专利名称：一种五轴式首饰批花机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属外形加工处理设备，更具体在地说是指一种具有五个自 由度定位(简称五轴加工或五轴式)的首饰产品批花机。
背景技术：
批花是指在金银首饰等贵金属饰品的加工过程中，出于美观和装饰的目的，在其 表面加工各种的纹理和花样等图案；这些图案有利于首饰产品的美观，具有很好的外观效 果。在现有技术中采用的是模具成形方案，采用模具成形时，存在以下缺陷1.模具制造成本高，不同的批花图案需要预先加工出不同的成形模具，从而导致 首饰制造企业能为客户提供的批花样式数量十分地有限；2.每个批次的产量需要具有一定的规模，以此来平摊模具的制造成本，客户若需 要单件或少量几件，则需要支付高额的模具加工费用；3.加工出来的图案缺少光泽度；4.批出的花纹均勻度差；5.对半成品的首饰进行批花加工，由于首饰产品的外形形式多种多样，针对每一 款产品需要开发相对应的工装夹具或加工设备，这样将增加首饰制造企业的生产成本，从 而导致制造商在首饰产品在成形之后较少对其表面采用批花的加工处理，造成首饰用品的 造型与外观缺少差异性特征。总之，采用传统的模具成形的批花加工方式制得的金银首饰产品，批出的花纹样 式有限而且成本高又不美观。基于上述现有技术的缺陷，本发明人创新设计出一种新型的五轴式首饰批花机。
实用新型内容本实用新型的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种五轴式首饰批花机，该 批花机可以对成形后的首饰进行外表的批花，可以适合各种款式首饰的批花加工，适合单 件小批量生产，加工的首饰批花色泽亮、尺寸均勻。本实用新型技术内容为一种五轴式首饰批花机，其包括一机架，所述的机架上 平面设有纵向导轨、纵向丝杆和与纵向丝杆传动联接的纵向电机；一设于机架上的工作台， 所述工作台的底面与纵向导轨滑动配合，工作台的上面设有转盘固定座，转盘固定座上设 有用于固定工件的旋转工作盘及与旋转工作盘联传动联接的转盘电机；一设于机架后侧的 支柱，所述的支柱固设有横向滑座，所述的横向滑座上设有横向导轨、横向丝杆和与横向丝 杆传动联接的横向电机；一设于横向滑座的横向滑台，所述横向滑台与横向导轨滑动联接； 所述横向滑台上设有垂直导轨、垂直丝杆和与垂直丝杆传动联接的垂直电机；一设于横向 滑台上的垂直滑台，所述垂直滑台的底部与垂直导轨滑动配合；一固设于垂直滑台上的主 轴箱，所述主轴箱的上方设有主电机，所述主轴箱的下方设有主轴壳和与主电机传动联接 的主轴，所述的主轴壳的一侧固设有刀架电机；一铰设于主轴壳下端的旋转刀架，所述的旋
4转刀架与前述的刀架电机传动联接，所述的旋转刀架设有刀具夹头，所述的刀具夹头与主 轴传动联接；一控制系统，所述的控制系统包括控制器，及与控制器电联接的输入装置、显 示屏、驱动电路；所述驱动电路包括分别与前述的主电机、垂直电机、横向电机、纵向电机、 转盘电机和刀架电机联接的主驱动电路、垂直驱动电路、横向驱动电路、纵向驱动电路、转 盘驱动电路和刀架驱动电路。其进一步技术内容为所述的旋转刀架包括与主轴壳铰链联接的刀架基板和与刀 架基板固定联接的夹头座；所述的刀架基板设有与刀架电机传动联接的刀架从动轮及用于 传动联接主轴与刀具夹头的第一滚轮组；所述的夹头座设有前述与主轴传动联接的刀具夹 头及用于传动联接主轴与刀具夹头的第二滚轮。其进一步技术内容为所述的旋转刀架还包括用于联接刀架基板与夹头座的刀架 调节板；所述的刀架调节板与刀架基板为横向可调式固定联接；所述的刀架调节板与夹头 座为纵向可调式固定联接。其进一步技术内容为所述的旋转工作盘上固设有真空吸附装置；所述真空吸附 装置的上平面设有均勻分布的真空吸附口，侧面设有真空接口，所述的真空接口联接有真 空电磁阀。其进一步技术内容为所述的输入装置包括控制手柄、输入键盘和控制按钮。其进一步技术内容为所述工作台四周环设有围板。其进一步技术内容为所述的控制器包括处理器和存储器，所述的控制器还联接 有指示灯。其进一步技术内容为还包括用于传动联接垂直电机与垂直丝杆的垂直联轴器、 用于传动联接横向电机与横向丝杆的横向联轴器和用于传动联接纵向电机与纵向丝杆的 纵向联轴器。其进一步技术内容为所述的垂直联轴器、横向联轴器和纵向联轴器均为铝合金 万向联轴器。其进一步技术内容为所述的控制器为PLC可编程控制器。其进一步技术内容为本实用新型与现有技术相比的有益效果是本实用新型对固定安装的工作盘采用 了一个直线自由度和一个旋转自由度，对刀具平头采用了二个直线自由度和一个旋转自由 度，实现五轴式加工，能适合加工外形复杂的首饰品外形图案，采用先进的控制器，尤其是 采用可靠性和稳定性极高的PLC可编程控制器，通过显示屏实现人机交互界面，将首饰产 品上所需加工的花样图案输入至控制器，操作者可以通过输入键盘进行实时修改；然后传 输至垂直、横向和纵向三个直线方向及转盘与刀架二个旋转方向的电机，各个电机采用步 进电机或伺服电机，以此实现数控式自动化加工，大大地降低了操作工人的工作强度。利用 数控方式加工出来的首饰批花图案色泽优于模具成形方式，更重要的特点是可以节约模具 制造的费用和成本，实现小批量甚至是单件生产。在首饰用品市场的竞争日益激烈的环境 下，个性化设计的首饰用品能独辟蹊径，占领市场。本实用新型的应用与推广将有利提高首 饰用品的市场竞争能力，具有很好的经济效益。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型一种五轴式首饰批花机具体实施例的立体结构图； 图1A为图1的A部局部放大图；图2为本实用新型一种五轴式首饰批花机具体实施例的主视图 图3为本实用新型一种五轴式首饰批花机具体实施例的左视图[0028]图4为本实用新型一种五轴式首饰批花机具体实施例的俯视图 图5为本实用新型一种五轴式首饰批花机具体实施例的控制系统方框原理图, 附图标识说明1机架10 工作台底座 11纵向导轨12 纵向丝杆13纵向电机2工作台21 转盘电机22旋转工作盘 23 转盘固定座3支柱 30 调高手柄4横向滑座 40 横向导轨41横向丝杆 42 横向电机[0039]43横向滑台 44 横向联轴器 5垂直滑台 51 垂直电机52垂直导轨60主轴壳601主轴61主电机 62主轴箱63旋转刀架 63A刀架基板 63B刀架调节板 63C夹头座630刀架从动轮631第一滚轮组 632第二滚轮[0048]633主轴传动带64刀具夹头65刀架电机 650刀架传动带7输入装置 70输入键盘 71控制手柄 72控制按钮8控制器 80处理器 81存储器 82显示屏83指示灯9驱动电路91主驱动电路92垂直驱动电路93横向驱动电路94纵向驱动电路95转盘驱动电路96刀架驱动电路具体实施方式
为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技 术方案进一步介绍和说明。如图1至图5所示，本实用新型一种五轴式首饰批花机，包括一机架1，机架1上 平面(通过工作台底座10来固设纵向导轨)设有纵向导轨11、纵向丝杆12 (滚珠丝杆副 结构，滚珠螺母固设于工作台底部，后述的各种丝杆结构与此类似)和与纵向丝杆12传动 联接的纵向电机13 ；—设于机架1上的工作台2，工作台2的底面与纵向导轨11滑动配合， 工作台2的上面设有转盘固定座23，转盘固定座23上设有用于固定工件的旋转工作盘22 及与旋转工作盘22联传动联接的转盘电机21 ；—设于机架1后侧的支柱3，支柱3固设有 横向滑座4，横向滑座4上设有横向导轨40、横向丝杆41和与横向丝杆41传动联接的横向 电机42 ；—设于横向滑座4的横向滑台43，横向滑台43与横向导轨40滑动联接；横向滑 台43上设有垂直导轨52、垂直丝杆和与垂直丝杆传动联接的垂直电机51 ；—设于横向滑台 43上的垂直滑台5，垂直滑台5的底部与垂直导轨52滑动配合；一固设于垂直滑台5上的 主轴箱62，主轴箱62的上方设有主电机61，主轴箱62的下方设有主轴壳60和与主电机61 传动联接的主轴601，主轴壳60的一侧固设有刀架电机65 ；—铰设于主轴壳60下端的旋转 刀架63，旋转刀架63与刀架电机65传动联接，旋转刀架63设有刀具夹头64，刀具夹头64 与主轴601传动联接。刀架电机带动旋转刀架的转动，从而改变刀具夹头的位于水平面的 角度，实现多种角度的批花加工。比如环状(沿某一中心点的太阳放射型)的花纹图案加 工。前述提及的旋转工作盘也可以使工件实现360度的旋转。此旋转方式是以为工件为中 心，旋转刀架的旋转是以刀具为中心，将二者的旋转组合在一起，可以加工出多种样式的批 花图案。旋转刀架63包括与主轴壳60铰链联接的刀架基板63A和与刀架基板63A固定联 接的夹头座63C(在本实施例中，为了灵活调节夹头座63C与刀架基板63A的相对位置，还 包括了用于联接刀架基板63A与夹头座63C的刀架调节板63B ；刀架调节板63B与刀架基 板63A为横向可调式燕尾槽固定联接方式；刀架调节板63B与夹头座63C为纵向可调式燕 尾槽固定联接方式)。刀架基板63A设有与刀架电机65传动联接的刀架从动轮630及用于 传动联接主轴601与刀具夹头64的第一滚轮组631 ( 二个旋转方向相反的滚轮，其目的在 于通过主轴传动带633改变主轴601的旋转轴心，将主轴动力旋转90度之后传递至夹头座 63C上的第二滚轮632)；夹头座63C设有刀具夹头64及用于传动联接主轴601与刀具夹头 64的第二滚轮632 (位于刀具夹头64旋转轴的尾部)。还包括一个控制系统，所述的控制系统包括控制器8，及与控制器8电联接的输入 装置7、显示屏82和驱动电路9 ；驱动电路9包括分别与前述的主电机61、垂直电机51、横 向电机42、纵向电机13、转盘电机21和刀架电机65联接的主驱动电路91、垂直驱动电路92、 横向驱动电路93、纵向驱动电路94、转盘驱动电路95和刀架驱动电路96。输入装置7包括 控制手柄71 (控制手柄主要用于快速对刀以及纵向、横向、垂直方向快速移动，以节约操作时 间)、输入键盘70和控制按钮72。控制器8包括处理器80和存储器81，优先选用可靠性高 的PLC可编程控制器，也可以采用工控机。控制器8还联接有各种状态的指示灯83。还包括用于传动联接垂直电机51与垂直丝杆的垂直联轴器、用于传动联接横向 电机42与横向丝杆41的横向联轴器和用于传动联接纵向电机13与纵向丝杆12的纵向联轴器。垂直联轴器、横向联轴器和纵向联轴器均为铝合金万向联轴器。在用于加工平面上 的花纹图案时，工件大多为既平又薄的板式材料，适合采用真空吸附的方式固定；此时可以 在旋转工作盘22上固设有真空吸附装置；真空吸附装置的上平面设有均勻分布的真空吸 附口，侧面设有真空接口，真空接口联接有与驱动电路电性联接的真空电磁阀。若用于加工 成形后的首饰产品，则需要在旋转工作盘22上固设有用于固定首饰用品的气夹装置；气夹 装置包括与控制系统电联接的气动电磁阀，以此实现自动装夹工件。由于首饰用品的原材 料多为金银等贵金属，为了便于回收加工过程中产生的切屑料，在旋转工作盘22四周环设 有围板。综上所述，本实用新型利用五轴(五个自由度)的灵活多变的优势，可以针对不同 形状的首饰加工批花，此时需要利用气夹装置进行装夹。批花的图案形状和深度等信息通 过输入装置输入至控制器，然后传输至垂直、横向和纵向三个直线方向及旋转工作盘、刀架 二个旋转方向的电机，各个电机采用步进电机或伺服电机，以此实现数控式自动化加工，大 大地降低了操作工人的工作强度。利用数控方式加工出来的首饰批花图案色泽优于模具成 形方式，更重要的特点是可以节省模具制造的费用和成本，可以实现小批量甚至是单件生 产。还可适合于加工平面式的批花图案，这种加工情况适合对于首饰的半成品板材加工批 花(在平面的片材上按控制器编制好的加工刀具路径，自动加工出各种复杂的批花图案)， 利用真空吸附方式固定；在首饰用品市场的竞争日益激烈的环境下，个性化设计的首饰用 品能独辟蹊径，占领市场。本实用新可以为首饰制造企业生产个性化首饰用品提供一种低 成本的加工方法。本实用新型的应用与推广将有利提高首饰用品的市场竞争能力，具有很 好的经济效益。以上所述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理 解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创 造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
权利要求一种五轴式首饰批花机，其特征包括一机架，所述的机架上平面设有纵向导轨、纵向丝杆和与纵向丝杆传动联接的纵向电机；一设于机架上的工作台，所述工作台的底面与纵向导轨滑动配合，工作台的上面设有转盘固定座，转盘固定座上设有用于固定工件的旋转工作盘及与旋转工作盘联传动联接的转盘电机；一设于机架后侧的支柱，所述的支柱固设有横向滑座，所述的横向滑座上设有横向导轨、横向丝杆和与横向丝杆传动联接的横向电机；一设于横向滑座的横向滑台，所述横向滑台与横向导轨滑动联接；所述横向滑台上设有垂直导轨、垂直丝杆和与垂直丝杆传动联接的垂直电机；一设于横向滑台上的垂直滑台，所述垂直滑台的底部与垂直导轨滑动配合；一固设于垂直滑台上的主轴箱，所述主轴箱的上方设有主电机，所述主轴箱的下方设有主轴壳和与主电机传动联接的主轴，所述的主轴壳的一侧固设有刀架电机；一铰设于主轴壳下端的旋转刀架，所述的旋转刀架与前述的刀架电机传动联接，所述的旋转刀架设有刀具夹头，所述的刀具夹头与主轴传动联接；一控制系统，所述的控制系统包括控制器，及与控制器电联接的输入装置、显示屏、驱动电路；所述驱动电路包括分别与前述的主电机、垂直电机、横向电机、纵向电机、转盘电机和刀架电机联接的主驱动电路、垂直驱动电路、横向驱动电路、纵向驱动电路、转盘驱动电路和刀架驱动电路。
2.根据权利要求1所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的旋转刀架包括与 主轴壳铰链联接的刀架基板和与刀架基板固定联接的夹头座；所述的刀架基板设有与刀架 电机传动联接的刀架从动轮及用于传动联接主轴与刀具夹头的第一滚轮组；所述的夹头座 设有前述与主轴传动联接的刀具夹头及用于传动联接主轴与刀具夹头的第二滚轮。
3.根据权利要求2所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的旋转刀架还包括 用于联接刀架基板与夹头座的刀架调节板；所述的刀架调节板与刀架基板为横向可调式固 定联接；所述的刀架调节板与夹头座为纵向可调式固定联接。
4.根据权利要求3所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的旋转工作盘上固 设有真空吸附装置；所述真空吸附装置的上平面设有均勻分布的真空吸附口，侧面设有真 空接口，所述的真空接口联接有真空电磁阀。
5.根据权利要求3所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的输入装置包括控 制手柄、输入键盘和控制按钮。
6.根据权利要求3所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述工作台四周环设有 围板。
7.根据权利要求3所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的控制器包括处理 器和存储器，所述的控制器还联接有指示灯。
8.根据权利要求3所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于还包括用于传动联接垂 直电机与垂直丝杆的垂直联轴器、用于传动联接横向电机与横向丝杆的横向联轴器和用于 传动联接纵向电机与纵向丝杆的纵向联轴器。
9.根据权利要求8所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的垂直联轴器、横向联轴器和纵向联轴器均为铝合金万向联轴器。
10.根据权利要求1所述的一种五轴式首饰批花机，其特征在于所述的控制器为PLC可 编程控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种五轴式首饰批花机，包括一机架，一设于机架上的工作台，一设于机架后侧的支柱，支柱固设有横向滑座，一设于横向滑座的横向滑台，一设于横向滑台上的垂直滑台，一固设于垂直滑台上的主轴箱，一铰设于主轴壳下端的旋转刀架及一控制系统，控制系统包括控制器，及与控制器电联接的输入装置、显示屏、驱动电路。本实用新型可实现五轴式加工，能适合加工外形复杂的首饰品外形图案，采用先进的控制器，实现数控式自动化加工，大大地降低了操作工人的工作强度，能实现小批量甚至是单件生产。在竞争日益激烈的环境下，个性化设计的首饰用品能独辟蹊径，占领市场。本实用新型的应用与推广具有很好的经济效益。
文档编号A44C27/00GK201595282SQ20092026118
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者余乐, 刘世展, 郑锦 申请人:深圳市福麒珠宝首饰有限公司