专利名称：数控雕刻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及加工机械技术领域，具体是一种数控雕刻机，该数控雕刻机是采 用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、直线导轨滑块、齿轮齿条、丝杆螺母等高精传动技 术、数控及单片机控制技术等技术的数控雕刻机。
背景技术：
在木材加工行业中，为了美化门窗、艺术壁画、木制工艺品的装饰效果、提高各种 复杂木模等的加工质量及自动化水平，目前对数控雕刻机的研究设计仅为高速雕刻头、直 线导轨等技术。能够同时采用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、直线导轨滑块、齿轮齿 条、丝杆螺母等高精传动技术、数控系统及单片机控制技术等技术的数控雕刻机的研究，国 内未见类似研究文献报道。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种同时采用高速电主轴雕刻技术、真空吸附技术、 直线导轨滑块、齿轮齿条、丝杆螺母等高精传动技术、数控系统及单片机控制技术等技术的 数控雕刻机，本实用新型的技术方案是一种数控雕刻机，它主要由底座、Y轴部件、Y轴直线导轨组件、X轴部件、对刀块、 X轴直线导轨组件、Z轴部件、台面和电气控制箱组成，所述Y轴部件和电气控制箱安装在底 座上，X轴部件通过Y轴直线导轨组件与Y轴部件相连，Z轴部件通过X轴直线导轨组件与 X轴部件相连，台面安装在Y轴部件上，对刀块安装在Z轴部件上。所述Y轴部件包括Y轴限位柱、Y轴直线导轨、Y轴齿条、Y轴左减速箱、Y轴底座 框架、Y轴齿轮轴、Y轴左墙板、Y轴导轨滑块、Y轴电机、Y轴右墙板和Y轴右减速箱，所述Y 轴限位柱、Y轴直线导轨和Y轴齿条安装在Y轴底座框架上，Y轴左墙板和Y轴右墙板通过 Y轴导轨滑块和Y轴直线导轨相连，Y轴左减速箱和Y轴右减速箱分别安装在Y轴左墙板和 Y轴右墙板上，Y轴电机安装在Y轴左减速箱和Y轴右减速箱上，Y轴电机通过Y轴左减速 箱、Y轴右减速箱及Y轴齿轮轴和Y轴齿条啮合实现Y轴动作。所述X轴部件包括墙板罩壳、X轴左墙板、X轴直线导轨、X轴横梁、X轴限位柱、X 轴右墙板、X轴电机、X轴减速箱、Z轴动板、X轴齿条、X轴导轨滑块、X轴接近开关、Z轴滑 板和X轴齿轮轴，所述X轴横梁安装在X轴左墙板和X轴右墙板上，墙板罩壳、X轴直线导 轨、X轴限位柱、X轴齿条和X轴接近开关安装在X轴横梁上，X轴导轨滑块与X轴直线导轨 相连，Z轴滑板安装在X轴导轨滑块上，Z轴动板安装在Z轴滑板上，X轴减速箱安装在Z轴 动板上，χ轴电机安装在χ轴减速箱上，χ轴电机通过X轴减速箱及X轴齿轮轴与X轴齿条 啮合实现X轴动作。所述Z轴部件包括电主轴板、溜板、Z轴导轨滑块、Z轴直线导轨、Z轴滑板、Z轴接 近开关、气弹簧、Z轴拖链、Z轴罩壳、Z轴动板、航插、Z轴电机、Z轴减速箱、丝杆、上轴承板、丝杆螺母、Z轴螺母座、电主轴雕刻头、轴承、轴承座和轴承座支架，所述Z轴直线导轨、Z轴 接近开关、Z轴动板、Z轴减速箱、上轴承板和轴承座安装在Z轴滑板上，航插、Z轴电机安装 在Z轴减速箱上，丝杆通过轴承和轴承座安装在上轴承板和与轴承座支架之间，丝杆螺母 装在Z轴螺母座上与丝杆相配合，溜板装在Z轴螺母座上，通过Z轴导轨滑块与Z轴直线导 轨相连，电主轴雕刻头通过电主轴板安装在溜板上，气弹簧两端分别装在Z轴滑板和溜板 上，Z轴罩壳装在上轴承板和Z轴动板上，Z轴拖链装在Z轴罩壳和电主轴板上。所述台面为真空吸附台面，真空吸附台面包括夹具台面板、台面板、左吸附头、右 吸附头、台面框架、拆边后盖板、底座支撑、钢丝软管、球阀、集气方管、钢丝软管总管和真 空泵，所述台面框架安装在底座支撑上，夹具台面板、台面板和拆边后盖板安装在台面框架 上，左吸附头和右吸附头安装在台面板上，集气方管安装在底座支撑上，球阀安装在集气方 管上，左吸附头右吸附头及球阀之间通过钢丝软管相连，集气方管和真空泵之间通过钢丝 软管总管相连。所述台面为夹持台面，该夹持台面包括窄台面板和折边后盖板，所述窄台面板上 设有台面垫板和中台面垫板，中台面垫板设置在窄台面板中部，中台面垫板两侧为台面垫 板，台面垫板和中台面垫板上设有台面板；窄台面板两侧边缘的台面垫板外侧设有边缘封 头，其余上述台面垫板上设有中间封头。本实用新型的有益效果是本实用新型的数控雕刻机能够大大降低数控雕刻机的能耗、可用于制作门窗、艺 术壁画、木制工艺品等复杂雕刻作业，对于提高各种复杂木模等的精度、批量化生产及自动 化程度有着突出的贡献。本实用新型的数控雕刻机结构简单、运行平稳、精度高、能耗低，可 雕刻任意图形图案。本实用新型的的数控雕刻机的主要技术要点(1)该雕刻机适用范围广，特别适应于各种大幅面的板材、门窗、艺术壁画、木制工 艺品、各种复杂木模等复杂图形图案的雕刻。(2)该雕刻机加工产品幅面大，可实现1500mmX3000mmX110mm范围内的任意图
形图案的雕刻。(3)该雕刻机采用先进的Z轴光电对刀装置，降低了操作难度，对刀精度可达 0. 02mmo(4)该雕刻机采用真空吸附技术实现工件的快速可靠装夹，且可根据工件的大小 及位置实现不同区域的吸附，能耗低。(5)该雕刻机加工速度快，最高运行速度可达25m/min。
图1是本实用新型的整体结构示意图。图2是本实用新型的Y轴部件结构示意图之一。图3是本实用新型的Y轴部件结构示意图之二。图4是图3中I的放大示意图。图5是本实用新型的X轴部件整体结构示意图。图6是本实用新型的X轴驱动部件结构示意图。[0025]图7是图6中M的放大示意图。图8是本实用新型的Z轴部件结构示意图之一。图9是本实用新型的Z轴部件结构示意图之二。图10是本实用新型的Z轴部件结构示意图之三。图11是本实用新型的真空吸附台的平面结构示意图。图12是本实用新型的真空吸附台的侧部结构示意图之一。图13是图11中B-B向剖视图。图14是图12中C向视图。图15为夹持台面的平面结构示意图。图16为夹持台面的侧视结构示意图。图1中1是底座、2是Y轴部件、3是Y轴直线导轨组件、4是X轴部件、5是对刀 块，6是X轴直线导轨组件、7是Z轴部件、8是真空吸附台面、9是电气控制箱；图2、图3、图4中21是Y轴限位柱，22是Y轴直线导轨，23是Y轴齿条，24是Y 轴左减速箱，25是Y轴底座框架，26是Y轴齿轮轴，27是Y轴左墙板，28是Y轴导轨滑块， 29是Y轴电机，210是Y轴右墙板，211是Y轴右减速箱图5、图6、图7中31是墙板罩壳，32是X轴左墙板，33是X轴直线导轨，34是X 轴横梁，35是X轴限位柱，36是X轴右墙板，37是X轴电机，38是X轴减速箱，39是Z轴动 板，310是X轴齿条，311是X轴导轨滑块，312是X轴接近开关，313是Z轴滑板，314是X轴 齿轮轴；图8、图9、图10中41是电主轴板，42是溜板，43是Z轴导轨滑块，44是Z轴直线 导轨，45是Z轴滑板，46是Z轴接近开关，47是气弹簧，48是Z轴拖链，49是Z轴罩壳，410 是Z轴动板，411是航插，412是Z轴电机，413是Z轴减速箱，414是丝杆，415是上轴承板， 416是丝杆螺母，417是Z轴螺母座，418是电主轴雕刻头，419是轴承，420是轴承座、421是 轴承座支架；图11、图12、图13、图14中51是夹具台面板，52是台面板，53是左吸附头，54是 右吸附头，55是台面框架，56是拆边后盖板，57是底座支撑，58是钢丝软管，59是球阀，510 是集气方管，511是钢丝软管总管，512是真空泵。图15、图16中101为窄台面板，102为折边后盖板、103为台面垫板、104为中台 面垫板、105为台面板、106为边缘封头、107为中间封头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述如图1，一种数控雕刻机，它主要由底座1、Y轴部件2、Υ轴直线导轨组件3、Χ轴部 件4、对刀块5、Χ轴直线导轨组件6、Ζ轴部件7、台面和电气控制箱9组成，所述Y轴部件2 和电气控制箱9安装在底座1上，X轴部件4通过Y轴直线导轨组件3与Y轴部件2相连， Z轴部件7通过X轴直线导轨组件6与X轴部件4相连，台面安装在Y轴部件2上，对刀块 5安装在Z轴部件7上。如图2、图3和图4，Y轴部件2包括Y轴限位柱21、Υ轴直线导轨22Λ轴齿条23、 Y轴左减速箱24、Y轴底座框架25、Y轴齿轮轴26、Y轴左墙板27、Y轴导轨滑块28、Y轴电机29、Y轴右墙板210和Y轴右减速箱211，所述Y轴限位柱21、Υ轴直线导轨22和Y轴齿 条23安装在Y轴底座框架25上，Y轴左墙板27和Y轴右墙板210通过Y轴导轨滑块28和 Y轴直线导轨22相连，Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211分别安装在Y轴左墙板27和 Y轴右墙板210上，Y轴电机29安装在Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211上，Y轴电机 29通过Y轴左减速箱24、Υ轴右减速箱211及Y轴齿轮轴26和Y轴齿条23啮合实现Y轴 动作。Y轴电机29通过Y轴左减速箱24和Y轴右减速箱211及Y轴齿轮轴26与Y轴齿 条23啮合，实现Z轴部件在X轴方向上运动。如图5、图6和图7，X轴部件4包括墙板罩壳31、Χ轴左墙板32、Χ轴直线导轨33、 X轴横梁34、X轴限位柱35、X轴右墙板36、X轴电机37、X轴减速箱38、Z轴动板39、X轴 齿条310、X轴导轨滑块311、X轴接近开关312、Z轴滑板313和X轴齿轮轴314，所述X轴 横梁34安装在X轴左墙板32和X轴右墙板36上，墙板罩壳31、Χ轴直线导轨33、Χ轴限位 柱35、X轴齿条310和X轴接近开关312安装在X轴横梁34上，X轴导轨滑块311与X轴 直线导轨33相连，Z轴滑板313安装在X轴导轨滑块311上，Z轴动板39安装在Z轴滑板 313上，X轴减速箱38安装在Z轴动板39上，X轴电机37安装在X轴减速箱38上，X轴电 机37通过X轴减速箱38及X轴齿轮轴314与X轴齿条310啮合实现X轴动作。两台同步的X轴电机37通过X轴减速箱38及X轴齿轮轴314与X轴齿条310啮 合，实现X轴部件在Y轴方向上运动。如图8、图9和图10，Z轴部件7包括电主轴板41、溜板42、Z轴导轨滑块43、Z轴 直线导轨44、Z轴滑板45、Z轴接近开关46、气弹簧47、Z轴拖链48、Z轴罩壳49、Z轴动板 410、航插411、Z轴电机412、Z轴减速箱413、丝杆414、上轴承板415、丝杆螺母416、Z轴 螺母座417、电主轴雕刻头418、轴承419、轴承座420和轴承座支架421，所述Z轴直线导轨 44、Z轴接近开关46、Z轴动板410、Z轴减速箱413、上轴承板415和轴承座420安装在Z 轴滑板45上，航插411、Z轴电机412安装在Z轴减速箱413上，丝杆414通过轴承419和 轴承座420安装在上轴承板415和与轴承座支架421之间，丝杆螺母416装在Z轴螺母座 417上与丝杆414相配合，溜板42装在Z轴螺母座417上，通过Z轴导轨滑块43与Z轴直 线导轨44相连，电主轴雕刻头418通过电主轴板41安装在溜板42上，气弹簧47两端分别 装在Z轴滑板45和溜板42上，Z轴罩壳49装在上轴承板415和Z轴动板410上，Z轴拖链 48装在Z轴罩壳49和电主轴板41上。Z轴电机412通过Z轴减速箱413带动丝杆螺母机构，实现电主轴雕刻头418在Z 轴方向上运动。如图11、图12、图13和图14，台面为真空吸附台面8，真空吸附台面8包括夹具台 面板51、台面板52、左吸附头53、右吸附头54、台面框架55、拆边后盖板56、底座支撑57、钢 丝软管58、球阀59、集气方管510、钢丝软管总管511和真空泵512，所述台面框架55安装 在底座支撑57上，夹具台面板51、台面板52和拆边后盖板56安装在台面框架55上，左吸 附头53和右吸附头54安装在台面板52上，集气方管510安装在底座支撑57上，球阀59 安装在集气方管510上，左吸附头53、右吸附头54及球阀59之间通过钢丝软管58相连，集 气方管510和真空泵512之间通过钢丝软管总管511相连。真空吸附台面8通过不同的球阀59控制不同区域的吸附。[0051]台面为夹持台面，该夹持台面包括窄台面板101和折边后盖板102，所述窄台面板 101上设有台面垫板103和中台面垫板104，中台面垫板104设置在窄台面板101中部，中 台面垫板104两侧为台面垫板103，台面垫板103和中台面垫板104上设有台面板105 ；窄 台面板101两侧边缘的台面垫板103外侧设有边缘封头106，其余上述台面垫板103上设有 中间封头107。本实用新型的操作流程为1、开启开关，检查机床与计算机连接是否正常，如正常进入数控系统；2、将所要加工的工件放置在合适的位置，开启真空吸附系统，实现工件的装夹 (根据工件大小及放置的位置开启对应的区域的球阀)；3、应用数控系统进行数控编程或导入已有的程序，进入仿真模块，开始进行加工 程序的仿真，根据仿真路径对程序调整。4、进入手动操作模块，将机床X、Y手动走到所希望的的原点位置，选择“把当前点 设为工件原点”，放置好对刀块，从菜单中选择“浮动对刀…”进行自动对刀，实现工件原点 设置；5、进入系统参数模块，进行加工参数的设定，如主轴转速、进给速度等；6、执行自动操作，实现所需木质工艺品图案的雕刻，雕刻完成后机器自动停机；7、关闭真空吸附系统，从工作台上取下完成雕刻加工的产品，重复2 7的操作进 行下一工件的雕刻加工。
权利要求一种数控雕刻机，其特征是它主要由底座(1)、Y轴部件(2)、Y轴直线导轨组件(3)、X轴部件(4)、对刀块(5)、X轴直线导轨组件(6)、Z轴部件(7)、台面和电气控制箱(9)组成，所述Y轴部件(2)和电气控制箱(9)安装在底座(1)上，X轴部件(4)通过Y轴直线导轨组件(3)与Y轴部件(2)相连，Z轴部件(7)通过X轴直线导轨组件(6)与X轴部件(4)相连，台面安装在Y轴部件(2)上，对刀块(5)安装在Z轴部件(7)上。
2.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述Y轴部件(2)包括Y轴限位柱 (21)、Y轴直线导轨(22)、Y轴齿条(23)、Y轴左减速箱(24)、Y轴底座框架(25)、Y轴齿轮 轴(26)、Y轴左墙板(27)、Y轴导轨滑块(28)、Y轴电机(29)、Y轴右墙板(210)和Y轴右 减速箱(211)，所述Y轴限位柱(21)、Υ轴直线导轨(22)和Y轴齿条(23)安装在Y轴底座 框架(25)上，Y轴左墙板(27)和Y轴右墙板(210)通过Y轴导轨滑块(28)和Y轴直线导 轨(22)相连，Y轴左减速箱(24)和Y轴右减速箱(211)分别安装在Y轴左墙板(27)和Y 轴右墙板(210)上，Y轴电机(29)安装在Y轴左减速箱(24)和Y轴右减速箱(211)上，Y 轴电机(29)通过Y轴左减速箱(24)、Y轴右减速箱(211)及Y轴齿轮轴(26)和Y轴齿条 (23)啮合实现Y轴动作。
3.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述X轴部件(4)包括墙板罩壳(31)、 X轴左墙板(32)、X轴直线导轨(33)、X轴横梁(34)、X轴限位柱(35)、X轴右墙板(36)、X 轴电机(37)、Χ轴减速箱(38)、Ζ轴动板(39)、Χ轴齿条(310)、Χ轴导轨滑块(311)、Χ轴接 近开关(312)、Ζ轴滑板(313)和X轴齿轮轴(314)，所述X轴横梁(34)安装在X轴左墙板 (32)和X轴右墙板(36)上，墙板罩壳(31)、Χ轴直线导轨(33)、Χ轴限位柱(35)、Χ轴齿条 (310)和X轴接近开关(312)安装在X轴横梁(34)上，X轴导轨滑块(311)与X轴直线导 轨(33)相连，Z轴滑板(313)安装在X轴导轨滑块(311)上，Z轴动板(39)安装在Z轴滑 板(313)上，X轴减速箱(38)安装在Z轴动板(39)上，X轴电机(37)安装在X轴减速箱 (38)上，X轴电机(37)通过X轴减速箱(38 及X轴齿轮轴(314)与X轴齿条(310)啮合 实现X轴动作。
4.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述Z轴部件(7)包括电主轴板(41)、 溜板(42)、Ζ轴导轨滑块(43)、Ζ轴直线导轨(44)、Ζ轴滑板(45)、Ζ轴接近开关(46)、气弹 簧(47)、Ζ轴拖链(48)、Ζ轴罩壳(49)、Ζ轴动板(410)、航插(411)、Ζ轴电机(412)、Ζ轴减 速箱(413)、丝杆(414)、上轴承板(415)、丝杆螺母(416)、Ζ轴螺母座(417)、电主轴雕刻头(418)、轴承(419)、轴承座(420)和轴承座支架(421)，所述Z轴直线导轨(44)、Ζ轴接近开 关(46)、Ζ轴动板(410)、Ζ轴减速箱(413)、上轴承板(415)和轴承座(420)安装在Z轴滑 板(45)上，航插(411)、Z轴电机(412)安装在Z轴减速箱(413)上，丝杆(414)通过轴承(419)和轴承座(420)安装在上轴承板(415)和轴承座支架(421)之间，丝杆螺母(416)装 在Z轴螺母座(417)上与丝杆(414)相配合，溜板(42)装在Z轴螺母座(417)上，通过Z轴 导轨滑块(43)与Z轴直线导轨(44)相连，电主轴雕刻头(418)通过电主轴板(41)安装在 溜板(42)上，气弹簧(47)两端分别装在Z轴滑板(45)和溜板(42)上，Z轴罩壳(49)装在 上轴承板(415)和Z轴动板(410)上，Z轴拖链(48)装在Z轴罩壳(49)和电主轴板(41) 上，Z轴电机(412)通过Z轴减速箱(413)带动丝杆螺母机构，实现电主轴雕刻头(418)在 Z轴方向上运动。
5.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述台面为真空吸附台面(8)，真空吸附台面(8)包括夹具台面板(51)、台面板(52)、左吸附头(53)、右吸附头(54)、台面框 架(55)、拆边后盖板(56)、底座支撑(57)、钢丝软管(58)、球阀(59)、集气方管(510)、钢丝 软管总管(511)和真空泵(512)，所述台面框架(55)安装在底座支撑(57)上，夹具台面板 (51)、台面板(52)和拆边后盖板(56)安装在台面框架(55)上，左吸附头(53)和右吸附头 (54)安装在台面板(52)上，集气方管(510)安装在底座支撑(57)上，球阀(59)安装在集 气方管(510)上，左吸附头(53)、右吸附头(54)及球阀(59)之间通过钢丝软管(58)相连， 集气方管(510)和真空泵(512)之间通过钢丝软管总管(511)相连。
6.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征是所述台面为夹持台面，该夹持台面包 括窄台面板(101)和折边后盖板(102)，所述窄台面板(101)上设有台面垫板(103)和中台 面垫板(104)，中台面垫板(104)设置在窄台面板(101)中部，中台面垫板(104)两侧为台 面垫板(103)，台面垫板(103)和中台面垫板(104)上设有台面板(105)；窄台面板(101) 两侧边缘的台面垫板(103)外侧设有边缘封头(106)，其余上述台面垫板(103)上设有中间 封头(107)。
专利摘要一种数控雕刻机，其特征是它主要由底座、Y轴部件、Y轴直线导轨组件、X轴部件、对刀块、X轴直线导轨组件、Z轴部件、真空吸附台面和电气控制箱组成，所述Y轴部件和电气控制箱安装在底座上，X轴部件通过Y轴直线导轨组件与Y轴部件相连，Z轴部件通过X轴直线导轨组件与X轴部件相连，真空吸附台面安装在Y轴部件上，对刀块安装在Z轴部件上。本实用新型的能够大大降低数控雕刻机的能耗、可用于制作门窗、艺术壁画、木制工艺品等复杂木工雕刻作业，对于提高各种复杂木模等的加工精度、批量化生产及自动化程度有着突出的贡献。
文档编号B44B1/00GK201712393SQ20102020246
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者寿姜晔 申请人:南京威克曼科技实业有限公司