一种单龙门架粗精雕一体机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明雕刻机领域，特别是涉及一种用于木、石材雕刻的单龙门架粗精雕一体机。
【背景技术】
[0002]在木材、石材雕刻领域中，由于用于雕刻的原材料具有不规则性等问题，木、石材机械雕刻过程至少要经粗雕、精雕两道工序。但由于粗、精雕工序的加工量、刀具种类、刀具装夹方式、主轴转数、NC程序等工艺参数都不同，这就要求雕刻机主轴头具有不同的结构特性以及运动参数，以至在很多时候，木、石材的粗雕工序与精雕工序必需分别在两台不同的设备来完成。由此需要二次装夹刀具，和对雕刻原材料进行二次定位，从而大大降低了雕刻加工的工作效率。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供一种单龙门架粗精雕一体机，用于解决现有雕亥IJ机中粗雕、精雕必需分开加工，以及雕刻效率低的问题。
[0004]本发明是这样实现的，第一方面，提供一种单龙门架粗精雕一体机，包括:
[0005]机床基座、工作台、进行精雕加工的精雕装置和进行粗雕加工的粗雕装置；
[0006]所述工作台设置于所述机床基座上，所述机床基座的两侧设置有相互平行的线性导轨，所述两侧的线性导轨之间可滑动的设置有龙门架，所述龙门架横跨工作台上方；
[0007]所述龙门架横梁的两侧上分别设置有水平的线性导轨，所述粗雕装置通过第一滑动装置可滑动的设置于所述龙门架一侧的线性导轨上，所述精雕装置通过第二滑动装置可滑动的设置于所述龙门架另一侧的线性导轨上；
[0008]所述粗雕装置包括第三滑动装置、第一主轴、凸轮装置和第一驱动电机，所述第一滑动装置上设置有竖直方向的线性导轨，所述第三滑动装置可滑动的设置于所述竖直方向的线性导轨上，所述第一主轴、凸轮装置和第一驱动电机设置于所述第三滑动装置上，所述第一主轴上套设有第一齿轮，所述第一驱动电机的转轴上设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮，第一驱动电机通过所述第一齿轮和第二齿轮驱动第一主轴旋转，所述第一主轴的一端设置有用于夹装雕刻刀具的夹装件，第一主轴的另一端的端面与所述凸轮装置的凸轮表面相接触，凸轮转动带动第一主轴沿轴向伸缩运动；
[0009]所述精雕装置包括第四滑动装置、第二主轴、超声波振荡装置和第二驱动电机，所述第二滑动装置上设置有竖直方向的线性导轨，所述第四滑动装置可滑动的设置于所述竖直方向的线性导轨上，所述第二主轴、超声波振荡装置和第二驱动电机设置于所述第四滑动装置上，所述超声振荡装置包括超声波换能器和振荡信号发生电路，所述振荡信号发生电路与所述超声波换能器电连接，用于产生超声波换能器的驱动信号；
[0010]所述第二主轴的一端设置有夹装精雕刀具的夹装件，第二主轴的另一端可转动的连接于超声波换能器的振动输出端，超声波换能器带动第二主轴沿轴向振动；
[0011 ] 所述第二驱动电机的转轴通过传动皮带与所述第二主轴传动连接，第二驱动电机驱动第二主轴旋转。
[0012]本发明的有益效果为:本发明包括精雕装置和粗雕装置，同时兼具粗雕与精雕功能，因此无需二次定位和夹装，大大提高了雕刻效率，并且所述粗、精雕装置是分别设置于不同的龙门架上，因此粗雕装置和精雕装置可单独进行雕刻加工，便于控制，同时也有利于提高雕刻效率；进一步的，所述粗雕装置的第一主轴同时由第一驱动电机和凸轮装置驱动周向旋转和沿轴向振动冲击，从而提高了基材上高硬度部分的雕刻效率，使所述粗雕装置适用于更广的木、石雕刻，并且所述精雕装置的第二主轴同时由第二驱动电机和超声波振荡装置驱动周向旋转和小幅度的高频轴向振动，从而提高了精雕钻头的雕刻精细度。
[0013]因现有技术中的超声波换能器的表面振动幅度较小，结合第一方面，在一可能的实施方式中，为提高超声波换能器和精雕装置的第二主轴轴向高频振动的振动幅度，所述超声波换能器为夹心式复合换能器，包括前盖板、后盖板、偶数片压电陶瓷晶片、双头螺柱和螺母；
[0014]所述后盖板、偶数片压电陶瓷晶片、前盖板依次层叠设置，所述双头螺柱贯穿所述压电陶瓷晶片和后盖板，双头螺柱的一端螺纹连接于前盖板中部，所述螺母连接于双头螺柱的另一端。
[0015]在现有技术中，雕刻的力度是无法得到反馈的，因此很难控制雕刻钻头与工件表面的雕刻力度，特别是在精雕过程中，很容易造成力度过大影响雕刻图案，或力度太小降低雕刻效率。因此，结合第一方面，在一实施方式中，所述超声振荡装置还包括压电检测电路，所述压电检测电路与所述超声波换能器电连接，用于检测超声波换能器因压电效应而产生的输出电压。所述压电检测电路可根据压电效应检测超声波换能器的表面压力而产生的电压值，其中超声波换能器的表面压力就是精雕钻头与工件表面的雕刻压力，因此，通过压电检测电路可间接的检测到精雕钻头的雕刻压力，从而为精雕雕刻力度控制提供了数据依据，大大提高了精雕过程的雕刻精度。
[0016]结合第一方面，在一可能的实施方式中，所述振荡信号发生电路包括依次串联的振荡器、激励器和功率放大器，所述功率放大器的输出端连接于超声波换能器的驱动信号输入端。
[0017]结合第一方面，在一实施方式中，所述凸轮装置通过离合器传动连接于所述第一驱动电机。因此，通过控制所述离合器可控制凸轮装置与第一驱动电机之间的传动连接，当离合器吸合时第一驱动电机同时驱动第一主轴旋转和通过凸轮装置驱动第一主轴轴向冲击振动，当离合器分开时，第一驱动电机只驱动第一主轴旋转，从而大大提高了第一主轴雕刻的灵活度。
[0018]结合第一方面，在一可能的实施方式中，所述机床基座两侧还设置有与线性导轨平行的齿条，所述龙门架两端的底部设置有驱动电机，所述驱动电机的转轴上设置有与所述齿条相啮合的齿轮，驱动电机通过所述齿轮与齿条配合驱动龙门架在线性导轨上滑动。
[0019]结合第一方面，在一可能的实施方式中，为方便雕刻刀具拆卸，所述夹装雕刻刀具的夹装件和夹装精雕刀具的夹装件为三脚卡盘。
[0020]结合第一方面，在一可能的实施方式中，所述第一主轴与凸轮装置对应的端部依次设置有旋转轴和连接块，所述连接块连接于凸轮。
【附图说明】
[0021]图1为本发明一实施方式提供的单龙门架粗精雕一体机的结构示意图；
[0022]图2为图1中粗雕装置3的结构示意图；
[0023]图3为图1中精雕装置4的结构示意图；
[0024]图4为一实施方式中超声波换能器的结构示意图；
[0025]图5为一实施方式中振荡信号发生电路的电路框图。
[0026]标号说明:
[0027]1、机床基座；2、线性导轨；3、粗雕装置；4、精雕装置；
[0028]5、工作台；6、第一滑动装置；7、第二滑动装置；11、龙门架；12、齿条；31、第一主轴；32、第一驱动电机；
[0029]34、夹装件；35、第二齿轮；36、第一齿轮；37、粗雕钻头；
[0030]38、连接块；39、旋转轴；41、第二主轴；
[0031]42、超声波换能器；43、第二驱动电机；44、夹装件；
[0032]45、精雕钻头；46、传动皮带；47、振荡信号发生电路；
[0033]48、压电检测电路；331、凸轮；332、连接轴；
[0034]422、压电陶瓷晶片；423、前盖板；424、电极；
[0035]425、双头螺柱；426、螺母。
【具体实施方式】
[0036]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0037]请参阅图1以及图3，本发明一实施方式提供的一种单龙门架粗精雕一体机，包括:
[0038]机床基座1、工作台5、进行精雕加工的精雕装置4和进行粗雕加工的粗雕装置3 ；
[0039]所述工作台5设置于所述机床基座I上，所述机床基座I的两侧设置有相互平行的线性导轨2，所述两侧的线性导轨2之间可滑动的设置有龙门架11，所述龙门11架横跨工作台5上方，龙门架11和可以通过齿条与电机配合、皮带与电机配合或电机与螺杆配合等滑块驱动装置来驱动在机床基座上的线性导轨上移动，从而驱动粗雕装置和精雕装置在Y轴向运动。
[0040]所述龙门架11横梁的两侧分别设置有水平的线性导轨，所述粗雕装置3通过第一滑动装置6可滑动的设置于所述龙门架11 一侧的线性导轨上，所述精雕装置4通过第二滑动装置7可滑动的设置于所述龙门架11另一侧的线性导轨上；第一滑动装置6和第二滑动装置7同样也可以使用齿条与电机配合、皮带与电机配合或电机与螺杆配合等滑块驱动装置来驱动，从而实现粗雕装置和精雕装置在X轴向运动。在本实施方式中，所述龙门架11优选用齿条与电机配合的滑块驱动装置进行驱动。具体为，所述机床基座两侧还设置有与线性导轨平行的齿条，所述龙门架的两端的底部设置有驱动电机，所述驱动电机的转轴上设置有与所述齿条相啮合的齿轮，驱动电机通过所述齿轮与齿条配合驱动龙门架11在线性导轨上滑动。
[0041]如图2所示，所述粗雕装置3包括第三滑动装置、第一主轴31、凸轮装置和第一驱动电机32，所述第一滑动装置上设置有竖直方向的线性导轨，所述第三滑动装置可滑动的设置于所述竖直方向的线性导轨上，所述凸轮装置包括凸轮331和与凸轮连接的连接轴332，所述接连轴332传动连接于动力装置，所述第一主轴31、凸轮装置和第一驱动电机32设置于所述第三滑动装置上，因此，第三滑动装置带动第一主轴、凸轮装置和第一驱动电机在竖直方向上滑动，其中第三滑动装置与第一滑动装置上的导轨也可以是通过齿条与电机配合、皮带与电机配合或电机与螺杆配合驱动其在导轨上滑动。
[0042]其中，所述第一驱动电机32是用于驱动第一主轴旋转，所述凸轮装置用于带动第一主轴31沿轴向振动产生轴向冲击力，具体为，所述第一主轴31上套设有第一齿轮36，所述第一驱动电机32的转轴上设置有与第一齿轮36嗤合的第二齿轮35，第一驱动电机32通过