一种五轴立体雕刻机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种五轴立体雕刻机，属于机械加工设备技术领域。它解决了现有五轴立体雕刻机在提高加工效率后加工精度不高的问题。本五轴立体雕刻机，包括机架和横梁，横梁沿纵向滑动连接在机架上，机架在横梁的下方水平固定有用于定位工件的加工平台，横梁上滑动设置有刀具架，且刀具架相对于加工平台形成三维立体平移，刀具架呈长条状并沿横向设置在加工平台的上方，刀具架上设有若干能够同步转动的转动座，且转动座的转动轴心线沿竖向设置，转动座上均连接有带有刀头的电机座，且电机座能够在竖直平面内摆动使得刀头朝向竖直平面内的不同方向。本五轴立体雕刻机在提高加工效率后加工精度更高。

A five axis solid carving machine

【技术实现步骤摘要】
一种五轴立体雕刻机
本技术属于机械加工设备
，涉及一种五轴立体雕刻机。
技术介绍
雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，其应用范围广泛，有木工雕刻机、激光雕刻机、广告雕刻机、玉石雕刻机、石材雕刻机、圆柱雕刻机等，雕刻机应用范围非常广泛，甚至替代了手工雕刻技术，为产品的大批量快速生产奠定了基础。为了提高效率，现有雕刻机上的刀头能够实现多轴转动，避免工件的重复装夹，如专利文件(申请号：201811015547.3)公开了一种雕刻机器人，包括机器人底座，机器人底座上设置有机器人、回转平台和用于控制机器人动作的控制器，机器人包括机械臂，机械臂的末端设置有多功能雕刻头，该雕刻头能够摆动并朝向不同的方向，从而实现对工件不同面的加工，但是该机器人只能够对一个工件进行加工，因此效率仍然较为低下，为了提高工作效率，本领域技术人员容易想到同时对多个工件进行同步加工。如专利文件(申请号：201410521366.3)公开了一种立体雕刻机，包括机架和工作台，在工作台上方具有横梁，横梁的侧部设有刀具架，在横梁的侧面上设有横拖板，在横拖板上设有能沿竖直方向往复移动的竖拖板，竖拖板上固定有轴承座，刀具架通过轴承与所述的轴承座相连接，在竖拖板上设有能够驱动刀具架以刀具架沿长条方向的轴线为轴心进行往复摆动的驱动机构，该雕刻机为五轴雕刻机，能够同步对多个工件进行加工，具有较高的效率，但是该五轴雕刻机是通过工件的周向转动来选择对工件的不同侧面进行加工，同时通过刀具架的转动来选择对工件的前后端面进行加工，而工件的重量较大，且每个工件均通过各自的定位机构进行定位，不同工件之间的定位存在差异，这导致工件转动的精度较低，且刀具架整体呈长条状，体积和重量也较大，通过转动刀具架来调整刀头的朝向，也导致刀头的调节精度较低，进而影响了整体加工精度。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种五轴立体雕刻机，用以解决现有五轴立体雕刻机在提高加工效率后加工精度不高的问题。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种五轴立体雕刻机，包括机架和横梁，所述横梁沿纵向滑动连接在机架上，所述机架在横梁的下方水平固定有用于定位工件的加工平台，其特征在于，所述横梁上滑动设置有刀具架，且刀具架相对于加工平台形成三维立体平移，所述刀具架呈长条状并沿横向设置在加工平台的上方，所述刀具架上设有若干能够同步转动的转动座，且转动座的转动轴心线沿竖向设置，所述转动座上均连接有带有刀头的电机座，且电机座能够在竖直平面内摆动使得刀头朝向竖直平面内的不同方向。多个工件有序放置在加工平台上，刀具架上的一个刀头对应一个工件，加工平台固定设置，而横梁能够相对机架移动，刀具架能够相对横梁移动，使得刀具架相对加工平台实现横向、纵向和竖向的三维立体平移，从而对工件的不同位置进行加工，当刀头移动至工件的侧部或者端部时，电机座能够摆动使得刀头水平朝向，转动座转动使得刀头朝向工件的侧面或者端面，因此能够对工件的侧面和端面进行加工，同时结合转动座和电机座的转动，使得刀头能够对工件上的斜面进行加工，从而实现对工件的立体加工，其中刀具架上设置多个刀头，加工平台上也是支撑多个工件，因此能够同步加工多个工件，以提高加工效率，而在对工件的立体加工过程中，相对于现有的五轴雕刻机通过转动工件来选择对工件的不同面进行加工，而多个工件的定位精度有所差异，且工件的重量大，均影响工件的转动精度，进而影响加工精度，本加工平台固定设置，使得多个工件均固定不动，通过转动座的转动和电机座的摆动实现对工件不同面的选择，与每个工件均需定位且重量大相比，转动座和电机座重量小，安装精度高，因此刀头的摆动精度高，进而提高加工精度，当然由于刀具架也具有较大的重量，因此仅做平移，而不会转动，即刀头不是通过刀具架的转动来调节方向，因此刀头的位置精度更高，同时多个转动座是同步转动，因此能够保证多个刀头的同步性，使得多个工件加工后的一致性更高，进而在保证加工效率的基础上提高多个工件的加工精度。在上述的五轴立体雕刻机中，若干所述转动座沿刀具架长度方向均匀间隔排列。刀具架的受力更加均匀，避免长期使用过程中刀具架出现移位、倾斜等不良现象，与之相对的，工件在加工平台上也是均匀间隔排列，既有利于对工件的加工，也使得加工平台的受力更加均匀，保证工件的位置精度，即同时保证刀头和工件的精度进而提高加工精度。在上述的五轴立体雕刻机中，所述刀具架上具有开口朝上的凹槽，所述转动座均连接在刀具架的下侧面上，所述凹槽内设有能够带动若干转动座同步转动的驱动件。凹槽的设置能够减小刀具架的重量，使得刀具架的移动更易于控制，提高位置精度，同时凹槽用于容纳驱动件，使得驱动件更靠近转动座和电机座，这也使得整个刀具架的重心更靠近刀具架的横向中心线，进而使得刀具架更易于控制，位置精度更高。在上述的五轴立体雕刻机中，所述转动座包括转动部和位于转动部一侧的连接部，所述转动部上侧面通过竖向转轴与刀具架转动连接，所述电机座通过水平转轴连接在连接部的一侧，且电机座位于转动部的下方。转动部用以保证转动座的稳定性，连接部用以保证电机座的稳定性，而转动部和连接部的位置设置为电机座提供安装空间，而电机座位于转动部下方，使得转动部受力更加均匀。在上述的五轴立体雕刻机中，所述电机座上固连有加工电机，上述刀头安装在加工电机上，当所述刀头竖直朝下时加工电机与竖向转轴具有相同的中心线。即加工电机位于转动部的下方，且刀头竖直朝下时加工电机与竖向转轴具有相同的中心线，因此在安装加工电机后，整个转动座的重心更加靠近竖向转轴的轴心线，从而保证转动座与刀具架之间的连接稳定性，提高刀头的位置精度。在上述的五轴立体雕刻机中，所述转动部和连接部内均具有空腔，所述连接部的空腔内固连有转向电机，且转向电机与电机座通过皮带或者齿轮传动连接。空腔的设置能够容纳传动部件和驱动部件，进而使得结构紧凑，同时空腔也使得转动座的重量更小，其转动更易于控制，精度更高。在上述的五轴立体雕刻机中，所述驱动件包括若干驱动电机，该若干驱动电机均固定在刀具架的凹槽内并与若干转动座一一对应，且驱动电机与竖向转轴通过皮带传动连接。每一个转动座均对应一个驱动电机，而多个驱动电机同步转动实现对转动座的同步驱动，当然在实际组装过程中，驱动件也可以采用一个驱动电机，而相邻两竖向转轴之间通过皮带相连接，驱动电机与其中一个竖向转轴通过皮带连接实现传动，也可以是每个竖向转轴均连接一个减速器，而多个减速器相互连接，驱动电机则与其中一个减速器相连接实现传动。在上述的五轴立体雕刻机中，所述机架上沿纵向固连有两纵梁，该两纵梁分别位于加工平台的两侧，且纵梁高于加工平台，两所述纵梁上均沿纵向固连有纵向导轨，所述纵向导轨上滑动连接有纵拖板，所述横梁的两端分别固连在两纵拖板上侧面上。纵梁高于加工平台，使得横梁与加工平台之间具有供刀头调整的空间，纵梁对横梁的两端进行稳定支撑，横梁沿纵梁移动，实现刀头的纵向位置调整。在上述的五轴立体雕刻机中，所述横梁的中部沿横向固连有横向导轨，所述横向导轨上滑动连接有横拖板，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴立体雕刻机，包括机架(1)和横梁(2)，所述横梁(2)沿纵向滑动连接在机架(1)上，所述机架(1)在横梁(2)的下方水平固定有用于定位工件的加工平台(3)，其特征在于，所述横梁(2)上滑动设置有刀具架(4)，且刀具架(4)相对于加工平台(3)形成三维立体平移，所述刀具架(4)呈长条状并沿横向设置在加工平台(3)的上方，所述刀具架(4)上设有若干能够同步转动的转动座(42)，且转动座(42)的转动轴心线沿竖向设置，所述转动座(42)上均连接有带有刀头(45)的电机座(43)，且电机座(43)能够在竖直平面内摆动使得刀头(45)朝向竖直平面内的不同方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种五轴立体雕刻机，包括机架(1)和横梁(2)，所述横梁(2)沿纵向滑动连接在机架(1)上，所述机架(1)在横梁(2)的下方水平固定有用于定位工件的加工平台(3)，其特征在于，所述横梁(2)上滑动设置有刀具架(4)，且刀具架(4)相对于加工平台(3)形成三维立体平移，所述刀具架(4)呈长条状并沿横向设置在加工平台(3)的上方，所述刀具架(4)上设有若干能够同步转动的转动座(42)，且转动座(42)的转动轴心线沿竖向设置，所述转动座(42)上均连接有带有刀头(45)的电机座(43)，且电机座(43)能够在竖直平面内摆动使得刀头(45)朝向竖直平面内的不同方向。


2.根据权利要求1所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，若干所述转动座(42)沿刀具架(4)长度方向均匀间隔排列。


3.根据权利要求2所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述刀具架(4)上具有开口朝上的凹槽(41)，所述转动座(42)均连接在刀具架(4)的下侧面上，所述凹槽(41)内设有能够带动若干转动座(42)同步转动的驱动件。


4.根据权利要求3所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述转动座(42)包括转动部(421)和位于转动部(421)一侧的连接部(422)，所述转动部(421)上侧面通过竖向转轴(424)与刀具架(4)转动连接，所述电机座(43)通过水平转轴(431)连接在连接部(422)的一侧，且电机座(43)位于转动部(421)的下方。


5.根据权利要求4所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述电机座(43)上固连有加工电机(44)，上述刀头(45)安装在加工电机(44)上，当所述刀头(45)竖直朝下时加工电机(44)与竖向转轴(424)具有相同的中心线。


6.根据权利要求4或5所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述转动部(421)和连接部(422)内均具有空腔(423)，所述连接部(422)的空腔(423)内固连有转向电机(46)，且转向电机(46)与水平转轴(431)通过皮带或者齿轮传动连接。


7.根据权利要求6所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述驱动件包括若干驱动电机(47)，该若干驱动电机(47)均固定在刀具架(4)的凹槽(41)内并与若干转动座(42)一一对应，且驱动电机(47)与竖向转轴(424)通过皮带传动连接。


8.根据权利要求1～5中任意一项所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述机架(1)上沿纵向固连有两纵梁(11)，该两纵梁(11)分别位于加工平台(3)的两侧，且纵梁(11)高于加工平台(3)，两所述纵梁(11)上均沿纵向固连有纵向导轨(12)，所述纵向导轨(12)上滑动连接有纵拖板(5)，所述横梁(2)的两端分别固连在两纵拖板(5)上侧面上。


9.根据权利要求8所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述横梁(2)的中部沿横向固连有横向导轨(21)，所述横向导轨(21)上滑动连接有横拖板(6)，所述横拖板(6)侧面上沿竖向固连有竖向导轨(62)，所述竖向导轨(62)上滑动连接有竖拖板(7)，所述刀具架(4)固连在竖拖板(7)侧面上。


10.根据权利要求1～5中任意一项所述的五轴立体雕刻机，其特征在于，所述机架(1)上沿纵向固连有两纵梁(11)，该两纵梁(11)分别位于加工平台(3)的两侧，且纵梁(11)高于加工平台(3)，所述纵梁(11)上沿纵向固连有纵向导轨(12)，所述纵向导轨(12)上滑动连接有纵拖板(5)，所述横梁(2)的两端均具有朝下的立柱(23)，两所述立柱(23)的下端分别固连在两纵...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴善旺，
申请(专利权)人：吴善旺，
类型：新型
国别省市：浙江;33