专利名称：陶瓷石膏模具数控加工系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及陶瓷石膏模具生产设备技术领域，更具体地说涉及一种利用三维 扫描仪取得三维图象经专业软件处理，输送给数控机床进行陶瓷石膏模具加工的数控加工 设备。
技术背景目前，全国众多的卫生洁具生产企业、日用陶瓷、美术陶瓷企业在用石膏模具开发 新产品的过程中，还在使用传统的方法。开发师傅一刀一刀地削，一点一点地磨，这样开发 周期长，耗费工时多，而且做出的模具不规范，左右不对称是习以为常的事。虽然也有数控 加工系统，但是由于操作困难，不适用于石膏模具加工，且系统昂贵，操作也极不方便，操作 时需要众多夹具，没有在传统陶瓷行业得到推广应用。国外很多卫生洁具厂家已经普遍应用了数控加工方法来生产石膏模具，但这套系 统造价昂贵，目前仅有几家外资企业应用这套系统。国内咸阳陶瓷研究院设计发明的“陶瓷洁具石膏试验模具数控加工机”已经开发 成功，但是它存在以下不足1、不能解决数据采集的问题，陶瓷行业很多产品是弧形的，用 传统的直尺是没有办法准确测量弧形面的准确坐标的。2、陶瓷模具特别是洁具有些模具纵 深很深，要用很长的刀具，用这种加工机加工过程中容易错位。3、没有解决对模具进行多面 加工和如何定位的问题。4、没有解决怎样对待模具中的预变问题。5、没有解决怎样防尘的 问题，洁具加工过程中切削量很大，每天都有几百公斤，这么大的切削量没有防尘，机器的 有效运行得不到保障
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种陶瓷石膏模具数控加工 系统。本实用新型集数据采集和三维立体加工于一体，提供精确、快速、简洁的石膏模具加 工。她缩短了开发周期.减轻了工作强度，减小了开发师傅的数量，提高了模具的精度。使 横具的标准华成为现实。给传统的陶瓷产业带来了场革命。本实用新型的技术解决措施如下陶瓷石膏模具数控加工系统，由三维扫描仪、专业三维指令信号生成电脑和数控 机床组成，数控机床由控制柜和加工机床组成，控制柜输出信号控制机床工作。三维扫描仪 具有成一定夹角的两个摄像头，采用光栅投影数幅特定编码的结构光照到待测物体上，同 步采得相应图象信号，该图象信号输入专业三维指令信号生成电脑经专业三维指令信号生 成电脑处理后生产三维立体数据信号，三维立体数据信号输出给数控机床的控制柜主机。所述加工机床由工作台、龙门架、主轴电机组成，刀具固定在主电机转轴上；加工机床的Y轴向结构为，龙门架沿Y向直线导轨滑动，Y向直线导轨成型在工作 台的二边，Y向电机固定在龙门架上，Y向电机带动Y向齿轮转动，Y向齿轮与工作台相啮 合；[0010] 加工机床的X轴向结构为，滑座沿X向导轨滑动，X向电机固定在滑座上，X向电机 的转轴上固定有X向齿轮，X向齿轮与固定在龙门架横梁上的齿轮相啮合； 加工机床的Z轴向结构为，Z向电机固定滑座上，Z向电机通过皮带带动丝杆，丝杆 顶在Z向滑板上，Z向滑板沿Z向直线导轨滑动，Z向直线导轨成型在滑座上。所述主电机上设置有循环水回路，循环冷却水通接主电机上的循环水回路。所述工作台的二边固定有防尘板，Y轴向防尘罩为皱折软布罩，Y轴向防尘罩罩着 Y向直线导轨、Y向电机、Y向齿轮；χ轴向防尘罩为皱折软布罩，χ轴向防尘罩罩着χ向电 机、X向齿轮、龙门架的横梁和X向导轨。本实用新型的有益效果在于1、用三维立体扫描仪对产品进行扫描，可以得到精确的三维立体数据，解决了数 据的来源问题。2、本实用新型加工机床用控制柜控制，控制精确，操作简单，防尘效果好。3、本实用新型传动，Y轴在机床左右两边，并且各有一个电机带动，X轴在龙门架 上。它加工速度快，马桶原胎只需要二天时间，浴盆原胎只需要半天，加工成套模具五至七 天即可，加工精度能满足工厂生产需要，操作简单，同国外同类系统相比造价低廉。4、它备有防尘板和皱折软布罩，使得本实用新型具有较好的防尘效果，同时增加 了数控机床加工精度和使用寿命。5、主电机上设置有循环水回路，循环冷却水通接主电机上的循环水回路，通过循 环冷却水在加工过程中可以对主电机降温。6、它不用专门的夹具，用石膏加水直接将加工的产品固定在工作台上，即利用石 膏的粘性直接粘附在工作台上加工。加工时，通过在石膏块上打定位孔，可以进行准确定 位。
图1为本实用新型的整体结构示意图图2为加工机床的结构示意图图3为加工机床加装了防尘板和Y轴向防尘罩后的结构示意图图4为加工机床加装了 X轴向防尘罩后的结构示意图具体实施方式
实施例见图1 4所示，陶瓷石膏模具数控加工系统，由三维扫描仪1、专业三维 指令信号生成电脑2和数控机床3组成，数控机床3由控制柜主机31和加工机床32组成， 控制柜主机31输出信号控制机床32工作，三维扫描仪1具有成一定夹角的两个摄像头11， 三维扫描仪1采用光栅投影数幅特定编码的结构光照到待测物体上，同步采得相应图象信 号，该图象信号输入专业三维指令信号生成电脑2经专业三维指令信号生成电脑2处理后 生产三维立体数据信号，三维立体数据信号输出给数控机床3的控制柜主机31。所述加工机床32由工作台321、龙门架322、主电机323组成，刀具325固定在主 电机323转轴上；加工机床32的Y轴向结构为，龙门架322沿Y向直线导轨Yl滑动，Y向直线导轨Yl成型在工作台321的二边，Y向电机Y2固定在龙门架322上，Y向电机Y2带动Y向齿轮Y3转动，Y向齿轮Y3与工作台321相啮合；加工机床32的X轴向结构为，滑座324沿X向导轨Xl滑动，X向电机X2固定在 滑座324上，X向电机X2的转轴上固定有X向齿轮X3，X向齿轮X3与龙门架322的横梁相 啮合；加工机床32的Z轴向结构为，Z向电机固定滑座324上，Z向电机通过皮带带动丝 杆，丝杆顶在Z向滑板Zl上，Z向滑板Zl沿Z向直线导轨Z2滑动，Z向直线导轨Z2成型在 滑座324上。所述主电机323上设置有循环水回路，循环冷却水通接主电机323上的循环水回路。所述工作台321的二边固定有防尘板4，Y轴向防尘罩5为皱折软布罩，Y轴向防 尘罩5罩着Y向直线导轨Y1、Y向电机Υ2、Υ向齿轮Υ3 ；X轴向防尘罩6为皱折软布罩，X轴 向防尘罩6罩着X向电机Χ2、X向齿轮Χ3、龙门架322的横梁和X向导轨XI。加工机床的大小尺寸根据所加工的模具大小而定。对日用陶瓷，机床的三个轴的 尺寸Χ*Υ*Ζ分别为1200*1200*400mm，卫生洁具三个轴的尺寸分别为1200*2000*600mm。工作原理本系统分为数据采集和数控加工二部分，数据采集采用结构光非接触 原理，利用结构光技术，相位测量技术，计算机视觉技术，通过光栅摄影装置投影数幅特定 编码的结构光到待测物体上，成一定夹角的二个报像头同步采用相应图象，然后计算机特 定软件对对图象进行解码和相位计算，测定像素点的三维坐标，通过这种三维扫描系统就 可以对马桶、浴盆、以及日用陶瓷、美术陶瓷进行照相测量，形成三维立体数据输入到数空 机床上，加工出来。
权利要求陶瓷石膏模具数控加工系统，由三维扫描仪(1)、专业三维指令信号生成电脑(2)和数控机床(3)组成，数控机床(3)由控制柜(31)和加工机床(32)组成，控制柜(31)输出信号控制机床(32)工作，其特征在于三维扫描仪(1)具有成一定夹角的两个摄像头(11)，采用光栅投影数幅特定编码的结构光照到待测物体上，同步采得相应图象信号，该图象信号输入专业三维指令信号生成电脑(2)经专业三维指令信号生成电脑(2)处理后生产三维立体数据信号，三维立体数据信号输出给数控机床(3)的控制柜(31)，带动机床进行三维立体工作。
2.根据权利要求1所述的陶瓷石膏模具数控加工系统，其特征在于加工机床(32)由 工作台(321)、龙门架(322)、主轴电机(323)组成，刀具(325)固定在主轴电机(323)转轴 上；加工机床(32)的Y轴方向结构为，龙门架(322)沿Y方向直线导轨(Yl)滑动，Y向直 线导轨(Yl)成型在工作台(321)的二边，Y向电机(Y2)固定在龙门架(322)上，Y向电机 (Y2)带Y向动齿轮(Y3)转动，Y向齿轮(Y3)与固定在工作台上的齿轮(321)相啮合；加工机床(32)的X轴向结构为，X向导轨和X向齿轮固定在龙门架上；X向的电机固定 在垂直于龙门的滑座上，X向电机(X2)的转轴上固定有X向齿轮(X3)，X向齿轮(X3)与龙 门架(322)的横梁相啮合；加工机床(32)的Z轴向结构为，Z向电机固定滑座(324)上，Z向电机通过皮带带动丝 杆，丝杆带动Z向滑板(Zl)上下运动，Z向滑板(Zl)沿Z向直线导轨(Z2)滑动，Z向直线 导轨(Z2)成型在滑座(324)上。
3.根据权利要求2所述的陶瓷石膏模具数控加工系统，其特征在于主轴电机(323) 固定在Z轴滑块上，主轴电机设置有循环水回路，循环冷却水通接主电机(323)上的循环水 回路。
4.根据权利要求2所述的陶瓷石膏模具数控加工系统，其特征在于工作台(321)的 二边固定有防尘板(4)，Y轴向防尘罩(5)为皱折软布罩，Y轴向防尘罩(5)罩着Y向直线 导轨(Yl)、Y向电机(Y2)、Y向齿轮(Y3) ；X轴向防尘罩(6)为皱折软布罩，X轴向防尘罩 (6)罩着X向电机(X2)、X向齿轮(X3)、龙门架(322)的横梁和X向导轨(XI)。
专利摘要陶瓷石膏模具数控加工系统，由三维扫描仪、专业三维指令信号生成电脑和数控机床组成。数控机床由控制柜和加工机床组成，控制柜输出信号控制机床工作。三维扫描仪是具有成一定夹角的两个摄像头，采用光栅投影数幅特定编码的结构光照到待测物体上，同步采得相应图象信号，该信号经电脑处理后生产三维立体数据信号，三维立体数据输出给数控机床的控制柜，通过控制机床，带动主机上的刀具，把模具加工出来。它集数据采集和三维立体加工于一体，提供精确、快速、简洁的石膏模具加工。它缩短了开发周期.减轻了工作强度，减小了用工数量，提高了模具的精度，使模具的标准华成为现实。
文档编号G05B19/19GK201773308SQ20102028925
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者王义明 申请人:王义明