專利名稱：四軸三維雕刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于雕刻機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種四軸三維雕刻機(jī)，該雕刻機(jī)可適用于家具雕刻、佛像雕刻、工藝品雕刻、人體模特雕刻、動物雕刻等三維雕刻領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著數(shù)控雕刻技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，它已經(jīng)被應(yīng)用到家具行業(yè)、建筑建材、金屬加工等行業(yè)。但是，一直以來雕刻機(jī)卻只能完成平面雕刻工作，三維雕刻只能依靠傳統(tǒng)的手工工藝來完成。傳統(tǒng)的手工雕刻要求工人要具有嫻熟雕刻技藝。但是目前，能夠完成此項(xiàng)手藝的人越來越少，而且效率很低。難以滿足高效、精確的三維立體雕刻要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高效、高精度的可以同時對多工件 (2-12只)同時三維雕刻的四軸三維雕刻機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種四軸三維雕刻機(jī)，它包括床身、Y向直線導(dǎo)軌、Y向滾珠絲杠螺母副、移動龍門架、橫梁、X向直線導(dǎo)軌、X向滾珠絲杠螺母副、X向滑板、Z向直線導(dǎo)軌、Z向滾珠絲杠螺母副、Z向滑板、雕刻機(jī)固定座、雕刻頭、工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸、圓導(dǎo)軌、滑動座、尾架頂尖和尾架頂尖限位塊；X向直線導(dǎo)軌和X向滾珠絲杠螺母副安裝在橫梁上，X向滑板安裝在X 向直線導(dǎo)軌的滑塊上，Y向直線導(dǎo)軌和Y向滾珠絲杠螺母副安裝在床身上，Z向直線導(dǎo)軌和 Z向滾珠絲杠螺母副安裝在X向滑板上，Z向滑板安裝在Z向直線導(dǎo)軌的滑塊上。所述工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸包括一根齒條和與所述齒條聯(lián)動的多個齒輪。在所述工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸還包括齒輪箱，齒輪箱內(nèi)轉(zhuǎn)有裝有多個回轉(zhuǎn)軸，每個回轉(zhuǎn)軸都裝有一個齒輪，齒輪箱底部裝有可以左右移動的所述齒條，齒條同時和所述每個齒輪嚙合，回轉(zhuǎn)軸端部安裝頂緊頭，其中一只回轉(zhuǎn)軸另一端部安裝同步帶輪。所述雕刻機(jī)固定座安裝在Z向滑板上，雕刻頭安裝在Z向滑板上。所述移動龍門架安裝在Y向直線導(dǎo)軌的滑塊上，橫梁安裝在移動龍門架上。在所述圓導(dǎo)軌安裝床身上，滑動座安裝在圓導(dǎo)軌的滑塊上，尾架頂尖安裝在滑動座上。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)采用床身固定，龍門架移動的方式實(shí)現(xiàn)Y軸的進(jìn)給，相比現(xiàn)有技術(shù)的龍門架固定，床身移動的方式，可以直接減少一半的床身長度，大大減少成本。另外，現(xiàn)有技術(shù)的床身不僅尺寸較大，且自重較重，又由于床身上需要夾裝工件， 進(jìn)一步增加床身整體的重量，為此，需要配備體積和功率很大的驅(qū)動裝置，這樣一來，不僅耗費(fèi)大量的電能，而且對床身運(yùn)行中的穩(wěn)定性也造成影響。如果龍門架為固定式，床身為移動式，則床身基架需要2倍的有效加工長度尺寸才能完成整個工件的加工，床身也需要移動2倍的距離。本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)采用龍門架移動的方式實(shí)現(xiàn)Y軸的進(jìn)給，可以直接采用較小的驅(qū)動裝置驅(qū)動，龍門架和衡梁的自重較小，移動速度快，運(yùn)行平穩(wěn)，加工精度高，省時省力，高效節(jié)能，并且工件直接夾裝在固定的床身上，穩(wěn)定性很高，能夠大大較少加
工誤差。本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)解決了傳統(tǒng)手工雕刻效率低問題，克服了普通雕刻機(jī)不能三維立體雕刻的缺點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了多工件同時三維立體全方位雕刻功能，大大提高了雕刻效率。本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)可以同時，對多工件(2-12只)進(jìn)行M小時連續(xù)雕刻，大大提高了雕刻效率，提高了雕刻精度，并大大降低了勞動強(qiáng)度。

圖1 本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)齒條多齒輪回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖4 本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)控制系統(tǒng)示意圖。其中1為床身、2為Y向直線導(dǎo)軌、3為Y向滾珠絲杠螺母副、4為移動龍門架、5為橫梁、6為X向直線導(dǎo)軌、7為X向滾珠絲杠螺母副、8為X向滑板、9為Z向直線導(dǎo)軌、10為 Z向滾珠絲杠螺母副、11為Z向滑板、12為雕刻機(jī)固定座、13為雕刻頭、14為工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) A軸、15為圓導(dǎo)軌、16為滑動座、17為尾架頂尖、18為尾架頂尖限位塊、19為齒輪箱、20為回轉(zhuǎn)軸、21為齒輪、22為齒條、23為同步帶輪。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖1至圖4，一種四軸三維雕刻機(jī)，它包括床身1、Y向直線導(dǎo)軌2、Υ向滾珠絲杠螺母副3、移動龍門架4、橫梁5、Χ向直線導(dǎo)軌6、Χ向滾珠絲杠螺母副7、Χ向滑板8、Ζ向直線導(dǎo)軌9、Ζ向滾珠絲杠螺母副10、Ζ向滑板11、雕刻機(jī)固定座12、雕刻頭13、工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) A軸14、圓導(dǎo)軌15、滑動座16、尾架頂尖17和尾架頂尖限位塊18 ；X向直線導(dǎo)軌6和X向滾珠絲杠螺母副7安裝在橫梁5上，通過伺服電機(jī)驅(qū)動帶動X向滑板，在X向行程內(nèi)自由快速高進(jìn)度移動。X向滑板8安裝在X向直線導(dǎo)軌6的滑塊上，可以實(shí)現(xiàn)雕刻頭X向高精度、快速自由移動和定位。Y向直線導(dǎo)軌2和Y向滾珠絲杠螺母副3安裝在床身1上，通過伺服電機(jī)驅(qū)動龍門架在Y向行程內(nèi)自由快速高精度移動。本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)采用床身固定，龍門架移動的方式實(shí)現(xiàn)Y軸的進(jìn)給，即床身1固定不動，移動龍門架4通過Y向直線導(dǎo)軌2和Y 向滾珠絲杠螺母副3進(jìn)行Y軸的來回移動。床身1的有效加工長度尺寸就是移動龍門架4 可移動的最大加工范圍。Z向直線導(dǎo)軌9和Z向滾珠絲杠螺母副10安裝在X向滑板8上，Z向滑板11安裝在ζ向直線導(dǎo)軌9的滑塊上。通過伺服電機(jī)驅(qū)動，帶動Z向滑板在Z向行程內(nèi)自由快速高進(jìn)度移動。還包括相配套的伺服控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等。從而實(shí)現(xiàn)，雕刻頭的X/Y/Z/A軸自由移動。四軸三維雕刻機(jī)采用申請人自主開發(fā)的軟件控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)四軸聯(lián)動控制， 從而實(shí)現(xiàn)對工件的三維立體全方位雕刻。上述方案中X/Y/Z三軸均采用直線導(dǎo)軌導(dǎo)線導(dǎo)向，A軸采用圓導(dǎo)軌導(dǎo)向，X/Y/Z的驅(qū)動采用滾珠絲杠+同步帶+伺服電機(jī)驅(qū)動，A軸采用齒輪、齒條傳動機(jī)構(gòu)，保證雕刻頭的X/Y/Z/A軸方向的高速自由移動，進(jìn)而保證雕刻的高效性和高精度。四軸三維雕刻機(jī)可以首先通過三維設(shè)計軟件或者三維立體掃描軟件，直接進(jìn)行雕刻體的三維造型，然后生成雕刻程序，完成自動雕刻。此系統(tǒng)為申請人自主開發(fā)設(shè)計。工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸14包括一根齒條22和與所述齒條22聯(lián)動的多個齒輪21。作為傳動動力，可以實(shí)現(xiàn)多工件同步回轉(zhuǎn)的功能。上述方案中工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸采用下列方式工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸14還包括齒輪箱19，齒輪箱19內(nèi)轉(zhuǎn)有裝有多個回轉(zhuǎn)軸20，每個回轉(zhuǎn)軸20都裝有一個齒輪21，齒輪箱19底部裝有可以左右移動的所述齒條22，齒條22 同時和所述每個齒輪21嚙合，回轉(zhuǎn)軸20端部安裝頂緊頭23，其中一只回轉(zhuǎn)軸20另一端部安裝同步帶輪對。通過同步帶和同步電機(jī)相連實(shí)現(xiàn)多軸共同回轉(zhuǎn)。雕刻機(jī)固定座12安裝在Z向滑板11上，雕刻頭13安裝在Z向滑板11上?？梢詫?shí)現(xiàn)雕刻頭Z向高精度、快速自由移動和定位。移動龍門架4安裝在Y向直線導(dǎo)軌2的滑塊上，橫梁5安裝在移動龍門架4上?？梢詫?shí)現(xiàn)雕刻頭Y向高精度、快速自由移動和定位。圓導(dǎo)軌15安裝床身1上，滑動座16安裝在圓導(dǎo)軌15的滑塊上，尾架頂尖17安裝在滑動座16上，尾架頂尖17和工件回轉(zhuǎn)機(jī)14構(gòu)配合使用，實(shí)現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)軸功能?？梢愿鶕?jù)工件的長度前后自由移動尾架到合適位置?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)14、尾架頂尖17和尾架頂尖限位塊18配合使用，可以實(shí)現(xiàn)，對不同長度的工件進(jìn)行夾緊回轉(zhuǎn)。上面所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種四軸三維雕刻機(jī)，其特征是它包括床身(1)、Y向直線導(dǎo)軌(2)、γ向滾珠絲杠螺母副(3)、移動龍門架(4)、橫梁(5)、X向直線導(dǎo)軌(6)、X向滾珠絲杠螺母副(7)、X向滑板 (8)、Z向直線導(dǎo)軌(9)、Z向滾珠絲杠螺母副(10)、Z向滑板(11)、雕刻機(jī)固定座(12)、雕刻頭(13)、工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸(14)、圓導(dǎo)軌(15)、滑動座(16)、尾架頂尖(17)和尾架頂尖限位塊(18) ；X向直線導(dǎo)軌(6)和X向滾珠絲杠螺母副(7)安裝在橫梁(5)上，X向滑板(8)安裝在X向直線導(dǎo)軌(6)的滑塊上，Y向直線導(dǎo)軌(2)和Y向滾珠絲杠螺母副(3)安裝在床身(1)上，Z向直線導(dǎo)軌(9)和Z向滾珠絲杠螺母副(10)安裝在X向滑板(8)上，Z向滑板 (11)安裝在Z向直線導(dǎo)軌(9)的滑塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸三維雕刻機(jī)，其特征在于所述工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸(14)包括一根齒條(22)和與所述齒條(22)聯(lián)動的多個齒輪(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四軸三維雕刻機(jī)，其特征在于在所述工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸(14) 還包括齒輪箱(19)，齒輪箱(19)內(nèi)裝有多個回轉(zhuǎn)軸(20)，每個回轉(zhuǎn)軸(20)都裝有一個齒輪 (21)，齒輪箱(19)底部裝有可以左右移動的所述齒條(22)，齒條(22)同時和所述每個齒輪(21)嚙合，回轉(zhuǎn)軸(20)端部安裝頂緊頭(23)，其中一只回轉(zhuǎn)軸(20)另一端部安裝同步帶輪 ⑵)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸三維雕刻機(jī)，其特征在于所述雕刻機(jī)固定座(12)安裝在 Z向滑板(11)上，雕刻頭(13)安裝在Z向滑板(11)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸三維雕刻機(jī)，其特征在于所述移動龍門架(4)安裝在Y 向直線導(dǎo)軌(2)的滑塊上，橫梁(5)安裝在移動龍門架(4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸三維雕刻機(jī)，其特征在于在所述圓導(dǎo)軌(15)安裝床身 (1)上，滑動座(16 )安裝在圓導(dǎo)軌(15 )的滑塊上，尾架頂尖(17)安裝在滑動座(16 )上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于雕刻機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種四軸三維雕刻機(jī)，該雕刻機(jī)可適用于家具雕刻、佛像雕刻、工藝品雕刻、人體模特雕刻、動物雕刻等三維雕刻領(lǐng)域。一種四軸三維雕刻機(jī)，其特征是它包括床身、Y向直線導(dǎo)軌、Y向滾珠絲杠螺母副、移動龍門架、橫梁、X向直線導(dǎo)軌、X向滾珠絲杠螺母副、X向滑板、Z向直線導(dǎo)軌、Z向滾珠絲杠螺母副、Z向滑板、雕刻機(jī)固定座、雕刻頭、工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸、圓導(dǎo)軌、滑動座、尾架頂尖和尾架頂尖限位塊。所述工件回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)A軸包括一根齒條和與所述齒條聯(lián)動的多個齒輪。本實(shí)用新型的四軸三維雕刻機(jī)可以同時，對多工件(2-12只)進(jìn)行24小時間連續(xù)雕刻，大大提高了雕刻效率，提高了雕刻精度，并大大降低了勞動強(qiáng)度。
文檔編號B44B1/00GK201951138SQ201120054159
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者壽姜曄 申請人:南京威克曼科技實(shí)業(yè)有限公司