一種四軸立體雕刻機制造技術

本實用新型專利技術公開了一種四軸立體雕刻機，包括機架、機架上設置有刀具活動機構和工件夾持裝置，刀具活動機構上安裝刀具，所述工件夾持裝置設有工件轉動機構，所述刀具活動機構設有在機架上縱向運動的龍門架，龍門架橫梁上裝有橫向運動滑板，橫向運動滑板上裝有豎向運動滑板，特點是改進了橫向運動滑板的組合方式，并列設置多個刀具，它解決了現有運動機床立體雕刻機雕刻精度難控制的問題，降低了龍門架橫梁的彈性形變從而減少對豎向精度產生的不利影響，可實現四軸立體雕刻機大型化，實現了并行加工的功能。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及機械加工領域，尤其涉及一種立體雕刻機。
技術介紹
在現有立體雕刻機技術中，為了實現刀具相對于工件有三維自由度，有采用刀具具有豎直方向和橫向方向的平面自由度，而工件具有縱向方向的一維自由度的實現形式，這種實現方式不足在于雕刻作業過程中，刀具和機床都要移動而不利于控制，又因為工件在加工過程中需要移動，而對于加工不同質量的工件的時，對驅動電機的沖擊大，不同質量 的工件移動時的響應時間也難保證相同，從而導致精度控制難度大；而采用刀具具有豎直方向和橫向方向的平面自由度，龍門架具有縱向方向自由度的實現形式的雕刻機，對刀具位置的控制性能好，但目前該形式的雕刻機規模比較小，只能加工較小型的工件，當雕刻機規模加大時，龍門架橫梁的彈性形變就會對豎向精度產生不利影響，因而應用范圍較窄。目前大多數的立體雕刻機一次只能加工一個工件，生產效率較低。
技術實現思路
本技術為了克服現有技術存在的不足，提供一種四軸立體雕刻機。本技術通過采取以下技術方案予以實現一種四軸立體雕刻機，包括機架、機架上設置有刀具移動機構和工件夾持裝置，刀具移動機構上安裝刀具，所述刀具移動機構設置，其特點是所述刀具移動機構包括縱向運動機構、橫向運動機構和豎向運動機構，所述縱向運動機構設置在機架上，所述橫向運動機構設置在縱向運動機構上，所述豎向運動機構設置在橫向運動機構上；所述橫向運動機構包括橫向運動主動機構和橫向運動從動機構，橫向運動主動機構連接動力機構，橫向運動從動機構通過連桿與橫向運動主動機構剛性連接；所述豎向運動機構上設有刀具架，刀具架上設置至少一座電機座，電機座安裝有電機，電機輸出軸上與刀具連接；所述工件夾持裝置設有與刀具數量相同的工件轉動機構。所述縱向運動機構包括縱向導軌、齒條、龍門架、傳動齒輪、縱向導軌、縱向驅動電機，導軌和齒條設置在機架的縱向兩邊豎面上，龍門架立臂上設有縱向凹槽與縱向導軌以滑動配合方式安裝，傳動齒輪設置在龍門架立臂內側與齒條嚙合，龍門架立臂內設置縱向驅動電機，縱向電機與傳動齒輪軸相連。 所述橫向運動機構包括橫向運動滑板、橫向導軌、橫向驅動電機和橫向運動滑板傳動機構，橫向驅動電機、橫向運動滑板傳動機構和橫向導軌設置在縱向運動機構上，橫向驅動電機與橫向運動滑板傳動機構軸相連，橫向運動滑板上設有與橫向運動滑板傳動機構匹配的從動裝置，橫向運動滑板上設有橫向凹槽與橫向導軌以滑動配合的方式安裝。所述豎向運動機構包括設置在橫向運動機構上的豎向軌道、設置在橫向運動機構上的豎向驅動電機和豎向運動滑板傳動機構，豎向驅動電機與豎向運動滑板傳動機構軸相連，豎向運動滑板上設有豎向凹槽與豎向軌道以滑動配合的方式安裝，豎向運動滑板上設有與豎向運動滑板傳動機構匹配的從動裝置，豎向運動滑板上連接刀具架。所述橫向運動主動機構為橫向運動主滑板，所述橫向運動從動機構為橫向運動副滑板，橫向運動主滑板和橫向運動副滑板均設有橫向凹槽與橫向導軌以滑動配合的方式安裝，橫向運動主滑板設有與橫向運動滑板傳動機構匹配的從動裝置，橫向運動副滑板通過連桿與主滑板剛性連接。所述工件夾持裝置包括滑動軸、支撐座、尾架、可調尾架、可調旋轉軸、頂柱和鎖定機構，在機架的兩個縱向邊緣各設置一滑動軸，滑動軸通過支撐座固定在機架上，尾架和可調尾架都設有與兩滑動軸間隙配合的通孔，尾架和可調尾架通過滑動軸與通孔的配合連接在一起，滑動軸上設有鎖定機構，尾架設有與刀具數量相等的可調旋轉軸，可調旋轉軸間通過與旋轉軸傳動機構連接同步轉動，可調尾架上設有與旋轉軸相對應的頂柱，可調旋轉軸和頂柱的工作面設有頂針陣列，頂柱與可調旋轉軸軸向對齊，頂柱與可調旋轉軸工作面相對。 所述橫向驅動電機的輸出軸通過聯軸器與絲桿連接，所述豎向運動滑板傳動機構為絲桿傳動機構，所述豎向驅動電機輸出軸通過聯軸器與絲桿連接，所述從動裝置為絲桿螺母。所述可調旋轉軸包括轉軸座、旋轉軸、氣缸、氣缸座、氣缸軸、傳動機構部件，轉軸座套接在旋轉軸上，旋轉軸的一端設有頂針陣列，旋轉軸另一端連接傳動機構部件，轉軸座連接有氣缸座，氣缸座上設置氣缸，氣缸軸的一端與旋轉軸在氣缸座內通過軸承連接，氣缸軸的另一端連接氣缸。所述可調旋轉軸包括轉軸座、旋轉軸、手輪、螺桿、螺母座、傳動機構部件，轉軸座套接在旋轉軸上，旋轉軸的一端設有頂針陣列，旋轉軸另一端連接傳動機構部件，轉軸座連接有螺母座，螺母座上設置螺桿，螺桿的一端與旋轉軸在螺母座內通過軸承連接，螺桿的另一立而連接手輪。所述可調旋轉軸包括轉軸座、旋轉軸、滑塊、導軌、氣缸、氣缸軸、和驅動機構，轉軸座固定安裝在滑塊上，滑塊可滑動地安裝在軌道上，氣缸固定安裝在機架上，氣缸通過氣缸軸與轉軸座連接，驅動機構設置在轉軸座上，旋轉軸的一端連接驅動機構輸出軸，旋轉軸的另一端設有頂針陣列。龍門架、橫向運動滑板、豎向運動滑板和刀具架組成刀具活動機構，龍門架在機架上具有縱向運動自由度，使刀具實現X軸方向運動自由度，橫向運動滑板在龍門架橫梁上具有橫向運動自由度，使刀具實現Y軸方向運動自由度，豎向運動滑板在橫向運動滑板的導軌上具有豎向運動自由度，使刀具實現Z軸方向運動自由度，這樣，使刀具實現XYZ三軸空間自由度。工件夾持裝置使通過旋轉軸和頂柱配合把工件壓緊實現工件的夾持，旋轉軸和頂柱具有旋轉自由度，帶動工件在加工時轉動，實現四軸雕刻的特性。橫向運動滑板又分為橫向運動主滑板和橫向運動副滑板，橫向運動主滑板上設置與橫向運動滑板傳動機構匹配的從動裝置，接受來自橫向運動滑板傳動機構的動力，橫向運動副滑板板則不設置從動裝置，橫向運動主滑板有且只有一個，橫向運動副滑板可按需求增減數量，副滑板同過連桿與主滑板保持剛性連接，目的在于，通過在龍門架橫梁上設置橫向運動主、副滑板，把刀具架上的重力分散作用在橫梁上，避免了單一滑板作用所造成的應力過于集中的狀況，滑板間通過連桿的剛性連接除了實現了對橫向運動副滑板的驅動，連桿還能承受彎矩，減小了橫梁上彎矩，通過橫向運動主、副滑板分散重力和連桿連接分擔彎矩，使橫梁的彈性形變盡量減小，提高了刀具在Z軸方向的加工精度。刀架上設置有多個電機座，電機座安裝馬達，馬達輸出軸安裝刀具，在尾架和可調尾架上設置與刀具及其數量相對應的可調旋轉軸和頂柱，尾架固定在滑動軸的一端，可調尾架可以在滑動軸上滑動，滑動軸上設有鎖定機構，鎖定機構可以在滑動軸任一位置上鎖定，用于限定可調尾架的位置，要夾緊工件時，滑動可調滑塊使旋轉軸和頂柱的距離逐漸減少，直到工件剛好能放進在可調旋轉軸和頂柱之間，然后滑動鎖定機構貼緊可調尾架并鎖定，最后調節可調旋轉軸的位置使工件被壓緊，可調旋轉軸可以以手動驅動調節或者以電動驅動調節。多刀具設計使得并行雕刻成為可能，這大幅提高了產品生產效率。與現有技術相比較，本四軸雕刻機工件在加工時不需要移動，只移動刀具，使得不同質量的工件加工精度差異較小，改進了橫向運動滑板的組合結構，有效減小橫梁的彎矩和應力集中，提高了刀具豎向精度，使雕刻機大型化成為可能，采用多刀具并行加工的方式，提聞了廣品的生廣效率。附圖說明圖I是本技術的四軸立體雕刻機的立體結構示意圖；圖2是本技術的四軸立體雕刻機的立體結構示意圖；圖3是本技術的四軸立體雕刻機去掉刀具架結構的立體結構示意圖；圖4是本技術的四軸立體雕刻機的工件夾持裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種四軸立體雕刻機，包括機架、機架上設置有刀具移動機構和工件夾持裝置，刀具移動機構上安裝刀具，其特征在于：所述刀具移動機構包括縱向運動機構、橫向運動機構和豎向運動機構，所述縱向運動機構設置在機架上，所述橫向運動機構設置在縱向運動機構上，所述豎向運動機構設置在橫向運動機構上；所述橫向運動機構包括橫向運動主動機構和橫向運動從動機構，橫向運動主動機構連接動力機構，橫向運動從動機構通過連桿與橫向運動主動機構剛性連接；所述豎向運動機構上設有刀具架，刀具架上設置至少一座電機座，電機座安裝有電機，電機輸出軸上與刀具連接；所述工件夾持裝置設有與刀具數量相同的工件轉動機構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：麥康強，
申請(專利權)人：麥康強，
類型：實用新型
國別省市：