专利名称：数控式木工自动双端开榫机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及木工双端开榫机技术领域，尤其是一种数控式木工自动双 端开榫机。
背景技术：
现有的木工双端开榫机，其结构简单、功能单一、调整难度大；基本上是 通过人手来进料，再以刀头加工符合一定宽度的榫头。现有结构的木工双端开 榫机，存在以下不足之处(1)受传统结构的双端开榫机影响，并且不具备数 控自动智能控制，因此，加工精度难以控制，而且效率低、费时、费力；如果 进刀精度不能精确控制，铣切出来的木榫尺寸不准确、不均匀，其成品率较差; 另，国内现有的木工榫头加工机，其榫头编程采用G代码编程，因此，需要生 产操作者具备专业的技术知识，才能操作，更有的是，该款榫头机，很难加工 出复杂的榫的形状，其功能单一；(2)原有木工双端开榫机的进料采用人手操 作，其效率明显极低，不能满足大批量生产要求；(3)由于刀具不具有水平调 角和垂直调角的作用，因此，开榫机很难加工出各种不同要求的工件；例如， 需要加工出具有水平角度和/或垂直角度的榫头工件。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的木工双端开榫机所存在的操作 复杂、功能单一的不足，而提供一种数控式木工自动双端开榫机；该木工开榫 机，人们可通过图形编程，根据编程即可自动生成编程数据，作为进行操作的指令，做成如矩形、腰形，角度偏移，两头不等角，各种尺寸形状以及单头加
工等多种功能；再者，此款数控式木工双端开榫机，生产操作者不需要具备复 杂的技术知识也可以操作，并可节省时间，提高工作效果。
本实用新型的目的是这样实现的
一种数控式木工自动双端开榫机，包括机身，在机身上安装有左机座、右 机座、同步转轴及其转轴驱动气缸，左、右机座上分别安装有送料装置、工作 台、压料装置、开榫刀头、刀头摆角装置及各工作电机，所述机身上还设置有 与各工作电机电性连接的电脑数控器，以及与电脑数控器电性连接的人机界面 窗口。此款数控式木工自动双端开榫机，克服了现有技术中，榫头编程采用G 代码方式的种种不足，而提供一种人们可通过图形编程，根据编程即可自动转 换编程数据，进行操作指令，做成榫的各种形状、角度偏移、两头不等角，以 及单头加工使用等多种功能；再者，此款数控式木工双端开榫机，生产操作者 不需要具备复杂的技术知识也可以操作，并可节省时间，提高工作效果。
本实用新型的目的还可以采用以下技术措施解决
作为更具体的实施方案，在所述左、右机座上的送料装置包括自动上料机 构和自动出料机构，自动上料机构主要由料架、宽度挡板、顶料气缸、送料轨、 夹料座、托料气缸、送料拐臂和送料铝座组成，送料轨自下向上倾斜延伸至工 作台，并固定在送料铝座顶部，料架垂直安装在倾斜状的送料轨上方，宽度挡 板设置在料架外侧，顶料气缸固定在料架上，夹料座安装在送料轨上，夹料座 上还设置有托料气缸，夹料座由送料拐臂带动，送料拐臂安装在送料铝座上， 左、右机座上的送料拐臂均由机身上的同步转轴带动，同步 轴与安装在机身 上的转轴驱动气缸相连，以使同步转轴作往复旋转运动；工作时，先按照木料的长度，调节两料架之间的宽度挡板距离，再将待加工的木料放入料架，木料 被两侧顶料气缸推入对应的送料轨夹料座上，同步转轴由转轴驱动气缸带动， 而推动两侧夹料座沿送料轨滑行至靠近工作台位置，再由托料气缸将木料推上 工作台后，压料装置将木料压紧，开榫刀头对工件加工。
作为上述自动出料机构更具体的结构，其主要由出料齿条及其齿轮齿条机 构组成，出料齿条延伸至工作台，出料齿条底部开有传动齿，齿轮齿条机构安 装在送料铝座上，其动力输入端与同步转轴连接，动力输出端与出料齿条的传 动齿齿接，以使出料齿条作往复水平运动。木料在进料的同时，同步转轴带动 齿轮齿条机构，使出料齿条进入工作台，此时，木料被开榫刀头加工成形，出 料齿条刚好进入工作台，压紧装置松开木料，木料跌落在出料齿条上，出料齿 条受同步转轴作往复旋转运动，而退出工作台，木料自动滑落。
所述送料拐臂静态时近似"〉"字形，其下端套定在同步转轴上，上端与
夹料座连接；同步转轴旋转，带动送料拐臂向前伸展，并推动送料拐臂另一端 的夹料座，从而实现自动送料作用。
为使刀头具有角度调整的作用，以满足木料两端可以被加工成各种不同角 度榫头的需要，所述左、右机座上分别装设有刀头摆角装置，刀头摆角装置包 括有刀头水平摆角机构和刀头垂直摆角机构，所述刀头水平摆角机构主要由水 平拖板、水平导轨座、齿轮齿条机构及其锁紧手柄组成，水平拖板上开有弧形 槽，水平导轨座底部设有与弧形槽形状适配的弧形凸台，水平导轨座通过其弧 形凸台坐于水平拖板上，水平拖板与水平导轨座之间设置有锁紧手柄，齿轮齿 条机构一端驱接水平导轨座，另一端延伸出对应的机座外，刀头垂直摆角机构 安装在水平导轨座上。刀头需要水平角度调整时，首先要打开锁紧手柄，再旋动齿轮齿条机构，使水平导轨座沿水平拖板上的弧形槽作弧形滑动，直至调整 至适合位置，才将锁紧手柄锁上，从而实现水平导轨座上的刀头作水平角度调 整。
所述刀头垂直摆角机构包括垂直拖板、垂直导轨座、蜗杆蜗轮机构及其锁 定手柄，垂直拖板坐于水平导轨座的水平.导轨上，垂直拖板前部开有弧形槽， 垂直导轨座背部设有与弧形槽形状适配的弧形凸台，垂直导轨座通过其弧形凸 台坐于垂直拖板前部，垂直拖板与垂直导轨座之间设置有锁紧手柄，蜗杆蜗轮 机构驱接垂直导轨座，且蜗杆蜗轮机构延伸出对应的机座外，开榫刀头安装在 垂直导轨座上。刀头作垂直角度调整时，同样要先打开锁紧手柄，再旋动蜗杆 蜗轮机构，使垂直导轨座沿垂直拖板上的弧形槽作弧形滑动，直至调整至适合 位置，才将锁紧手柄锁上，从而实现垂直导轨座上的刀头作水平角度调整。
为了能够直观地观察开榫刀头水平调整角度和垂直调整角度的大小，在所 述水平导轨座与垂直导轨座上分别设置有调角标尺。
所述水平拖板和垂直拖板上分别固定有水平丝杆和垂直丝杆，对应的水平 导轨座底部和垂直导轨座背部分别固定有丝杆座，水平导轨座和垂直导轨座通 过其丝杆座与水平丝杆和垂直丝杆配合，可沿对应的水平导轨座水平导轨和垂 直导轨座的垂直导轨滑行，且水平丝杆和垂直丝杆分别连接有电机带动。该设 置，分别使刀头具有前、后水平位置调节，以及上、下垂直高度调节的作用。
所述左、右机座上的工作台由上、下工作台组成。
本实用新型的有益效果是-
(1)本实用新型的数控式木工自动双端开榫机，人们可通过图形编程，根
8据编程即可自动生成编程数据，作为进行操作的指令，做成如矩形、腰形，角
度偏移，两头不等角，各种尺寸形状以及单头加工使用等多种功能；再者，此 款数控式木工双端开榫机，生产操作者不需要具备复杂的技术知识也可以操作， 并可节省时间，提高工作效果；
(2) 本实用新型的数控式木工自动双端开榫机，还通过在左、右机座上设 置送料装置，即自动上料机构和自动出料机构，以使开榫机的进料自动化， 其效率明显提高，可满足大批量生产要求；
(3) 上述结构的数控式木工自动双端开榫机，还进一步增设了刀头水平调 角和垂直调角的结构，以使刀头具有角度调整的作用，满足木料两端可以被加 工成各种不同角度榫头的需要。
图1是本实用新型的数控式木工自动双端开榫机电气原理示意图； 图2是本实用新型的数控式木工自动双端开榫机去掉一侧摆角机构后的立 体示意图3是图2双端开榫机上其中一侧的机座上的送料装置内侧向示意图； 图4是图3的后视图5是双端开榫机的刀头水平摆角机构示意图6是图5的水平拖板与水平导轨的关系示意图7是图6水平拖板与水平导轨座调节一定角度后的示意图8是图6水平拖板与水平导轨座调节另一定角度后的示意图9是采用水平摆角机构加工成形的木料一实施例示意图；图10是采用水平摆角机构加工成形的木料另一实施例示意图11是采用水平摆角机构加工成形的木料再一实施例示意图12是双端开榫机加工的榫头为正方形示意图13是双端开榫机加工的榫头为长方形示意图14是双端开榫机加工的榫头为腰形示意图15是双端开榫机的刀头垂直摆角机构示意图16是垂直拖板与垂直导轨座的关系示意图17是图15垂直拖板与垂直导轨座调节一定角度后的示意图；具体实施方式
如图l和图2所示， 一种数控式木工自动双端开榫机，包括机身1，在机身 1上安装有左机座2、右机座3、同步转轴4及其转轴驱动气缸5，左、右机座2、 3上分别安装有送料装置21、 31、工作台22、 32、压料装置23、 33、开榫刀头 24、 34、刀头摆角装置25、 35及各工作电机M1、 M2、 M3、 M4、 M5、 M6、 M7， 所述左、右机座2、 3上的工作台22、 32由上、下工作台22-1、 22-2; 32-1、 32-2 组成，所述机身1上还设置有与各工作电机M1、 M2、 M3、 M4、 M5、 M6、 M7电 性连接的电脑数控器6，以及与电脑数控器6电性连接的人机界面窗口7。此款 数控式木工自动双端开榫机， 一种人们可通过图形编程，根据编程即可自动生 成编程数据，进行操作指令，做成各种形状的榫，如矩形、腰形，角度偏移， 两头不等角，以及单头加工使用等多种功能；再者，此款数控式木工双端开榫 机，生产操作者不需要具备复杂的技术知识也可以操作，并可节省时间，提高 工作效果。图中，工作电机M1至M7分别是左刀电机M1、右刀电机M2、左水平移动电机M3、左垂直移动电机M4、右水平移动电机M5、右垂直移动电机M6、 左、右机座移动电机M7;其中，工作电机M1至M6分别由左刀变频器M1-1、右 刀变频器M2-1、左水平驱动器M3-1、左垂直驱动器M4-1、右水平驱动器M5-1、 右垂直驱动器M6-l控制.并且它们均与电脑数控器6电连接，由电脑数控器6 按照设定程序顺序工作；使用时，用户可以通过人机界面窗口 7设置(编程.) 或控制相关动作顺序。
如图3至图4所示，所述左、右机座2、 3上的送料装置21、 31包括自动 上料机构A和自动出料机构B，自动上料机构A主要由料架1-1、宽度挡板1-2、 顶料气缸1-3、送料轨1-4、夹料座1-5、托料气缸1-6、送料拐臂1-7和送料铝 座1-8组成，送料轨1-4自下向上倾斜延伸至工作台22、 32，并固定在送料铝座 1-8顶部，料架1-1垂直安装在倾斜状的送料轨1-4上方，宽度挡板1-2设置在 料架1-1外侧，顶料气缸1-3固定在料架1-1上，夹料座1-5安装在送料轨1-4 上，夹料座1-5上还设置有托料气缸1-6，夹料座1-5由送料拐臂1-7带动，送 料拐臂1-7安装在送料铝座1-8上，左、右机座2、 3上的送料拐臂1-7均由机 身1上的同步转轴4带动，同步转轴4与安装在机身1上的转轴驱动气缸5相 连，以使同步转轴4作往复旋转运动。工作时，先按照木料的长度，调节两料 架14之间的宽度挡板1-2距离，再将待加工的木料放入料架1-1，木料被两侧 顶料气缸1-3推入对应的送料轨夹料座1-5上，同步转轴4由转轴驱动气缸5带 动，而推动两侧夹料座1-5沿送料轨1-4滑行至靠近工作台22、 3'2位置，再由 托料气缸1-6将木料推上工作台22、 32后，压料装置23、 33将木料压紧，开 榫刀头24、 34对工件加工。
所述自动出料机构B主要由出料齿条2-1及其齿轮齿条机构2-2组成，出料齿条2-1延伸至工作台22、 32，出料齿条2-1底部开有传动齿，齿轮齿条机构 2-2安装在送料铝座l-8上，其动力输入端与同步转轴4连接，动力输出端与出 料齿条2-l的传动齿齿接，以使出料齿条2-l作往复水平运动。木料在进料的同 时，同步转轴4带动齿轮齿条机构2-2，使出料齿条2-l进入工作台22、 32，此 时，木料被开榫刀头24、 34加工成形，出料齿条2、 l刚好进入工作台22、 32， 压紧装置23、 33松开木料，木料跌落在出料齿条2-l上，出料齿条2-l受同步 转轴4作往复旋转运动，而退出工作台22、 32，木料自动跌落。
所述送料拐臂1-7静态时近似">"字形，其下端套定在同步转轴4上，上 端与夹料座1-5连接。
如图5至图8所示，所述左、右机座2、 3上分别装设有刀头摆角装置C， 刀头摆角装置C包括有刀头水平摆角机构Cl和刀头垂直摆角机构C2，所述刀 头水平摆角机构Cl主要由水平拖板3-1、水平导轨座3-2、齿轮齿条机构3-3及 其锁紧手柄3-4组成，水平拖板3-l上开有弧形槽3-la，水平导轨座3-2底部设 有与弧形槽3-la形状适配的弧形凸台，水平导轨座3-2通过其弧形凸台坐于水 平拖板3-1上，水平拖板3-1与水平导轨座3-2之间设置有锁紧手柄3-4,齿轮 齿条机构3-3—端驱接水平导轨座3-2，另一端延伸出对应的机座2、 3夕卜，刀头 垂直摆角机构C2安装在水平导轨座3-2上。刀头24、 34需要水平角度调整时， 首先要打开两个锁紧手柄3-4，.再旋动齿轮齿条机构3-3，使水平导轨座3-2沿 水平拖板3-l上的弧形槽3-la作弧形滑动，直至调整至适合位置，才将两个锁 紧手柄3-4锁上，从而实现水平导轨座3-2上的刀头24、 34作水平角度调整， 见图9至图11所示，为上述结构的开榫机，加工木料榫头的各种形状。
如图15至图17所示，所述刀头垂直摆角机构C2包括垂直拖板4-1、垂直导轨座4-2、蜗杆蜗轮机构4-3及其锁定手柄4-4，垂直拖板4-l通过立柱15坐 于水平导轨座3-2的水平导轨上，垂直拖板4-1前部开有弧形槽4-la，垂直导轨 座4-2背部设有与弧形槽4-la形状适配的弧形凸台，垂直导轨座4-2通过其弧 形凸台坐于垂直拖板4-l前部，垂直拖板4-l与垂直导轨座4-2之间设置有锁紧 手柄4-4，蜗杆蜗轮机构4-3驱接垂直导轨座4-2，且蜗杆蜗轮机构4-3延伸出对 应的机座2、 3夕卜，开榫刀头24、 34安装在垂直导轨座4-2上。刀头24、 34作 垂直角度调整时，同样要先打开两个锁紧手柄4-4，再旋动蜗杆蜗轮机构4-3， 使垂直导轨座4-2沿垂直拖板4-1上的弧形槽作4-la弧形滑动，直至调整至适 合位置，才将两锁紧手柄4-4锁上，从而实现垂直导轨座4-2上的刀头24、 34 作水平角度调整。
上述水平导轨座3-2与垂直导轨座4-2上分别设置有调角标尺8。 上述水平拖板3-1和垂直拖板4-1上分别固定有水平丝杆9和垂直丝杆10， 对应的水平导轨座3-2底部和垂直导轨座4-2背部分别固定有丝杆座，水平导轨 座3-2和垂直导轨座4-2通过其丝杆座与水平丝杆9和垂直丝杆10配合，可沿 对应的水平导轨座3-2水平导轨和垂直导轨座4-2的垂直导轨滑行，且水平丝杆 9和垂直丝杆10分别连接有电机11、 12带动；其中，左水平移动电机M3、右 垂直移动电机M6代表左底座上的电机11、 12，右水平移动电机M5和右垂直 移动电机M4代表右底座上的另一对电机11、 12。
上述结构的木工双端开榫机，除了可以对木料(工件)加工成如图9至图 ll的形状外，还可以将木料(工件)的榫头加工成如图15至風17所示，艮卩 榫头可以被加工成正方形、长方形或腰形等，当然，还可以根据需要，将木料 (工件)的榫头加工成其它形状，这里不再一一列举。
权利要求1.数控式木工自动双端开榫机，包括机身(1)，在机身(1)上安装有左机座(2)、右机座(3)、同步转轴(4)及其转轴驱动气缸(5)，左、右机座(2、3)上分别安装有送料装置(21、31)、工作台(22、32)、压料装置(23、33)、开榫刀头(24、34)、刀头摆角装置(25、35)及各工作电机(M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7)，其特征是，所述机身(1)上还设置有与各工作电机(M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7)电性连接的电脑数控器(6)，以及与电脑数控器(6)电性连接的人机界面窗口(7)。
2. 根据权利要求l所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述左、 右机座(2、 3)上的送料装置(21、 31)包括自动上料机构(A)和自动出料机 构(B)，自动上料机构(A)主要由料架(1-1)、宽度挡板(1-2)、顶料气缸(1-3)、 送料轨(1-4)、夹料座(1-5)、托料气缸(1-6)、送料拐臂(1-7)和送料铝座(1-8) 组成，送料轨(1-4)自下向上倾斜延伸至工作台(22、 32)，并固定在送料铝座(1-8)顶部，料架(1-1)垂直安装在倾斜状的送料轨(1-4)上方，宽度挡板 (1-2)设置在料架(1-1)外侧，顶料气缸(1-3)固定在料架(1-1)上，夹料 座(1-5)安装在送料轨(1-4)上，夹料座(1-5)上还设置有托料气缸(1-6)， 夹料座(1-5)由送料拐臂(1-7)带动，送料拐臂(1-7)安装在送料铝座(1-8) 上，左、右机座(2、 3)上的送料拐臂(1-7)均由机身(1)上的同步转轴(4) 带动，同步转轴(4)与安装在机身(1)上的转轴驱动气缸(5)相连，以使同 步转轴(4)作往复旋转运动。
3. 根据权利要求2所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述自 动出料机构(B)主要由出料齿条(2-1)及其齿轮齿条机构(2-2)组成，出料齿条(2-1)延伸至工作台(22、 32)，出料齿条(2-1)底部开有传动齿，齿轮 齿条机构(2-2)安装在送料铝座(1-8)上，其动力输入端与同步转轴(4)连 接，动力输出端与出料齿条(2-1)的传动齿齿接，以使出料齿条(2-1)作往复 水平运动。
4. 根据权利要求3所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述送 料拐臂(1-7)静态时近似">"字形，其下端套定在同步转轴(4)上，上端与 夹料座(1-5)连接。
5. 根据权利要求3所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述左、 右机座(2、 3)上分别装设有刀头摆角装置(C)，刀头摆角装置(C)包括有刀 头水平摆角机构(Cl)和刀头垂直摆角机构(C2)，所述刀头水平摆角机构(Cl) 主要由水平拖板(3-1)、水平导轨座(3-2)、齿轮齿条机构(3-3)及其锁紧手 柄(3-4)组成，水平拖板(3-1)上开有弧形槽(3-la)，水平导轨座(3-2)底 部设有与弧形槽(3-la)形状适配的弧形凸台，水平导轨座(3-2)通过其弧形 凸台坐于水平拖板(3-1)上，水平拖板(3-1)与水平导轨座(3-2)之间设置 有锁紧手柄(3-4)，齿轮齿条机构(3-3) —端驱接水平导轨座93-2)，另一端延 < 伸出对应的机座(2、 3)夕卜，刀头垂直摆角机构(C2)安装在水平导轨座(3-2) 上。
6. 根据权利要求5所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述刀 头垂直摆角机构(C2)包括垂直拖板(4-1)、垂直导轨座(4-2)、蜗杆蜗轮机构(4-3)及其锁定手柄(4-4)，垂直拖板(4-1)通过立柱(15)坐于水平导轨座 (3-2)的水平导轨上，垂直拖板(4-1)前部开有弧形槽(4-la)，垂直导轨座 (4-2)背部设有与弧形槽(4-la)形状适配的弧形凸台，垂直导轨座(4-2)通过其弧形凸台坐于垂直拖板(4-1)前部，垂直拖板(4-1)与垂直导轨座(4-2) 之间设置有锁紧手柄(4-4)，蜗杆蜗轮机构(4-3)驱接垂直导轨座(4-2)，且 蜗杆蜗轮机构(4-3)延伸出对应的机座(2、 3)夕卜，开榫刀头(24、 34)安装 在垂直导轨座(4-2)上。
7. 根据权利要求6所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述水 平导轨座(3-2)与垂直导轨座(4-2)上分别设置有调角标尺(8)。
8. 根据权利要求6所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述水 平拖板(3-1)和垂直拖板(4-1)上分别固定有水平丝杆(9)和垂直丝杆(10)， 对应的水平导轨座3-2)(底部和垂直导轨座(4-2)背部分别固定有丝杆座，水 平导轨座(3-2)和垂直导轨座(4-2)通过其丝杆座与水平丝杆(9)和垂直丝 杆(10)配合，可沿对应的水平导轨座(3-2)水平导轨和垂直导轨座(4-2)的 垂直导轨滑行，且水平丝杆(9)和垂直丝杆(10)分别连接有电机(11、 12) 带动。
9. 根据权利要求l所述数控式木工自动双端开榫机，其特征是，所述左、 右机座(2、 3)上的工作台(22、 32)由上、下工作台(22-1、 22-2; 32-1、 32-2) 组成。
专利摘要本实用新型公开了一种数控式木工自动双端开榫机，其包括有机身，在机身上安装有左机座、右机座、同步转轴及其转轴驱动气缸，左、右机座上分别安装有送料装置、工作台、压料装置、开榫刀头、刀头摆角装置及各工作电机，所述机身上还设置有与各工作电机电性连接的电脑数控器，以及与电脑数控器电性连接的人机界面窗口。此款数控式木工自动双端开榫机，克服了现有技术中，榫头编程采用G代码方式的种种不足，而提供一种人们可通过图形编程，根据编程即可生成编程数据，作为进行操作的指令，做成如矩形、腰形，角度偏移，两头不等角，各种尺寸形状以及单头加工使用等多种功能；再者，此款数控式木工双端开榫机，生产操作者不需要具备复杂的技术知识也可以操作，并可节省时间，提高工作效果。
文档编号B27F1/00GK201371487SQ20092005067
公开日2009年12月30日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者马炳强 申请人:马炳强