CN104801760B - 一种全数控cnc曲线仿形锯切带锯床及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全数控CNC曲线仿形锯切带锯床及其使用方法，包括锯架、锯条张紧装置、工件水平推动伺服装置、工件夹紧推动气动装置、锯前工件气动夹紧装置、主传动***、支架、CNC数控***、气动***、主动带轮、从动带轮以及带锯条；支架设置在锯架的侧部，CNC数控***控制整个锯切带锯床设备，在锯架还设置有锯带导向装置，锯带导向装置包括锯带上导向伺服旋转装置以及锯条下导向伺服旋转装置，锯带上导向伺服旋转装置位于靠近从动带轮侧，锯条下导向伺服旋转装置位于靠近主动带轮侧，锯带上导向伺服旋转装置以及锯条下导向伺服旋转装置可以同步对应转动带锯条。本发明能够曲线或异形的锯切，且批量生产，工件精度的一致性好，生产效率高。

Description

一种全数控CNC曲线仿形锯切带锯床及其使用方法

技术领域

本发明属于带锯床设备技术领域，特别涉及一种全数控CNC曲线仿形锯切带锯床及其使用方法。

背景技术

随着工业的发展及人民生活水平的提高，审美观念的进步，对各种美的物资需求日益增多，例如由于高速列车考虑到高速行驶的过程中，为减少空气对其的阻力，整个车体设计成流线型，提高运行速度，因此高速列车的受电弓，就是根据车体的外形由多段曲线不一的弧线顺畅连接而成；我们日常生活中的各种曲线的家具，玻璃工艺品、石材工艺品等，也是由曲线组成，这些曲线的存在，给我们的生活带来了美感，美化了我们的生活。但这些曲线的形成，有的是通过铸造的形式，成型为其毛坯，再经过其他的机床精加工而成，存在毛坯余量大，加工过程长，且一件毛坯只能加工成一件的缺陷，例如高铁的受电弓。有的是通过金属线、金刚石砂线等切割而成，此种方式虽然可以解决部分薄的工件的锯切，但对于大批量的加工需求，也存在其弊端。金属线、金刚石砂线由于直径小，强度不够，不能适应于强力高效锯切，同时金刚石砂线的砂粒为电镀工艺产生，在锯切的过程中容易脱落，使用寿命短，成本高。对于水刀、激光切割等弧线成型技术，由于存在材料的特性不一致，有些工件无法加工，即使可以完成，但设备投入和后期使用维修费用较高，对于家具、工艺品行业难以接受。但近年来，各种材料的异型锯切越来越多，需要曲线仿形或异形锯切的材料领域涉及到金属、家具、工艺品、五金、机械、木材、石墨与碳素、塑料、树脂、玻纤、碳纤、石材、橡胶、玻璃等。因此如何开发出一款能高效曲线仿形或异形锯切的带锯床满足市场需求变得特别迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够锯切成型曲线或异形的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床及其使用方法，由于带锯条宽度可以达到19mm，厚度可以达到0.65mm，无论是其齿部的锯齿或金刚石砂粒，其张紧后均可以承受强力切割，配合带锯条的±90°旋转，纵向、横向工作台的伺服曲线插补运动，即可完成曲线和异形工件的锯切。

本发明是这样实现的，提供一种全数控CNC曲线仿形锯切带锯床，包括锯架、锯条张紧装置、工件水平推动伺服装置、工件夹紧推动气动装置、锯前工件气动夹紧装置、主传动***、支架、CNC数控***、气动***、主动带轮、从动带轮以及带锯条，主动带轮以及从动带轮设置在锯架上，主传动***驱动主动带轮旋转，主动带轮驱动带锯条沿主动带轮以及从动带轮的外圆侧边回转，带锯条张紧程度由设置在从动带轮侧的锯条张紧装置调节；支架设置在锯架的侧部，CNC数控***以及气动***控制整个锯切带锯床设备的正常运行，在锯架还设置有锯带导向装置，锯带导向装置包括锯带上导向伺服旋转装置以及锯条下导向伺服旋转装置，锯带上导向伺服旋转装置位于靠近从动带轮侧，锯条下导向伺服旋转装置位于靠近主动带轮侧，锯带上导向伺服旋转装置以及锯条下导向伺服旋转装置可以在一定范围内自由地同步对应转动带锯条。

进一步地，锯带上导向伺服旋转装置以及锯条下导向伺服旋转装置的结构相同。

进一步地，锯带上导向伺服旋转装置包括伺服电机、精密行星减速机、安装座、旋转轴、被动齿轮以及主动齿轮，伺服电机驱动精密行星减速机，精密行星减速机通过主动齿轮驱动被动齿轮，被动齿轮带动旋转轴在安装座上按指定的角度转动，带锯条穿过旋转轴的轴心，在旋转轴上设置有锯带导向块以及锯带预导向轴，通过锯带导向块以及锯带预导向轴驱动带锯条按指定角度转动。

进一步地，锯带上导向伺服旋转装置还包括水平调节底板以及支座，安装座设置在水平调节底板上，安装座的左右水平位置可以在水平调节底板上调整，水平调节底板设置在支座上，安装座的前后水平位置可以在支座上调整，支座设置在锯架上。

进一步地，带锯条围绕其对称中心在-90°至+90°的角度范围任意自由转动。

进一步地，在支架上设置有纵向伺服移动工作台、横向移动伺服装置、横向伺服移动工作台以及纵向伺服移动装置，纵向伺服移动装置驱动纵向伺服移动工作台纵向移动，横向移动伺服装置驱动横向伺服移动工作台横向移动，横向移动伺服装置以及横向伺服移动工作台设置在纵向伺服移动工作台上，工件水平推动伺服装置、工件夹紧推动气动装置以及锯前工件气动夹紧装置设置在横向伺服移动工作台上。

本发明还包括利用如前述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床进行锯切加工的使用方法，包括如下步骤：

第一步，设备开机启动，设备处于初始状态；启动设备的CNC数控***以及气动***，设备的纵向伺服移动工作台、横向伺服移动工作台、工件水平推动伺服装置回到原点，工件夹紧推动气动装置、锯前工件气动夹紧装置松开；

第二步，上料夹紧工件；人工将待锯切的工件吊装到横向伺服移动工作台上，工件夹紧推动气动装置夹紧工件，启动工件水平推动伺服装置将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置夹紧工件；

第三步，曲线锯切——纵向以及横向伺服插补运动；将待锯切工件的CAD图纸输入CNC数控***进行程序编辑，启动自动锯切按钮，主传动***运转，通过锯条张紧装置带动带锯条高速运转，然后纵向伺服移动装置、横向移动伺服装置根据输入的CAD图纸编辑的程序，同时运动，实现了工件的纵向、横向伺服插补运动，形成了曲线的锯切；

第四步，曲线锯切——带锯条绕其中心转动方向；在工件的纵向、横向伺服插补运动过程中，带锯条在锯带上导向伺服旋转装置、锯条下导向伺服旋转装置的精密驱动下，围绕带锯条中心进行旋转，使带锯条始终相切于锯切圆弧，保证锯切曲线的顺利连接；

第五步，锯切完成卸料；当一件工件锯切完成后，纵向伺服移动工作台、横向伺服移动工作台回到原点、锯前气动夹紧装置松开工件、工件水平推动伺服装置再次将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置夹紧工件，如此循环，直至最后一件加工完毕。

与现有技术相比，本发明的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床及其使用方法，具有如下特点：

1、通过整块工件的纵向伺服移动和横向伺服移动速度匹配移动的方式，采用CNC智能控制程序，采用插补运动，实现采用带锯条弧度锯切的工艺，且批量生产，工件精度的一致性好，生产效率高。

2、采用伺服驱动旋转的导向装置，使带锯条可以围绕带锯条中心作±90°范围内精密旋转。通过CNC智能程序控制使带锯条始终与锯切弧线相切，避免了带锯条宽度方向给弧度锯切造成的干涉，顺利实现多规格弧度的自动锯切，且弧度连接顺畅，光洁度高。

3、开发了专用于带锯床曲线锯切的CNC智能控制程序，实现了与计算机***的联接，通过CAD图纸的输入，自动编译程序，直接完成工件弧度的锯切，且可以显示其锯切轨迹，减少了操作者直接编程的麻烦，简化了操作流程，适应范围扩大。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中锯带上导向伺服旋转装置的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参照图1以及图2所示，本发明全数控CNC曲线仿形锯切带锯床的较佳实施例，包括锯架1、锯条张紧装置2、工件水平推动伺服装置4、工件夹紧推动气动装置5、锯前工件气动夹紧装置6、主传动***7、支架9、CNC数控***14、气动***15、主动带轮16、从动带轮17以及带锯条18。主动带轮16以及从动带轮17设置在锯架1上，主传动***7驱动主动带轮16旋转，主动带轮16驱动带锯条18沿主动带轮16以及从动带轮17的外圆侧边回转，带锯条18张紧程度由设置在从动带轮17侧的锯条张紧装置2调节。支架9设置在锯架1的侧部，CNC数控***14以及气动***15控制整个锯切带锯床设备的正常运行。在锯架1还设置有锯带导向装置，锯带导向装置可以偏转带锯条18的角度并为之导向。锯带导向装置包括锯带上导向伺服旋转装置3以及锯条下导向伺服旋转装置8，锯带上导向伺服旋转装置3以及锯条下导向伺服旋转装置8的结构相同。

锯带上导向伺服旋转装置3位于靠近从动带轮17侧，锯条下导向伺服旋转装置8位于靠近主动带轮16侧。锯带上导向伺服旋转装置3以及锯条下导向伺服旋转装置8可以在一定范围内自由地同步对应转动带锯条18。

请同时参照图1以及图3所示，锯带上导向伺服旋转装置3包括伺服电机31、精密行星减速机32、安装座33、旋转轴36、被动齿轮39以及主动齿轮310。伺服电机31驱动精密行星减速机32，精密行星减速机32通过主动齿轮310驱动被动齿轮39，被动齿轮39带动旋转轴36在安装座33上按指定的角度转动。在旋转轴36的轴心位置设置有通孔，带锯条18穿过该通孔（即旋转轴36的轴心位置）。

在旋转轴36上设置有锯带导向块37以及锯带预导向轴38，通过锯带导向块37以及锯带预导向轴38驱动带锯条18按指定角度转动。安装在带锯条18的两端的锯带上导向伺服旋转装置3以及锯条下导向伺服旋转装置8同步对应转动，在一定范围内自由地转动带锯条18的角度，以适应工件曲线加工的弧面需要。带锯条18围绕其对称中心在-90°至+90°的角度范围任意自由转动。

为保证带锯条18的转动轴线与旋转轴36的旋转轴线同轴，锯带上导向伺服旋转装置3还包括水平调节底板34以及支座311。安装座33设置在水平调节底板34上，安装座33的左右水平位置可以在水平调节底板34上调整。水平调节底板34设置在支座311上，安装座33的前后水平位置可以在支座311上调整，支座311设置在锯架1上。

请再同时参照图1以及图2所示，在支架9上设置有纵向伺服移动工作台10、横向移动伺服装置11、横向伺服移动工作台12以及纵向伺服移动装置13。纵向伺服移动装置13驱动纵向伺服移动工作台10纵向移动，横向移动伺服装置11驱动横向伺服移动工作台12横向移动。横向移动伺服装置11以及横向伺服移动工作台12设置在纵向伺服移动工作台10上。工件水平推动伺服装置4、工件夹紧推动气动装置5以及锯前工件气动夹紧装置6设置在横向伺服移动工作台12上，待锯切的工件放置在横向伺服移动工作台12上。CNC数控***14控制横向移动伺服装置11以及纵向伺服移动装置13，使得横向伺服移动工作台12以及纵向伺服移动工作台10能够实现横向、纵向伺服插补运动。

本发明还包括利用如前述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床进行锯切加工的使用方法，包括如下步骤：

第一步，设备开机启动，设备处于初始状态；启动设备的CNC数控***14以及气动***15，设备的纵向伺服移动工作台10、横向伺服移动工作台12、工件水平推动伺服装置4回到原点（初始点），工件夹紧推动气动装置5、锯前工件气动夹紧装置6松开；

第二步，上料夹紧工件；人工将待锯切的工件吊装到横向伺服移动工作台12上，工件夹紧推动气动装置5夹紧工件，启动工件水平推动伺服装置4将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置6夹紧工件；

第三步，曲线锯切——纵向以及横向伺服插补运动；将待锯切工件的CAD图纸输入CNC数控***14进行程序编辑，启动自动锯切按钮，主传动***7运转，通过锯条张紧装置2带动带锯条高速运转，然后纵向伺服移动装置13、横向移动伺服装置11根据输入的CAD图纸编辑的程序，同时运动，实现了工件的纵向、横向伺服插补运动；

第四步，曲线锯切——带锯条绕其中心转动方向；由于带锯条具备一定的宽度，当齿尖锯切时，背部对材料造成阻挡，对插补运动造成影响，因此在工件的纵向、横向伺服插补运动过程中，带锯条必须在锯带上导向伺服旋转装置3、锯条下导向伺服旋转装置8的精密驱动下，围绕带锯条中心进行旋转，使带锯条始终相切于锯切圆弧，保证锯切曲线的顺利连接；

第五步，锯切完成卸料；当一件工件锯切完成后，纵向伺服移动工作台10、横向伺服移动工作台12回到原点、锯前气动夹紧装置5松开工件、工件水平推动伺服装置4再次将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置6夹紧工件，如此循环，直至最后一件加工完毕。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种全数控CNC曲线仿形锯切带锯床，包括锯架（1）、锯条张紧装置（2）、工件水平推动伺服装置（4）、工件夹紧推动气动装置（5）、锯前工件气动夹紧装置（6）、主传动***（7）、支架（9）、CNC数控***（14）、气动***（15）、主动带轮（16）、从动带轮（17）以及带锯条（18），所述主动带轮（16）以及从动带轮（17）设置在锯架（1）上，所述主传动***（7）驱动主动带轮（16）旋转，所述主动带轮（16）驱动带锯条（18）沿主动带轮（16）以及从动带轮（17）的外圆侧边回转，所述带锯条（18）张紧程度由设置在从动带轮（17）侧的锯条张紧装置（2）调节；所述支架（9）设置在锯架（1）的侧部，所述CNC数控***（14）以及气动***（15）控制整个锯切带锯床设备的正常运行，在所述锯架（1）还设置有锯带导向装置，其特征在于，所述锯带导向装置包括锯带上导向伺服旋转装置（3）以及锯条下导向伺服旋转装置（8），所述锯带上导向伺服旋转装置（3）位于靠近从动带轮（17）侧，所述锯条下导向伺服旋转装置（8）位于靠近主动带轮（16）侧，所述锯带上导向伺服旋转装置（3）以及锯条下导向伺服旋转装置（8）可以在一定范围内自由地同步对应转动带锯条（18）；所述锯带上导向伺服旋转装置（3）以及锯条下导向伺服旋转装置(8)的结构相同；所述锯带上导向伺服旋转装置（3）包括伺服电机（31）、精密行星减速机（32）、安装座（33）、旋转轴（36）、被动齿轮（39）以及主动齿轮（310），所述伺服电机（31）驱动精密行星减速机（32），所述精密行星减速机（32）通过主动齿轮（310）驱动被动齿轮（39），所述被动齿轮（39）带动旋转轴（36）在安装座（33）上按指定的角度转动，所述带锯条（18）穿过旋转轴（36）的轴心，在所述旋转轴（36）上设置有锯带导向块（37）以及锯带预导向轴（38），通过所述锯带导向块（37）以及锯带预导向轴（38）驱动带锯条（18）按指定角度转动。

2.如权利要求1所述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床，其特征在于，所述锯带上导向伺服旋转装置（3）还包括水平调节底板（34）以及支座（311），所述安装座（33）设置在水平调节底板（34）上，所述安装座（33）的左右水平位置可以在水平调节底板（34）上调整，所述水平调节底板（34）设置在支座（311）上，所述安装座（33）的前后水平位置可以在支座（311）上调整，所述支座（311）设置在锯架（1）上。

3.如权利要求1至2中任意一项所述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床，其特征在于，所述带锯条（18）围绕其对称中心在-90°至+90°的角度范围任意自由转动。

4.如权利要求1至2中任意一项所述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床，其特征在于，在所述支架（9）上设置有纵向伺服移动工作台（10）、横向移动伺服装置（11）、横向伺服移动工作台（12）以及纵向伺服移动装置（13），所述纵向伺服移动装置（13）驱动纵向伺服移动工作台（10）纵向移动，所述横向移动伺服装置（11）驱动横向伺服移动工作台（12）横向移动，所述横向移动伺服装置（11）以及横向伺服移动工作台（12）设置在纵向伺服移动工作台（10）上，所述工件水平推动伺服装置（4）、工件夹紧推动气动装置（5）以及锯前工件气动夹紧装置（6）设置在横向伺服移动工作台（12）上。

5.如权利要求4所述的全数控CNC曲线仿形锯切带锯床的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，设备开机启动，设备处于初始状态；启动设备的CNC数控***（14）以及气动***（15），设备的纵向伺服移动工作台（10）、横向伺服移动工作台（12）、工件水平推动伺服装置（4）回到原点，工件夹紧推动气动装置（5）、锯前工件气动夹紧装置（6）松开；

第二步，上料夹紧工件；人工将待锯切的工件吊装到横向伺服移动工作台（12）上，工件夹紧推动气动装置（5）夹紧工件，启动工件水平推动伺服装置（4）将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置（6）夹紧工件；

第三步，曲线锯切——纵向以及横向伺服插补运动；将待锯切工件的CAD图纸输入CNC数控***（14）进行程序编辑，启动自动锯切按钮，主传动***（7）运转，通过锯条张紧装置（2）带动带锯条高速运转，然后纵向伺服移动装置（13）、横向移动伺服装置（11）根据输入的CAD图纸编辑的程序同时运动，实现了工件的纵向、横向伺服插补运动；

第四步，曲线锯切——带锯条绕其中心转动方向；在工件的纵向、横向伺服插补运动过程中，带锯条（18）在锯带上导向伺服旋转装置（3）、锯条下导向伺服旋转装置（8）的精密驱动下，围绕带锯条中心进行旋转，使带锯条始终相切于锯切圆弧，保证锯切曲线的顺利连接；

第五步，锯切完成卸料；当一件工件锯切完成后，纵向伺服移动工作台（10）、横向伺服移动工作台（12）回到原点、锯前气动夹紧装置（5）松开工件、工件水平推动伺服装置（4）再次将工件推出到待锯切的起点位置，锯前工件气动夹紧装置（6）夹紧工件，如此循环，直至最后一件加工完毕。