用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法技术

本发明专利技术公开了一种用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法，超声波铲花设备包括CNC五轴加工中心装置，CNC五轴加工中心装置包括永磁同步电主轴，永磁同步电主轴上固定安装有超声波执行器，超声波执行器上安装有铲花刀具，铲花刀具在永磁同步电主轴和超声波执行器的带动下，以一定的压力作用在待加工工件的表面，使铲花刀具在待加工工件表面产生相应的图案，同时，在超声波执行器发出的超声波的作用下，铲花刀具产生高频率的微米级振幅，铲花刀具在待加工工件的表面产生连续的冲击力，使待加工工件表面的图案具有七彩的彩丝效果。铲花工艺的自动化操作，保证了产品的质量的一致性，降低了人工生产成本，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法


[0001]本专利技术涉及机械设备
，具体涉及一种用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法。

技术介绍

[0002]数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools， CNC）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。其控制系统发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
[0003]随着人们生活水平的不断提高，人们对工艺品、饰品的美观度要求也不断提高。而产品往往需要在其表面铲花、雕刻一定的图案来增加其美观性，例如工艺品，人们会在工艺品、饰品的外表面加工出富有寓意的复杂图案，新的产品创意带来新的市场的同时，又给工艺品、饰品的表面铲花、雕刻加工带来了极大的挑战。
[0004]铲花是工艺品、饰品加工中的一道重要加工工艺工序，目前，首饰行业的铲花工艺都是手工操作，需要老工艺师傅手工铲花，或者辅助一些半自动工具进行铲花，不仅对操作人员的要求高、生产效率低，而且无法做到标准化、批量花生产。
[0005]当产品的外表面的图案复杂时，铲花图案的设计需要花费设计人员较多的时间，并且不同的人对产品尺寸的要求不同，当产品的尺寸变化时，例如产品的直径、长度变化时，手工铲花师傅要在工件上手工绘好图案，然后再进行手工铲花。从而导致对尺寸多样化的工艺品、饰品进行生产时，只有依靠熟手师傅手工加工，存在效率低、成本高、产量低的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，有必要提供一种能够通过编程自动铲花雕刻、且在产品尺寸变化时无需重新绘制铲花图案的用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法。
[0007]一种用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，用于在待加工工件表面生成预定图案，其特征在于，包括CNC五轴加工中心装置，所述CNC五轴加工中心装置上设有超声波机构、主轴和工件旋转轴，所述主轴上安装有所述超声波机构和铲花刀具，所述工件旋转轴用于安装待加工工件，所述铲花刀具与待加工的预定图案的线条的深度方向相切，所述主轴带动所述超声波机构和所述铲花刀具移动，所述铲花刀具在所述超声波机构的作用下，在待加工工件的表面生成彩色丝印铲花图案。
[0008]优选地，所述超声波机构包括超声波发生器连接器和超声波执行器，所述主轴采用永磁同步电主轴，所述超声波执行器固定安装于所述永磁同步电主轴的顶端，所述超声波发生器连接器具有两个突出的安装连接件，所述超声波发生器连接器设于所述永磁同步电主轴的前端侧面，两个所述安装连接件分别固定安装于所述永磁同步电主轴和所述超声
波执行器上，所述超声波执行器的顶端具有刀柄安装位，所述铲花刀具安装于所述刀柄安装位。
[0009]优选地，所述铲花刀具具有夹持端和与所述夹持端相对的切削端，所述切削端具有多个不同倾角的倾斜面，多个所述倾斜面的汇聚尖端设有铲花刀头，所述铲花刀头为凸起的片状刀刃，所述铲花刀头的顶端边缘具有弧度，所述铲花刀头的顶端边缘为作用于待加工工件的刀锋。
[0010]优选地，还包括工作台和设于所述工作台上的设备支架，所述设备支架包括横梁和横梁两端的立柱，所述CNC五轴加工中心装置包括两两相互垂直设置的X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，所述X轴模组水平设于所述设备支架的所述横梁上，所述Z轴模组竖直设置于所述X轴模组上，所述Y轴模组水平设置于所述设备支架下方的所述工作台上，并与所述X轴模组互相垂直设置。
[0011]优选地，所述X轴模组包括X轴伺服电机、X轴滚珠丝杆、X轴活动件和设于所述X轴滚珠丝杆两侧的X轴直线导轨组，所述X轴滚珠丝杆水平方向安装于所述横梁上，所述X轴活动件设于所述X轴直线导轨组上，所述Z轴模组设置于所述X轴活动件上，所述X轴伺服电机驱动所述X轴活动件和所述Z轴模组沿所述X轴滚珠丝杆方向在所述X轴直线导轨组上左右移动；所述Z轴模组包括Z轴伺服电机、Z轴滚珠丝杆、主轴连接板和设于所述Z轴滚珠丝杆两侧的Z轴直线导轨组，所述主轴连接板设于所述Z轴直线导轨组上，所述Z轴伺服电机驱动所述主轴连接板沿所述Z轴滚珠丝杆方向在所述Z轴直线导轨组上方上下移动，所述永磁同步电主轴固定安装于所述主轴连接板上。
[0012]优选地，还包括刀库组件，所述刀库组件通过刀库固定板固定安装于所述设备支架的立柱上，所述刀库组件包括刀库伺服电机、刀库减速机、刀库底板和旋转刀盘，所述旋转刀盘和所述刀库伺服电机、刀库减速机分别安装于所述刀库底板的两侧，所述旋转刀盘在所述刀库伺服电机和所述刀具减速机的驱动下转动，所述旋转刀盘安装有多个卡爪，多个所述卡爪设置于以所述旋转刀盘的圆心为圆心的同一圆周上，所述卡爪上安装有所述铲花刀具。
[0013]优选地，所述Y轴模组包括Y轴伺服电机、Y轴滚珠丝杆、Y轴活动件、Y轴设备安装架和设于所述Y轴滚珠丝杆两侧的Y轴直线导轨组，所述Y轴滚珠丝杆水平安装于所述工作台上，并与所述X轴模组垂直设置，所述Y轴活动件安装于所述Y轴直线导轨组的上方，并在所述Y轴伺服电机的推动下沿所述Y轴滚珠丝杆和所述Y轴直线导轨组前后移动，所述Y轴设备安装架固定安装于所述Y轴活动件上。
[0014]优选地，所述CNC五轴加工中心装置还包括B轴模组和C轴模组，所述B轴模组设于所述Y轴设备安装架上，所述C轴模组刚性连接于所述B轴模组的顶端；所述B轴模组包括B轴旋转电机、B轴减速机和B轴连接板，所述B轴连接件安装于所述B轴减速机上，所述B轴旋转电机驱动所述B轴减速机转动，并带动所述B轴连接件以Y轴方向为旋转轴转动。
[0015]优选地，所述C轴模组包括C轴旋转电机、C轴减速机和工件旋转轴，所述工件旋转轴安装于所述C轴减速机上，所述工件旋转轴上设有待加工工件，所述C轴旋转电机驱动所述C轴减速机转动，并带动所述工件旋转轴转动，所述工件旋转轴的旋转轴向与所述B轴连接件的旋转轴向垂直。
[0016]以及，一种基于五轴CNC铲花设备的铲花加工方法，用于使用如上所述的用于首饰
行业的五轴CNC铲花设备的铲花加工工艺，包括如下具体步骤：建立若干个图层，在每个所述图层中绘出平面线条，所述平面线条为带深度的2D线条；建立2D平面线条和3D曲面线条；选择相应的铲花刀具并设定铲花刀具的加工参数，打开铲花刀具对应的图层，生成刀路；将所述刀路显示在产品的3D曲面模型上，并生成相应的G代码程序；CNC设备中的超声波执行器带动铲花刀具按照所述G代码程序对首饰产品进行铲花雕刻。
[0017]优选地，所述CNC设备中的铲花刀具按照所述G代码程序对首饰产品进行铲花雕刻的具体步骤包括：将铲花刀具安装至超声波执行器上；将待加工工件固定放置于工件旋转轴上；设置CNC设备中的加工参数；将刀路数据传送至CNC设备。
[0018]上述用于首饰行业的五轴CNC铲花设备及铲花加工方法中，所述永本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，用于在待加工工件表面生成预定图案，其特征在于，包括CNC五轴加工中心装置，所述CNC五轴加工中心装置上设有超声波机构、主轴和工件旋转轴，所述主轴上安装有所述超声波机构和铲花刀具，所述工件旋转轴用于安装待加工工件，所述铲花刀具与待加工的预定图案的线条的深度方向相切，所述主轴带动所述超声波机构和所述铲花刀具移动，所述铲花刀具在所述超声波机构的作用下，在待加工工件的表面生成彩色丝印铲花图案。2.如权利要求1所述的用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，其特征在于，所述超声波机构包括超声波发生器连接器和超声波执行器，所述主轴采用永磁同步电主轴，所述超声波执行器固定安装于所述永磁同步电主轴的顶端，所述超声波发生器连接器具有两个突出的安装连接件，所述超声波发生器连接器设于所述永磁同步电主轴的前端侧面，两个所述安装连接件分别固定安装于所述永磁同步电主轴和所述超声波执行器上，所述超声波执行器的顶端具有刀柄安装位，所述铲花刀具安装于所述刀柄安装位。3.如权利要求1所述的用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，其特征在于，所述铲花刀具具有夹持端和与所述夹持端相对的切削端，所述切削端具有多个不同倾角的倾斜面，多个所述倾斜面的汇聚尖端设有铲花刀头，所述铲花刀头为凸起的片状刀刃，所述铲花刀头的顶端边缘具有弧度，所述铲花刀头的顶端边缘为作用于待加工工件的刀锋。4.如权利要求1所述的用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，其特征在于，还包括工作台和设于所述工作台上的设备支架，所述设备支架包括横梁和横梁两端的立柱，所述CNC五轴加工中心装置包括两两相互垂直设置的X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，所述X轴模组水平设于所述设备支架的所述横梁上，所述Z轴模组竖直设置于所述X轴模组上，所述Y轴模组水平设置于所述设备支架下方的所述工作台上，并与所述X轴模组互相垂直设置。5.如权利要求4所述的用于首饰行业的五轴CNC铲花设备，其特征在于，所述X轴模组包括X轴伺服电机、X轴滚珠丝杆、X轴活动件和设于所述X轴滚珠丝杆两侧的X轴直线导轨组，所述X轴滚珠丝杆水平方向安装于所述横梁上，所述X轴活动件设于所述X轴直线导轨组上，所述Z轴模组设置于所述X轴活动件上，所述X轴伺服电机驱动所述X轴活动件和所述Z轴模组沿所述X轴滚珠丝杆方向在所述X轴直线导轨组上左右移动；所述Z轴模组包括Z轴伺服电机、Z轴滚珠丝杆、主轴连接板和设于所述Z轴滚珠丝杆两侧的Z轴直线导轨组，所述主轴连接板设于所述Z轴直线导轨组上，所述Z轴伺服电机驱动所述主轴连接板沿所述Z轴滚珠丝杆方向在所述Z轴直线导轨组上方上下移动，所述永磁同步电主轴固定安装于所述主轴连接板上。6.如权利要求4所述的用于首饰行业的五轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱立亮，杨炎培，
申请(专利权)人：深圳市广立进科技有限公司，
类型：发明
国别省市：