y轴驱动组件连接，在载物平台上设置有一固定支架，所述第一气缸安装在固定支架上，所述第一压板固定在第一气缸的活塞杆的端部，第一气缸驱动第一压板往载物平台方向移动，使第一压板可夹持待加工件；在载物平台的端部设置有一侧板，所述侧板垂直于所述载物平台，第二气缸的活塞杆通过螺杆螺栓组件与所述侧板连接，所述第二压板安装在第二气缸的缸主体上，第二气缸驱动第二压板往侧板方向移动，使第二压板可夹持待加工件。

优选地，在底座的侧面上设置有控制按钮组件，所述控制按钮组件包括第一气缸启动按钮、第二气缸启动按钮和Y轴电机启动按钮。

优选地，所述切割机构包括齐头组件、开榫组件和上下锯组件，开榫组件位于齐头组件与上下锯组件之间，齐头组件、开榫组件和上下锯组件安装在在机架上，且沿机架的Y轴方向一字排列设置。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

该榫卯机结构简单、使用方便、夹取工件方便、速度快、质量好、精度高、效率高及安全性好，加工方便，可以加工多种不同结构的榫卯结构。

附图说明

图1为本实用新型提供的榫卯机的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的榫卯机另一角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的榫卯机的俯视状态的结构示意图；

图4为本实用新型提供的榫卯机的左视状态的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种全自动榫卯机，包括机架1、Y轴送料机构2、夹持机构3、切割机构4和移动刀头机构5，所述Y轴送料机构2安装在机架1上，用于输送待加工件；所述夹持机构3，用于夹持待加工件，与Y轴送料机构2连接，Y轴送料机构2驱动夹持机构3，使夹持机构3在Y轴送料机构2上可沿机架1的Y轴方向移动；所述切割机构4安装在机架1上且位于Y轴送料机构2一侧，用于实现对待加工件进行榫的加工；所述移动刀头机构5安装在机架1上且位于Y轴送料机构2一侧，用于实现对待加工件进行卯的加工和/或用于实现对待加工件的榫的形状进行二次加工；所述切割机构4与所述移动刀头机构5位于Y轴送料机构2的同一侧，切割机构4与移动刀头机构5沿机架1的Y轴方向间隔设置，且切割机构4与移动刀头机构5均在Y轴送料机构2的有效行程内，所述待加工件是木板或者木条。

本实用新型通过上述技术方案，使用时，切割机构与移动刀头机构可独立运行也可以联合使用，用户可根据需求选用相应的机构进行榫卯结构的加工，方便更多种类的榫卯结构的加工，该榫卯机结构简单、使用方便、夹取工件方便、速度快、质量好、精度高、效率高及安全性好，加工方便，可以加工多种不同结构的榫卯结构；待加工件在经过切割机构4后，完成第一次榫加工，在Y轴送料机构2和夹持机构3的协作下，将已经完成第一次榫加工的待加工件送到移动刀头机构5的加工位置，通过对移动到头的控制程序的编写，使移动刀头机构5可以对已经完成第一次榫加工的待加工件进行卯的加工和/或用于实现对待加工件的榫的形状进行二次加工，在本实施例中，对待加工件的榫的形状进行二次加工是指可以对榫头进行倒角加工、齿形加工等。

所述榫卯机还设置有一控制屏，在控制屏里可以设定有不同榫卯结构的加工控制模式，使用时，用户只需按实际需求选用相应的加工控制模式即可，所述榫卯机是使用PLC控制器对Y轴送料机构2、夹持机构3、切割机构4和移动刀头机构5进行动作控制的，使用方便，自动化程度高。

所述移动刀头机构5包括X轴运动装置51、Z轴运动装置52和刀头装置53，所述Z轴运动装置52安装在机架1上；所述X轴运动装置51与Z轴运动装置52连接，Z轴运动装置52驱动X轴运动装置51，使X轴运动装置51在Z轴运动装置52上可沿机架1的Z轴方向移动；所述刀头装置53安装在X轴运动装置51上，X轴运动装置51驱动刀头装置53，使刀头装置53在X轴运动装置51上可沿机架1的X轴方向移动，两轴联动，使刀头装置53可以加工的结构更加多样化。

所述刀头装置53包括中空旋转平台531、第一刀头组件532和第二刀头组件533，所述中空旋转平台531安装在X轴运动装置51上，所述第一刀头组件532和第二刀头组件533沿机架1的X轴方向间隔设置并且通过第一连接板安装在中空旋转平台531上，所述中空旋转平台531包括驱动电机和回转支承，回转支承通过连接座安装在X轴运动装置51上，驱动电机用于驱动回转支承旋转，第一连接板安装在回转支承上，使中空旋转平台531可驱动第一刀头组件532和第二刀头组件533旋转；所述第一刀头组件532包括驱动电机和安装在第一刀头电机动力输出端的铣刀，驱动电机用于驱动铣刀转动，使铣刀可以对木板进行卯加工或者对木板的榫的形状进行二次加工；第一刀头组件532和第二刀头组件533的结构是相同的，所述第一刀头组件532的铣刀的刀头方向与所述第二刀头组件533的铣刀的刀头方向反向设置，通过X轴运动装置51、Z轴运动装置52以及中空旋转平台531的动作配合，使移动刀头机构5可以实现三轴联动，使刀头装置53可以加工的榫卯结构更加多样化，且卯的加工角度及榫的形状也能自由调整。

所述Z轴运动装置52包括Z轴支架521和Z轴驱动组件522，所述Z轴支架521安装在机架1上，所述Z轴驱动组件522安装在Z轴支架521上，在Z轴驱动组件522上安装有第二连接板，所述X轴运动装置51与第二连接板的第二端面连接，Z轴驱动组件522驱动第二连接板，使X轴运动装置51在Z轴运动装置52上可沿机架1的Z轴方向移动。

具体地，所述Z轴驱动组件522包括Z轴电机、Z轴导轨、与Z轴导轨配合滑动的Z轴滑块和Z轴丝杆，所述Z轴支架521安装在机架1上，所述Z轴丝杆通过第一安装座安装在Z轴支架521上，Z轴电机安装在Z轴支架521上且与Z轴丝杆的一端部连接，所述Z轴导轨安装在Z轴支架521上，在Z轴滑块上安装有第二连接板，所述Z轴丝杆的螺母座与第二连接板的第一端面固定连接，所述X轴运动装置51与第二连接板的第二端面连接，Z轴电机驱动Z轴丝杆带动第二连接板，使X轴运动装置51在Z轴运动装置52上可沿机架1的Z轴方向移动，结构简单，移动方便，成本低，部件购买方便。

所述X轴运动装置51包括X轴支架511和X轴驱动组件512，所述X轴驱动组件512安装在X轴支架511一端面上，X轴驱动组件512与第二连接板的第二端面连接，所述刀头装置53的中空旋转平台531安装在X轴支架511的另一端面上，X轴驱动组件512驱动X轴支架511，使刀头装置53在X轴运动装置51上可沿机架1的X轴方向移动。

具体地，所述X轴驱动组件512包括X轴电机、X轴导轨、与X轴导轨配合滑动的X轴滑块和X轴丝杆，所述X轴滑块与第二连接板的第二端面固定连接，所述X轴导轨安装在X轴支架511上，使X轴支架511与第二连接板活动连接，所述X轴丝杆通过第二安装座安装在X轴支架511的一端面上，X轴电机安装在X轴支架511上且与X轴丝杆的一端部连接，所述X轴丝杆的螺母座与第二连接板的第二端面固定连接，所述刀头装置53的中空旋转平台531安装在X轴支架511的另一端面上，X轴电机驱动X轴丝杆带动X轴支架511，使刀头装置53在X轴运动装置51上可沿机架1的X轴方向移动，结构简单，移动方便，成本低，部件购买方便；另外，X轴运动装置51与Z轴运动装置52的相对运动是通过X轴丝杆的螺杆与X轴丝杆的螺母座的相对运动实现的，而且X轴滑块、X轴丝杆的螺母座均与第二连接板的第二端面固定连接，使结构更加紧凑。

所述Y轴送料机构2包括Y轴支架21和Y轴驱动组件22，所述Y轴支架21安装在机架1上，所述Y轴驱动组件22安装在Y轴支架21上，所述夹持机构3与Y轴驱动组件22连接，Y轴驱动组件22驱动夹持机构3，使夹持机构3在Y轴送料机构2上可沿机架1的Y轴方向移动。

具体地，所述Y轴驱动组件22包括Y轴电机、Y轴导轨、与Y轴导轨配合滑动的Y轴滑块和Y轴丝杆，所述Y轴支架21安装在机架1上，所述Y轴丝杆通过第三安装座安装在Y轴支架21上，Y轴电机安装在Y轴支架21上且与Y轴丝杆的一端部连接，所述Y轴导轨安装在Y轴支架21上，所述夹持机构3安装在Y轴滑块上，所述Y轴丝杆的螺母座与夹持机构3连接，Y轴电机驱动Y轴丝杆带动夹持机构3，使夹持机构3在Y轴送料机构2上可沿机架1的Y轴方向移动，结构简单，移动方便，成本低，部件购买方便；另外，Y轴送料机构2还会根据实际加工要求，自动调整夹持机构3的位置，使其结合移动刀头机构5可实现四轴联动，自动化程度高；上述所述Y轴送料机构2的有效行程是指Y轴丝杆的有效行程。

所述夹持机构3包括底座31、载物平台32、第一压板33、第二压板34、第一气缸35和第二气缸36，所述底座31安装在Y轴滑块上，Y轴丝杆的螺母座与夹持机构3的底座31连接，在载物平台32上设置有一固定支架37，所述第一气缸35安装在固定支架37上，所述第一压板33固定在第一气缸35的活塞杆的端部，第一气缸35驱动第一压板33往载物平台32方向移动，使第一压板33可夹持待加工件；在载物平台32的端部设置有一侧板38，所述侧板38垂直于所述载物平台32，第二气缸36的活塞杆通过螺杆螺栓组件与所述侧板38连接，所述第二压板34安装在第二气缸36的缸主体上，第二气缸36驱动第二压板34往侧板38方向移动，使第二压板34可夹持待加工件，结构简单，可以从两个方向夹紧木板；在底座31的侧面上设置有控制按钮组件6，所述控制按钮组件6包括第一气缸启动按钮、第二气缸启动按钮和Y轴电机启动按钮；当放置好水平方向上的木板，按下第一气缸启动按钮，第一气缸35驱动第一压板33压紧木板；当放置好竖直方向上的木板，按下第二气缸启动按钮，第二气缸36驱动第二压板34压紧木板；当木板都装夹好时，按下Y轴电机启动按钮，使Y轴送料机构2将载物平台32上的木板输送至相应的工位上，控制简单、安全，设计两个方向对木板的夹持，方便多种类的榫卯结构的加工。

所述切割机构4包括齐头组件41、开榫组件42和上下锯组件43，开榫组件42位于齐头组件41与上下锯组件43之间，齐头组件41、开榫组件42和上下锯组件43安装在在机架1上，且沿在机架1的长度方向一字排列设置；所述齐头组件41包括安装在机架1上的齐头固定座和安装在齐头固定座上的齐头电机，在齐头电机的转轴上竖直固定有齐头锯片，齐头电机驱动齐头锯片将木板的端部平整切割；所述开榫组件42包括开榫固定座和安装在开榫固定座上的开榫电机，在开榫电机的转轴上水平固定有两片开榫锯片，两片开榫锯片之间留有间隙，开榫电机驱动两片开榫锯片将端部切割平整木板进行榫头的加工；所述上下锯组件43包括上下锯固定座和一上一下成对安装在上下锯固定座上的上锯电机、下锯电机，在上锯电机的转轴上竖直固定有上锯片，在下锯电机的转轴上竖直固定有下锯片，上、下锯片分别在上、下锯电机的驱动下将榫头上下两端的木板切割掉；具体地，所述切割机构4实质上是五碟锯。

切割机构与移动刀头机构可独立运行也可以联合使用，用户可根据需求选用相应的机构进行榫卯结构的加工，方便更多种类的榫卯结构的加工，该榫卯机结构简单、使用方便、夹取工件方便、速度快、质量好、精度高、效率高及安全性好，加工方便，可以加工多种不同结构的榫卯结构。

在实际应用时，若只需单独加工卯结构，则可以单独使用Y轴送料机构2、夹持机构3和移动刀头机构5，利用三组机构的配合，进行卯的加工，使用方便简单，应用范围广；若需同时进行榫卯的加工，则再结合切割机构4即可。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动榫卯机，其特征在于，包括：

机架(1)；

Y轴送料机构(2)，安装在机架(1)上，用于输送待加工件；

夹持机构(3)，用于夹持待加工件，与Y轴送料机构(2)连接，Y轴送料机构(2)驱动夹持机构(3)，使夹持机构(3)在Y轴送料机构(2)上可沿机架(1)的Y轴方向移动；

切割机构(4)，安装在机架(1)上且位于Y轴送料机构(2)一侧，用于实现对待加工件进行榫的加工；

移动刀头机构(5)，安装在机架(1)上且位于Y轴送料机构(2)一侧，用于实现对待加工件进行卯的加工和/或用于实现对待加工件的榫的形状进行二次加工；

所述切割机构(4)与所述移动刀头机构(5)位于Y轴送料机构(2)的同一侧，切割机构(4)与移动刀头机构(5)沿机架(1)的Y轴方向间隔设置，且切割机构(4)与移动刀头机构(5)均在Y轴送料机构(2)的有效行程内。

2.根据权利要求1所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述移动刀头机构(5)包括X轴运动装置(51)、Z轴运动装置(52)和刀头装置(53)，所述Z轴运动装置(52)安装在机架(1)上；所述X轴运动装置(51)与Z轴运动装置(52)连接，Z轴运动装置(52)驱动X轴运动装置(51)，使X轴运动装置(51)在Z轴运动装置(52)上可沿机架(1)的Z轴方向移动；所述刀头装置(53)安装在X轴运动装置(51)上，X轴运动装置(51)驱动刀头装置(53)，使刀头装置(53)在X轴运动装置(51)上可沿机架(1)的X轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述刀头装置(53)包括中空旋转平台(531)、第一刀头组件(532)和第二刀头组件(533)，所述中空旋转平台(531)安装在X轴运动装置(51)上，所述第一刀头组件(532)和第二刀头组件(533)沿机架(1)的X轴方向间隔设置并且通过第一连接板安装在中空旋转平台(531)上，中空旋转平台(531)用于驱动第一刀头组件(532)和第二刀头组件(533)旋转。

4.根据权利要求3所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述第一刀头组件(532)的刀头方向与所述第二刀头组件(533)的刀头方向反向设置。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述Z轴运动装置(52)包括Z轴支架(521)和Z轴驱动组件(522)，所述Z轴支架(521)安装在机架(1)上，所述Z轴驱动组件(522)安装在Z轴支架(521)上，在Z轴驱动组件(522)上安装有第二连接板，所述X轴运动装置(51)与第二连接板的第二端面连接，Z轴驱动组件(522)驱动第二连接板，使X轴运动装置(51)在Z轴运动装置(52)上可沿机架(1)的Z轴方向移动。

6.根据权利要求5所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述X轴运动装置(51)包括X轴支架(511)和X轴驱动组件(512)，所述X轴驱动组件(512)安装在X轴支架(511)一端面上，X轴驱动组件(512)与第二连接板的第二端面连接，所述刀头装置(53)的中空旋转平台(531)安装在X轴支架(511)的另一端面上，X轴驱动组件(512)驱动X轴支架(511)，使刀头装置(53)在X轴运动装置(51)上可沿机架(1)的X轴方向移动。

7.根据权利要求1所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述Y轴送料机构(2)包括Y轴支架(21)和Y轴驱动组件(22)，所述Y轴支架(21)安装在机架(1)上，所述Y轴驱动组件(22)安装在Y轴支架(21)上，所述夹持机构(3)与Y轴驱动组件(22)连接，Y轴驱动组件(22)驱动夹持机构(3)，使夹持机构(3)在Y轴送料机构(2)上可沿机架(1)的Y轴方向移动。

8.根据权利要求7所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述夹持机构(3)包括底座(31)、载物平台(32)、第一压板(33)、第二压板(34)、第一气缸(35)和第二气缸(36)，所述底座(31)与Y轴驱动组件(22)连接，在载物平台(32)上设置有一固定支架(37)，所述第一气缸(35)安装在固定支架(37)上，所述第一压板(33)固定在第一气缸(35)的活塞杆的端部，第一气缸(35)驱动第一压板(33)往载物平台(32)方向移动，使第一压板(33)可夹持待加工件；在载物平台(32)的端部设置有一侧板(38)，所述侧板(38)垂直于所述载物平台(32)，第二气缸(36)的活塞杆通过螺杆螺栓组件与所述侧板(38)连接，所述第二压板(34)安装在第二气缸(36)的缸主体上，第二气缸(36)驱动第二压板(34)往侧板(38)方向移动，使第二压板(34)可夹持待加工件。

9.根据权利要求8所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：在底座(31)的侧面上设置有控制按钮组件(6)，所述控制按钮组件(6)包括第一气缸启动按钮、第二气缸启动按钮和Y轴电机启动按钮。

10.根据权利要求1所述的一种全自动榫卯机，其特征在于：所述切割机构(4)包括齐头组件(41)、开榫组件(42)和上下锯组件(43)，开榫组件(42)位于齐头组件(41)与上下锯组件(43)之间，齐头组件(41)、开榫组件(42)和上下锯组件(43)安装在机架(1)上，且沿机架(1)的Y轴方向一字排列设置。

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