[发明专利]一种用于建筑初模的数控热切割加工系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控热切割加工系统，尤其是指安装在三维运动控制机床上，加工材料为泡沫塑料的建筑初模的数控热切割加工系统。

背景技术

建筑设计及规划方案中，需要用相应比例的建筑模型展现构思。在初期出模阶段，以高分子材料泡沫塑料为原料的建筑初模得到大量应用。很多情况下，建筑初模由手工完成或简单直线切割设备制作。因此制作模型的好坏受人为因素影响较大，制作效率低、制作成本高，且模型的制作精度得不到保证，体现在制作出来的建筑初模的表面粗糙。线切割技术在机械领域运用很广，但它的工作原理只适合于加工金属材料，而对于加工泡沫，塑料等非金属材料则不适用。目前使用的热切割机主要是通过对金属刀片进行加热，来增加切割效率，但是，金属刀片加热面积多大而且热量散失较快，温度难以控制因此其能耗大而且每次切割的差异较大，从而造成精度差。也有少数切割机是通过发热丝进行切割的，但仅仅是以单片机进行控制，发热丝也只能在一个上下运动或平面移动，无法实现立体加工，所以其适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于建筑初模的数控热切割加工系统，将数控技术应用在建筑初模的加工制作上，利用该装置可使模型尺寸精度准确、模型外表面光滑，提高了加工效率，节约了加工成本。且该装置操作方便，结构简单。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种用于建筑初模的数控热切割加工系统，包括计算机控制系统、及与计算机控制系统信号连接的电热丝温控机构，电热丝温控机构与数控热切割机构连接；其特征在于：所述数控热切割机构包括工作台，及工作台上的纵向行走机构和夹持机构，在纵向行走机构上设有横向行走机构，横向行走机构上连接有旋转切割机构；夹持机构上设有步进电机及夹持建筑初模的夹具；旋转切割机构与建筑初模相接，旋转切割机构通过无线遥控器信号连接电机旋转，电热丝温控机构连接旋转切割机构的电热丝控制温度，夹持机构夹持建筑初模旋转实现对建筑初模的数控立体热切割。

本发明进一步的特征在于：

所述工作台底端设有两纵向导杆和一个纵向丝杠，纵向丝杠与伺服电机连接，两纵向导杆和一纵向丝杠与滑块连接，滑块两端固定在纵向行走机构上。

所述横向行走机构设于纵向行走机构支架上，支架上设有两横向导杆和一个横向丝杠，横向丝杠与伺服电机连接，两横向导杆和一横向丝杠与横向行走机构连接。

所述旋转切割机构固定在横向行走机构上，旋转切割机构包括固定在横向行走机构上的慢速电机及连接于慢速电机上的慢速电机输出轴轴套，慢速电机输出轴轴套通过销连接有U型空心管，在U型空心管两端口之间连接有电热丝。

所述连接于U型空心管两端口之间的电热丝贯穿于U型空心管中并与电热丝温控机构连接。

所述电热丝最佳工作温度为200℃～260℃。

所述夹持机构设置于工作台的导轨上，夹持机构的端头设有步进电机，步进电机的输出轴与夹具轴相接。

本发明的特点是：

(1)本加工系统采用的是数字控制系统，最大限度的避免了人为因素的影响，保证了建筑模型的精度。

(2)在电热丝切割机构部分，与仅能在垂直方向进行切割的普通机构不同，本加工装置通过安装一个慢速电机，采用控制其转动来实现电热丝的旋转切割，增加了此切割机构的一个加工自由度，可完成倾斜面切割。

(3)根据制作模型材料的不同，可以通过调节电热丝两端的电压来控制电热丝的加工温度，以达到最佳工作温度(200℃～260℃)，保证建筑初模表面光滑。

本发明计算机控制系统是使用通用CAD软件建立加工模型，由数据准备软件将建立的加工模型转换为数据文件，再由所述伺服电机根据数据文件带动电热丝切割机构运动。该装置将数控技术应用在建筑初模的加工制作上，通过慢速电机输出轴的转动实现电热丝的旋转切割，使得整个切割过程更为灵活，并使模型尺寸精度准确、模型外表面光滑，提高了加工效率，节约了加工成本。

附图说明

图1是本发明数控热切割加工系统结构示意图；

图2是本发明工作台结构示意图；

图3是本发明旋转切割机构结构示意图；

图4是旋转切割机构不加密封盖结构示意图；

图5是旋转切割机构侧视图。