專利名稱:計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種用于在工作臺面以吸附的方式固定平板玻璃工件,并可在PC 計算機(jī)的直接控制下,按照數(shù)字圖形、圖像信息生成的指令,使氣動噴砂雕刻裝置在X、 Y兩 個正交方向精確地相對平板玻璃移動,由氣壓噴嘴高速度噴射出氧化鋁(碳化硅)細(xì)微磨料 流沖擊、蝕刻玻璃表面,在玻璃表面上雕刻加工出由一系列密集點陣組成的圖案,實現(xiàn)砂雕 玻璃工藝雕刻的特種機(jī)械加工設(shè)備。
背景技術(shù):
玻璃砂雕是用細(xì)石英砂或金剛砂噴射到玻璃制品表面而形成花紋圖案、文字、標(biāo) 記的一種基于手工操作的傳統(tǒng)工藝方法,也就是建立在噴砂機(jī)械加工的基礎(chǔ)上,用噴嘴將細(xì) 微磨料以定向、高速氣流噴射到玻璃表面,使玻璃表面產(chǎn)生交叉微裂紋并成細(xì)小的貝殼狀剝 落下來,玻璃表面因而呈現(xiàn)不透明或半透明的毛面,對光產(chǎn)生散射效應(yīng)而又具有設(shè)計的花紋 圖案。砂雕玻璃制品集玻璃的實用性與藝術(shù)性為一體,具有較高藝術(shù)品位的裝飾性功能,在居 室建筑藝術(shù)裝潢、工藝美術(shù)、家具、標(biāo)牌、燈飾、廣告、園藝和玻璃器皿等多種行業(yè)領(lǐng)域得 到了廣泛的應(yīng)用。多年以來,這種應(yīng)用噴砂工藝雕刻玻璃制品的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法,至今仍 然是各種裝飾玻璃冷加工中最流行的表面處理技術(shù)之一。目前,在玻璃市場上比較流行的砂雕玻璃制品傳統(tǒng)工藝技術(shù)的加工設(shè)備為氣壓噴砂機(jī), 氣壓噴砂機(jī)主要由一密閉的工作室、盛有磨料的料斗、壓縮空氣管道、噴射噴嘴等構(gòu)成。使 用氣壓噴砂機(jī)加工砂雕玻璃制品,從掩膜的描繪、鏤刻到玻璃噴砂的整個過程主要依靠手工 操作進(jìn)行,砂雕玻璃制品的圖案藝術(shù)效果與質(zhì)量水平的高低,完全取決于操作工個人的美學(xué) 素養(yǎng)和技術(shù)水平,因此,玻璃的雕刻加工質(zhì)量不易保證和穩(wěn)定,雕刻圖案的數(shù)量、種類較少; 使用這種傳統(tǒng)加工設(shè)備,操作工人的勞動強(qiáng)度大、加工效率低,不適合大批量加工生產(chǎn),對 環(huán)境的污染也比較嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提出了一種新型砂雕玻璃制品的加工技術(shù)設(shè)備,該設(shè)備在繼承傳統(tǒng)砂 雕玻璃工藝方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控技術(shù)和計算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù),實現(xiàn)了 砂雕玻璃生產(chǎn)加工的數(shù)字化和自動化。計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃加工技術(shù),保留了傳統(tǒng)砂雕玻璃 制品的獨(dú)特工藝風(fēng)格,同時也克服了基于手工噴砂操作加工砂雕玻璃制品的一些固有缺點。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由步進(jìn)電機(jī)、同步帶、機(jī)座、工作臺、 龍門架、托架、圓柱型導(dǎo)軌、滾動型滑塊、氣壓磨料噴砂雕刻裝置、氣動電磁閥集成組件以 及具有操作控制面板的電氣控制箱、壓縮空氣調(diào)節(jié)箱等機(jī)械零、部件構(gòu)成計算機(jī)數(shù)控砂雕玻 璃雕刻機(jī)的主體。由X和Y坐標(biāo)軸方向的機(jī)械運(yùn)動部件組成二維機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)(Z坐標(biāo)軸方 向僅用于氣壓磨料噴砂雕刻裝置與玻璃工件表面之間距離的人工調(diào)整,不需要機(jī)械運(yùn)動),為數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)提供了X、 Y兩個坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動,以實現(xiàn)氣壓磨料噴砂雕刻裝置的二維高速直線掃描。X坐標(biāo)軸方向的機(jī)械運(yùn)動部件,主要由龍門架、X軸步進(jìn)電機(jī)、兩圓柱型直線滾動導(dǎo)軌、 同步帶、皮帶輪及托架等零、部件組成。由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,通過同步帶將運(yùn)動傳遞給與之連 接的托架,從而使安裝在托架上的氣壓磨料噴砂雕刻裝置得到X坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動。Y坐標(biāo)軸方向的機(jī)械運(yùn)動部件,主要由Y軸步進(jìn)電機(jī)、兩圓柱型直線滾動導(dǎo)軌、同步帶、 皮帶輪及機(jī)座等零、部件組成。由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,通過同步帶將運(yùn)動傳遞給與之連接的龍門 架,從而使安裝在龍門架上的氣壓磨料噴砂雕刻裝置得到Y(jié)坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動??紤]數(shù)控玻璃雕刻機(jī)工作中的沖擊、蝕刻切削力很小,機(jī)械運(yùn)動系統(tǒng)采用圓柱型直線滾 動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。圓柱型導(dǎo)軌較之其他類型導(dǎo)軌,結(jié)構(gòu)簡單,能夠很容易獲得較高的加工精度。 圓柱型導(dǎo)軌配用直線運(yùn)動球軸承,兩者結(jié)合構(gòu)成直線滾動型導(dǎo)軌。本實用新型的有益效果是 (l)計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻加工技術(shù),淘汰了在傳統(tǒng)砂雕玻璃加工工藝中已沿用多年、 必不可少的掩膜制作工序,簡化了砂雕玻璃的工藝技術(shù),縮短了生產(chǎn)周期,實現(xiàn)了玻璃雕刻 圖案的所見即所得,可以滿足用戶對砂雕玻璃制品多樣化、個性化、時尚化藝術(shù)效果的需求。 并且數(shù)控加工的速度優(yōu)于手工方式,數(shù)控加工的質(zhì)量比較穩(wěn)定,能夠適應(yīng)大批量加工生產(chǎn)的
需要。并且,應(yīng)用計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃加工技術(shù),能夠把書法、繪畫等藝術(shù)作品仿真噴砂雕 刻到玻璃制品表面。(2) 計算機(jī)數(shù)控玻璃雕刻的圖案素材來源廣泛,可通過掃描獲得、數(shù)字相機(jī)拍攝得到、直接從大量的計算機(jī)圖像文件中選用,或即時在計算機(jī)屏幕上直接設(shè)計制作,而且可通過各 種流行數(shù)字圖像處理軟件,進(jìn)行任意的藝術(shù)處理。(3) 在計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃的加工中,耗氣量和耗砂量都很低,不僅節(jié)能、節(jié)約磨料, 而且大大改善了工作環(huán)境,降低了工人的勞動強(qiáng)度,有利于環(huán)境保護(hù)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖i、圖2說明了數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)的主體構(gòu)成及其外部結(jié)構(gòu),圖1為主視圖,圖2 為右視圖。圖3、圖4、圖5、圖6說明了數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)的主體構(gòu)成及其內(nèi)部結(jié)構(gòu),圖3為主 視圖,圖4為左視圖,圖5為俯視圖,圖6為"A-A"局部放大視圖。圖中1.機(jī)座,2.工作臺蓋板,3.工作臺支座,4.Y向滾動型滑塊,5.工作臺面板,6.塑 膠吸盤,7.可調(diào)式吸盤座,8.龍門架自動回巻式防塵帶,9.龍門架蓋板,10.電氣控制箱,11. 彎管,12.壓縮空氣調(diào)節(jié)箱,13.氣壓磨料噴砂雕刻裝置,14.工作臺自動回巻式防塵帶,15. Z 向微調(diào)滑座,16.氣動電磁閥集成組件,17.托架,18.X向滾動型滑塊,19.X向圓柱型導(dǎo)軌, 20.X向步進(jìn)電機(jī),21.X向帶輪座,22.X向帶輪,23.X向限位擋鐵,24.Y向圓柱型導(dǎo)軌,25. Y 向帶輪,26. Y向帶輪座,27. Y向同步帶壓板,28. Y向步進(jìn)電機(jī),29. X向同步帶壓板,30. 感應(yīng)式接近開關(guān),31.Y向限位擋鐵,32.X向同步帶,33.Y向同步帶,34.聯(lián)接件,35.龍門 架。
具體實施方式
圖l、圖2中,機(jī)座(1)上安裝有由工作臺支座(3),工作臺面板(5),塑 膠吸盤(6)等構(gòu)成的工作臺部件,工作臺面板(5)的下方安裝有Y坐標(biāo)軸方向運(yùn)動機(jī)構(gòu), 整個工作臺部件由工作臺蓋板(2)和工作臺自動回巻式防塵帶(14)封閉。龍門架(35)安裝在Y向滾動型滑塊(4)上,在龍門架(35)內(nèi)安裝有X坐標(biāo)軸方向運(yùn) 動機(jī)構(gòu),龍門架(35)由龍門架蓋板(9)和龍門架自動回巻式防塵帶(8)封閉。
安裝在機(jī)座(1)側(cè)面的壓縮空氣調(diào)節(jié)箱(12),其輸入端由軟管與空氣壓縮機(jī)(圖中未 畫出)連通,輸出端由軟管與氣動電磁閥集成組件(16)(見圖3)連通。具有人工手動操作控制面板的電氣控制箱(10),通過彎管(11)安裝在機(jī)座(1)的左 側(cè)面,由通信電纜線與PC計算機(jī)(圖中未畫出)連接,用以實現(xiàn)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)與PC 計算機(jī)雙向通信功能。圖3 圖6中,工作臺支座(3)安裝在機(jī)座(1)上,工作臺支座(3)上裝有工作臺面 板(5),可調(diào)式吸盤座(7)安裝在工作臺面板(5)上,可調(diào)式吸盤座(7)的頂端裝有塑膠 吸盤(6),待雕刻加工的平板玻璃可被塑膠吸盤(6)吸附、定位在工作臺面板(5)上。由Y向圓柱型導(dǎo)軌(24), Y向滾動型滑塊(4), Y向同步帶(33), Y向帶輪(25)及Y 向帶輪座(26), Y向步進(jìn)電機(jī)(28)等零、部件組成Y坐標(biāo)軸方向的機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu),安裝在 機(jī)座(1)上。龍門架(35)與Y向滾動型滑塊(4)固定連接,由Y向同步帶壓板(27)將 Y向同步帶(33)與龍門架(35)連接,使龍門架(35)得到Y(jié)坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)的 拖動。由X向圓柱型導(dǎo)軌(19), X向滾動型滑塊(18), X向同步帶(32), X向帶輪(22)及X 向帶輪座(21), X向步進(jìn)電機(jī)(20)等零、部件組成X軸坐標(biāo)方向的機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu),安裝在 龍門架(35)內(nèi)。托架(17)與X向滾動型滑塊(18)固定連接,由X向同步帶壓板(29) 將X向同步帶(32)與托架(17)連接,使托架(17)得到X坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)的拖動。托架(17)下部裝有Z向微調(diào)滑座(15),聯(lián)接件(34)的一端與Z向微調(diào)滑座(15)固 定連接,另一端與氣壓磨料噴砂雕刻裝置(13)固定連接。托架(17)上部裝有氣動電磁閥 集成組件(16),氣動電磁閥集成組件(16)由軟管束與氣壓磨料噴砂雕刻裝置(13)中的噴 口連通。安裝在機(jī)座(1)上的Y向圓柱型導(dǎo)軌(24)兩端部的附近,各安裝有1只感應(yīng)式接近開 關(guān)(30),用于給數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)提供Y坐標(biāo)軸方向的起始與終止位置信號。 在感應(yīng)式接近開關(guān)(30)附近,裝有Y向限位擋鐵(31),用于確保Y坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動機(jī)
構(gòu)的安全。安裝在龍門架(35)中的X向圓柱型導(dǎo)軌(19)兩端部的附近,各安裝有l(wèi)只感應(yīng)式接 近開關(guān)(未圖示),用于給數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)提供X坐標(biāo)軸方向的起始與終止位 置信號。在感應(yīng)式接近開關(guān)附近,裝有X向限位擋鐵(23),用于確保X坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動 機(jī)構(gòu)的安全。
權(quán)利要求1、一種計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),由步進(jìn)電機(jī)、同步帶、機(jī)座、工作臺、龍門架、托架、圓柱型導(dǎo)軌、滾動型滑塊、氣壓磨料噴砂雕刻裝置、氣動電磁閥集成組件以及具有操作控制面板的電氣控制箱、壓縮空氣調(diào)節(jié)箱構(gòu)成,其特征在于安裝在機(jī)座(1)上的Y向圓柱型導(dǎo)軌(24)與Y向滾動型滑塊(4)組裝成一體,龍門架(35)下部與Y向滾動型滑塊(4)連接,龍門架(35)內(nèi)裝有X向圓柱型導(dǎo)軌(19),X向圓柱型導(dǎo)軌(19)與X向滾動型滑塊(18)組裝成一體,托架(17)后部與X向滾動型滑塊(18)連接,托架(17)的前部安裝有氣壓磨料噴砂雕刻裝置(13),工作臺支座(3)下部與機(jī)座(1)連接,工作臺支座(3)上部安裝有工作臺面板(5),呈行列均勻分布的數(shù)個可調(diào)式吸盤座(7)安裝在工作臺面板(5)上,每個可調(diào)式吸盤座(7)的頂端安裝有塑膠吸盤(6),工作臺面板(5)的下部周邊由工作臺蓋板(2)和工作臺自動回卷式防塵帶(14)封閉,龍門架(35)由龍門架蓋板(9)和龍門架自動回卷式防塵帶(8)封閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),其特征在于安裝在機(jī)座(1)上 的Y向帶輪座(26)裝有Y向帶輪(25),由Y向同步帶(33)將Y向帶輪(25)與安裝在機(jī) 座(1)上的Y向步進(jìn)電機(jī)(28)軸端的帶輪傳動連接,安裝在Y向滾動型滑塊(4)上的龍 門架(35),由Y向同步帶壓板(27)與Y向同步帶(33)固定連接在一起,構(gòu)成計算機(jī)數(shù)控 砂雕玻璃雕刻機(jī)的Y坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),其特征在于安裝在龍門架(35) 內(nèi)的X向帶輪座(21)上裝有X向帶輪(22),由X向同步帶(32)將X向帶輪(22)與安裝 在龍門架(35)內(nèi)的X向步進(jìn)電機(jī)(20)軸端的帶輪傳動連接,安裝在X向滾動型滑塊(18) 上的托架(17),由X向同步帶壓板(29)與X向同步帶(32)固定連接在一起,構(gòu)成數(shù)控砂 雕玻璃雕刻機(jī)的X坐標(biāo)軸方向機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),其特征在于托架(17)下部裝有 Z向微調(diào)滑座(15),聯(lián)接件(34)的一端與Z向微調(diào)滑座(15)固定連接,聯(lián)接件(34)的 另一端與氣壓磨料噴砂雕刻裝置(13)固定連接,托架(17)上部裝有氣動電磁閥集成組件(16),氣動電磁閥集成組件(16)由軟管束與氣壓磨料噴砂雕刻裝置(13)上的噴口連通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),其特征在于安裝在機(jī)座(1)上 的Y向圓柱型導(dǎo)軌(24)兩端部的附近,各安裝有1只感應(yīng)式接近開關(guān)(30),在感應(yīng)式接近 開關(guān)(30)附近裝有Y向限位擋鐵(31)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),其特征在于安裝在龍門架(35) 內(nèi)的X向圓柱型導(dǎo)軌(19)兩端部的附近,各安裝有1只感應(yīng)式接近開關(guān),在感應(yīng)式接近開 關(guān)附近裝有X向限位擋鐵(23)。
專利摘要一種計算機(jī)數(shù)控砂雕玻璃雕刻機(jī),由步進(jìn)電機(jī)、同步齒形帶、機(jī)座、工作臺、龍門架、圓柱型直線滾動導(dǎo)軌等機(jī)械零、部件構(gòu)成主體,并用蓋板和自動回卷式防塵帶密封。在工作臺面上裝置有若干塑膠吸盤,用吸附方式固定平板玻璃工件,在PC計算機(jī)的直接控制下,按照數(shù)字圖形、圖像信息生成的指令,使氣動噴砂雕刻裝置在X、Y兩個正交方向相對工件作高速直線掃描運(yùn)動,由氣壓噴嘴高速度噴射出氧化鋁(碳化硅)細(xì)微磨料流沖擊、蝕刻玻璃表面,按預(yù)定的圖案在玻璃表面雕刻出一系列密集點陣,實現(xiàn)玻璃制品的工藝雕刻。本裝置在繼承傳統(tǒng)噴砂雕刻工藝方法的基礎(chǔ)上,應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控技術(shù)和計算機(jī)圖形、圖像處理技術(shù),使砂雕工藝玻璃制品的加工實現(xiàn)了數(shù)字化和自動化。
文檔編號B44B3/02GK201040458SQ20062017297
公開日2008年3月26日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者邱潤生 申請人:寧夏大學(xué)