一種用于教學(xué)的小型雕刻的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于教學(xué)的小型雕刻機，基本結(jié)構(gòu)由X、Y、Z三軸、底座、龍門架、工作臺、切削電機、行程開關(guān)等組裝而成。本發(fā)明采用步進電機作為各軸驅(qū)動裝置，底座、龍門架、工作臺、X、Y、Z軸的軸板等結(jié)構(gòu)件用鋁合金板材設(shè)計并加工制成；加上相應(yīng)的控制系統(tǒng)，X、Y、Z三軸的運動和主軸電機的運動，可以組合實現(xiàn)復(fù)雜的運動軌跡，帶動雕刻刀具雕刻出設(shè)計圖案；本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件均使用矩形板材，使用螺栓、螺釘連接，制造簡單、拆裝方便、可靠性高、有良好的運行穩(wěn)定性，造價低廉，適合應(yīng)用于機械類專業(yè)的實踐教學(xué)，以及個人的機床機械結(jié)構(gòu)自學(xué)、研究與開發(fā)。
【專利說明】—種用于教學(xué)的小型雕刻機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機床技術(shù)、自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于教學(xué)的小型雕刻機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上的小型雕刻機一般結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不能讓學(xué)生清晰觀測到雕刻機各部分的機械結(jié)構(gòu)，也不容易讓學(xué)生拆裝，價格也比較高，不太適合于機械類學(xué)生的實踐教學(xué)，以及個人學(xué)習(xí)、研究雕刻機結(jié)構(gòu)。因此，研究開發(fā)一種具有高性價比的教學(xué)用雕刻機，對于機械類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)機床具有很現(xiàn)實的意義；小型雕刻機結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，穩(wěn)定可靠，操作簡單，價格也比較便宜，特別適合于高校機械類學(xué)生的實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)；結(jié)合數(shù)控技術(shù)，該小型雕刻機很容易實現(xiàn)數(shù)控雕刻，使傳統(tǒng)的雕刻加工實現(xiàn)自動化；因此，該小型雕刻機也適合應(yīng)用于簡單模具業(yè)，印章業(yè)、專業(yè)切割雙色板、不繡鋼、有機玻璃、PCB電路板、沖模、不銹鋼胸牌、銅章、蠟?zāi)?、月餅?zāi)５窨痰取?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在中問題與缺陷，本發(fā)明的目的是提供本一種用于教學(xué)的小型雕刻機，該雕刻機通過三個步進電機驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)雕刻刀頭的精確定位，非常適合于教學(xué)實踐以及個人學(xué)習(xí)機床機械結(jié)構(gòu)。
[0004]實現(xiàn)上述本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:一種用于教學(xué)的小型雕刻機，其特征在于，由x、Y、z三軸傳動系統(tǒng)、底座、工作臺、龍門架、切削電機、行程開關(guān)組成，所述的X、Y、Z各軸傳動系統(tǒng)由絲杠、步進電機、支架、軸板組成，所述的步進電機均置于絲杠一端，且通過銅柱支撐，用聯(lián)軸器直接與絲杠相連接，各軸另一端均安裝有手柄；所述的底座由四塊板材依次連接所圍成的方框狀，其上用于安裝Y軸傳動系統(tǒng)及龍門架；所述的龍門架用于支撐X軸傳動系統(tǒng)，所述的Z軸傳動系統(tǒng)置于X軸上；所述的龍門架安裝于方框形底座Y向中心線右側(cè)；所述的工作臺安裝于Y軸傳動系統(tǒng)上；所述的切削電機安裝于Z軸板上；所述的行程開關(guān)分別安裝于各軸兩端內(nèi)側(cè)。
[0005]所述龍門架由兩塊矩形板材分置于底座X向兩側(cè)、底座Y向中心線右側(cè)豎直安裝組成。用于支撐X軸和Z軸傳動系統(tǒng)；所述工作臺安裝于Y軸上，用于安裝相應(yīng)夾具。
[0006]所述切削電機是高速風冷直流電機，通過電機固定座安裝于Z軸板上。
[0007]本發(fā)明的用于教學(xué)用小型雕刻機工作原理:
本發(fā)明的一種小型雕刻機系統(tǒng)，基本結(jié)構(gòu)由X、Y、Z三軸、底座、龍門架、工作臺、切削電機、行程開關(guān)配合組裝而成；本發(fā)明根據(jù)控制系統(tǒng)傳輸過來的加工要求，分別驅(qū)動X、Υ、ζ軸電機轉(zhuǎn)動，帶動通過聯(lián)軸器與X、Y、Z軸電機連接的絲桿正、反方向轉(zhuǎn)動,絲桿的轉(zhuǎn)動,帶動滑塊上下、左右、前后移動，與滑塊固定連接的軸板也隨之移動；主軸電機固定在Z軸軸板上，X、Y、Z三軸的運動，構(gòu)成了主軸電機在空間中的復(fù)雜曲線軌跡；主軸電機的轉(zhuǎn)動,帶動雕刻刀頭，銑削被雕刻工件，按加工人員預(yù)先設(shè)計的圖案進行雕刻?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明教學(xué)用小型雕刻機系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明教學(xué)用小型雕刻機系統(tǒng)的Z軸上安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明教學(xué)用小型雕刻機系統(tǒng)的直流電機固定座的結(jié)構(gòu)示意圖；
下面是結(jié)合附圖對所述的一種教學(xué)用小型雕刻機系統(tǒng)進一步說明。
[0009]【具體實施方式】一
如圖1所示為本發(fā)明公開的一種用于教學(xué)的小型雕刻機，由X軸傳動系統(tǒng)12、y軸傳動系統(tǒng)8、Z軸傳動系統(tǒng)1、底座6、龍門架2、工作臺7、切削電機4、行程開關(guān)14組成；包括傳動系統(tǒng)、電機、支架、軸板四部分；傳動系統(tǒng)主要包括X、Y、Z軸傳動系統(tǒng)12、8、1 ;Χ、Y、Z軸電機是步進電機，通過聯(lián)軸器分別與X、Y、Z軸傳動系統(tǒng)連接，主軸電機是直流電機，通過圖3的主軸電機固定座5，固定連接與軸軸板上；支架包括龍門架2和底座6，用于支撐雕刻機以及螺絲的固定連接；軸板包括X軸軸板15、Ζ軸軸板16、工作臺7組成；所述的Χ、Υ、Ζ軸傳動系統(tǒng)是由絲杠副，以及相應(yīng)的功率式兩相四線混合式步進電機10組成。各步進電機通過銅柱9支撐，用聯(lián)軸器11直接與絲杠I相連接。各軸另一端均安裝有手柄3，可進行手動進給；所述方框形底座6用于安裝Y軸傳動系統(tǒng)及龍門架；所述龍門架2由兩塊矩形板材分置于底座X向兩側(cè)、底座Y向中心線右側(cè)豎直安裝組成，用于支撐X軸和Z軸傳動系統(tǒng)；所述工作臺7安裝于Y軸上，用于安裝相應(yīng)夾具。所述切削電機4是高速風冷直流電機，通過電機固定座5安裝于Z軸板上；所述各行程開關(guān)14分別安裝于各軸兩端內(nèi)側(cè)，確保各軸進給是安全可靠；附圖3所示的直流電機固定座5，通過螺釘與Z軸板連接，使用非常方便，其尺寸是參考直流電機的尺 寸而設(shè)計；附圖2所示的Z軸上安裝板，通過銅柱固定步進電機，步進電機的軸與絲杠用聯(lián)軸器相連。其它各軸結(jié)構(gòu)一致。
[0010]所述切削電機是高速風冷直流電機，通過電機固定座安裝于Z軸板上；所述零件，除各軸絲杠副、光杠13、軸承及聯(lián)軸器外，其余所有零件均由鋁合金制作，底座、龍門架、各軸板及工作臺的外形均為矩形，且大多為對稱結(jié)構(gòu)；底座各件用鋁制角連接件連接，其余各結(jié)構(gòu)件間均為螺釘連接，拆裝方便；所述各行程開關(guān)分別安裝于各軸兩端內(nèi)側(cè)，確保各軸進給是安全可靠；所述電器控制柜安放于機械部分X軸步進電機一側(cè)，所有控制部分均安裝于該專柜中，確保安全且便于操作。
[0011]【具體實施方式】二
本發(fā)明公開了一種用于教學(xué)的小型雕刻機，該發(fā)明的控制系統(tǒng)驅(qū)動X、Y、Z軸步進電機10按預(yù)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，電機10帶動X、Y、Z軸傳動系統(tǒng)12、8、1直線移動；與X、Y、Z軸連接的步進電機10的正、反方向轉(zhuǎn)動，帶動X、Y、Z軸傳動系統(tǒng)12、8、I進行左右、前后、上下移動，X、Y、Z軸的左右、前后、上下移動，帶動固定在Z軸軸板上的主軸沿復(fù)雜的空間曲線軌跡運動，因此在主軸沿空間復(fù)雜曲線運動過程中，主軸電機帶動雕刻刀具，按操作者設(shè)計的銑削速度和銑削深度，對雕刻材料按預(yù)定圖案進行雕刻。雕刻過程中，各軸的行程開關(guān)14，檢測到軸板到達極限位置后，停止雕刻或者按程序設(shè)定進行跳轉(zhuǎn)，雕刻工件的大小取決于X、Y、Z軸的6個行程開關(guān)之間的空間大??；采用本發(fā)明上述實施例相同的相似的結(jié)構(gòu)，所得到的小型雕刻機系統(tǒng)，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明中的實施例僅用于對本發(fā)明進行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以想到的其他實質(zhì)上的等同的替代，均在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于教學(xué)的小型雕刻機，其特征在于，由X、Y、Z三軸傳動系統(tǒng)、底座、工作臺、龍門架、切削電機、行程開關(guān)組成，所述的X、Y、Z各軸傳動系統(tǒng)由絲杠、步進電機、支架、軸板組成，所述的步進電機均置于絲杠一端，且通過銅柱支撐，用聯(lián)軸器直接與絲杠相連接，各軸另一端均安裝有手柄；所述的底座由四塊板材依次連接所圍成的方框狀，其上用于安裝Y軸傳動系統(tǒng)及龍門架；所述的龍門架用于支撐X軸傳動系統(tǒng)，所述的Z軸傳動系統(tǒng)置于X軸上；所述的龍門架安裝于方框形底座Y向中心線右側(cè)；所述的工作臺安裝于Y軸傳動系統(tǒng)上；所述的切削電機安裝于Z軸板上；所述的行程開關(guān)分別安裝于各軸兩端內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)的小型雕刻機，其特征在于:所述龍門架由兩塊矩形板材分置于底座X向兩側(cè)、底座Y向中心線右側(cè)豎直安裝組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于教學(xué)的小型雕刻機，其特征在于:所述的切削電機是高速風冷直流電機。
【文檔編號】G09B25/02GK103886802SQ201410134339
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】史穎剛, 劉利, 劉建實, 聶南天, 周政, 劉振彥 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)