CN223834703U - 一种五轴数控刻楦机的传动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控刻楦机技术领域，尤其是涉及一种五轴数控刻楦机的传动控制系统，包括机架、设置于机架内用于夹持固定鞋楦楦坯的C轴旋转机构、滑动连接在机架内用于控制铣刀加工鞋楦楦坯燕尾槽的传动机构；传动机构包括沿机架X轴方向移动的横向移动组件、沿机架Y轴方向移动的纵向移动组件，以及沿机架Z轴方向移动的轴向移动组件，轴向移动组件的底端活动连接有用于调节横向移动组件摆动角度的B轴传动机构；B轴传动机构所在的平面垂直于Z轴方向的平面，且B轴传动组件的两端分别与横向移动组件、轴向移动组件联动配合并形成三角形结构。本实用新型的传动控制系统能够在加工过程中保证更高的精度和稳定性，满足高精度的鞋楦加工要求。

Description

一种五轴数控刻楦机的传动控制系统

技术领域

本实用新型涉及数控刻楦机技术领域，尤其是涉及一种五轴数控刻楦机的传动控制系统。

背景技术

鞋楦既是鞋的母体，又是鞋的成型模具。鞋楦不仅决定着鞋的造型和式样，更决定着是否合脚、能否起到保护脚的作用。在生产加工鞋楦时，需要用数控刻楦机对其进行加工处理，以使得鞋楦能够按照预设的标准进行后续的加工。

目前的数控刻楦机分为三轴传动和五轴传动，其中由于楦坯尺码跨度大、坯件粗加工量大，因此，在精加工前需进行粗加工，切除大部分轮廓余量，同时在鞋楦同口部位加工出精加工夹持用燕尾槽，现有楦坯轮廓和燕尾槽铣削采用两道工序进行，首先采用三轴数控刻楦机铣削楦坯外形，再在专用同口铣床上铣削燕尾槽，而在加工燕尾槽时，需要对鞋楦加工设备的B轴旋转机构进行角度调整，才能够保证加工后的燕尾槽复符合高精度的生产标准。

然而传统的数控刻楦机的调整方式通常为采用齿轮旋转机构，但因齿轮精度误差的存在，容易造成无法克服的同步跟随误差，进而影响鞋楦的加工质量。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中提出的技术缺陷，本实用新型的目的是提供一种五轴数控刻楦机的传动控制系统，不仅结构设计简单、合理，而且还可以有效提高鞋楦的加工质量和精度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种五轴数控刻楦机的传动控制系统，包括机架、设置于机架内用于夹持固定鞋楦楦坯的C轴旋转机构、滑动连接在机架内用于控制铣刀加工鞋楦楦坯燕尾槽的传动机构；所述传动机构包括沿机架X轴方向移动的横向移动组件、沿机架Y轴方向移动的纵向移动组件，以及沿机架Z轴方向移动的轴向移动组件，所述横向移动组件与纵向移动组件分别滑动连接于轴向移动组件的上下两侧，且横向移动组件与纵向移动组件沿轴向移动组件的水平面垂直设置；所述轴向移动组件的底端活动连接有用于调节横向移动组件摆动角度的B轴传动机构；所述B轴传动机构所在的平面垂直于Z轴方向的平面，且B轴传动组件的两端分别与横向移动组件、轴向移动组件联动配合并形成三角形结构，通过控制B轴传动组件的伸展长度以控制横向移动组件在B轴方向上的摆动角度。

优选的，所述B轴传动组件包括沿B轴方向移动的传动丝杆、与传动丝杆配合连接的螺母座，以及分别连接于传动丝杆和螺母座一端的铰接座，所述传动丝杆与螺母座通过丝杆传动配合连接，且传动丝杆与螺母座斜向设置于铰接座之间；所述铰接座分别固定在横向移动组件和轴向移动组件的底端。且铰接座与传动丝杆连接处设置有活动套座，所述活动套座与铰接座转动连接。

优选的，所述C轴旋转机构以鞋楦楦坯的楦头和楦尾夹持点的连线为C轴，且C轴旋转机构设置有多个，多个所述C轴旋转机构呈一直线设置并固定于机架上。

优选的，所述C轴旋转机构包括用于夹持固定鞋楦楦坯的楦坯转座、连接于楦坯转座底端的旋转轴，以及用于驱动楦坯转座上的鞋楦楦坯绕C轴旋转的楦坯电机，所述楦坯转座的排列方向为X轴方向；所述旋转轴沿C轴旋转方向传动连接于楦坯转座与楦坯电机之间；所述楦坯电机固定于机架内，且楦坯电机的输出端与旋转轴传动连接。

优选的，所述横向移动组件包括横向导向板、横向移动导轨，以及燕尾槽铣刀摆动驱动件，所述横向导向板滑动连接于轴向移动组件的底端，所述横向移动导轨沿X轴方向设置于横向导向板上，所述燕尾槽铣刀摆动驱动件连接于横向导向板的底端，且燕尾槽铣刀摆动驱动件的底端固定连接铰接座。

优选的，所述燕尾槽铣刀摆动驱动件包括有横向旋转轴、摆动架板、横向驱动电机，以及横向驱动气缸，所述横向旋转轴通过设置多个固定座固接于摆动架板上，且横向旋转轴与横向导向板的设置方向相同；所述横向驱动电机固定安装于摆动架板的底端，且横向驱动电机的输出端与横向驱动气缸的一端通过皮带轮组件传动连接；所述横向驱动气缸等距排列设置于摆动架板上，且横向驱动气缸的输出端上连接有燕尾槽铣刀。

优选的，所述纵向移动组件包括纵向移动板、轮廓铣刀安装架和轮廓铣刀摆动座架，所述纵向移动板滑动连接于轴向移动组件的顶端，所述轮廓铣刀安装架设置有多个，多个所述轮廓铣刀安装架沿X轴方向一字排列于轮廓铣刀摆动座架的前侧；所述轮廓铣刀摆动座架活动连接于纵向移动板上。

优选的，所述轴向移动组件包括轴向移动座架、轴向传动丝杆和轴向驱动电机，所述轴向移动座架的上下两侧均设置有沿Y轴方向滑动的移动导轨，所述移动导轨分别与横向导向板和纵向滑动板滑动连接；所述轴向传动丝杆的一端转动连接于轴向移动座架上，另一端与轴向驱动电机传动连接；所述轴向驱动电机固定安装于机架的顶端。

综上所述，本实用新型的有益效果为：

一体化加工：将原本需要三轴数控刻楦机铣削楦坯外形和专用同口铣床铣削燕尾槽的两道工序合二为一，避免了因鞋楦结构缺少精确定位面导致的两道工序间重复定位误差大的问题，大大降低了废品率；同时减少了加工路线和辅助时间，无需在不同机器间转移鞋楦楦坯，一次性完成粗加工和燕尾槽加工，显著提升了加工效率。

结构优化：B轴传动机构采用独特的三角形结构，通过两个固定长度的边，改变第三个边的长度以获得B轴的摆动角度，使得B轴刚性更大，在加工过程中能保证更高的精度和稳定性，满足高精度的鞋楦加工要求。

多功能加工：横向移动组件、纵向移动组件与轴向移动组件的三轴联动，并结合C轴旋转机构和B轴传动机构，从而能够实现对鞋楦楦坯全方位、多角度的加工，无论是外形轮廓铣削还是燕尾槽加工，都能精准完成，适应不同尺码、不同形状鞋楦的加工需求。

附图说明

图1是本实用新型五轴数控刻楦机的传动控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型五轴数控刻楦机的传动控制系统的剖视图；

图3是本实用新型应用该传动控制系统的五轴数控刻楦机的结构示意图；

图4是本实用新型应用该传动控制系统的五轴数控刻楦机的剖视图。

图中的附图标记说明：

1、机架；2、C轴旋转机构；21、楦坯转座；22、旋转轴；23、楦坯电机；3、横向移动组件；31、横向导向板；32、横向移动导轨；33、燕尾槽铣刀摆动驱动件；331、横向旋转轴；332、摆动架板；333、横向驱动电机；334、横向驱动气缸；335、燕尾槽铣刀；4、纵向移动组件；41、纵向移动板；42、轮廓铣刀安装架；43、轮廓铣刀摆动座架；5、轴向移动组件；51、轴向移动座架；52、轴向传动丝杆；53、轴向驱动电机；6、B轴传动机构；61、传动丝杆；62、螺母座；63、铰接座；64、活动套座；7、容屑槽。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个及以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

以下结合附图1-4，对本实用新型一种五轴数控刻楦机的传动控制系统的实施例作进一步详细说明。

一种五轴数控刻楦机的传动控制系统，包括机架1、设置于机架1内用于夹持固定鞋楦楦坯的C轴旋转机构2、滑动连接在机架1内用于控制铣刀加工鞋楦楦坯燕尾槽的传动机构；传动机构包括沿机架1X轴方向移动的横向移动组件3、沿机架1Y轴方向移动的纵向移动组件4，以及沿机架1Z轴方向移动的轴向移动组件5，横向移动组件3与纵向移动组件4分别滑动连接于轴向移动组件5的上下两侧，且横向移动组件3与纵向移动组件4沿轴向移动组件5的水平面垂直设置；轴向移动组件5的底端活动连接有用于调节横向移动组件3摆动角度的B轴传动机构6；B轴传动机构6所在的平面垂直于Z轴方向的平面，且B轴传动组件的两端分别与横向移动组件3、轴向移动组件5联动配合并形成三角形结构，通过控制B轴传动组件的伸展长度以控制横向移动组件3在B轴方向上的摆动角度。

具体的，在对鞋楦楦坯进行精加工前，需要先对鞋楦毛坯做一个粗加工，然后在这个粗坏上加工出一个下道工序加工需要的夹持部分，该夹持部分为燕尾榫结构；而在粗加工鞋楦毛坯坏时，通过设置的横向移动组件3、轴向移动组件5和C轴旋转机构2分别沿着机架1的X轴，Z轴，C轴三轴连动控制，加工时C轴旋转机构2负责控制鞋楦楦坯沿C轴转动，然后在加工燕尾榫时采用横向移动组件3、纵向移动组件4和轴线移动组件分别沿着X轴，Y轴以及Z轴方向进行三轴连动控制，其中C轴旋转机构2和B轴传动机构6只作为角度定位，不参与连动控制。并且B轴传动机构6能够用于控制横向移动组件3的摆动角度，且由于该摆动角度不大，因此将B轴传动机构6采用三角形的结构连接在横向移动组件3和轴向移动组件5上，通过B轴传动机构6两个固定长度的边，使其只需改变第三个边的长度以获得B轴的摆动角度，从而获得更大的B轴刚性，并在加工过程中能保证更高的精度和稳定性，满足高精度的鞋楦加工要求。

在本实施例中，B轴传动组件包括沿B轴方向移动的传动丝杆61、与传动丝杆61配合连接的螺母座62，以及分别连接于传动丝杆61和螺母座62一端的铰接座63，传动丝杆61与螺母座62通过丝杆传动配合连接，且传动丝杆61与螺母座62斜向设置于铰接座63之间；铰接座63分别固定在横向移动组件3和轴向移动组件5的底端，且铰接座63与传动丝杆61连接处设置有活动套座64，活动套座64与铰接座63转动连接。

具体的，当需要加工燕尾槽时，B 轴传动机构发挥关键作用，传动丝杆61沿B轴方向移动，并与螺母座62通过丝杆传动配合，由于传动丝杆61与螺母座62斜向设置在铰接座63之间，且铰接座63分别固定在横向移动组件3和轴向移动组件5的底端，通过控制传动丝杆61的伸展长度，就能精准控制横向移动组件3在B轴方向上的摆动角度，从而让燕尾槽铣刀335以合适的角度切入鞋楦楦柸，加工出符合要求的燕尾槽，有效保证了鞋楦的高精度和稳定性加工要求。

在本实施例中，C轴旋转机构2以鞋楦楦坯的楦头和楦尾夹持点的连线为C轴，且C轴旋转机构2设置有多个，多个C轴旋转机构2呈一直线设置并固定于机架1上；C轴旋转机构2包括用于夹持固定鞋楦楦坯的楦坯转座21、连接于楦坯转座21底端的旋转轴22，以及用于驱动楦坯转座21上的鞋楦楦坯绕C轴旋转的楦坯电机23，楦坯转座21的排列方向为X轴方向；旋转轴22沿C轴旋转方向传动连接于楦坯转座21与楦坯电机23之间；楦坯电机23固定于机架1内，且楦坯电机23的输出端与旋转轴22传动连接。

具体的，楦坯转座21包括楦头夹持顶尖、楦尾夹持座和夹持液压缸，楦尾夹持座与夹持液压缸相连并由夹持液压缸提供夹持力，楦头夹持顶尖和楦尾夹持座沿垂直方向设置，鞋楦楦坯被夹持于楦头夹持顶尖和楦尾夹持座之间，楦坯楦头与楦头夹持顶尖相接；在夹持鞋楦楦坯时，利用楦坯电机23带动旋转轴22转动，从而驱动鞋楦楦坯绕着旋转轴22的转动方向即C轴进行同步转动，方便于进行外轮廓加工。

值得说明的是，在机架1的下部设有容屑槽7和排屑管，鞋楦加工过程的废料经容屑槽7和排屑管排出。

在本实施例中，横向移动组件3包括横向导向板31、横向移动导轨32，以及燕尾槽铣刀335摆动座架33，横向导向板31滑动连接于轴向移动组件5的底端，横向移动导轨32沿X轴方向设置于横向导向板31上，燕尾槽铣刀335摆动座架33连接于横向导向板31的底端，且燕尾槽铣刀335摆动座架33的底端固定连接铰接座63。

具体的，燕尾槽铣刀335摆动座架33包括有横向旋转轴331、摆动架板332、横向驱动电机333，以及横向驱动气缸334，横向旋转轴331通过设置多个固定座固接于摆动架板332上，且横向旋转轴331与横向导向板31的设置方向相同；横向驱动电机333固定安装于摆动架板332的底端，且横向驱动电机333的输出端与横向驱动气缸334的一端通过皮带轮组件传动连接；横向驱动气缸334等距排列设置于摆动架板332上，且横向驱动气缸334的输出端上连接有燕尾槽铣刀335。

在本实施例中，纵向移动组件4包括纵向移动板41、轮廓铣刀安装架42和轮廓铣刀摆动座架43，纵向移动板41滑动连接于轴向移动组件5的顶端，轮廓铣刀安装架42设置有多个，多个轮廓铣刀安装架42沿X轴方向一字排列于轮廓铣刀摆动座架43的前侧；轮廓铣刀摆动座架43活动连接于纵向移动板41上。

具体的，纵向移动组件4沿机架1的Y轴方向移动，纵向移动板41在轴向移动组件5顶端滑动，并通过针对多个工位上的鞋楦楦坯对应设置多个轮廓铣刀安装架42，轮廓铣刀安装架42可根据实际的生产需求选择安装不同的轮廓铣刀，从而能够适用于不同种类大小的鞋楦楦坯加工；其中，轮廓铣刀摆动座架43又能灵活活动连接在纵向移动板41，从而满足对鞋楦楦坯外形粗加工时不同轮廓铣削需求。

在本实施例中，轴向移动组件5包括轴向移动座架51、轴向传动丝杆61和轴向驱动电机53，所述轴向移动座架51的上下两侧均设置有沿Y轴方向滑动的移动导轨，所述移动导轨分别与横向导向板31和纵向滑动板滑动连接；所述轴向传动丝杆61的一端转动连接于轴向移动座架51上，另一端与轴向驱动电机53传动连接；所述轴向驱动电机53固定安装于机架1的顶端。通过轴向移动组件5沿机架1Z轴方向移动，并协调横向移动组件3与纵向移动组件4，从而实现三轴联动，并完成复杂的加工动作。

本实用新型的工作原理：

在实际使用本五轴数控刻楦机的传动控制系统时，首先将鞋楦楦坯通过 C 轴旋转机构进行夹持固定，利用楦坯转座21分别装夹鞋楦楦坯并使鞋楦楦坯在水平面的朝向一致，然后启动本实用新型的传动控制系统，利用转坯电机驱动楦坯转座21上的楦坯绕C轴旋转，轴向移动组件5驱动纵向移动组件4上的外轮廓加工部和横向移动组件3上的燕尾槽加工部沿着Z轴方向移动，其中，外轮廓加工部以轮廓铣刀对多个楦坯转座21上的鞋楦楦坯外轮廓进行加工，当外轮廓加工完成后，轮廓铣刀退刀离开鞋楦楦坯的旋转范围；最后，燕尾槽加工部的燕尾槽铣刀335开始进刀，燕尾槽加工部以燕尾槽铣刀335在多个楦坯转座21上的鞋楦楦坯上加工出燕尾槽；加工过程中还可以通过B轴传动机构6进行控制调整摆动角度，从而能够获得更大的B轴刚性，使得鞋楦楦坯的精加工精度更高。

本具体实施方式的实施例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，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。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 (8)

1.一种五轴数控刻楦机的传动控制系统，包括机架、设置于机架内用于夹持固定鞋楦楦坯的C轴旋转机构、滑动连接在机架内用于控制铣刀加工鞋楦楦坯燕尾槽的传动机构；其特征在于，所述传动机构包括沿机架X轴方向移动的横向移动组件、沿机架Y轴方向移动的纵向移动组件，以及沿机架Z轴方向移动的轴向移动组件，所述横向移动组件与纵向移动组件分别滑动连接于轴向移动组件的上下两侧，且横向移动组件与纵向移动组件沿轴向移动组件的水平面垂直设置；所述轴向移动组件的底端活动连接有用于调节横向移动组件摆动角度的B轴传动机构；所述B轴传动机构所在的平面垂直于Z轴方向的平面，且B轴传动组件的两端分别与横向移动组件、轴向移动组件联动配合并形成三角形结构，通过控制B轴传动组件的伸展长度以控制横向移动组件在B轴方向上的摆动角度。

2.根据权利要求1所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述B轴传动组件包括沿B轴方向移动的传动丝杆、与传动丝杆配合连接的螺母座，以及分别连接于传动丝杆和螺母座一端的铰接座，所述传动丝杆与螺母座通过丝杆传动配合连接，且传动丝杆与螺母座斜向设置于铰接座之间；所述铰接座分别固定在横向移动组件和轴向移动组件的底端，且铰接座与传动丝杆连接处设置有活动套座，所述活动套座与铰接座转动连接。

3.根据权利要求1所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述C轴旋转机构以鞋楦楦坯的楦头和楦尾夹持点的连线为C轴，且C轴旋转机构设置有多个，多个所述C轴旋转机构呈一直线设置并固定于机架上。

4.根据权利要求3所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述C轴旋转机构包括用于夹持固定鞋楦楦坯的楦坯转座、连接于楦坯转座底端的旋转轴，以及用于驱动楦坯转座上的鞋楦楦坯绕C轴旋转的楦坯电机，所述楦坯转座的排列方向为X轴方向；所述旋转轴沿C轴旋转方向传动连接于楦坯转座与楦坯电机之间；所述楦坯电机固定于机架内，且楦坯电机的输出端与旋转轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述横向移动组件包括横向导向板、横向移动导轨，以及燕尾槽铣刀摆动驱动件，所述横向导向板滑动连接于轴向移动组件的底端，所述横向移动导轨沿X轴方向设置于横向导向板上，所述燕尾槽铣刀摆动驱动件连接于横向导向板的底端，且燕尾槽铣刀摆动驱动件的底端固定连接铰接座。

6.根据权利要求5所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述燕尾槽铣刀摆动驱动件包括有横向旋转轴、摆动架板、横向驱动电机，以及横向驱动气缸，所述横向旋转轴通过设置多个固定座固接于摆动架板上，且横向旋转轴与横向导向板的设置方向相同；所述横向驱动电机固定安装于摆动架板的底端，且横向驱动电机的输出端与横向驱动气缸的一端通过皮带轮组件传动连接；所述横向驱动气缸等距排列设置于摆动架板上，且横向驱动气缸的输出端上连接有燕尾槽铣刀。

7.根据权利要求6所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述纵向移动组件包括纵向移动板、轮廓铣刀安装架和轮廓铣刀摆动座架，所述纵向移动板滑动连接于轴向移动组件的顶端，所述轮廓铣刀安装架设置有多个，多个所述轮廓铣刀安装架沿X轴方向一字排列于轮廓铣刀摆动座架的前侧；所述轮廓铣刀摆动座架活动连接于纵向移动板上。

8.根据权利要求7所述的五轴数控刻楦机的传动控制系统，其特征在于，所述轴向移动组件包括轴向移动座架、轴向传动丝杆和轴向驱动电机，所述轴向移动座架的上下两侧均设置有沿Y轴方向滑动的移动导轨，所述移动导轨分别与横向导向板和纵向滑动板滑动连接；所述轴向传动丝杆的一端转动连接于轴向移动座架上，另一端与轴向驱动电机传动连接；所述轴向驱动电机固定安装于机架的顶端。