核雕专用雕刻机的制作方法

本实用新型涉及核雕设备技术领域，尤其涉及一种核雕专用雕刻机。

背景技术：

核雕是我国的一种微型雕刻工艺，它以杏核、橄榄核等果核及核桃雕刻成工艺品，其艺术特点是在较小的果核上表现出复杂的题材，因此深受人们的喜爱。随着我国经济社会的日益发展，核雕的需求量也大大增加，手工雕刻已经不能满足批量生产的需要，于是有企业开始研制各种数控设备来实现各种果核的自动雕刻。而这些数控机床大都是采用传统的数控加工机构，各自由度是串接相连，且层迭嵌套，至使传动链长，传动系统复杂，积累误差大而精度低。特别是一些镂空或者内斜部分无法加工，从而影响了加工质量和加工效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种核雕专用雕刻机，是一种基于并联机构的的新型雕刻机及其专用夹具，旨在解决传统数控机床传动链长，积累误差大而精度低，特别是镂空或者内斜部分无法加工的问题，解决了由于果核形状不规律，且易碎，普通夹具不能准确定位，容易破坏果核的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种核雕专用雕刻机，包括机床本体和专用夹具，所述机床本体为并联结构，所述专用夹具位于机床本体内侧正下方，所述机床本体包括机床底座、机床支架、滑道、滑块、连杆、上虎克铰、下虎克铰、运动平台和雕刻笔，所述机床支架为三根呈等边三角形布置的竖向杆件，机床支架下端固定安装在机床底座上，机床支架上端借助于三角形框架固定，每根竖向杆件内侧竖向固定安装滑道，每条滑道上配套安装一个滑块，每个滑块内侧借助于上虎克铰连接一根连杆，三根连杆下端均借助于下虎克铰连接运动平台，运动平台下表面竖向安装雕刻笔，每个所述滑块借助于驱动装置驱动其沿滑道上下滑动，所述专用夹具安装在机床底座上、且位于雕刻笔正下方。

所述驱动装置包括水平安装在机床底座内的步进电机、正时皮带和从动带轮，所述从动带轮水平安装在机床支架顶部的三角形框架内、且其轴线与步进电机的轴线平行，步进电机动力输出端固定安装主动带轮，正时皮带套装在主动带轮和从动带轮上，正时皮带中部与对应滑道上的滑块固定连接。

所述连杆包括两根并列的杆件。

所述专用夹具包括夹具底座、左侧夹具支架、夹具电机、一号夹具轴、一号套筒、三爪机械手、右侧夹具支架、支架轴、二号夹具轴、二号套筒、夹具头、手轮、一号滑杆、二号滑杆，所述夹具底座固定于机床底座正上方，左侧夹具支架位于夹具底座左侧，通过螺栓固定，左侧夹具支架上有供夹具电机穿过的圆孔，圆孔内有轴承，轴承通过孔内凸台和一号套筒的端面定位，夹具电机穿过左侧夹具支架的圆孔，通过带有顶丝的一号套筒与一号夹具轴连接，一号夹具轴前端安装有三爪机械手，三爪机械手由气缸驱动，右侧夹具支架通过两根滑杆安装于夹具底座上，右侧夹具支架上安装有支架轴、轴承和二号夹具轴，轴承通过孔内凸台和二号套筒的端面定位，支架轴穿过右侧夹具支架的圆孔，通过带有顶丝的二号套筒与二号夹具轴连接，二号夹具轴前端安装有橡胶材质的夹具头，一号滑杆和二号滑杆均穿过左右两侧夹具支架，右侧夹具支架在一号滑杆和二号滑杆上滑动，一号滑杆的一段为丝杠，丝杠部分穿过右侧夹具支架，所穿过的小孔有内螺纹，丝杠上面配套安装螺母，丝杠末端连接手轮，二号滑杆是一个光杆，末端安装有一个盖型螺母。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：传统的雕刻机本质上都是数控钻铣组合，而这些数控机床大都是采用传统的数控加工机构，各自由度是串接相连，且层迭嵌套，致使传动链长，传动系统复杂，积累误差大，精度低，特别是一些镂空或者内斜部分无法加工，然而本实用新型采用并联机构对这些镂空或者内斜部分的加工就变得特别简单，其传动链短，刚度大、质量轻，切削效率高，摆动灵活，更适合加工复杂的三维曲面；本实用新型涉及的专用夹具，夹具头采用橡胶材料，并且前端有一个椭圆形小孔，防止果核尖端部位损坏；果核由于种类不同而尺寸差别较大（如橄榄核与核桃），若仅仅依靠轴向进给夹紧，可能难以完成预期目标，故底座右侧安装滑杆，使右侧夹具支架可以根据果核大小、种类的不同左右移动，适应性更强。

附图说明

图1是本实用新型立体结构示意图；

图2是本实用新型机床本体结构示意图；

图3是专用夹具示意图；

图4是专用夹具左半部分示意图；

图5是图4的局部放大图；

图6是专用夹具右半部分示意图；

图7是三爪机械手示意图；

其中：1、滑道，2、滑块，3、连杆，4、上虎克铰，5、下虎克铰，6、运动平台，7、雕刻笔，8、机床支架，9、机床底座，10、夹具底座，11、左侧夹具支架，12、夹具电机，13、一号夹具轴，14、一号套筒，15、三爪机械手，16、右侧夹具支架，17、支架轴，18、二号夹具轴，19、二号套筒，20、夹具头，21、手轮，22、一号滑杆，23、二号滑杆。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型公开了一种核雕专用雕刻机，本雕刻机由机床本体和专用夹具两部分组成。雕刻机在工作时，首先专用夹具的气缸操控三爪机械手15夹持果核，然后根据待雕刻的果核种类的不同，用手轮21调整右侧夹具支架16到合适的位置，用螺丝拧紧，实现果核的定位和夹紧。而后夹具左侧的旋转装置开始带动果核旋转。最后机床本体开始雕刻加工旋转的果核。

上述机床本体采用并联式结构，即并联机床。所述机床本体包括滑道1、滑块2、连杆3、上虎克铰4、下虎克铰5、运动平台6、雕刻笔7、机床支架8，机床底座9，该并联机床的运动平台倒置放置，上述三组滑道1分别固定在机床支架8上；上述滑块2通过滑道1可在机床支架8上滑动，驱动装置驱动滑块2上下移动；并联的三根连杆通过上虎克铰4与滑块螺钉连接,下虎克铰5与活动平台6连接, 通过上虎克铰4的移动带动活动平台6运动，各连杆3成一定角度；上述三根连杆3两端由虎克铰连接。机床各连杆3采用步进电机驱动，并通过Windows环境下的软件编程和运动控制器实现对机床的控制，使机床运动平台能够在工作空间内任意位置精确定位。

上述专用夹具固定在机床底座9上，位于雕刻笔7的正下方。所述专用夹具包括夹具底座10、左侧夹具支架11、夹具电机12、一号夹具轴13、一号套筒14、三爪机械手15、右侧夹具支架16、支架轴17、二号夹具轴18、二号套筒19、夹具头20、手轮21、一号滑杆22、二号滑杆23；上述夹具底座10固定于机床底座9正上方；上述左侧夹具支架11位于夹具底座10左侧，通过螺栓固定；上述左侧夹具支架11上有供夹具电机12穿过的圆孔，圆孔内有轴承，轴承通过孔内凸台和一号套筒14的端面定位；上述夹具电机12穿过左侧夹具支架11的圆孔，通过带有顶丝的一号套筒14与一号夹具轴13连接；上述一号夹具轴13前端安装有三爪机械手15，三爪机械手15由气缸驱动；上述右侧夹具支架16通过两根滑杆安装于夹具底座10上；上述右侧夹具支架16上安装有支架轴17、轴承和二号夹具轴18，轴承通过孔内凸台和二号套筒19的端面定位；上述支架轴17穿过右侧夹具支架16的圆孔，通过带有顶丝的二号套筒19与二号夹具轴18连接；二号夹具轴18前端安装有橡胶材质的夹具头20；上述一号滑杆22和二号滑杆23均穿过左右两侧夹具支架，使右侧夹具支架16可以在上面滑动；上述一号滑杆22有一部分是丝杠，丝杠部分穿过右侧夹具支架16，被穿过的小孔有内螺纹，丝杠上面有一个螺母，末端连接手轮21。通过摇转手轮21，带动一号滑杆22转动，进而实现右侧夹具支架做进给运动。当进给运动运行完毕，拧紧螺母即可实现右侧夹具支架16轴向固定；上述二号滑杆23是一个光杆，末端安装有一个盖型螺母。

传统的雕刻机本质上都是数控钻铣组合，而这些数控机床大都是采用传统的数控加工机构，各自由度是串接相连，且层迭嵌套，致使传动链长，传动系统复杂，积累误差大，精度低，特别是一些镂空或者内斜部分无法加工，然而本实用新型采用并联机构对这些镂空或者内斜部分的加工就变得特别简单，其传动链短，刚度大、质量轻，切削效率高，摆动灵活，更适合加工复杂的三维曲面；本实用新型涉及的专用夹具，夹具头采用橡胶材料，并且前端有一个椭圆形小孔，防止果核尖端部位损坏；果核由于种类不同而尺寸差别较大（如橄榄核与核桃），若仅仅依靠轴向进给夹紧，可能难以完成预期目标，故底座右侧安装滑杆，使右侧夹具支架可以根据果核大小、种类的不同左右移动，适应性更强。