CN2239358Y

CN2239358Y - 三维自由轨迹智能数控雕刻机

Info

Publication number: CN2239358Y
Application number: CN 95226290
Authority: CN
Inventors: 邓中亮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2005-11-23

Abstract

一种三维自由轨迹智能数控雕刻机，雕刻机底座内有伺服电机驱动器，机座上有伺服电机与变速箱相接，纵横拖板之间有燕尾导轨；蜗轮变速箱装于横拖板左侧，并有三爪卡盘，顶尖位于右侧，立柱上端面有升降拖板，雕刻机底座以导线与计算机相连，学习机底座上有支撑主板，光栅动尺装在光栅定尺上面，光栅尺竖立装在横支座上，下端以挠性轴与电机相接，计算机分别与编码器，光栅定尺相接。本装置可实现三维自由轨迹的自由雕刻作业，可加工复杂形状，效率提高10倍以上。

Description

三维自由轨迹智能数控雕刻机

本实用新型涉及一种三维自由轴迹智能数控雕刻机，属于雕刻机械的技术领域。

目前对于复杂型面的美术品(例如玉器、大理石、象牙的雕刻工艺品，仍是手工制作，在加工过程中刀具运行轨迹，必须是自由扫描的轨迹。可是现有数控设备并不能满足上述的要求，例如台湾全量工业股份有限公司的CL—3M—C系列CNC雕刻机，Bergamo的OMAG数控雕刻机等等只能按一定规则进行扫描进给(例如行的进给，列的进给)，各种电脑雕刻机也只实现二维的雕刻，对于复杂形状的美术品却不能用现有的数控设备加工。

本实用新型的目的是要提供一种三维自由轨迹智能数控雕刻机，它可以克服上述的缺点，建立一个三维雕刻示教学习系统，它由三个互相垂直的坐标与一个回转工作台组成，三个坐标由光栅传感器检测，分辨为1μm，回转工作台由编码器检测。

本实用新型的目的是实样实现的：

一种三维自由轨迹智能数控雕刻机，其雕刻机机座(1)内有伺服马达驱动器(2)，伺服马达(3)在机座(1)的台面上，与变速齿轮箱(4)相接，纵拖板(5)底面有燕尾导轨，横拖板(6)垂直于纵拖板(5)，其间也有燕尾导轨，蜗轮蜗杆变速箱(7)装在横拖板(6)上的左侧，并装有三爪卡盘(8)，顶尖(14)位于右侧，立柱(12)上部端面有升降拖板(11)，主电机(10)装在升降拖板(11)上，主电机(10)轴上有主轴头(9)、雕刻机底座(1)以导线(15)与计算机相连接，学习机底座(30)上有支撑主板(27)，光栅动尺(26)装在该主板(27)上侧端的光栅定尺(28)上，光栅定尺(24)与(28)互相垂直，横支座(22)位于横密珠恃轨(25)上，滚动导轨回珠器(23)装在横密珠导轨(25)后侧面上，光栅尺(20)竖立装在横支座(22)上，光栅尺(20)下端以挠性轴(102)与电机(103)相连，垂直滚动直线导轨副(19)与光栅尺(20)相邻，计算机以导线(15)分别与编码器(34)，横导轨副光栅尺(18)(20)，光栅尺(24)(28)相接，手工雕刻头(32)与挠性轴(102)相接，主控制板和信号处理板，伺服传动光隔器及数显控制器组成一个电器控制系统。学习机回转工作台( )的支座(41)截面是凵字形，支架(450固定在支座(41)的立柱上，立柱(47)的孔中装入轴(50)，轴上有轴承(48)，轴承之后有定位套(43)隔离开，支柱(47)右侧装有压盖(49)，轴(50)左端有联接套(46)，联接套(46)位于支架(45)内，编码器(44)与联接套(460支架(45)相接，三爪卡盘(52)用压紧螺钉(41)固定于轴(50)右端，支座(41)右侧有一立柱(44)，孔中轴承(55)用定位(56)隔开，顶尖(11)装在轴承(55)内。

升降拖板(11)是L形截面，主电机(10)装在肘板(57)上，电机(10)的主轴(66)垂直往下延伸于拖板(11)下方，立柱(12)上装有齿轮箱(62)，伺服电机(64)装在齿轮箱(62)外上部，其轴上有齿轮(68)，伺服电机(64)装在齿轮箱(62)外上部，其轴上有齿轮(68)和轴承(67)，齿轮(63)与齿轮(68)啮合，且装在滚珠丝杠(60)的轴上，丝杠两端有轴承(61)，丝杠两端有端盖(65)，且固定在立柱(12)上，滚珠螺母(59)与滚珠丝杠(60)咬合。

雕刻机回转工作台的底板(108)上固定一支座(71)，两侧支承一轴(82)轴上装有蜗轮(72)和蜗杆(68)啮合，在支座(71)两侧孔内装有轴承(70)，左右外侧各有端盖(69)(83)，轴(82)右端用压紧螺钉(78)固接一法兰盘(74)和三爪盘(8)，底板(67)另一侧用螺栓(84)固定一支架(77)，其孔内有轴承(76)，用隔套(78)(79)隔开，并装入顶尖(11)。

支座(88)与纵拖(5)以燕尾轨(86)相接，滚珠丝杠(89)与滚珠螺母(90)啮合，装在纵拖板(5)槽同，丝杠右端有齿轮(92)与另一齿轮(95)啮合，齿轮(98)装在电机轴上，且有轴承(99)，滚珠螺母(90)与纵拖板(6)底部相连，纵拖板(6)底部另有滚珠丝杠(100)和丝母(101)。

主控制板的单片机U₁与串行输出转换器U₁₅、U₁₅相接后接插件D₄相接，同时又接于芯片U₂和U₅以及存贮器U₇、U₈，单片机U₁又接于反向器U₉A控制器U₄既接于U₁、U₂、U₉：A的相应端，同时又与接插件D₁相接，U₄又与译码器U₁₁相接，U₁₁又与反向器U₉：B和锁存器U₆相应端相接，锁存器U₆又与译码在U₁₀相接，单片机U₃₃和U₅相应端连接，同时又接U₇和U₁₂：A，U₁₂：B。

信号处理板的芯片U₁与运算放大器L₁相接后接地，接插件D₁，又与芯片U₂和运算放大器L₂相接后接于U₅的相应端，该芯片U₅又接于芯片U₃：A，U₃：B，U₃：C和U₃：D，后再接于芯片U₂和接插件D₂相应端。

芯片T₂由T9016A，T9016BT9016C，T9016D组成，并连后与接插件D₁和D₂相接。

图1雕刻机示意图；

图2学习机示意图；

图3学习机回转工作台示意图；

图4学习机回转工作台侧示图；

图5雕刻机垂直导轨和驱动机构示意图；

图6雕刻机垂直导轨和驱动机构侧视图；

图7雕刻机回转工作台示意图；

图8雕刻机回转工作侧视图；

图9工作台水平移动及其传动机构示意图；

图10工作台水平移动及其传动机构侧视图；

图11主控制板电路图；

图12信号处理板电路图；

图13伺服传动光隔器图；

图14按键和数显控制器电路图。

兹结合附图对三维自由轨迹智能数控雕刻机的结构详细叙述：

由图1，雕刻机机座(1)内有伺服马达驱动器(2)，伺服马达(3)装在机座(1)的台面上，与变速齿轮箱(4)相接。纵拖板(5)底面有燕尾导轨(85)可以在底座(1)上滑行，即在X方向滑动，横拖板(6)置于纵拖板(5)上，其间有燕尾形导轨，所以横拖板(6)可在竖方向(即Y轴方向)移动，蜗轮蜗杆变速箱(7)装在横拖板(6)上面的左侧，并与一三爪卡盘(8)相接，顶尖(14)位于横拖板(6)上的右侧，与三爪卡盘(8)相对应；立柱(12)是形，其上部端面装升降拖板(11)并沿燕尾形导轨(58)滑移，升降拖板(11)的截面是L形，主电机(10)装在升降拖板(11)的水平面上，主电机(10)轴上装有主轴头(19)，雕刻机底座(1)以导线(15)与计算机相连接。

由图2，计算机的主控箱(16)上方有显示屏(17)，前面有—键盘(15)以导线与主控箱(16)相连，学习机的底座(20)上有支撑主板(27)，该主板是7形，光栅动尺(26)装在支撑主板(27)上侧端的光栅定尺(28)上面，光栅定尺(24)与光栅定尺(28)的方向相互垂直，横支座(22)位于横密珠导轨(25)的后侧面上，横支座(22)截面是一三角形，光栅尺(20)竖立地装在横支座(22)端面上，光栅尺(20)下端以挠性轴(102)与电机(103)相连接，垂直滚动直线导轨副(19)与光栅尺(20)相邻，计算机的导线分别与编码器(34)、横导轨副光栅尺(18)(20)、光栅尺(24)和(28)相接。

手工雕刻(32)与挠性轴(102)相接，编码器(34)和回转卡盘(33)都位于底座(30)的一侧，而顶尖(31)位于另一侧。

由图3、图4，学习机回转工作台的支座(41)是凵形，支架(45)固定在支座(41)的立柱上面，立柱(47)上有孔，孔中装入轴(50)，轴(50)上有轴承(48)，轴承(48)之间有定位套(42)和内定位套(43)，予以隔开，支柱(47)右侧装有压盖(49)以压紧轴承(48)，轴(50)左端有联接套(46)，联接套(46)位于支架(45)内，编码器(44)与联接套(46)支架(45)相接，三爪卡盘(52)用压紧螺钉(51)固接于轴(50)右端，卡盘(52)具有卡爪(53)，支座(41)上右侧也有一立柱(44)，其上部孔中装入2个轴承(55)，用定位套(56)隔开；顶尖(31)装在轴承(55)内。

由图5、6升降拖板(11)是L形截面，主电机(10)装在肘板(57)上，肘板(57)以螺栓(58)固定于升降拖板(11)上面，电机(10)的主轴(66)垂直往下延伸，于升降拖板(11)下方，立柱(12)上端装有齿轮箱(62)，伺服电机(64)装在齿轮箱(62)外的上部，电机轴上装有齿轮(68)和两个轴承(67)，齿轮(63)与齿轮(68)啮合，该齿轮(63)装在滚珠丝杠(60)的轴上，该丝杠的两端均装有轴承(61)，滚珠丝杠(60)的轴上，其两端均装有端盖(65)，固定于立柱(12)上，可防止轴承松动，滚珠螺母(59)与滚珠丝杠(60)啮合，升降拖板(11)与立柱(12)以燕尾导轨(58)相接合。

由图7-8，底板(107)上用螺栓(81)固定一支座(71)，支座(71)两侧支承一轴(82)，该轴上装有一蜗轮(72)与蜗杆(68)啮合，在支座(71)两侧的孔内装有轴承(70)，左侧有端盖(69)，右外侧也装有端盖(83)，轴(82)的右端用压紧螺钉(75)固接一法兰盘(74)和三爪卡盘(8)。

底板(107)上另一侧用螺栓(84)固定一支架(77)，该支架(77)上部的孔中装有2个轴承(76)，用隔套(78)(79)隔开，再装入顶尖(11)，右侧有端盖(80)固定在支架(77)上。

由图9—10，支座(88)与纵拖板(5)以燕尾形导轨(86)相接，滚珠丝杠(89)与滚珠丝母(90)啮合，都装在纵拖板(5)的槽内，丝杠(89)左右端均装有轴承(88)，并用端盖(87)或压盖(91)抵压，丝杠右端装有一齿轮(92)与另一齿轮(98)啮合，齿轮(98)装在电机(94)的轴上，且装有轴承(99)，轴承(99)支承在(96)上，该两齿轮(98)(92)都装在齿轮箱(93)内，滚珠丝母(90)与横拖板(6)底部相连，纵拖板(5)底部也有滚动丝杠(100)和丝母(101)。

由图11，主控制板的单片机U₁(型号8098)其1端接于串行输入转换器U₁₆：A(型号M1489)3端，单片机U₁的2端接于串行输出转换器U₁₅：A(型号UA1488)的2端，转换器U₁₆：A的3端接于接插件D₄(型号DB9)的9端，转换器U₁₆：A的1端于接插件D₄的5端，单片机U₁的14端(WR)接于U₄(型号8279)11端(WR)，同时又接于U₂(型号8255)的36端(WR)，U₇(型号6264)的27端，U₈(型号6264)的27端(WE)，U₁的48端(RESET)接于反向器U₉：A(型号74LSO4)的2端，同时又并连联于U₄(型号8279)的9端(Reset)以及U₂的35及端，以及U₂(型号8255)35端，U₉：A的1端与电阻R₃电容C₄并闻，同时又接地，按钮S₁的另一端接电阻R₁，电阻R₁的另端接+5V电源；U₁的39端(EA)与二电容C₂C₃并联，再接于振晶C₀₁，接于U₁的36端，35端。

U₁的32，31，30，29，28，27，26，25端输出分别成八位数据总线D₀，D₁，D_2，3，D₄，D₅，D₆，D₇。锁存器芯片U₆(型号74LS373)的3，4，7，8，13，14，17，18依次接于U₁的32，21，30，29，28，27，26，25诸端，U₆的2，5，6，9，12，15，16，19诸端分别形成低八位地址线A₀，A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇。接于译码器U₁₀(型号74LS138)的6，5，E₃，E₂，E₁端，同时接于U₂(型号8255)的9、8号端，锁存器U₆的2，5，6，9，12，15，19的诸端同时与U₁的17，18，19，20，21，22，23，24端分别形成16位地址总线A₀，A₁，A₂……A₁₅，U₃的10，9，8，7，6，5，4，3，25，24，21，23，2端连接于地址总线A₀，A₁，A₂……A₁₂，译码器芯片U₁₀的13端按于U₄的(8279)22端，4端接U₂的6端。

芯片U₄(型号8279)的27，26，25，24接于接插件D₁(型号DB25)的12，24，11，23端，4端接至U₁的47端，22端接至U₁₀的13端，10端接至U₁的33端，再接EpROM存贮器U₃的22端以及U₇和U₈(型号6264)的22端，U₄的11端接至U₁的14端，U₃的36端(型号8255)，U₄的9端(Resel)接至反向器U₉：A的2端，同时又接于接插件D₁的13，25，10，22端，U₄的32，33，34端接于译码器U₁₁(型号74LS138)的1，2，3端，U₂的1，2，5，6，7，8端接至接插件D₁的4，16，3，15，14端。

译码器U₁₁(74L384)的1，2，3端接U₄的32，33，34端，4，5端相接，接于U₉：B反向器(型号74LSO4)的3端及锁存器U₆的1端，并接于U₁₁的6端接至U₉：B的4端，接U₄的32，33，34端，4，5端接地，U₁₁的6的端接到U₉：B的4端，U₁₁的15端接D₁的9端，14端接至D₁的21端，U₁₁的13，12端接D₁的8，20端。

芯片U₂(型号8255)的34，33，32，31，30，29，28，27端连接于U₃的11，12，12……19端以及U₄的12，13，14……19端而4，3，2，1，40，39，38，37接地接插件D₃的13端，25，12，24，11，23，10，22端，U₂的18，19，20，21，22，23，24，25端接于接插件D₃的5，9，18，19，7，21，6，而U₃的14，15，16，17，18，12，11，10端接于接插件D₃的1，14，2，15，3，16，4，17端。

U₅(型号8255)的34，33，32，31，30，29，28，27端接于数据总线D₀，D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆，D₇，后接U₃的11，12，13，……19端同时又接U₁的32，31，30，29，28，27诸端，U₅的5，36，9，8，35，6端接于U₂的5，36，9，8，35端及U₁₀(型号74LS138)的15端，U₅的5，36端接于U₇的22，27，端，U₅的9端与8端接地址总线A₀线A₁，U₁₂：A的2，3，1端以及U₁₂：B的14，13，15端连接于地址总线A₁₃，A₁₄，A₁₅。

U₅的4，3，2，1，40，39，38，37端接至接插件D₂(型号DB25)的1，14，2，15，3，16，4，17端，U₅的18，19，20，21，23，24，26端接接插件D₂的5，18，6，19，7，20，8，21端，而U₅的14，15，16，17，13，12，11，10端连接于D₂的9，22，10，23，11，24，12，25端，U₁₂：B的(型号74LS139)的12，11端接U₁₃：A(型号74LS11)的1，2，13端，U₁₃：B的9端接于U₁₃：B的5端，U₁₃：B的6端接于U₈(型号6264)20端。

U₈的10，9，8，7，6，5，4，3，25，24，21，23，2端相接于地址总线A₀，A₁，A₂，A₃，A₄，A₅，A₆，A₇……A₁₂，U_a的12，13，14，15……19端相接于U₇以及U₃的11，12，13……19端，并连接于数据总线D₀，D₁，D₂，D₃，D₄，D₅，D₆，D₇。

U₁₄：C的9，10，11端连接于地址总线A₁₂，A₁₁，A₁₀。U₁₄：B(型号74LS11)的5，4，3端连接于地址总线A₉，A₈，A₇，U₁₄：B的6端接于U₁₄：A的2端，连接于地址U₁₄：A的2端，U₁₄：C的8端接于U₁₄：A的13端，U₁₄：A的12端接于U₁₀的4端。

由图12，控制器(型号4022)的14端CLK接于+5，13端(ENA)接于芯片U₂(型号4094)的3端(CLK)，同是又并联接于运算放大器L₂(型号LM311)的输出端7端，单片机U₁的15端(RST)接于芯片U₃：B(型号7432)的输出端6端，芯片U₁的2端(Q₀接于芯片U₂(型号4094)的2端(STR)。

芯片U₂的2端(D)接到L₁运算放大器(型号LM311)的输出端，U₂的3端(CLK)接至L₂运算放大器(型号LM311)的输出端7端，同时并联电阻R₄后再与U₁的14端并联于电容C₁和+3，电阻R₄的一端又并联接于L₂运算放大器的8端(正输入端)，同时又并联电阻R₅再接于芯片U₅(型号9016)5端以及3端，1端。

U₂的15端(DE)接至U₃：A(型号7432)的输出端3端，U₂的4，5，6，7，14，13，12，11端各接于接插件D₂(型号DB15)的1，9，2，19，4，12，5，13端，接插件D₂的6端接于U₃：A的1端，接插件D₂的14端接于U₃：B(型号7432)的5端，存贮器U₃：B的4端与存贮器U₃：A的2端以及存贮器U₃：C的9端和存贮器U₃：D的12端一同接至L₂运算放大器的1端，同时又接地。

接插件D₂的7端接于U₃：C的9端和10端，D₂的8端接于U₃：D的13端。

U₃：C的8端接于芯片U₅的4端。

U₃：D₁₁端接于U₅的2端。

L₁的运算放大器的8端与电阻R₃和U₁的14端并联接于电容C₁和+5，L₁的1端接地，L₁的4端和L₂运算放大器4端联接，L₁的2端和电阻R₁和电容C₁并联，再接接插件D₁(型号DB9)端，L₁的3端和2端并联电容C₃接于D₁的5端，同时又并接于U₅的15端。

L₂运算放大器的8端与电阻R₄并联接于电阻S₂后再接地U₅的7和5端，5端又与3端和1端并联。

L₂运算放大器的2端和电容C₃并联，电容C₃又与3端电阻R₂电容C₂并联后接到D₁的8端，L₂的2端同时并联于D₁的4端以及U₅的15端。

由图13，T9016A的1，3，5，7端接至接插件D₁(型号DB25)的13，26，12，24诸端，16端接于电阻R₁后接±5V，而16，13，11，9端接于接插件D₂(DB25)1，14，2，16端。

T9016B的1，3，5，7端接接插件D₁的11，23，18，22端，，T9016的15，13，11，9端接接插件D₂的3，16，4，6端。

T901601，3，5，7端接接行件D₁的9，8，4，3端，而15，13，11，9端接D₂的17，6，18，12端。

T9016D的1，3，5，7端接D₁的16，2，14，1端，而15，13，11，9端接D₂的21，9，22，19端。

T9016A，T9016B，T9016C，T9016D的2，4，6，8端互相连接后接电阻R₂后接地，而16，14，12内端也相互连接。

由图14，按键S₁，S₃，S₄，S₁₀的一端相连接于电阻R和+5V，同时又接于D₆的14端。

按键S₁，S₆，S₂，S₁₆的一端相连接于D₆的1端。

按键S₆，S₇，S₅，S₁₁的一端共同接于D₆的15端。

按键S₂，S₈，S₉，S₁₂的一端接于D₆的3端，按键的另一端接于D₆的16端。

按键S₃，S₇，S₈，S₁₅的另一端连接于D₆的2端。

按键S₄，S₅，S₉，S₁₄的一端连接于D₆的3端。

按键S₁₆，S₁₅，S₁₄，S₁₃一端接于D₆的17端，同时又接至D₇的15端

按键S₁₀，S₁₁，S₁₂，S₁₃的另一端连接于D₁₆的4端。

芯片D₅(型号T9016)的1，2，3，4，5，6，7，8诸端接至D₆的9，21，8，28，7，19，6，18端，而9端接至液晶显示D₁，D₂，D₃，D₄(型号均为D1P14)的4端，D₅的18端接至D₁，D₂，D₃，D₄的13端，而D₅的12，14，16诸端接于D₁，D₂，D₃，D₄的12，11，16端。

D₇(型号T9016)的8，7，6，5，4，3，2，1端接至D₆的23，11，24，12，25，13端，而9，11，13，15端又接至D₁，D₂，D₃，D₄的7端，6，5和4端，而D₁，D₂，D₃，D₄的4端又各与8端相接。

三维自由轨迹智能数控雕刻机的工作原理是：(1)，首先由雕刻艺人通过学习机进行手工雕刻，学习机的垂直导轨上装有手工；用雕刻工具，操作时，，上雕刻艺人直接操纵该工具，工件装在学习机的回转台上，雕刻过程的轨迹信息由学习机上的三坐标传感器(光栅)与回转编码器采集，输入至信号采集板(图12的D₁接口，经信号处理后，由图12的D₂的接口输入到主控制板的D₂接口(图11)，利用学习机可完成三维复杂型面雕刻加工全过程。(2)，通过计算机的控制处理，建立雕刻特征模型，并可设计新的雕刻图案，自动产生自由轨迹雕刻，数控代码程序(3)，主控制板通过由单片机8098来控制，通过8098单片机的串行通讯口，MC1489，UA1488，D₄与主计算机进行数据通信，实现分布式控制系统，图11所示主控制板既能用于学习机的控制，又能用于雕刻机的控制；(4)雕刻机主控制板接收主计算机(1BM-PC286)以上机器及其兼容工控机)的数控代码程序后，自动控制雕刻机实现雕刻加工，(5)雕刻机的直线坐标由伺服马达、齿轮变速箱带动滚珠丝杠副，驱动水平工作台与发型直主轴架实现三座标的运动；回转工作台内伺服电机，由伺用驱动装置控制，而驱动装置则通过图13的伺服传动光融器主控制板(图11的D₃口)连接。(6)主电机可采用直流调速电机或交流调速电机，伺服电机可采用大功率的进步电机及其伺服驱动装置，也可采用直流伺服电机。(7)工个通过安装板直接装在三爪卡盘上。(8)图14所示功能键盘与数显通过D₆(DB25)与主控制板(图11)的D₁接口连接，实现雕刻控制功能要求。(9)通过以上过程便可实现复杂型面自由雕刻(包括复制、镜面加工、比例放大、缩小加工、创造性设计与加工)。

各电路板之间的连接关系：

(1)主控制板(图11)只有二个8255并行接口控制器(U₃，U₅)，一个键盘与显示控制器8279(U₄，其中U₅用于控制学习机，采集手工雕刻过程信息，U₂用于雕刻机伺服驱动控制；

(2)各电路板的连接：

a.主控制板的U₅通过D₂接口与信号处理板(图12)的D₂接口处连接，信号处理板的D₁接口与光栅传感器连接；

b.主控制板的U₂通过D₃接口与光耦隔离器(图13)的D₁接口连接，光耦隔离器D₂接口与伺服驱动装置连接；

c.主控制板的U₁通过接口与按键和数显控制器电路板的D₆接口连接；

d.主控制板的U₁(8098)通过UA1488，MC1489，D₁接口与主计算机的串行口连接。

与现有技术相比，三维自由轨迹智能数控雕刻机具有下列优点：

1、自由轨迹雕刻，通过智能学习机的结合，把数控技术和手工雕技术结合起来，获得最佳雕刻效果。

2、适用于复杂型面，特别是美术品的雕刻加工。

3、工作效率显著提高，一般手工雕刻费时半年以上，使用本机只需半月时间，效率提高10倍以上。

4、降低劳动强度，改善劳动环境。

5、加工精度高，加工质量稳定。

6、能实现创造性的雕刻图案设计。

Claims

1、一种三维自由轨迹智能数控雕刻机，其特征在于雕刻机机座(1)内有伺服马达驱动器(2)，伺服马达(3)在机座(1)的台面上，与变速齿轮箱(4)相接，纵拖板(5)底面有燕尾导轨，横拖板(6)垂直于纵拖板(5)，其间也有燕尾导轨，蜗轮蜗杆变速箱(7)装在横拖板(6)上的左侧，并装有三爪卡盘(8)，顶尖(14)位于左侧，立柱(12)上部端面有升降拖板(11)，主电机(10)在装在升降拖板(11)上，主电机(10)轴上有主轴头(9)、雕刻机底座(1)以导线(15)与计算机相连接，学习机具有回转工作台，雕刻机也有一回转工作台，该工作台的水平移动机构有支座(88)和纵拖板(5)，学习机底座(30)上有支撑主板(27)，光栅动尺(26)装在该主板(27)上侧端的光栅定尺(28)上，光栅定尺(24)与(28)互相垂直，横支座(22)位于横密珠导轨(25)上，滚动导轨回珠器(23)装在横密珠导轨(25)后侧面上，光栅尺(20)竖立装在横支座(22)上，光栅尺(20)下端以挠性轴(102)与电机(103)相连，垂直滚动直线导轨副(19)与光栅尺(20)相邻，计算机以导线(15)分别与编码器(34)，横导轨副光栅尺(18)(20)，光栅尺(24)(28)相接，手工雕刻头(32)与挠性轴(102)相接，主控制板和信号处理板，伺服传动光隔及数显控制器组成一个电器控制系统。

2、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于学习机回转工作台的支座(41)截面是凵字形，支架(45)固定在支座(41)的立柱上，立柱(47)的孔中装入轴(50)，轴上有轴承(48)，轴承之后有定位套(43)隔离开，支柱(47)右侧装有压盖(49)，轴(50)左端有联接套(46)，联接套(46)位于支架(45)内，编码器(44)与联接套(46)支架(45)相接，三爪卡盘(52)用压紧螺钉(41)固定于轴(50)右端，支座(41)右侧有一立柱(44)，孔中轴承(55)用定位套(56)隔开，顶尖(11)装在轴承(55)内。

3、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于升降拖板(11)是L形截面，主电机(10)装在肘板(57)上，电机(10)的主轴(66)垂直往下延伸于拖板(11)下方，立柱(12)上装有齿轮箱(62)，伺服电机(64)装在齿轮箱(62)外上部，其轴上有齿轮(68)，伺服电机(64)装在齿轮箱(62)外上部，其轴上有齿轮(68)和轴承(67)，齿轮(63)与齿轮(68)啮合，且装在滚珠丝杠(60)的轴上，丝杠两端有轴承(61)，丝杠两端有端盖(65)，且固定在立柱(12)上，滚珠螺母(59)与滚珠丝杠(60)啮合。

4、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于雕刻机回转工作台的底板(108)上固定支座(71)，两侧支承一轴(82)轴上装有蜗轮(72)和蜗杆(68)啮合，在支座(71)两侧孔内装有轴承(70)，左右外侧各有啮合，在支座(71)两侧孔内装有轴承(70)，左右外侧各有端盖(69)(83)，轴(82)右端用压紧螺钉(78)固接一法兰盘(74)和三爪盘(8)，底板(67)另一侧用螺栓(84)固定一支架(77)，其孔内有轴承(76)，用隔套(78)(79)隔开，并装入顶尖(11)。

5、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于支座(88)与纵拖板(5)以燕尾导轨(86)相接，滚珠丝杠(89)与滚珠螺母(90)啮合，装在纵拖板(5)槽同，丝杠右端有齿轮(92)与另—齿轮(95)啮合，齿轮(98)装在电机轴上，且有轴承(99)，滚珠螺母(90)与纵施板(6)底部相连，纵拖板(6)底部另有滚珠丝杠(100)和丝母(101)。

6、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于主控制板的单片机U₁与串行输出转换器U₁₅、U₁₆相接后与接插件D₄相接，同时又接于芯片U₂和U₅以及存贮器U₇、U₈，单片机U₁又接于反向器U₉A控制器U₄既接于U₁、U₂、U₉：A的相应端，同时又与接插件D₁相接，U₄又与译码器U₁₁相接，U₄又与反向器U₉：B和锁存器U₆相应端相接，锁存器U₆又与译码在U₁₀相接，单片机U₁与U₃和U₅相应端连接，同时又接U₇和U₁₂：A，U₁₂：B。

7、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于信号处理板的芯片U₁与运算放大器L₁相接后接于接插件D₁，又与芯片U₂和运算放大器L₂相接后接地、U₅的相应端，该芯片U₅又接于芯片U₃：A，U₃：B，U₃：C和U₃：D，后再接于芯片U₂和接插件D₂相应端。

8、根据权利要求1所述的雕刻机，其特征在于芯片T₂由T9016A，T9016BT9016C，T9016D组成，T9016A的1，3，5，7端接至接插件D₁的13，26，12，24诸端，16端接于电阻R₁后接±5V，而16，13，11，9端接于接插件D₂(DB25)1，14，2，16端，T9016B的1，3，5，7端接接插件D₁的11，23，18，22端，，T9016的15，13，11，9端接接插件D₂的3，16，4，6端，T9016C 1，3，5，7端接接行件D₁的9，8，4，3端，而15，13，11，9端接D₂的17，6，18，12端，T9016D的1，3，5，7端接D₁的16，2，14，1端，而15，13，11，9端接D₂的21，9，22，19端，T9016A，T9016B，T9016C，T9016D的2，4，6，8端互相连接后接电阻R₂后接地，而16，14，12内端也相互连接。