专利名称：一种用于雕刻门的智能数控雕刻机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及雕刻设备，具体是涉及一种用于雕刻门的智能数控雕刻机。
背景技术：
现有的门窗雕刻机采用传统的小型工业雕刻机结构，其存在以下不足一是工业雕刻机采用钢或铸铁制造，具有较高的刚性和强度，但制造复杂，成本较高，而门窗加工的切削量很小，刀具和待加工的门窗之间的作用力不大，因此造成功率浪费；二是工业雕刻机自身很重，在生产、装配、运输、推广等方面都存在不便；三是门窗雕刻机利用的是覆铜板表面的铜膜，在雕刻过程中，必须保护好门窗表面的有效铜膜，而工业雕刻机利用的是整个工件，是先在工件表面上加工出平面，两者加工方式有本质区别，直接运用工业雕刻机切削加工质量不理想；四是现有雕刻机没有平面检测与自动对刀功能，在雕刻过程中依靠目测，随时调整加工深度，或者在加工开始前预留较大的误差，从而影响加工精度。国际上少数国家如德国，生产的高端门窗雕刻机，采用机械压力的方式检测平面与自动对刀，但由于价格昂贵，限制了广大用户的使用。实用新型的内容针对现有门窗雕刻机的上述不足，申请人经过研究改进，提供一种结构简单，不仅可使设备精度得以极大的提高，并可使其加工成本大幅下降的数控雕刻机。本实用新型的技术方案如下一种数控雕刻机，一种用于雕刻门的智能数控雕刻机，其特征在于包括智能控制器、底座，底座内设置有与计算机连接的数控接口，底座上还设置有三个互相正交安装的X、 Y、Z坐标滑台组件，每个滑台组件有与之连接的执行电机进行驱动，每个执行电机分别与所述数控接口连接，工作台固定在Y坐标滑台组件上，雕刻组件固定在Z坐标滑台组件上，雕刻组件上连接有平面检测距离检测器，底座上连接有自动对刀距离检测器，且平面检测距离检测器在底座上的运动轨迹为一条固定的直线，自动对刀距离检测器设置在该固定直线上；所述智能控制器，它包括有单片机，触摸屏，所述的单片机与显示信触摸屏连接， 所述的单片机将显示信号输入给所述的触摸屏，所述的触摸屏又将由触摸屏上得到的按键触摸信号输入给所述的单片机。其进一步的技术方案是所述雕刻组件包括主轴电机座，主轴电机座固定在ζ坐标滑台组件上，主轴电机连接在主轴电机座上，主轴电机上连接雕刻刀具。其进一步的技术方案是平面检测距离检测器设置在所述主轴电机座上，和主轴电机同步移动。其进一步的技术方案是所述的每个坐标滑台组件包括支撑座，在支撑座上平行安装两根导轨，在导轨上套上滑块，滑块联板紧固在滑块上，滑块联板可随滑块在导轨上自由滑动，丝杆副与滑块联板紧固，丝杆副另一端通过联轴器与执行电机连接。其进一步的技术方案是所述支撑座采用标准槽钢，其内表面进行清角加工，作为导轨的安装面。其进一步的技术方案是所述滑块联板采用大型钢板折弯，折弯出的面上开有丝杆副安装轴孔。本实用新型的有益技术效果是本实用新型具有平面检测与自动对刀功能，加工精度和效率得到有效保障，克服了工作面不平整对雕刻精度的影响。此外，三个坐标轴的滑台组件及控制电路采用了相同的结构，减少零件种类；采用现有的标准件，降低了加工成本。
图1是本实用新型的结构图；图2是X、Y、Z三个坐标滑台组件的安装图；图3是坐标滑台组件的结构图；图4是支撑座的结构图；图5是滑块联板的结构图；图6是本实用新型中智能控制器的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。如图1所示，一种数控雕刻机，一种用于雕刻门的智能数控雕刻机，其特征在于包括智能控制器、底座，底座内设置有与计算机连接的数控接口，底座上还设置有三个互相正交安装的X、Y、Z坐标滑台组件，每个滑台组件有与之连接的执行电机进行驱动，每个执行电机分别与所述数控接口连接，工作台固定在Y坐标滑台组件上，雕刻组件固定在Z坐标滑台组件上，雕刻组件上连接有平面检测距离检测器，底座上连接有自动对刀距离检测器，且平面检测距离检测器在底座上的运动轨迹为一条固定的直线，自动对刀距离检测器设置在该固定直线上；所述智能控制器，它包括有单片机，触摸屏，所述的单片机与显示信触摸屏连接， 所述的单片机将显示信号输入给所述的触摸屏，所述的触摸屏又将由触摸屏上得到的按键触摸信号输入给所述的单片机。其进一步的技术方案是所述雕刻组件包括主轴电机座，主轴电机座固定在ζ坐标滑台组件上，主轴电机连接在主轴电机座上，主轴电机上连接雕刻刀具。本实用新型包括底座7，底座7内设置有与计算机连接的数控接口 ；底座7上还设置有三个互相正交安装的x、Y、z坐标滑台组件10、9、11，其采用相同的结构，只有长度有所不同，三者通过支架8与底座7连接(见图幻，每个滑台组件有与之连接的执行电机进行驱动，每个执行电机分别与所述数控接口连接；见图1，工作台3固定在Y坐标滑台组件9上， 主轴电机座4固定在Z坐标滑台组件11上，主轴电机5连接在主轴电机座4上，主轴电机 5上连接雕刻刀具6。平面检测距离检测器1设置在主轴电机座4上，和主轴电机5同步移动，底座7上连接有自动对刀距离检测器2，且平面检测距离检测器1在底座7上的运动轨迹为一条固定的直线，自动对刀距离检测器2设置在该固定直线上。如图3所示，以2坐标滑台组件11为例进行说明，每个坐标滑台组件包括支撑座 18，在支撑座18上平行安装两根导轨13，在导轨13上套上滑块20，滑块联板19紧固在滑CN 202115235 U
说明书
3/4页
块20上，滑块联板19可随滑块20在导轨13上自由滑动，丝杆副14与滑块联板19紧固， 丝杆副14的另一端通过联轴器16与执行电机15连接。本实施例的执行电机15采用步进电机。平面检测距离检测器1和自动对刀距离检测器2均采用数字千分表，数字千分表直接输出检测到的数据。如图4所示，本实施例的支撑座18采用标准槽钢。对标准槽钢内表面进行清角处理，保证导轨有足够的安装位置， 再对内部平面进行磨床加工，保证安装平面的平整度。如图5所示，本实施例的滑块联板19采用7毫米钢板折弯成90度而成，再通过磨床在折弯面17上加工出用于固定丝杆副14的轴孔21，丝杆副14伸入该轴孔21并用螺母 12紧固。安装过程如下把组装好的2轴坐标滑台组件11安装到X坐标滑组件10的滑块联板上，并调整好垂直度，把整个X、z坐标滑台组件通过支架8底部螺丝紧固到Y轴坐标滑台组件9上，把组装好的X、Y、Z坐标滑台组件固定到底座7上，安装好工作台3、主轴电机座4、主轴电机5及雕刻刀具6、平面检测距离检测器1以及自动对刀距离检测器2。动作过程如下平面检测距离检测器1在ζ轴传动机构带动下，随主轴电机5上下移动，整个ζ轴坐标滑台11连同平面检测距离检测器1及主轴电机5，在X轴传动机构的带动下左右移动。Y轴传动机构带动工作台3相对于平面检测距离检测器1及主轴电机5前后移动，这样，实现了平面检测距离检测器1相对于工件在X、Y、Z三个方向的移动。相对于底座7而言，平面检测距离检测器1只在χ轴坐标滑台组件10上做左右运动，因此平面检测距离检测器1在底座7上的运动轨迹为一条固定的直线。把自动对刀距离检测器2设置在底座7上的这条固定直线上。这样，可以实现平面检测距离检测器1与自动对刀距离检测器2的相互测量。工作原理如下(1)平面检测功能。上电工作时，雕刻机的X轴、Y轴、2轴分别回一次机械零点， 该机械零点位于X轴的最左端，Y轴的最下端，2轴的最上端。在工作台3上装上覆铜板并在计算机内导入加工图形后，移动平面检测距离检测器1到所述覆铜板上的工作原点，软件记录工作原点的坐标值，在有效范围内向下移动Z轴，使得平面检测距离检测器1轻微接触覆铜板，记录平面检测距离检测器1的读数，这样，工件表面的实际高度为(Ζ.6)，(该实际高度是指相对于2轴机械零点的高度，下同)其中，Z为由软件输出控制的ζ轴向下移动的距离，6为平面检测距离检测器1读到的数据，通过取得足够数量的点，再利用曲线拟合功能，就可以拟合出覆铜板表面的“表面模型图”，这就是平面检测功能。在雕刻过程中，把求得的“表面模型图”数据与要求加工的图形数据叠加，就可以得到所需加工图形的三维模型，丛而保证加工深度的一致性。( 自动对刀功能。在进行平面检测时，工作原点的2轴高度为(Z1. 81 1)。其中21为由软件输出控制的ζ轴向下移动的距离，61 1为平面检测距离检测器1读到的数据。在软件的控制下，平面检测距离检测器1移动到自动对刀距离检测器2的位置，对接测量，检测到自动对刀距离检测器2的传感器探头高度为(Z2-812-821)。其中Z2为软件的输出控制值，812为平面检测距离检测器1读到的数据，821为自动对刀距离检测器2的读数。这样，工作原点与自动对刀距离检测器12的传感器探头的垂直距离为A = ((Z2. 812. 621). (Z1-81 1))。(该值可以是负值)[0035]安装雕刻刀具后，在软件作用下降主轴电机自动移动到自动对刀距离检测器2的位置，向下移动2轴，距离为Z3，自动对刀距离检测器2的读数为822，就可以计算出刀尖与工件表面的垂直距离为(Z3. 822. A)。这样，在具体雕刻过程中，通过控制Z轴的移动高度实现了自动对刀功能。智能控制器如图6所示，所述智能控制器，它包括有单片机，触摸屏，所述的单片机与显示信触摸屏连接，所述的单片机将显示信号输入给所述的触摸屏，所述的触摸屏又将由触摸屏上得到的按键触摸信号输入给所述的单片机。虚线框内所示为用应变片组成的力敏电桥，力敏电桥的输出端分别接至单片机Ul 的X+，Y+，X1，Y1引脚；力敏电桥与具有同步串行接口的12位模数转换器Ul组成力敏传感器，将被测量的力学量转换成与其成函数关系的电信号。模数转换器Ul通过总线SPl将转换后的电信号发送至单片机的SPl模块，然后由单片机对该信号进行处理和鉴别，并执行相应的操作。模数转换器Ul与单片机SPl模块的连接关系为DCLK引脚为外部时钟输入脚接单片机SPl模块的时钟输出端SCK ；CS引脚为片选端接单片机1/01端；DIN为数据输入端接单片机SPl模块的数据输出端SDO ；BUSY为状态输出端接单片机的1/02端，当芯片处于转换过程中时该引脚为高电平，通知单片机暂停发送新的指令；DOUT为数据输出端接单片机SPl模块的数据输入端SDl ；PENIRQ为触摸中断输出端接单片机的1/03端，当芯片处于低功耗模式时该脚为高电平，一旦触摸屏被点触，该引脚立刻变为低电平，通知单片机选通该芯片。本实用新型一种用于雕刻门的智能数控雕刻机中使用智能控制器具有的优点和积极效果是1.操作更直观。带有触控功能的液晶显示模块的智能控制器在进行操作时，可以完全使用触摸方式进行操作，不使用按键。2.操作更方便、更快捷。在触摸屏上直接操作时，可以对参数直接选取，确认并进入步骤只需一次点击操作即可完成修改数据时也可直接由键盘输入。使用触摸屏操作只需进行几次点击即可，进行常规操作往往可在十次点击内完成，并且与数据大小无关。3.有效避免误操作。在操作触摸屏时，仅将可用的虚拟按键显示出来，操作人员仅可进行有限的操作，即使误碰到其它区域，由于没有相应的虚拟按键，也不会引起智能控制器的意外动作。4.降低开发过程中软件系统的难度。带有触摸屏的智能控制器基本上可以避免按键复用的情况，因为按键的数量不受电子板硬件空间的限制，所以可以针对每一种操作设置一个专门的虚拟按键，这样极大的降低了软件开发的难度。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种用于雕刻门的智能数控雕刻机，其特征在于包括智能控制器、底座，底座内设置有与计算机连接的数控接口，底座上还设置有三个互相正交安装的X、Y、Z坐标滑台组件，每个滑台组件有与之连接的执行电机进行驱动，每个执行电机分别与所述数控接口连接，工作台固定在Y坐标滑台组件上，雕刻组件固定在Z坐标滑台组件上，雕刻组件上连接有平面检测距离检测器，底座上连接有自动对刀距离检测器，且平面检测距离检测器在底座上的运动轨迹为一条固定的直线，自动对刀距离检测器设置在该固定直线上；所述智能控制器，它包括有单片机，触摸屏，所述的单片机与显示信触摸屏连接，所述的单片机将显示信号输入给所述的触摸屏，所述的触摸屏又将由触摸屏上得到的按键触摸信号输入给所述的单片机。
2.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征在于所述雕刻组件包括主轴电机座，主轴电机座固定在Z坐标滑台组件上，主轴电机连接在主轴电机座上，主轴电机上连接雕刻刀具。
3.根据权利要求2所述的数控雕刻机，其特征在于平面检测距离检测器设置在所述主轴电机座上，和主轴电机同步移动。
4.根据权利要求1所述的数控雕刻机，其特征在于所述的每个坐标滑台组件包括支撑座，在支撑座上平行安装两根导轨，在导轨上套上滑块，滑块联板紧固在滑块上，滑块联板可随滑块在导轨上自由滑动，丝杆副与滑块联板紧固，丝杆副另一端通过联轴器与执行电机连接。
5.根据权利要求4所述的数控雕刻机，其特征在于所述支撑座采用标准槽钢，其内表面进行清角加工，作为导轨的安装面。
6.根据权利要求4所述的数控雕刻机，其特征在于所述滑块联板采用大型钢板折弯， 折弯出的面上开有丝杆副安装轴孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于雕刻门的智能数控雕刻机，包括智能控制器、底座，底座内设置有与计算机连接的数控接口，底座上还设置有三个互相正交安装的X、Y、Z坐标滑台组件，每个滑台组件有与之连接的执行电机进行驱动，每个执行电机分别与所述数控接口连接，工作台固定在Y坐标滑台组件上，雕刻组件固定在Z坐标滑台组件上，雕刻组件上连接有平面检测距离检测器，底座上连接有自动对刀距离检测器，且平面检测距离检测器在底座上的运动轨迹为一条固定的直线，自动对刀距离检测器设置在该固定直线上；为人们的生活提供了便利，而且使用方便、安全可靠，从而获得更好的技术效果和经济效益。
文档编号B44B1/00GK202115235SQ20112022071
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者俞亚峰 申请人:俞亚峰