专利名称：智能化木工轮廓数控加工铣床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于木工件轮廓仿形加工的铣床，尤其是涉及一种智能化木工轮
廓数控加工铣床。
技术背景 现有木工轮廓仿形加工采用的是回转工作台式靠模加工法，即在回转工作台上同 时装有模板和工件，成形铣刀与靠轮同轴线安装，靠轮紧贴在模板轮廓表面，工作时随着工 作台的转动，靠模装置带着铣刀按照模板的曲线形状对工件进行加工，从而获得所需要的 轮廓曲线。这种加工方法的局限性在于，模板必须随着工件曲线形状的改变而更换，生产每 一个木工件都需要制作与之对应的专用模具，因此这种加工方法适应性差，制作模具的成 本高，生产周期长。对于大批量生产场合，模具存在磨损现象，容易造成工件的加工精度和 一致性较差；对于小批量、多品种的生产场合，则需要频繁更换模具，造成生产成本高、手工 操作量大、效率低的问题。 郭幼丹等在"木工铣床的数控化改造技术"(木工机床，2008年，第2期) 一文中
提出了木工铣床数控化改造的基本思路和关键技术，从木工铣床的结构、传动机构、运动特
性、控制系统和切削性能等方面分析，主要通过对控制系统、主轴系统以及纵、横进给机构
等几个方面分别进行改造，提高木工铣床自动化程度、加工精度和表面质量，克服木工铣床
难于加工曲线形状复杂的木制零件等缺点，使经过改造后的木工铣床能够满足高精密度木
制零件的生产需要。但由于采用该技术开发的数控设备不具备测量木工件轮廓参数并转化
为加工数据的功能，如果用于木工仿形加工场合，则还需要花费大量时间来研究仿形实物
样品的外形轮廓参数并转化为数控设备可以识别的加工代码，实用性不强。 目前，用于木工轮廓仿形加工数控设备的、可对实物样品外形轮廓进行自动测量
并产生加工数据的数控加工铣床在国内的研究仍然是空白。
发明内容 本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种无需制作专用加工模 具，可通过对实物样品外形轮廓的自动测量或者直接导入CAD图形设计文件两种方式输入 加工数据进行加工的智能化木工轮廓数控加工铣床。 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为 智能化木工轮廓数控加工铣床，包括机架、铣刀机构、回转工作台、回转伺服电机 驱动机构、X轴伺服电机驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构和控制器、其特征在于所述的智 能化木工轮廓数控加工铣床还包括测量机构，所述的回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机 驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构、控制器和测量机构分别安装在机架上，所述的回转工作 台与回转伺服电机驱动机构连接，所述的铣刀机构分别与X轴伺服电机驱动机构和Z轴伺 服电机驱动机构连接。 所述的控制器包括信号处理单元、数据处理单元和数控加工控制单元。[0009] 所述的测量机构与信号处理单元连接，信号处理单元和数据处理单元通讯连接，数据处理单元和数控加工控制单元通讯连接，数控加工控制单元分别与回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机驱动机构和Z轴伺服电机驱动机构电连接。 本发明在不必制作加工模具的条件下，根据实物样品或者CAD图形设计文件，即可进行各种木工轮廓曲线的加工，适应性强，应用灵活，自动化程度高，生产成本低、效率高，加工精度高、一致性好，特别适合于小批量多品种的木工制品生产。
图1是本发明一实施例的结构外形图。[0012] 图2是本发明一实施例的控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步描述。 参见图1，本具体实施例包括机架1、铣刀机构2、回转工作台3、回转伺服电机驱动机构4、X轴伺服电机驱动机构5、Z轴伺服电机驱动机构6、测量机构7和控制器8。机架1采用龙门式结构。回转伺服电机驱动机构4、X轴伺服电机驱动机构5、Z轴伺服电机驱动机构6、测量机构7和控制器8分别安装在机架1上，回转工作台3与回转伺服电机驱动机构4连接，铣刀机构2分别与X轴伺服电机驱动机构5和Z轴伺服电机驱动机构6连接。[0015] 参见图2，控制器8由信号处理单元81、数据处理单元82和数控加工控制单元83组成，测量机构7与信号处理单元81连接，信号处理单元81和数据处理单元82通讯连接，数据处理单元82和数控加工控制单元83通讯连接，数控加工控制单元83分别与回转伺服电机驱动机构4、 X轴伺服电机驱动机构5以及Z轴伺服电机驱动机构6电连接。[0016] 对实物样品工件进行测量时，把工件安装在回转工作台3上，使测量机构7紧贴于工件表面。启动回转伺服电机驱动机构4，使得回转工作台3运行，测量机构7要求按照一定的点密度进行回转工作台3的角位移、半径方向的直线位移(X轴)以及上下垂直方向的直线位移(Z轴)等三个参数的检测，建立工件轮廓曲线空间点坐标值的检测信号。信号处理单元81将检测信号转化为具体的测量数据发送到数据处理单元82。数据处理单元82对测量数据进行后处理，产生轮廓曲线加工数据。如果是直接导入CAD图形文件，数据处理单元82可以从CAD图形文件中提取轮廓曲线加工数据。 对木工工件进行加工时，数控加工控制单元83接收到来自数据处理单元82的轮廓曲线加工数据后，分别向回转伺服电机驱动机构4、 X轴伺服电机驱动机构5和Z轴伺服电机驱动机构6发出控制指令。回转伺服电机驱动机构4根据控制指令带动回转工作台3作连续回转运动，X轴伺服电机驱动机构5和Z轴伺服电机驱动机构6根据控制指令带动铣刀机构2按相应的轨迹对工件进行切削，从而加工出预期的木工制品轮廓曲线。[0018] 以上所述的具体实施例，仅为本发明较佳的实施例而已，凡举依本发明申请专利范围所做的等同设计，均为本发明的技术所涵盖。
权利要求智能化木工轮廓数控加工铣床，包括机架、铣刀机构、回转工作台、回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构和控制器、其特征在于所述的智能化木工轮廓数控加工铣床还包括测量机构，所述的回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构、控制器和测量机构分别安装在机架上，所述的回转工作台与回转伺服电机驱动机构连接，所述的铣刀机构分别与X轴伺服电机驱动机构和Z轴伺服电机驱动机构连接。
2. 根据权利要求1所述的智能化木工轮廓数控加工铣床，其特征在于所述的控制器包括信号处理单元、数据处理单元和数控加工控制单元。
3. 根据权利要求1、2之一所述的智能化木工轮廓数控加工铣床，其特征在于所述的测量机构与信号处理单元连接，信号处理单元和数据处理单元通讯连接，数据处理单元和数控加工控制单元通讯连接，数控加工控制单元分别与回转伺服电机驱动机构、x轴伺服电机驱动机构和z轴伺服电机驱动机构电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能化木工轮廓数控加工铣床，包括机架、铣刀机构、回转工作台、回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构和控制器、其特征在于所述的智能化木工轮廓数控加工铣床还包括测量机构，所述的回转伺服电机驱动机构、X轴伺服电机驱动机构、Z轴伺服电机驱动机构、控制器和测量机构分别安装在机架上，所述的回转工作台与回转伺服电机驱动机构连接，所述的铣刀机构分别与X轴伺服电机驱动机构和Z轴伺服电机驱动机构连接。本实用新型实现了木工轮廓曲线的智能化输入和数控化加工，轮廓曲线的输入可以通过对实物样品的自动测量和导入CAD图形文件两种方式，应用灵活，适应性强，且不需要制作专用加工模具，节约生产成本，缩短生产周期，生产效率高，调整简单方便，可同时连续加工多个工件，工件的加工精度高、一致性好。
文档编号B27C5/02GK201483590SQ20092019342
公开日2010年5月26日 申请日期2009年8月21日 优先权日2009年8月21日
发明者何培炜, 吴来杰, 王镜, 黄瑞文 申请人:何培鎏