一种雕刻机的制作方法

本实用新型涉及一种雕刻设备，尤其涉及一种对硬质板材进行影雕、刻字的雕刻机。

背景技术：

本设备用于石材影雕和刻字加工。

影雕--石材表面上由点痕而形成的图像。采用墨玉、汉白玉、印度红、山西黑、蒙古黑等较为纯色的大理石或者花岗岩石材，经过水磨抛光后，在磨光面上用特定的方法或凿成点、或磨成点、或灼成点、或喷砂成点，这些点要根据黑白明暗成像原理，通过调节点疏密而表现出所需要的图像。

目前影雕生产方法有纯手工、手工加振动式电动工具、激光、数控、制模喷砂几类。前两种方法除加工速度慢外还要求生产人员跟师傅学习几年才能出师，而且再熟练的师傅加工出的影雕产品与原图像相比神形都难免有差别，所以废品率高，也不适于批量生产；激光方法则因为是依靠高温在抛光石面上灼点，灼出的点没有深度，因而加工出的产品没有手感和立体感，也不能用于室外(因为风化，加工的图像会在不长时间内模糊、消失)，加之激光管为易消耗品，所以产品成本高；目前数控方法一般用电磁铁敲点，敲点频率只有每秒几次，加工速度很慢，所以不适于急件加工和批量生产，另外采用的普通合金针头硬度不够高，针尖容易敲磨损，加工大幅面影雕过程中必须换针或者磨针，而换针磨针都会使图像产生明显的明暗差别，所以不适于大幅影雕生产；最后的那种方法工艺复杂，为保证其模板不损坏喷砂力度只能很小，喷砂时间也只能尽可能的短，因而所喷出的点也几乎没深度，所以也不宜用于室外，而且喷砂有污染，加之制模所需的打印机规格限制了版面尺寸，所以只能生产小幅面的影雕产品。以上所有方法都不适于在已经竖立的石材表面加工。

石材刻字的方法现在有手工、手工加电动工具、电脑制模加喷砂机、数控机械几种。前两种方法刻字效率低下，劳动强度大，所刻字不规范；后两种的设备自重大，要使用380V的电源供电且要占用较大场地，既不适于室外加工更不适于已经竖立好的待加工件加工，且要将笨重的待加工件搬到设备上，劳动强度大，加工成本高，尤其是产生的粉尘多噪音强，环境污染严重。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供新型雕刻机，能够高速加工，且雕刻成品具有合格的加工深度，加工成本低，环保无污染，轻巧便携。

本实用新型提供的技术方案如下,包括底座框架、设于底座框架上的Y轴移动组件、X轴移动组件和设于X轴移动组件上的雕刻头组件；所述雕刻头组件包括与X轴移动组件连接的Z轴支板、设于Z轴支板上的Z轴滑块、与Z 轴滑块配合连接的Z轴滑轨和设于Z轴滑轨上的安装板，所述安装板上设有第一驱动设备、一端固定于第一驱动设备转轴的活动杆、用于限定所述活动杆非固定端向上摆动幅度的第一限位杆、用于悬吊所述活动杆活动端的拉簧，所述活动杆非固定端设有雕刻针，所述Z轴支板的底部设有行走轮。

优选的，所述Y轴移动组件包括与框架连接的Y轴驱动设备、与Y轴驱动设备连接的Y轴丝杆和与的Y轴丝杆配合连接的Y轴螺母，所述底座框架上设有Y轴滑轨和与Y轴滑轨配合连接的Y轴滑块，所述Y轴螺母与X轴移动组件连接。

优选的，所述X轴移动组件包括X轴横梁、设于X轴横梁两端的X轴支座、与X轴支座连接的X轴驱动设备、与X轴驱动设备连接的X轴丝杆，与所述X轴丝杆配合连接的X轴螺母，所述X轴横梁还设有X轴滑轨和与X轴滑轨配合连接的X轴滑块，所述X轴螺母与雕刻头组件通过连接件连接、X轴滑块也与雕刻头组件连接。

优选的，Z轴支板通过连接件与X轴螺母连接。

优选的，所述雕刻头组件还包括：设于所述安装板上用于雕刻机非工作时提起安装板并搁置于Z轴滑块顶部的第二限位杆，设于Z轴滑轨上并用于防止Z轴滑轨湘下脱轨的第三限位杆，设于所述安装板上用于防止Z轴滑轨向上脱轨的第四限位杆。

优选的，底座框架包括多个边框构成的框体，所述边框的交接部位设置有角连接件。

优选的，所述Y轴移动组件还包括Y轴支板，所述Y轴螺母通过Y轴支板与X轴移动组件连接。

优选的，所述Z轴支板上设有缓冲槽。

优选的，所述Y轴支板上设有缓冲槽。

优选的，所述X轴螺母与雕刻头组件连接的连接件上设有缓冲缝。

优选的，所述雕刻头组件上还可以包括打磨组件，所述打磨组件包括打磨电机、与打磨电机连接的打磨头和与打磨头连接的磨具，所述打磨头与活动杆连接，所述打磨电机与Z轴支板连接。

优选的，所述打磨电机通过皮带与打磨头连接。

优选的，所述雕刻头组件上的第一限位杆底端设有一个弹性缓冲垫。

优选的，所述拉簧的拉力要求既要拉的起所述活动杆又不能阻碍所述第一驱动设备转轴的转动。

优选的，行走轮可以采用滚珠嵌入在Z轴支板的底，也可以直接采用球形滚轮或轴承。雕刻机工作前，雕刻针或磨具最低点到待加工件表面的距离比行走轮最低点到待加工件表面的距离稍高。雕刻机工作时，行走轮最低点与待加工件表面始终处于点接触。

本实用新型，结构简单、制造成本低、方便操作，雕刻效率高。通过Y 轴移动组件和X轴移动组件，带动雕刻头组件移动，雕刻头组件上设有的雕刻针或磨具在第一驱动设备的作用下，不断上下高频摆动，并对雕刻针或磨具下部的板材产生高频冲击，从而进行打点或打磨。

本设备用于影雕，工作效率高，敲出的点有深度，加工出的产品神形兼备，加工幅面能够基本满足市场需求，产品品质稳定，适于批量生产。

本设备用于刻字，字形规范且有深度。

本设备加工影雕或刻字，操作人员不需要专业的知识和长期的经验，新人经过2-3天的学习就可以进行生产。电源用220V交流电或低压直流电均可，自重轻，可以直接放在待加工件上加工，加工过程全自动，极大减轻了生产人员的劳动强度。加工过程中噪音与粉尘均满足环保要求。尤其是较现在所有方法加工速度均有大幅提高而加工成本却大幅降低。可以随身携带，适于在已竖着的石材表面上加工，野外、工厂、办公区、居住区都能工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的其中一种整体立体图；

图2为图1的另一个方向；

图3为雕刻头组件的一种正面示意图；

图4-5为图3的立体示意图，展示两个不同的方位；

图6为雕刻头组件上设有打磨组件的一种示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-6所示：

本实施方式包括底座框架1、设于底座框架1上的Y轴移动组件2、X轴移动组件3和设于X轴移动组件3上的雕刻头组件4。

所述雕刻头组件4包括与X轴移动组件3连接的Z轴支板41、设于Z轴支板41上的Z轴滑块43、与Z轴滑块43配合连接的Z轴滑轨42和设于Z轴滑轨42上的安装板44，所述安装板44上设有第一驱动设备47、一端固定于第一驱动设备47转轴的活动杆46、用于限定所述活动杆46非固定端向上摆动幅度的第一限位杆45、用于悬吊所述活动杆46活动端的拉簧48，所述活动杆46非固定端设有雕刻针411，所述Z轴支板41的底部设有行走轮414。

其中，雕刻针411的材质可以为金刚石，也就是钻石。

其中，行走轮414可以采用滚珠嵌入在Z轴支板41的底，也可以直接采用球形滚轮或轴承。雕刻机工作前，雕刻针411或磨具53最低点到待加工件表面的距离比行走轮414最低点到待加工件表面的距离稍高。雕刻机工作时，行走轮414最低点与待加工件表面始终处于点接触。行走轮414一方面便于Z 轴支板41的移动，另一方面限制了雕刻针411或磨具53向下摆动的行程。

其中，第一驱动设备47优选为伺服电机或者步进电机，可以实现正转和反转，通过编程可以实现高频正反转，使得活动杆46非固定端高频摆动，从而实现打点或打磨。

所述Y轴移动组件2用于将雕刻头组件4沿Y方向移动，所述X轴移动组件3用于将雕刻头组件4沿X轴方向移动。通过X轴移动组件3和Y轴移动组件2的联动，能实现雕刻头组件4在X、Y两个方向的任意移动，配合Z 轴方向的移动，实现了在空间任意位置的定位。

其中，所述Z轴支板41上设有缓冲槽，如图4所示，缓冲槽为两个矩形缺口构成S形状，具有柔性功能，使得某些部件的加工误差和装配误差所造成的偏差，能够被柔性迁让，不会产生刚性偏差。

其中，所述Y轴移动组件2用于将雕刻头组件4沿Y方向移动，Y轴移动组件2包括与底座框架1连接的Y轴驱动设备21、与Y轴驱动设备21连接的 Y轴丝杆22和与的Y轴丝杆22配合连接的Y轴螺母23，所述框架1上设有Y 轴滑轨24和与Y轴滑轨24配合连接的Y轴滑块25，所述Y轴螺母23与X轴移动组件3连接。当Y轴丝杆22被Y轴驱动设备21驱动旋转时，使得X轴移动组件3移动，实现雕刻头组件4沿Y轴方向的移动。

其中，Y轴驱动设备21优选为伺服电机或者步进电机。

其中，所述X轴移动组件3用于将雕刻头组件4沿X轴方向移动。X轴移动组件3包括X轴横梁37、设于X轴横梁37两端的X轴支座34、与X轴支座34连接的X轴驱动设备31、与X轴驱动设备31连接的X轴丝杆32，与所述X轴丝杆32配合连接的X轴螺母33，所述X轴横梁37还设有X轴滑轨35 和与X轴滑轨35配合连接的X轴滑块36，所述X轴螺母33、X轴滑块36均与雕刻头组件4连接。当X轴驱动设备31驱动X轴丝杆32旋转时，驱使X 轴螺母33移动，也就驱使雕刻头组件4沿X轴方向移动。

因此，通过X轴移动组件3和Y轴移动组件2的联动，能实现雕刻头组件4在X、Y两个方向的任意移动，配合Z轴方向的移动，实现了在空间任意位置的定位。

其中，X轴驱动设备31优选为伺服电机或者步进电机。

其中，所述雕刻头组件4还可以包括：设于安装板44上用于雕刻机非工作时提起安装板44并搁置于Z轴滑块43顶部的第二限位杆49；设于Z轴滑轨42上并用于防止Z轴滑轨42向下脱轨的第三限位杆410；设于安装板44 上用于防止Z轴滑轨42向上脱轨的第四限位杆413。

其中，底座框架1可以包括多个边框构成的框体11，所述边框的交接部位设置有角连接件12。优选使用梅花型材，使得联接牢固稳定。

其中，所述Y轴移动组件2还包括Y轴支板26，所述Y轴螺母23通过Y 轴支板26与X轴移动组件3连接。所述Y轴支板26上也可以设置缓冲槽。缓冲槽为两个矩形缺口构成S形状，具有柔性功能，使得某些部件的加工误差和装配误差所造成的偏差，能够被柔性迁让，不会产生刚性偏差。

其中，所述X轴移动组件3还包括连接件412，所述X轴螺母33通过连接件412与雕刻头组件4连接。所述连接件412上也可以设置缓冲缝。缓冲缝具有柔性功能，使得某些部件的加工误差和装配误差所造成的偏差，能够被柔性迁让，不会产生刚性偏差。

其中，所述第一限位杆45的下端可以设有弹性垫圈，以减缓活动杆46 的非固定端高频向上摆动时高频创击第一限位杆45下端的力度并降低噪音。

其中，所述拉簧48的拉力要求既要拉的起所述活动杆46又不能阻碍所述第一驱动设备47转轴的转动。

作为本实施方式的进一步优选，如图6所示，所述雕刻头组件4上还可以包括打磨组件5，所述打磨组件5包括打磨电机52、与打磨电机51连接的打磨头52和与打磨头52连接的磨具53，所述打磨头52与活动杆46连接，所述打磨电机51与Z轴支板41连接。

其中，所述打磨电机51可以通过皮带54与打磨头52连接。

其中，打磨头52与活动杆46连接，并随活动杆46的摆动而摆动，因为打磨电机51是相对于Z轴支板41固定的，而打磨头52相对于打磨电机51 是活动的，所以可以通过皮带54这样的柔性部件将打磨电机51与打磨头52 连接。

进一步的，打磨头52可以设置为可调形式，沿活动杆46的轴向可调移动，因为活动杆46是倾斜的，从而调节了磨具53的高度。

本实用新型，结构简单、制造成本低、自重轻易于携带，操作简便，雕刻效率高。通过Y轴移动组件2和X轴移动组件3，带动雕刻头组件4移动，雕刻头组件4上设有的雕刻针51或磨具53，在第一驱动设备47的作用下，高频上下摆动，并对位于雕刻针411或磨具53下部的板材产生高频冲击，从而进行打点或打磨。

使用雕刻针411雕刻时，打磨组件5不工作；使用打磨组件5时，要先取下雕刻针411。加工影雕使用雕刻针411比使用磨具53加工成品更精细，刻字使用磨具53比使用雕刻针速度更快、刻字更深。

本实用新型敲或磨出的点深度达标，刻字字形规范，速度快，加工出的产品神形兼备，加工幅面能够满足市场需求，产品品质稳定，适于批量生产，生产成本极低，还可以适用于在竖立的石材表面上加工，加工过程中环保无污染，噪音与粉尘均满足环保要求，尤其是加工速度较现在所有方法均有大幅提高。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。