CN203780172U - 一种雕刻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种雕刻装置，包括主体、主体上设置有移送装置、工件固定装置，移送装置上安装有刀具，其特征在于：所述移送装置包括纵向运动装置、横向运动装置和竖向运动装置，所述纵向运动装置设置在主体上，所述横向运动装置设置在纵向运动装置上，所述竖向运动装置设置在横向运动装置上；所述工件固定装置设有与刀具数量相同的工件转动装置。本实用新型一种雕刻装置，刀具竖向精度高、生产效率高、应用范围广、能同时加工多个工件的雕刻装置。

Description

一种雕刻装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种雕刻装置。

背景技术

在现有雕刻装置技术中，为了实现刀具相对于工件有三维自由度，有采用刀具具有竖直方向和横向方向的平面自由度，而工件具有纵向方向的一维自由度的实现形式，这种实现方式不足在于雕刻作业过程中，刀具和机床都要移动而不利于控制，又因为工件在加工过程中需要移动，而对于加工不同质量的工件的时，对驱动电机的冲击大，不同质量的工件移动时的响应时间也难保证相同，从而导致精度控制难度大；而采用刀具具有竖直方向和横向方向的平面自由度，龙门架具有纵向方向自由度的实现形式的雕刻装置，对刀具位置的控制性能好，但目前该形式的雕刻装置规模比较小，只能加工较小型的工件，当雕刻装置规模加大时，龙门架横梁的弹性形变就会对竖向精度产生不利影响，因而应用范围较窄。目前大多数的雕刻装置一次只能加工一个工件，生产效率较低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种刀具竖向精度高、生产效率高、应用范围广、能同时加工多个工件的雕刻装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种雕刻装置，包括主体、主体上设置有移送装置、工件固定装置，移送装置上安装有刀具；所述移送装置包括纵向运动装置、横向运动装置和竖向运动装置，所述纵向运动装置设置在主体上，所述横向运动装置设置在纵向运动装置上，所述竖向运动装置设置在横向运动装置上；所述工件固定装置设有与刀具数量相同的工件转动装置。

所述横向运动装置包括横向运动主动装置和横向运动从动装置，横向运动主动装置连接动力装置，横向运动从动装置通过连杆与横向运动主动装置刚性连接。

所述竖向运动装置上设有刀具架，刀具架上设置至少一座电机座，电机座安装有电机，电机输出轴上与刀具连接。

所述纵向运动装置包括纵向导轨、齿条、龙门架、传动齿轮、纵向导轨、纵向驱动电机，导轨和齿条设置在主体的纵向两边竖面上，龙门架立臂上设有纵向凹槽与纵向导轨以滑动配合方式安装，传动齿轮设置在龙门架立臂内侧与齿条啮合，龙门架立臂内设置纵向驱动电机，纵向电机与传动齿轮轴相连。

所述横向运动装置包括横向运动滑板、横向导轨、横向驱动电机和横向运动滑板传动装置，横向驱动电机、横向运动滑板传动装置和横向导轨设置在纵向运动装置上，横向驱动电机与横向运动滑板传动装置轴相连，横向运动滑板上设有与横向运动滑板传动装置匹配的从动装置，横向运动滑板上设有横向凹槽与横向导轨以滑动配合的方式安装。

所述竖向运动装置包括设置在横向运动装置上的竖向轨道、设置在横向运动装置上的竖向驱动电机和竖向运动滑板传动装置，竖向驱动电机与竖向运动滑板传动装置轴相连，竖向运动滑板上设有竖向凹槽与竖向轨道以滑动配合的方式安装，竖向运动滑板上设有与竖向运动滑板传动装置匹配的从动装置，竖向运动滑板上连接刀具架。

所述横向运动主动装置为横向运动主滑板，所述横向运动从动装置为横向运动副滑板，横向运动主滑板和横向运动副滑板均设有横向凹槽与横向导轨以滑动配合的方式安装，横向运动主滑板设有与横向运动滑板传动装置匹配的从动装置，横向运动副滑板通过连杆与主滑板刚性连接。

所述工件固定装置包括滑动轴、支撑座、尾架、可调尾架、可调旋转轴、顶柱和锁定装置，在主体的两个纵向边缘各设置一滑动轴，滑动轴通过支撑座固定在主体上，尾架和可调尾架都设有与两滑动轴间隙配合的通孔，尾架和可调尾架通过滑动轴与通孔的配合连接在一起，滑动轴上设有锁定装置，尾架设有与刀具数量相等的可调旋转轴，可调旋转轴间通过与旋转轴传动装置连接同步转动，可调尾架上设有与旋转轴相对应的顶柱，可调旋转轴和顶柱的工作面设有顶针阵列，顶柱与可调旋转轴轴向对齐，顶柱与可调旋转轴工作面相对。

所述横向驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杆连接，所述竖向运动滑板传动装置为丝杆传动装置，所述竖向驱动电机输出轴通过联轴器与丝杆连接，所述从动装置为丝杆螺母。

所述可调旋转轴包括转轴座、旋转轴、气缸、气缸座、气缸轴、传动装置部件，转轴座套接在旋转轴上，旋转轴的一端设有顶针阵列，旋转轴另一端连接传动装置部件，转轴座连接有气缸座，气缸座上设置气缸，气缸轴的一端与旋转轴在气缸座内通过轴承连接，气缸轴的另一端连接气缸。

龙门架、横向运动滑板、竖向运动滑板和刀具架组成刀具活动装置，龙门架在主体上具有纵向运动自由度，使刀具实现X轴方向运动自由度，横向运动滑板在龙门架横梁上具有横向运动自由度，使刀具实现Y轴方向运动自由度，竖向运动滑板在横向运动滑板的导轨上具有竖向运动自由度，使刀具实现Z轴方向运动自由度，这样，使刀具实现XYZ三轴空间自由度。工件固定装置使通过旋转轴和顶柱配合把工件压紧实现工件的固定，旋转轴和顶柱具有旋转自由度，带动工件在加工时转动，实现雕刻的特性。

横向运动滑板又分为横向运动主滑板和横向运动副滑板，横向运动主滑板上设置与横向运动滑板传动装置匹配的从动装置，接受来自横向运动滑板传动装置的动力，横向运动副滑板板则不设置从动装置，横向运动主滑板有且只有一个，横向运动副滑板可按需求增减数量，副滑板同过连杆与主滑板保持刚性连接，目的在于，通过在龙门架横梁上设置横向运动主、副滑板，把刀具架上的重力分散作用在横梁上，避免了单一滑板作用所造成的应力过于集中的状况，滑板间通过连杆的刚性连接除了实现了对横向运动副滑板的驱动，连杆还能承受弯矩，减小了横梁上弯矩，通过横向运动主、副滑板分散重力和连杆连接分担弯矩，使横梁的弹性形变尽量减小，提高了刀具在Z轴方向的加工精度。

刀架上设置有多个电机座，电机座安装马达，马达输出轴安装有刀具，在尾架和可调尾架上设置与刀具及其数量相对应的可调旋转轴和顶柱，尾架固定在滑动轴的一端，可调尾架可以在滑动轴上滑动，滑动轴上设有锁定装置，锁定装置可以在滑动轴任一位置上锁定，用于限定可调尾架的位置，要夹紧工件时，滑动可调滑块使旋转轴和顶柱的距离逐渐减少，直到工件刚好能放进在可调旋转轴和顶柱之间，然后滑动锁定装置贴紧可调尾架并锁定，最后调节可调旋转轴的位置使工件被压紧，可调旋转轴可以以手动驱动调节或者以电动驱动调节。多刀具设计使得并行雕刻成为可能，这大幅提高了产品生产效率。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

与现有技术相比较，本雕刻装置工件在加工时不需要移动，只移动刀具，使得不同质量的工件加工精度差异较小，改进了横向运动滑板的组合结构，有效减小横梁的弯矩和应力集中，提高了刀具竖向精度，使雕刻装置大型化成为可能，采用多刀具并行加工的方式，提高了产品的生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的雕刻装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型的雕刻装置的立体结构示意图；

图3是本实用新型的雕刻装置去掉刀具架结构的立体结构示意图；

图4是本实用新型的雕刻装置的工件固定装置结构示意图；

图中代号表示：1、主体；2、立臂；3、纵向导轨；4、齿条；5、纵向凹槽；6、纵向驱动电机；7、横梁；8、横向导轨；9、横向驱动电机；10、横向丝杆；11、横向运动滑板（横向运动主滑板）；12、横向运动副滑板；13、横向凹槽；14、竖向轨道；15竖向驱动电机；16、竖向丝杆；17、竖向运动滑板；18、竖向凹槽；19、刀具架；20、横向丝杆螺母；21、连杆；22、电机座；23、电机；24、刀具；25、滑动轴；26、支撑座；27、尾架；28、可调尾架；29、转轴座；30、旋转轴；31、顶柱；32、锁定装置；33、联轴器；34、丝杆轴承座；35、竖向丝杆螺母；36、手轮；37、轴承座；38、轴承；39、旋转轴传动装置部件；40、气缸座；41、气缸；42、气缸轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～图3所示，主体1纵向两边设有纵向导轨3和齿条4，龙门立臂2上设有与纵向导轨3滑动配合的纵向凹槽5，龙门架通过纵向凹槽5与纵向轨道3的滑动配合安装在车架1上，龙门架能在纵向轨道上自由移动，立臂1内设有与齿条啮合的传动齿轮（图中未示出），立臂1上设有的纵向驱动电机6输出轴连接传动齿轮，纵向电机6驱动龙门架移动。

龙门架横梁7上设有横向导轨8，横梁7上装有横向驱动电机9和横向丝杆10，横向丝杆10一端通过联轴器33与横向驱动电机9连接，另一端安装在丝杆轴承座34上，横向运动滑板11通过横向运动滑板11上设有的与横向导轨8滑动匹配的凹槽13安装在横向导轨8上。

在横向运动滑板上设有竖向导轨14、竖向驱动电机15和竖向丝杆16，竖向丝杆16一端通过联轴器33与竖向驱动电机15连接，另一端安装在丝杆轴承座34上，竖向滑板17通过设在竖向滑板17上的竖向凹槽18安装在竖向轨道14上，竖向滑板17上设有竖向丝杆螺母35，竖向丝杆螺母35与竖向丝杆16连接，竖向滑板17可在竖向轨道14上自由移动，竖向电动驱动竖向滑板移动。

横向运动滑板11分为主滑板11和副滑板12，主、副滑板安装在横向导轨8上，主滑板11只设置一个，副滑板12可按需要设置多个，在本实施例中只设置一个副滑板12，主滑板11和副滑板12通过连杆21实行刚性连接，在主滑板11上设置有横向丝杆螺母20，横向丝杆螺母20与横向丝杆连接，副滑板不设置横向丝杆螺母20，横向运动滑板11能在横向轨道7上自由移动，横向驱动电机9驱动横向运动滑板11移动。

竖向运动滑板上安装有刀具架19，刀具架19上安装若干电机座22，在本实施例中，主体安装4个电机座22，电机座22上安装电机23，电机23输出轴上安装有刀具24。

在主体1上安装工件固定装置，工件固定装置包括有滑动轴25、支撑座26、尾架27、可调尾架28、转轴座29、旋转轴30、顶柱31、锁定装置32，在主体1上纵向边缘各设置一滑动轴25，滑动轴25通过支撑座26安装在主体1上，滑动轴25上设有锁定装置32，尾架27设有与两滑动轴25配合的通孔，滑动轴25穿过尾架27上的通孔把尾架27安装在滑动轴25上，并通过锁定装置32固定在滑动轴一端，可调尾架28通过可调尾架28上设有的与两滑动轴25滑动配合的通孔安装在滑动轴25上，可调尾架28可在滑动轴25上运动，锁定装置32可限定并锁定可调尾架28的位置，尾架27设有与刀具24数量相等的转轴座29，在本实施例中，共设有8个刀具24，相对应的设置8个转轴座29，转轴座29上安装旋转轴30，可调尾架28上设有与旋转轴30数量相等的顶柱31，顶柱31与旋转轴30轴向对齐，顶柱31与旋转轴30端面设有顶针阵列，用以增强固定摩擦力。各旋转轴30间通过旋转轴传动装置（未标示）保持同步转动，采用电机驱动旋转轴传动装置，在主体内安装驱动电机（未标示），驱动电机输出轴连接旋转轴传动装置。

可调旋转轴的作用是对不同长度并且长度差别不大的工件的夹紧提供微调功能。

如图4所示，可调旋转轴包括气缸座40、气缸41、气缸轴42、转轴座29、传动装置部件39，气缸座40与转轴座29连接，气缸轴42与旋转轴30在气缸座40内通过轴承38连接，旋转轴30在轴向方向上具有滑动自由度，同时具有旋转自由度，旋转轴30套有传动装置部件39，气缸41产生的动力通过气缸轴42作用到旋转轴30上驱动旋转轴30滑动，旋转轴传动装置（未标示）传递的旋转动力通过传动装置部件39传递到旋转轴上。

工作时，被加工工件放置在旋转轴30和顶柱31间，滑动可调尾架28使工件被旋转轴30和顶柱31夹紧，然后滑动锁定装置32压住可调尾架28，同时锁住固定装置32，使可调尾架28被固定，可调旋转轴对夹紧工件作进一步微调，使各工件充分的被夹紧。工件被固定后，工件可在旋转轴30的带动下在绕中心轴转动。龙门架在主体1上的纵向导轨3上在纵向驱动电机6的驱动下移动，为刀具架19提供Y轴方向自由度。横向运动滑板11在龙门架横梁7上设有的横向导轨8上在横向驱动电机9驱动下移动，为刀具架19提供X轴方向自由度。竖向运动滑板17可在横向运动滑板11上的竖向导轨14上在竖向驱动电机15驱动下移动，为刀具架提供Z轴方向自由度。上述的纵向驱动电机6、横向驱动电机9、竖向驱动电机15以及旋转轴的驱动装置受DSP控制器控制。刀具架上19上的电机23驱动刀具24，在工件上做雕刻作业。通过上述的结构组合，使刀具24具有三维运动自由度，工件在工件固定装置上具有旋转自由度，由此就实现了X轴、Y轴、Z轴和旋转轴雕刻功能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种雕刻装置，包括主体、主体上设置有移送装置、工件固定装置，移送装置上安装有刀具，其特征在于：所述移送装置包括纵向运动装置、横向运动装置和竖向运动装置，所述纵向运动装置设置在主体上，所述横向运动装置设置在纵向运动装置上，所述竖向运动装置设置在横向运动装置上；所述工件固定装置设有与刀具数量相同的工件转动装置。

2.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述横向运动装置包括横向运动主动装置和横向运动从动装置，横向运动主动装置连接动力装置，横向运动从动装置通过连杆与横向运动主动装置刚性连接。

3.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述竖向运动装置上设有刀具架，刀具架上设置至少一座电机座，电机座安装有电机，电机输出轴上与刀具连接。

4.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述纵向运动装置包括纵向导轨、齿条、龙门架、传动齿轮、纵向导轨、纵向驱动电机，导轨和齿条设置在主体的纵向两边竖面上，龙门架立臂上设有纵向凹槽与纵向导轨以滑动配合方式安装，传动齿轮设置在龙门架立臂内侧与齿条啮合，龙门架立臂内设置纵向驱动电机，纵向电机与传动齿轮轴相连。

5.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述横向运动装置包括横向运动滑板、横向导轨、横向驱动电机和横向运动滑板传动装置，横向驱动电机、横向运动滑板传动装置和横向导轨设置在纵向运动装置上，横向驱动电机与横向运动滑板传动装置轴相连，横向驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杆连接，横向运动滑板上设有与横向运动滑板传动装置匹配的丝杆螺母，横向运动滑板上设有横向凹槽与横向导轨以滑动配合的方式安装。

6.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述竖向运动装置包括设置在横向运动装置上的竖向轨道、设置在横向运动装置上的竖向驱动电机和竖向运动滑板传动装置，竖向运动滑板传动装置为丝杆传动装置，竖向驱动电机与竖向运动滑板传动装置轴相连，竖向驱动电机输出轴通过联轴器与丝杆连接，竖向运动滑板上设有竖向凹槽与竖向轨道以滑动配合的方式安装，竖向运动滑板上设有与竖向运动滑板传动装置匹配的丝杆螺母，竖向运动滑板上连接刀具架。

7.如权利要求2所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述横向运动主动装置为横向运动主滑板，所述横向运动从动装置为横向运动副滑板，横向运动主滑板和横向运动副滑板均设有横向凹槽与横向导轨以滑动配合的方式安装，横向运动主滑板设有与横向运动滑板传动装置匹配的从动装置，横向运动副滑板通过连杆与主滑板刚性连接。

8.如权利要求1所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述工件固定装置包括滑动轴、支撑座、尾架、可调尾架、可调旋转轴、顶柱和锁定装置，在主体的两个纵向边缘各设置一滑动轴，滑动轴通过支撑座固定在主体上，尾架和可调尾架都设有与两滑动轴间隙配合的通孔，尾架和可调尾架通过滑动轴与通孔的配合连接在一起，滑动轴上设有锁定装置，尾架设有与刀具数量相等的可调旋转轴，可调旋转轴间通过与旋转轴传动装置连接同步转动，可调尾架上设有与旋转轴相对应的顶柱，可调旋转轴和顶柱的工作面设有顶针阵列，顶柱与可调旋转轴轴向对齐，顶柱与可调旋转轴工作面相对。

9.如权利要求8所述的一种雕刻装置，其特征在于：所述可调旋转轴包括转轴座、旋转轴、气缸、气缸座、气缸轴、传动装置部件，转轴座套接在旋转轴上，旋转轴的一端设有顶针阵列，旋转轴另一端连接传动装置部件，转轴座连接有气缸座，气缸座上设置气缸，气缸轴的一端与旋转轴在气缸座内通过轴承连接，气缸轴的另一端连接气缸。