一种双立柱粗精雕一体机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木、石材雕刻领域，特别是涉及一种用于木、石材雕刻的双立柱粗精雕一体机。
【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。
[0003]并且在现有的木、石材自动化雕刻机械中，一般只适用于平板类原材料雕刻，如木板雕花、石板雕刻，不适用于大型立式原材料雕刻，如石像、树粧雕刻。因此亟需一种能够实现大型立式原材料粗、精雕的一体机。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种双立柱粗精雕一体机，用于解决现有雕刻机中粗雕、精雕必需分开加工，和只适用于平板类原材料雕刻的问题。
[0005]本发明是这样实现的，第一方面，提供一种双立柱粗精雕一体机，包括:
[0006]机床基座、工作台、第一立柱、第二立柱、进行粗雕刻加工的粗雕装置和进行精雕刻加工的精雕装置；
[0007]所述工作台设置于所述机床基座上，所述第一立柱和第二立柱分别竖直设置于所述工作台旁，第一立柱和第二立柱分别设置有竖直方向延伸的线性导轨，所述粗雕装置通过第一滑动装置可滑动的设置于所述第一立柱的线性导轨上，所述精雕装置通过第二滑动装置可滑动的设置于所述第一立柱的线性导轨上；
[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水平方向的线性导轨，所述第三滑动装置可滑动的设置于所述水平方向的线性导轨上，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水平方向的线性导轨，所述第四滑动装置可滑动的设置于所述水平方向的线性导轨上，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精雕刀具夹装件，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、精雕装置是可滑动的设置于立柱上进行雕刻，因此大大方便了雕刻木粧、石像等立式的工件；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]结合第一方面，在第二方面中，为进一步提高雕刻效率，和有效保护工作台，提供一种工作台可旋转和升降双立柱粗精雕一体机，所述工作台为圆形台面，工作台通过旋转台可转动的设置于机床基座上，其中，所述机床基座上设置有与所述工作台以及旋转台相适配的容置凹槽，所述工作台与旋转台设置于所述容置凹槽内，所述旋转台由上至下依次设置有固定台面、竖直设置的旋转轴和液压缸，所述工作台固定于所述固定台面上，固定台面固定于旋转轴的顶端，旋转轴底端可旋转的设置于液压缸的推杆上，液压缸驱动工作台升降，所述旋转轴还通过传动皮带传动连接于驱动电机，驱动电机带动工作台周向旋转。在雕刻时通过旋转工作台可自动调整雕刻的不同部位，因此，通过升降粗、精雕装置和旋转工作台可对工件表面的任何一位置进行雕刻，大大提高了雕刻效率，同时通过控制液压缸可控制工作台升降，当安装工件时，可降低工作台使其低于容置凹槽，防止安装时撞击的冲击力损坏工作台内部的旋转构件，当工件放置好之后要，可升高工作台，使工件底部离开机床基座，并带动工件在雕刻时旋转调整雕刻部位。
[0014]结合第一方面和第二方面，在第三方面中，所述机床基座上设置有与所述工作台同圆心的环形导轨，所述第一立柱和第二立柱分别通过滑动块可滑动的设置于所述环形导轨上。因此，所述立柱可在环形导轨上移动，因此通过移动立柱在导轨上的位置以及旋转工作台的角度可快速的调整粗、精雕装置到指定的位置进行雕刻，提高了雕刻效率。
[0015]在现有的机械雕刻中，只能实现雕刻钻头与工件表面的垂直雕刻，因此无法模拟人工进行多角度雕刻，大大限制了雕刻的范围，只能适用于雕刻一些平面结构和图案，结合第三方面，为使粗、精雕装置的雕刻钻头能实现多角度雕刻，在一实施方式中，所述第一立柱与滑动块之间以及第二立柱与滑动块之间分别设置有旋转装置，所述旋转装置驱动第一立柱和第二立柱周向旋转来调整粗雕装置以及精雕装置的钻头的雕刻角度。通过旋转装置旋转立柱的角度可调整粗、精装置的雕刻钻头与工件表面的接触角度，从而实现多角度雕亥IJ，从而可模拟人工进行多角度雕刻，可用于雕刻大多数的立体雕像，如球形雕刻、人脸立体雕刻等，大大提高了雕刻的灵活性。
[0016]进一步的，为提高立柱旋转的准确性，结合上述第三方面，所述旋转装置包括步进电机和减速机，所述减速机的动力输入端连接于步进电机，减速机的动力输出端通过齿轮与设置于第一立柱和第二立柱底端的齿轮啮合。
[0017]因现有技术中的超声波换能器的表面振动幅度较小，因此，结合第一方面，在一实施方式中，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；
[0018]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。
[0019]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。
[0020]结合第一方面，在一实施方式中，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。
[0021]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。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一实施方式提供的双立柱粗精雕一体机的结构示意图；
[0023]图2为图1中粗雕装置的结构示意图；
[0024]图3为图1中精雕装置的结构示意图；
[0025]图4为一实施方式中工作台的结构示意图；
[0026]图5为一实施方式中第一立柱的结构示意图；
[0027]图6为一实施方式中超声波换能器的结构示意图；
[0028]图7为一实施方式中振荡