CN204749679U

CN204749679U - 一种四轴联动机械雕刻机

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Publication number: CN204749679U
Application number: CN201520298469.8U
Authority: CN
Inventors: 张超; 杨词慧; 盛世; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Nanchang Hangkong University
Current assignee: Nanchang Hangkong University
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2025-05-11

Abstract

本实用新型公开了一种四轴联动机械雕刻机，包括底座，工作台，龙门及龙门传动装置，卡盘装置，横梁，及机头。所述底座为承重结构，其上有工作台，龙门及龙门传动装置通过线轨及光轴固定在底座上，卡盘装置固定在工作台上靠近点击一端，其轴向沿Y轴，在龙门上安装有横梁，机头通过自行设计的固定件与横梁垂直联接。本实用新型的优点是：整机采用铝合金材料，保证稳定性的同时降低了整机的重量；采用动龙门式设计，提高了平台的载重能力，适合加工较重工件；同时，优秀的龙门结构设计，使外观更美观、简洁；采用四轴联动驱动方式，比传动的三轴雕刻机工作范围更大，效率更高。

Description

一种四轴联动机械雕刻机

技术领域

本实用新型涉及一种雕刻机，具体为一种四轴联动机械雕刻机。

背景技术

雕刻机从原理上来讲为一种车、铣组合机床。目前，机械雕刻机大多采用X、Y、Z型结构，以刀具旋转的方式进行雕刻，其传动结构有定龙门、动龙门及十字滑动等，通过换刀可进行不同材料的铣磨、切割、钻孔等加工。又根据用于加工不同的材料，分为陶瓷雕刻机、木工雕刻机等。

现有的数控雕刻机多数采用定龙门式结构，使用步进电机带动工作台及其上的工件运动，既增加了电机的负载，又降低了雕刻精度。同时定龙门式结构的承重能力受所使用的电机驱动力的限制，无法加工重量较大的工件；同时，由于现有A轴的旋转轴向为沿X轴方向，更使工件的加工尺寸、重量等受到了限制；特别是工作台移动的方式，由于工作台自身的重量已经很高，再加上工件的重量，使得Y轴整体的重量更高，惯性更大，从而降低了精度，影响了雕刻机的性能。

发明内容

本实用新型为了弥补现有雕刻机加工精度低，加工工件重量、尺寸受限这一情况，实现更高精度，更大加工范围，更高承重力而设计。

本实用新型提供一种四轴联动机械雕刻机，一种四轴联动机械雕刻机，主要包括：底座、工作台，龙门及龙门传动装置，卡盘装置，横梁和机头；其特征在于：底座主要由底座铝板、底座框架和底座与工作台之间的支撑，龙门及龙门传动装置主要由龙门侧铝板、线轨、圆导轨和Y轴驱动电机，卡盘装置主要由卡盘驱动电机、卡盘装置法兰支架和卡盘组成，横梁主要由横梁光轴，为横梁丝杆，横梁滑块和横梁驱动电机组成，机头主要由机头圆导轨、机头固定件、机头驱动电机、同步带和主轴电机组成；所述底座为承重结构，其上有工作台，龙门及龙门传动装置通过线轨及圆导轨固定在底座上，卡盘装置固定在工作台上靠近Y轴驱动电机一端，其轴向沿Y轴，在龙门上安装有横梁，机头通过机头固定件与横梁垂直联接。

所述龙门结构为动龙门，在底座上工作台下有沿Y轴方向的线轨，在底座两侧有圆导轨，龙门结构依靠线轨及圆导轨实现移动并保证稳定性。其上安装有横梁，机头通过自行设计的固定件与横梁垂直联接。

所述卡盘装置，其旋转轴向为沿Y轴方向，可任意沿顺、逆时针旋转。

所述横梁包括两根光轴和一根丝杆，其中光轴为承重结构，丝杆为传动结构，机头通过自行设计的固定件固定在滑块上，滑块可在光轴上以极小阻力滑动，驱动电机通过丝杆驱动滑块，带动机头运动；

该雕刻机除可以加工传统的平面浮雕、凸雕图形外，通过增加的A轴旋转，可以加工柱体、多面体等更加复杂的立体结构。其结构包括用于承载整体的底座部分，用于放置工件及卡盘的工作台部分，用于实现Y轴传动、安装横梁部分的龙门及龙门传动装置，机头部分安装在横梁上并垂直于工作台。

其中，底座部分为400毫米×620毫米的长方形铝合金板，及固定其上的由2根长为400毫米和2根长为500毫米的6060铝型材围绕，经6060角件固定而成的框架组成。在框架上的四角，固定有工作台支撑柱。

其中，龙门及龙门传动装置为Y轴装置及安装在底座上的线轨及光轴上的支撑结构。龙门支撑为自行设计的铝合金板支撑，其形状为由长300毫米，宽85毫米的矩形与下底长143毫米，上底长94毫米，高为50毫米的梯形组合而成的多边形。其优势在于比传统的单杆结构更加稳固，同时，便于安装；线轨为安装在框架两侧500毫米长的6060铝型材上表面的滑动装置，其型号为HGH20HA，在框架两侧500毫米长的6060铝型材外表面，安装有SBR20圆导轨，用于承载龙门部分的重量及移动；龙门结构通过丝杆受Y轴电机驱动，实现移动，丝杆为安装在框架内部的传动装置，通过联轴器与Y轴电机联接。此结构的设计优势在于保证了雕刻精度的同时，增加了工作台的承重，使整机可以雕刻更重的工件。

其中，卡盘装置包括卡盘及其驱动电机；卡盘的旋转轴向沿Y轴安置，通过同步带与驱动电机连接，可进行顺、逆时针旋转。其目的在于，增加了第四维加工空间，可完成传统三轴雕刻机难以一次性完成的加工需求，同时，因为旋转轴向为沿Y轴方向，相比传统的A轴，其加工空间更大，解决了现有A轴加工范围小的问题。

其中，横梁部分包括两根20×520光轴与一根12×440滚珠丝杆，丝杆为传动装置，通过联轴器与驱动电机联接；两根光轴为承重结构，分别在丝杆的上下两边；两根光轴与丝杆构成一个垂直于xoy面，平行于xoz面的平面；滑块在光轴上滑动，机头通过自行设计的固定件固定在滑块上。

其中，机头部分包括垂直圆导轨、驱动电机、丝杆、主轴电机，两根SBR20×500圆导轨及一根12×440滚珠丝杆安装在自行设计的固定件上，丝杆在两根圆导轨之间，用于传动，带动主轴电机沿Z轴运动。丝杆及驱动电机之间通过同步带联接。

本实用新型的优点是：整机采用铝合金材料，保证稳定性的同时降低了整机的重量；采用动龙门式设计，提高了平台的载重能力，适合加工较重工件；同时，优秀的龙门结构设计，使外观更美观、简洁；采用四轴联动驱动方式，比传动的三轴雕刻机工作范围更大，效率更高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型的右视图。

图4为本实用新型的俯视图。

在图中，1为底座，1.1为底座铝板，1.2为底座框架，1.3为底座与工作台之间的支撑，2为工作台，3为龙门及龙门传动装置，3.1为龙门侧铝板，3.2为线轨，3.3为圆导轨，3.4为Y轴驱动电机，4为卡盘装置，4.1为卡盘驱动电机，4.2为卡盘装置法兰支架，4.3为卡盘，5为横梁，5.1为横梁光轴，5.2为横梁丝杆，5.3为横梁滑块，5.4为横梁驱动电机，6为机头，6.1为机头圆导轨，6.2为机头固定件，6.3为机头驱动电机，6.4为同步带，6.5为主轴电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行进一步解释。由附图所示，一种四轴联动机械雕刻机，主要包括：底座1、工作台2，龙门及龙门传动装置3，卡盘装置4，横梁5和机头6；其特征在于：底座1主要由底座铝板1.1、底座框架1.2和底座与工作台之间的支撑1.3组成，龙门及龙门传动装置3主要由龙门侧铝板3.1、线轨3.2、圆导轨3.3和Y轴驱动电机3.4组成，卡盘装置4主要由卡盘驱动电机4.1、卡盘装置法兰支架4.2和卡盘4.3组成，横梁5主要由横梁光轴5.1，为横梁丝杆5.2，横梁滑块5.3和横梁驱动电机5.4组成，机头6主要由机头圆导轨6.1、机头固定件6.2、机头驱动电机6.3、同步带6.4和主轴电机6.5组成；所述底座1为承重结构，其上有工作台2，龙门及龙门传动装置3通过线轨及圆导轨固定在底座1上，卡盘装置4固定在工作台2上靠近Y轴驱动电机一端，其轴向沿Y轴，在龙门上安装有横梁5，机头6通过机头固定件与横梁5垂直联接。

本实用新型包括底座1.1，其上安装有底座框架1.2，在底座框架上安装有工作台支撑1.3，其上安装有工作台2，在框架两侧长边上，安装有线轨3.2，外侧安装有圆导轨3.3。

所述线轨与圆导轨为用来安装龙门及龙门传动装置，圆导轨及线轨上安置龙门侧板3.1，侧板通过自行设计的龙门传动装置3.4与丝杆联接。

所述龙门及龙门传动装置由侧板、龙门传动装置及横梁部分组成，横梁包括两根20×520光轴(及其所配滑块)5.1、一根12×440丝杆5.2、机头部分及驱动电机5.4组成，两根光轴成上下排列，丝杆安置在两根光轴中间，通过联轴器与驱动电机联接。

所述机头部分通过自行设计的固定件6.2固定在光轴的滑块上，机头部分包括圆导轨6.1，固定件6.2，驱动电机6.3，同步带6.4，主轴电机6.5，其中主轴电机通过固定件与圆导轨6.1的滑块联接，受丝杆驱动进行沿Z轴的上下运动，丝杆通过同步带6.4与驱动电机联接。

所述主轴电机上可装夹刀具，进行切割。

卡盘装置法兰支架4.1安装在工作台2上靠近Y轴驱动电机3.4一端的，卡盘4.3安装在法兰支架4.1上，其特征在于旋转轴向为沿Y轴方向，可进行顺逆时针旋转。卡盘驱动电机4.2轴向沿Y轴方向，安装在法兰支架4.1上。

进行加工时，工件可装夹在卡盘上，也可直接固定在工作台上进行加工。

Claims

1.一种四轴联动机械雕刻机，主要包括：底座、工作台，龙门及龙门传动装置，卡盘装置，横梁和机头；其特征在于：底座主要由底座铝板、底座框架和底座与工作台之间的支撑组成，龙门及龙门传动装置主要由龙门侧铝板、线轨、圆导轨和Y轴驱动电机组成，卡盘装置主要由卡盘驱动电机、卡盘装置法兰支架和卡盘组成，横梁主要由横梁光轴，为横梁丝杆，横梁滑块和横梁驱动电机组成，机头主要由机头圆导轨、机头固定件、机头驱动电机、同步带和主轴电机组成；所述底座为承重结构，其上有工作台，龙门及龙门传动装置通过线轨及圆导轨固定在底座上，卡盘装置固定在工作台上靠近Y轴驱动电机一端，其轴向沿Y轴，在龙门上安装有横梁，机头通过机头固定件与横梁垂直联接。

2.根据权利要求1所述的一种四轴联动机械雕刻机，其特征在于，所述龙门结构为动龙门，在底座上工作台下有沿Y轴方向的线轨，在底座两侧有圆导轨，龙门结构依靠线轨及圆导轨实现移动，其上安装有横梁。

3.根据权利要求1所述的一种四轴联动机械雕刻机，其特征在于，所述卡盘装置，其旋转轴向为沿Y轴方向，可任意沿顺、逆时针旋转。

4.根据权利要求1所述的一种四轴联动机械雕刻机，其特征在于，横梁包括两根光轴和一根丝杆，其中光轴为承重结构，丝杆为传动结构，机头通过机头固定件固定在滑块上，滑块可在光轴上以极小阻力滑动，驱动电机通过丝杆驱动滑块，带动机头运动。