一種四軸立體雕刻的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四軸立體雕刻機(jī)，包括機(jī)架、機(jī)架上設(shè)置有刀具活動(dòng)機(jī)構(gòu)和工件夾持裝置，刀具活動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝刀具，所述工件夾持裝置設(shè)有工件轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述刀具活動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有在機(jī)架上縱向運(yùn)動(dòng)的龍門架，龍門架橫梁上裝有橫向運(yùn)動(dòng)滑板，橫向運(yùn)動(dòng)滑板上裝有豎向運(yùn)動(dòng)滑板，特點(diǎn)是改進(jìn)了橫向運(yùn)動(dòng)滑板的組合方式，并列設(shè)置多個(gè)刀具，它解決了現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)機(jī)床立體雕刻機(jī)雕刻精度難控制的問題，降低了龍門架橫梁的彈性形變從而減少對(duì)豎向精度產(chǎn)生的不利影響，可實(shí)現(xiàn)四軸立體雕刻機(jī)大型化，實(shí)現(xiàn)了并行加工的功能。
【專利說明】一種四軸立體雕刻機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種立體雕刻機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有立體雕刻機(jī)技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件有三維自由度，有采用刀具具有豎直方向和橫向方向的平面自由度，而工件具有縱向方向的一維自由度的實(shí)現(xiàn)形式，這種實(shí)現(xiàn)方式不足在于雕刻作業(yè)過程中，刀具和機(jī)床都要移動(dòng)而不利于控制，又因?yàn)楣ぜ诩庸み^程中需要移動(dòng)，而對(duì)于加工不同質(zhì)量的工件的時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的沖擊大，不同質(zhì)量的工件移動(dòng)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間也難保證相同，從而導(dǎo)致精度控制難度大；而采用刀具具有豎直方向和橫向方向的平面自由度，龍門架具有縱向方向自由度的實(shí)現(xiàn)形式的雕刻機(jī)，對(duì)刀具位置的控制性能好，但目前該形式的雕刻機(jī)規(guī)模比較小，只能加工較小型的工件，當(dāng)?shù)窨虣C(jī)規(guī)模加大時(shí)，龍門架橫梁的彈性形變就會(huì)對(duì)豎向精度產(chǎn)生不利影響，因而應(yīng)用范圍較窄。目前大多數(shù)的立體雕刻機(jī)一次只能加工一個(gè)工件，生產(chǎn)效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種四軸立體雕刻機(jī)。
[0004]本發(fā)明通過采取以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種四軸立體雕刻機(jī)，包括機(jī)架、機(jī)架上設(shè)置有刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工件夾持裝置，刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝刀具，所述刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置，其特點(diǎn)是:
所述刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上，所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上；
所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)通過連桿與橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性連接；
所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有刀具架，刀具架上設(shè)置至少一座電機(jī)座，電機(jī)座安裝有電機(jī)，電機(jī)輸出軸上與刀具連接；
所述工件夾持裝置設(shè)有與刀具數(shù)量相同的工件轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0005]所述縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向?qū)к?、齒條、龍門架、傳動(dòng)齒輪、縱向?qū)к?、縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，導(dǎo)軌和齒條設(shè)置在機(jī)架的縱向兩邊豎面上，龍門架立臂上設(shè)有縱向凹槽與縱向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合方式安裝，傳動(dòng)齒輪設(shè)置在龍門架立臂內(nèi)側(cè)與齒條嚙合，龍門架立臂內(nèi)設(shè)置縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，縱向電機(jī)與傳動(dòng)齒輪軸相連。
[0006]所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向運(yùn)動(dòng)滑板、橫向?qū)к?、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向?qū)к壴O(shè)置在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸相連，橫向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有橫向凹槽與橫向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合的方式安裝。
[0007]所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的豎向軌道、設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸相連，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有豎向凹槽與豎向軌道以滑動(dòng)配合的方式安裝，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有與豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上連接刀具架。
[0008]所述橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)為橫向運(yùn)動(dòng)主滑板，所述橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)為橫向運(yùn)動(dòng)副滑板，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板和橫向運(yùn)動(dòng)副滑板均設(shè)有橫向凹槽與橫向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合的方式安裝，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板設(shè)有與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)副滑板通過連桿與主滑板剛性連接。
[0009]所述工件夾持裝置包括滑動(dòng)軸、支撐座、尾架、可調(diào)尾架、可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸、頂柱和鎖定機(jī)構(gòu)，在機(jī)架的兩個(gè)縱向邊緣各設(shè)置一滑動(dòng)軸，滑動(dòng)軸通過支撐座固定在機(jī)架上，尾架和可調(diào)尾架都設(shè)有與兩滑動(dòng)軸間隙配合的通孔，尾架和可調(diào)尾架通過滑動(dòng)軸與通孔的配合連接在一起，滑動(dòng)軸上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)，尾架設(shè)有與刀具數(shù)量相等的可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸間通過與旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接同步轉(zhuǎn)動(dòng)，可調(diào)尾架上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)應(yīng)的頂柱，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸和頂柱的工作面設(shè)有頂針陣列，頂柱與可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸軸向?qū)R，頂柱與可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸工作面相對(duì)。
[0010]所述橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿連接，所述豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿連接，所述從動(dòng)裝置為絲桿螺母。
[0011]所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、氣缸、氣缸座、氣缸軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座套接在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有頂針陣列，旋轉(zhuǎn)軸另一端連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座連接有氣缸座，氣缸座上設(shè)置氣缸，氣缸軸的一端與旋轉(zhuǎn)軸在氣缸座內(nèi)通過軸承連接，氣缸軸的另一端連接氣缸。
[0012]所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、手輪、螺桿、螺母座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座套接在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有頂針陣列，旋轉(zhuǎn)軸另一端連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座連接有螺母座，螺母座上設(shè)置螺桿，螺桿的一端與旋轉(zhuǎn)軸在螺母座內(nèi)通過軸承連接，螺桿的另一立而連接手輪。
[0013]所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、滑塊、導(dǎo)軌、氣缸、氣缸軸、和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸座固定安裝在滑塊上，滑塊可滑動(dòng)地安裝在軌道上，氣缸固定安裝在機(jī)架上，氣缸通過氣缸軸與轉(zhuǎn)軸座連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸座上，旋轉(zhuǎn)軸的一端連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出軸，旋轉(zhuǎn)軸的另一端設(shè)有頂針陣列。
[0014]龍門架、橫向運(yùn)動(dòng)滑板、豎向運(yùn)動(dòng)滑板和刀具架組成刀具活動(dòng)機(jī)構(gòu)，龍門架在機(jī)架上具有縱向運(yùn)動(dòng)自由度，使刀具實(shí)現(xiàn)X軸方向運(yùn)動(dòng)自由度，橫向運(yùn)動(dòng)滑板在龍門架橫梁上具有橫向運(yùn)動(dòng)自由度，使刀具實(shí)現(xiàn)Y軸方向運(yùn)動(dòng)自由度，豎向運(yùn)動(dòng)滑板在橫向運(yùn)動(dòng)滑板的導(dǎo)軌上具有豎向運(yùn)動(dòng)自由度，使刀具實(shí)現(xiàn)Z軸方向運(yùn)動(dòng)自由度，這樣，使刀具實(shí)現(xiàn)XYZ三軸空間自由度。工件夾持裝置使通過旋轉(zhuǎn)軸和頂柱配合把工件壓緊實(shí)現(xiàn)工件的夾持，旋轉(zhuǎn)軸和頂柱具有旋轉(zhuǎn)自由度，帶動(dòng)工件在加工時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四軸雕刻的特性。
[0015]橫向運(yùn)動(dòng)滑板又分為橫向運(yùn)動(dòng)主滑板和橫向運(yùn)動(dòng)副滑板，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板上設(shè)置與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，接受來自橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力，橫向運(yùn)動(dòng)副滑板板則不設(shè)置從動(dòng)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板有且只有一個(gè)，橫向運(yùn)動(dòng)副滑板可按需求增減數(shù)量，副滑板同過連桿與主滑板保持剛性連接，目的在于，通過在龍門架橫梁上設(shè)置橫向運(yùn)動(dòng)主、副滑板，把刀具架上的重力分散作用在橫梁上，避免了單一滑板作用所造成的應(yīng)力過于集中的狀況，滑板間通過連桿的剛性連接除了實(shí)現(xiàn)了對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)副滑板的驅(qū)動(dòng)，連桿還能承受彎矩，減小了橫梁上彎矩，通過橫向運(yùn)動(dòng)主、副滑板分散重力和連桿連接分擔(dān)彎矩，使橫梁的彈性形變盡量減小，提高了刀具在Z軸方向的加工精度。
[0016]刀架上設(shè)置有多個(gè)電機(jī)座，電機(jī)座安裝馬達(dá)，馬達(dá)輸出軸安裝刀具，在尾架和可調(diào)尾架上設(shè)置與刀具及其數(shù)量相對(duì)應(yīng)的可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸和頂柱，尾架固定在滑動(dòng)軸的一端，可調(diào)尾架可以在滑動(dòng)軸上滑動(dòng)，滑動(dòng)軸上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)可以在滑動(dòng)軸任一位置上鎖定，用于限定可調(diào)尾架的位置，要夾緊工件時(shí)，滑動(dòng)可調(diào)滑塊使旋轉(zhuǎn)軸和頂柱的距離逐漸減少，直到工件剛好能放進(jìn)在可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸和頂柱之間，然后滑動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)貼緊可調(diào)尾架并鎖定，最后調(diào)節(jié)可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸的位置使工件被壓緊，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸可以以手動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)或者以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)。多刀具設(shè)計(jì)使得并行雕刻成為可能，這大幅提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本四軸雕刻機(jī)工件在加工時(shí)不需要移動(dòng)，只移動(dòng)刀具，使得不同質(zhì)量的工件加工精度差異較小，改進(jìn)了橫向運(yùn)動(dòng)滑板的組合結(jié)構(gòu)，有效減小橫梁的彎矩和應(yīng)力集中，提高了刀具豎向精度，使雕刻機(jī)大型化成為可能，采用多刀具并行加工的方式，提聞了廣品的生廣效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)去掉刀具架結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)的工件夾持裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)的工件夾持裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明的四軸立體雕刻機(jī)的工件夾持裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中代號(hào)表示:1、機(jī)架；2、立臂；3、縱向?qū)к墸?、齒條；5、縱向凹槽；6、縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)；7、橫梁；8、橫向?qū)к墸?、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)；10、橫向絲桿；11、橫向運(yùn)動(dòng)滑板(橫向運(yùn)動(dòng)主滑板)；12、橫向運(yùn)動(dòng)副滑板；13、橫向凹槽；14、豎向軌道；15豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)；16、豎向絲桿；17、豎向運(yùn)動(dòng)滑板；18、豎向凹槽；19、刀具架；20、橫向絲桿螺母；21、連桿；22、電機(jī)座；23、電機(jī)；24、刀具；25、滑動(dòng)軸；26、支撐座；27、尾架；28、可調(diào)尾架；29、轉(zhuǎn)軸座；30、旋轉(zhuǎn)軸；31、頂柱；32、鎖定機(jī)構(gòu)；33、聯(lián)軸器；34、絲桿軸承座；35、豎向絲桿螺母；36、手輪；37、軸承座；38、軸承；39、旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件；40、氣缸座；41、氣缸；42、氣缸軸；43、螺母座；44、螺桿；45、滑塊；46、導(dǎo)軌；47、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例作詳細(xì)描述。
[0021]如圖1、圖2、圖3所示，機(jī)架I縱向兩邊設(shè)有縱向?qū)к?和齒條4，龍門立臂2上設(shè)有與縱向?qū)к?滑動(dòng)配合的縱向凹槽5，龍門架通過縱向凹槽5與縱向軌道3的滑動(dòng)配合安裝在車架I上，龍門架能在縱向軌道上自由移動(dòng)，立臂I內(nèi)設(shè)有與齒條嚙合的傳動(dòng)齒輪(圖中未示出)，立臂I上設(shè)有的縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)6輸出軸連接傳動(dòng)齒輪，縱向電機(jī)6驅(qū)動(dòng)龍門架移動(dòng)。[0022]龍門架橫梁7上設(shè)有橫向?qū)к?,橫梁7上裝有橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9和橫向絲桿10,橫向絲桿10 —端通過聯(lián)軸器33與橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9連接，另一端安裝在絲桿軸承座34上，橫向運(yùn)動(dòng)滑板11通過橫向運(yùn)動(dòng)滑板11上設(shè)有的與橫向?qū)к?滑動(dòng)匹配的凹槽13安裝在橫向?qū)к?上。
[0023]在橫向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有豎向?qū)к?4、豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)15和豎向絲桿16，豎向絲桿16一端通過聯(lián)軸器33與豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)15連接，另一端安裝在絲桿軸承座34上，豎向滑板17通過設(shè)在豎向滑板17上的豎向凹槽18安裝在豎向軌道14上，豎向滑板17上設(shè)有豎向絲桿螺母35,豎向絲桿螺母35與豎向絲桿16連接,豎向滑板17可在豎向軌道14上自由移動(dòng)，豎向電動(dòng)驅(qū)動(dòng)豎向滑板移動(dòng)。
[0024]橫向運(yùn)動(dòng)滑板11分為主滑板11和副滑板12，主、副滑板安裝在橫向?qū)к?上，主滑板11只設(shè)置一個(gè)，副滑板12可按需要設(shè)置多個(gè)，在本實(shí)施例中只設(shè)置一個(gè)副滑板12，主滑板11和副滑板12通過連桿21實(shí)行剛性連接，在主滑板11上設(shè)置有橫向絲桿螺母20，橫向絲桿螺母20與橫向絲桿連接，副滑板不設(shè)置橫向絲桿螺母20，橫向運(yùn)動(dòng)滑板11能在橫向軌道7上自由移動(dòng)，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)橫向運(yùn)動(dòng)滑板11移動(dòng)。
[0025]豎向運(yùn)動(dòng)滑板上安裝刀具架19，刀具架19上安裝若干電機(jī)座22，在本實(shí)施例中，機(jī)架安裝4個(gè)電機(jī)座22，電機(jī)座22上安裝電機(jī)23，電機(jī)23輸出軸上安裝刀具24。
[0026]在機(jī)架I上安裝工件夾持裝置，工件夾持裝置包括有滑動(dòng)軸25、支撐座26、尾架27、可調(diào)尾架28、轉(zhuǎn)軸座29、旋轉(zhuǎn)軸30、頂柱31、鎖定機(jī)構(gòu)32，在機(jī)架I上縱向邊緣各設(shè)置一滑動(dòng)軸25，滑動(dòng)軸25通過支撐座26安裝在機(jī)架I上，滑動(dòng)軸25上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)32，尾架27設(shè)有與兩滑動(dòng)軸25配合的通孔，滑動(dòng)軸25穿過尾架27上的通孔把尾架27安裝在滑動(dòng)軸25上，并通過鎖定機(jī)構(gòu)32固定在滑動(dòng)軸一端，可調(diào)尾架28通過可調(diào)尾架28上設(shè)有的與兩滑動(dòng)軸25滑動(dòng)配合的通孔安裝在滑動(dòng)軸25上，可調(diào)尾架28可在滑動(dòng)軸25上運(yùn)動(dòng)，鎖定機(jī)構(gòu)32可限定并鎖定可調(diào)尾架28的位置，尾架27設(shè)有與刀具24數(shù)量相等的轉(zhuǎn)軸座29，在本實(shí)施例中，共設(shè)有8個(gè)刀具24，相對(duì)應(yīng)的設(shè)置8個(gè)轉(zhuǎn)軸座29，轉(zhuǎn)軸座29上安裝旋轉(zhuǎn)軸30，可調(diào)尾架28上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軸30數(shù)量相等的頂柱31，頂柱31與旋轉(zhuǎn)軸30軸向?qū)R，頂柱31與旋轉(zhuǎn)軸30端面設(shè)有頂針陣列，用以增強(qiáng)夾持摩擦力。各旋轉(zhuǎn)軸30間通過旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未標(biāo)示)保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在機(jī)架內(nèi)安裝驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未標(biāo)示),驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0027]可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸的作用是對(duì)不同長度并且長度差別不大的工件的夾緊提供微調(diào)功能。在本實(shí)施例中提供了三種可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸的實(shí)施方式:
一、如圖4所述，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括氣缸座40、氣缸41、氣缸軸42、轉(zhuǎn)軸座29、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39，氣缸座40與轉(zhuǎn)軸座29連接，氣缸軸42與旋轉(zhuǎn)軸30在氣缸座40內(nèi)通過軸承38連接，旋轉(zhuǎn)軸30在軸向方向上具有滑動(dòng)自由度，同時(shí)具有旋轉(zhuǎn)自由度，旋轉(zhuǎn)軸30套有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39，氣缸41產(chǎn)生的動(dòng)力通過氣缸軸42作用到旋轉(zhuǎn)軸30上驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸30滑動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未標(biāo)示)傳遞的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39傳遞到旋轉(zhuǎn)軸上。
[0028]二、如圖5所述，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸座包括手輪45、螺桿44、螺母座43、轉(zhuǎn)軸座29、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39，螺母座43與轉(zhuǎn)軸座29連接，手輪36設(shè)有螺桿44，螺桿44與旋轉(zhuǎn)軸30在螺母座43內(nèi)通過軸承38連接，旋轉(zhuǎn)軸30在軸向方向上具有滑動(dòng)自由度，同時(shí)具有旋轉(zhuǎn)自由度，旋轉(zhuǎn)軸30套有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39，手輪36旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過螺桿44和螺母座43的配合下轉(zhuǎn)換為軸向運(yùn)動(dòng)，螺桿44與旋轉(zhuǎn)軸30的連接把軸向運(yùn)動(dòng)力傳遞到旋轉(zhuǎn)軸30上，旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(未標(biāo)示)傳遞的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件39傳遞到旋轉(zhuǎn)軸上。
[0029]三、如圖6所述，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸座包括滑塊45、導(dǎo)軌46、氣缸41、氣缸軸42、轉(zhuǎn)軸座29，轉(zhuǎn)軸座29固定安裝在滑塊45上，滑塊45可滑動(dòng)地安裝在軌道46上，氣缸41固定安裝在機(jī)架I上，氣缸41通過氣缸軸42與轉(zhuǎn)軸座29連接，轉(zhuǎn)軸座29通過與滑塊45的連接使之可在導(dǎo)軌46上軸向滑動(dòng)，氣缸41產(chǎn)生的動(dòng)力通過氣缸軸42作用到轉(zhuǎn)軸座29上驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸座29滑動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸30由驅(qū)動(dòng)電機(jī)47驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
[0030]工作時(shí)，被加工工件放置在旋轉(zhuǎn)軸30和頂柱31間，滑動(dòng)可調(diào)尾架28使工件被旋轉(zhuǎn)軸30和頂柱31夾緊，然后滑動(dòng)鎖定機(jī)構(gòu)32壓住可調(diào)尾架28，同時(shí)鎖住固定機(jī)構(gòu)32，使可調(diào)尾架28被固定，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸對(duì)夾緊工件作進(jìn)一步微調(diào)，使各工件充分的被夾緊。工件被固定后，工件可在旋轉(zhuǎn)軸30的帶動(dòng)下在繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。龍門架在機(jī)架I上的縱向?qū)к?上在縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)，為刀具架19提供Y軸方向自由度。橫向運(yùn)動(dòng)滑板11在龍門架橫梁7上設(shè)有的橫向?qū)к?上在橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)，為刀具架19提供X軸方向自由度。豎向運(yùn)動(dòng)滑板17可在橫向運(yùn)動(dòng)滑板11上的豎向?qū)к?4上在豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)15驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)，為刀具架提供Z軸方向自由度。上述的縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)9、豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)15以及旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)裝置受DSP控制器控制。刀具架上19上的電機(jī)23驅(qū)動(dòng)刀具24，在工件上做雕刻作業(yè)。通過上述的結(jié)構(gòu)組合，使刀具24具有三維運(yùn)動(dòng)自由度，工件在工件夾持裝置上具有旋轉(zhuǎn)自由度，由此就實(shí)現(xiàn)了 X軸、Y軸、Z軸和旋轉(zhuǎn)軸四軸雕刻功能。
[0031]惟以上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實(shí)施之范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明書所記載的內(nèi)容所作出簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種四軸立體雕刻機(jī)，包括機(jī)架、機(jī)架上設(shè)置有刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工件夾持裝置，刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝刀具，其特征在于: 所述刀具移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上，所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上； 所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)通過連桿與橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)剛性連接； 所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上設(shè)有刀具架，刀具架上設(shè)置至少一座電機(jī)座，電機(jī)座安裝有電機(jī)，電機(jī)輸出軸上與刀具連接； 所述工件夾持裝置設(shè)有與刀具數(shù)量相同的工件轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于，所述縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向?qū)к墶X條、龍門架、傳動(dòng)齒輪、縱向?qū)к?、縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，導(dǎo)軌和齒條設(shè)置在機(jī)架的縱向兩邊豎面上，龍門架立臂上設(shè)有縱向凹槽與縱向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合方式安裝，傳動(dòng)齒輪設(shè)置在龍門架立臂內(nèi)側(cè)與齒條嚙合，龍門架立臂內(nèi)設(shè)置縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，縱向電機(jī)與傳動(dòng)齒輪軸相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于，所述橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向運(yùn)動(dòng)滑板、橫向?qū)к墶M向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和橫向?qū)к壴O(shè)置在縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸相連，橫向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有橫向凹槽與橫向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合的方式安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于，所述豎向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的豎向軌道、設(shè)置在橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)和豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)與豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸相連，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有豎向凹槽與豎向軌道以滑動(dòng)配合的方式安裝，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上設(shè)有與豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，豎向運(yùn)動(dòng)滑板上連接刀具架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4之一所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于，所述橫向運(yùn)動(dòng)主動(dòng)機(jī)構(gòu)為橫向運(yùn)動(dòng)主滑板，所述橫向運(yùn)動(dòng)從動(dòng)機(jī)構(gòu)為橫向運(yùn)動(dòng)副滑板，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板和橫向運(yùn)動(dòng)副滑板均設(shè)有橫向凹槽與橫向?qū)к壱曰瑒?dòng)配合的方式安裝，橫向運(yùn)動(dòng)主滑板設(shè)有與橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)匹配的從動(dòng)裝置，橫向運(yùn)動(dòng)副滑板通過連桿與主滑板剛性連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于，所述工件夾持裝置包括滑動(dòng)軸、支撐座、尾架、可調(diào)尾架、可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸、頂柱和鎖定機(jī)構(gòu)，在機(jī)架的兩個(gè)縱向邊緣各設(shè)置一滑動(dòng)軸，滑動(dòng)軸通過支撐座固定在機(jī)架上，尾架和可調(diào)尾架都設(shè)有與兩滑動(dòng)軸間隙配合的通孔，尾架和可調(diào)尾架通過滑動(dòng)軸與通孔的配合連接在一起，滑動(dòng)軸上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)，尾架設(shè)有與刀具數(shù)量相等的可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，可調(diào)尾架上設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)應(yīng)的頂柱，可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸和頂柱的工作面設(shè)有頂針陣列，頂柱與可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸軸向?qū)R，頂柱與可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸工作面相對(duì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于所述橫向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿連接，所述豎向運(yùn)動(dòng)滑板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述豎向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿連接，所述從動(dòng)裝置為絲桿螺母。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、氣缸、氣缸座、氣缸軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座套接在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有頂針陣列，旋轉(zhuǎn)軸另一端連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座連接有氣缸座，氣缸座上設(shè)置氣缸，氣缸軸的一端與旋轉(zhuǎn)軸在氣缸座內(nèi)通過軸承連接，氣缸軸的另一端連接氣缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、手輪、螺桿、螺母座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座套接在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有頂針陣列，旋轉(zhuǎn)軸另一端連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件，轉(zhuǎn)軸座連接有螺母座，螺母座上設(shè)置螺桿，螺桿的一端與旋轉(zhuǎn)軸在螺母座內(nèi)通過軸承連接，螺桿的另一端連接手輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的四軸立體雕刻機(jī)，其特征在于所述可調(diào)旋轉(zhuǎn)軸包括轉(zhuǎn)軸座、旋轉(zhuǎn)軸、滑塊、導(dǎo)軌、氣缸、氣缸軸、和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸座固定安裝在滑塊上，滑塊可滑動(dòng)地安裝在軌道上，氣缸固定安裝在機(jī)架上，氣缸通過氣缸軸與轉(zhuǎn)軸座連接，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸座上，旋轉(zhuǎn)軸的一端連接驅(qū)動(dòng)機(jī)`構(gòu)輸出軸，旋轉(zhuǎn)軸的另一端設(shè)有頂針陣列。
【文檔編號(hào)】B44B1/06GK103507537SQ201210214259
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】麥康強(qiáng) 申請(qǐng)人:麥康強(qiáng)