一种球头雕刻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械加工设备技术领域，涉及一种球头雕刻机。
【背景技术】
[0002]雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，雕刻机的应用范围非常广泛，小功率的适合做双色板、建筑模型、小型标牌、三维工艺品等，大功率雕刻机可以做大型切割、浮雕、雕刻等。雕刻机种类多样，包括木工雕刻机、激光雕刻机、广告雕刻机、玉石雕刻机、石材雕刻机等，而目前在工件平面上的雕刻自动化程度较高，但是对于非平面，如球面上进行雕亥|J，需要雕刻刀头进行立体空间的移动，往往难以做到多个方向同时移动，导致自动化程度较低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种球头雕刻机，本球头雕刻机能够自动对球面进行雕刻，自动化程度高。
[0004]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种球头雕刻机，包括机架，其特征在于，所述机架上水平固连有环形基板，所述机架在基板的下方连接有用于支撑球头杆部的支撑盘，所述基板与支撑盘之间设有能够将球头杆部固定住的定位机构，所述球头雕刻机还包括转动环、导向杆和摆动杆，所述转动环转动连接在基板上，且转动环与基板同轴心设置，所述机架上设有能够驱动转动环往复转动的周向驱动件，所述导向杆与摆动杆均呈弧形，所述导向杆的两端均固连在转动环上，所述摆动杆的两端均铰接在转动环上，且导向杆所在平面与转动环所在平面相垂直，所述导向杆与摆动杆的弧度均为180°，且导向杆两端的连线与摆动杆两端的连线相垂直，所述导向杆上设有能够驱动摆动杆往复摆动的横向驱动件，所述摆动杆上沿长度方向滑动连接有移动块，所述移动块上滑动连接有伸缩柱，该伸缩柱的一端设有刀头，且刀头朝向基板圆心，所述摆动杆上设有能够驱动移动块往复移动的纵向驱动件，所述移动块上设有能够驱动伸缩柱伸缩的动力源。
[0005]基板水平架设固定在机架上，工件呈柱状，球头位于工件的一端，另一端为杆部，雕刻时将工件竖直设置，使得工件的端部抵压在支撑盘上，然后通过定位机构将工件固定柱，此时工件保持竖直状态，同时球头的球心与导向杆、摆动杆以及转动环的圆心重合，在雕刻过程中，动力源能够驱动伸缩柱伸缩，使得刀头能够与球头的表面接触并进行雕刻，而刀头连接在移动块上，移动块连接在摆动杆上，摆动杆连接在转动环上，因此周向驱动件驱动转动环周向转动，能够使得刀头沿球头周向移动，横向驱动件驱动摆动杆往复摆动，即驱动刀头沿球头表面的横向进行移动，纵向驱动件驱动移动块沿着摆动杆进行往复移动，BP驱动刀头沿球头球面的纵向进行移动，当周向驱动件、横向驱动件以及纵向驱动件向结合后实现三轴联动，即刀头能够移动至球头表面的任意位置，从而实现对球头表面的雕刻，自动化程度高。
[0006]在上述的球头雕刻机中，所述机架在基板的下方固连有导向套，所述导向套内沿竖直方向滑动连接有调节螺杆，所述导向套的下端转动连接有调节螺母，上述调节螺杆螺接在调节螺母内，所述调节螺杆的上端伸出导向套，且在伸出端水平固连有导向盘，所述导向盘的上侧面上开设有圆形槽，所述圆形槽底面上转动连接有若干支撑轮，该若干支撑轮周向均布，上述支撑盘位于圆形槽内，且支撑盘的下侧面抵靠的支撑轮上，所述支撑盘与转动环同轴心设置。由于工件的长度难以保证完全一致，因此在工件被定位在支撑盘上后旋转调节螺母，使得调节螺杆升降，实现对球头的高度调节，使得球头的球心与转动环圆心重合，而在调节过程中，工件被定位机构周向固定，因此支撑盘设置在圆形槽内，且支撑盘外底面与圆形槽槽底之间设置支撑轮，即导向盘旋转时支撑盘能够保持静止，避免工件底部与支撑盘之间出现相对滑动摩擦。
[0007]在上述的球头雕刻机中，所述定位机构包括定位环、若干定位螺杆和若干定位螺母，所述定位环的外周壁上周向开设有环形槽，并通过该环形槽滑动连接在基板内边沿上，所述基板下侧面上周向固连有若干连接套，该若干连接套的轴向与基板径向一致，所述定位螺母转动连接在连接套的端部，所述定位螺杆滑动插接在连接套内并与定位螺母相螺接，所述定位螺杆的内端伸出定位螺母，且在伸出端连接有定位片，所述定位环的下侧面上固连有环形的定位齿条，所述定位螺母的外周壁上套设固连有环形齿轮，所述环形齿轮与定位齿条相啮合。通过旋转定位环，定位环下侧面上的定位齿条能够同时带动若干个环形齿轮转动，且转速一致，即若干的定位螺母同时同速旋转，使得定位螺杆的伸缩长度保持一致，即若干定位片能够均匀抵压在工件上，使得工件保持竖直。
[0008]在上述的球头雕刻机中，所述定位螺杆的端部固连有定位块，所述定位块朝向基板轴心线的侧面上沿竖直方向开设有条形槽，且条形槽的下端封闭，所述条形槽底面上沿竖直方向转动连接有若干滑轮，所述条形槽的相对两槽壁上竖直方向开设有条形连接槽，所述定位片的横截面呈弧形，在定位片凸出的侧面上具有矩形连接块，所述连接块的相对两侧壁上沿条形连接凸沿，所述连接块滑动插接在条形槽内，且连接凸沿滑动连接在连接槽内，所述连接槽的宽度大于连接凸沿的宽度，当定位片抵压在球头杆部侧壁上时，连接块抵压在滑轮上。由于工件需要在定位片夹紧以保证竖直状态后进行高度调节，因此定位片滑动连接在定位块的条形槽内，定位片夹紧工件时，定位块抵压在滑轮上，滑轮抵压在定位片上，而工件升降时定位片能够随工件一起移动，不影响对工件的水平夹紧定位。
[0009]在上述的球头雕刻机中，所述周向驱动件包括周向驱动电机和两周向驱动齿轮，所述转动环内周壁上周向开设有环形槽，并通过该环形槽转动套设在基板外边沿上，所述转动环外周壁上周向固连有环形的周向齿条，所述机架上转动连接有两连接轴，该两连接轴竖直设置，上述两周向驱动齿轮分别固连在两连接轴上，且两周向驱动齿轮均与轴向齿条相啮合，两所述周向驱动齿轮相对转动环轴心线对称设置，所述周向驱动电机的输出轴上固连有两主动带轮，两所述连接轴上均固连有从动带轮，所述主动带轮与从动带轮通过皮带相连接。即周向驱动电机驱动两个从动带轮转动，从动带轮带动各自的周向驱动齿轮转动，且转动速度一致，转动环通过两个周向驱动齿轮带动，使得受到的驱动力位于轴心线的两侧，且大小均匀一致，转动更加流畅，避免出现卡滞现象。
[0010]在上述的球头雕刻机中，所述横向驱动件包括横向驱动电机，所述摆动杆的中部固连有托板，所述横向驱动电机固连在托板上，且横向驱动电机的输出轴上固连有横向驱动齿轮，所述托板上还具有导向块，所述导向块上开设有导向槽，上述横向驱动齿轮位于导向槽内，所述导向杆的内边沿固连有弧形的横向驱动齿条，上述导向块通过导向槽套设在固定杆的内边沿上，且横向驱动齿轮与横向驱动齿条相啮合，所述导向槽的相对两槽壁上均铰接有导向轮，该两导向轮分别抵靠在固定杆的两侧面上。即横向驱动电机带动横向驱动齿轮转动，横向驱动齿轮啮合在导向杆的横向驱动齿条上，因此能够带着导向块沿导线杆移动，即使得摆动杆摆动，同时导向槽套设在导向杆的导线杆上，起到了导向作用，使得摆动杆摆动更加稳定。
[0011]在上述的球头雕刻机中，所述移动块上开设有滑槽，所述滑槽的相对两槽壁上均铰接有若干滚轮，所述摆动杆的相对两侧壁上均沿长度方向开设有外弧形槽，所述移动块通过滑槽套设在摆动杆上，且滚轮连接在外弧形槽内。由于移动块、刀头等具有一定的重量，因此移动块通过滚轮连接在外弧形槽内，即滚轮对移动块进行支撑，也使得移动块移动更加流畅、稳定。
[0012]在上述的球头雕刻机中，所述纵向驱动件包括固连在移动块上的纵向驱动电机，所述纵向驱动电机的输出轴上固连有纵向驱动齿轮，且该纵向驱动齿轮位于滑槽内，所述摆动杆上沿长度方向开设有内弧形槽，该内弧形槽贯穿两外弧形槽的底面，所述内弧形槽的上槽壁上沿长度方向固连有纵向驱动齿条，上述纵向驱动齿轮位于内弧形槽内，且纵向驱动齿轮与纵向驱动齿条相啮合。即纵向驱动电机驱动纵向驱动齿轮转动，纵向驱动齿轮在纵向驱动齿条作用下能够带着移动块移动。
[0013]在上述的球头雕刻机中，所述动力源包括固连在移动块上的动力气缸，所述移动块上开设有导向孔，上述伸缩柱滑动插接在导向孔内，且伸缩柱的上端伸出导向孔并与动力气缸的活塞杆相固连，上述刀头固连在伸缩柱的下端。即刀头通过动力气缸实现伸缩，行程控制精度高，在伸缩柱上还具有微型电机，用于驱动刀头旋转而实现雕刻。
[0014]与现有技术相比，本球头雕刻机具有以下优点:
1、由于周向驱动件、横向驱动件以及纵向驱动件向结合后实现三轴联动，即刀头能够移动至球头表面的任意位置，从而实现对球头表面的雕刻，自动化程度高。
[0015]2、由于定位片滑动连接在定位块的条形槽内，定位片夹紧工件时，定位块抵压在滑轮上，滑轮抵压在定位片上，而工件升降时定位片能够随工件一起移动，不影响对工件的水平夹紧定位，因此工件能够在定位片夹紧以保证竖直状态后进行高度调节。
[0016]3、由于移动块、刀头等具有一定的重量，因此移动块通过滚轮连接在外弧