[实用新型]一种五轴联动机械雕刻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种雕刻机，具体为一种五轴联动机械雕刻机。

背景技术

雕刻机从原理上来讲为一种车、铣组合机床。目前，机械雕刻机大多采用X、Y、Z型结构，以刀具旋转的方式进行雕刻，其传动结构有定龙门、动龙门及十字滑动等，通过换刀可进行不同材料的铣磨、切割、钻孔等加工。又根据用于加工不同的材料，分为陶瓷雕刻机、木工雕刻机等。

现有的数控雕刻机多数采用定龙门式结构，使用步进电机带动工作台及其上的工件运动，既增加了电机的负载，又降低了雕刻精度。同时定龙门式结构的承重能力受所使用的电机驱动力的限制，无法加工重量较大的工件；同时，由于现有A轴的旋转轴向为沿X轴方向，更使工件的加工尺寸、重量等受到了限制；特别是工作台移动的方式，由于工作台自身的重量已经很高，再加上工件的重量，使得Y轴整体的重量更高，惯性更大，从而降低了精度，影响了雕刻机的性能。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有雕刻机加工精度低，加工工件重量、尺寸受限这一情况，实现更高精度，更大加工范围，更高承重力而设计。

主要包括底座、工作台、龙门及龙门传动装置、卡盘装置、横梁、B轴装置和机头；其特征在于：底座主要由底座铝板、底座框架和底座与工作台之间的支撑组成，龙门及龙门传动装置主要由龙门侧铝板、线轨、圆导轨和Y轴驱动电机组成，卡盘装置主要由卡盘驱动电机、卡盘装置法兰支架和卡盘组成，横梁主要由横梁光轴、横梁丝杆、横梁滑块和横梁驱动电机组成，B轴装置主要由B轴装置圆导轨、B轴固定件、Z轴驱动电机、同步带和B轴旋转电机组成；底座为承重结构，其上有工作台，龙门及龙门传动装置通过线轨和圆导轨固定在底座上，卡盘装置固定在工作台上靠近Y轴驱动电机一端，其轴向沿Y轴，在龙门上安装有横梁，B轴装置通过B轴固定件与横梁垂直联接，机头安装在B轴旋转电机上。

所述底座铝板上安装有底座框架，在底座框架上安装有底座与工作台之间的支撑。

所述龙门安装在底座上端，圆导轨和线轨上安置龙门侧板，龙门侧板通过Y轴驱动电机与横梁丝杆联接。

所述卡盘装置法兰支架安装在工作台上靠近Y轴驱动电机一端的，卡盘安装在法兰支架上，旋转轴向为沿Y轴方向，可进行顺逆时针旋转，卡盘驱动电机轴向沿Y轴方向，安装在法兰支架上。

所述B轴装置通过B轴固定件固定在光轴的滑块上， B轴旋转电机通过固定件与圆导轨的滑块联接，受横梁丝杆驱动进行沿Z轴的上下运动，丝杆通过同步带与驱动电机联接。

本实用新型该雕刻机除可以加工传统的平面浮雕、凸雕图形外，通过增加的A、B轴旋转，可以加工柱体、多面体等更加复杂的立体结构。其结构包括用于承载整体的底座部分，用于放置工件及卡盘的工作台部分，用于实现Y轴传动、安装横梁部分的龙门及龙门传动装置，B轴装置安装在横梁上并垂直于工作台，机头安装在B轴装置上。

其中，底座部分为400毫米×620毫米的长方形铝合金板，及固定其上的由2根长为400毫米和2根长为500毫米的6060铝型材围绕，经6060角件固定而成的框架组成。在框架上的四角，固定有工作台支撑柱。

其中，龙门及龙门传动装置为Y轴装置及安装在底座上的线轨及光轴上的支撑结构。龙门支撑为自行设计的铝合金板支撑，其形状为由长300毫米，宽85毫米的矩形与下底长143毫米，上底长94毫米，高为50毫米的梯形组合而成的多边形。其优势在于比传统的单杆结构更加稳固，同时，便于安装；线轨为安装在框架两侧500毫米长的6060铝型材上表面的滑动装置，其型号为HGH20HA，在框架两侧500毫米长的6060铝型材外表面，安装有SBR20圆导轨，用于承载龙门部分的重量及移动；龙门结构通过丝杆受Y轴电机驱动，实现移动，丝杆为安装在框架内部的传动装置，通过联轴器与Y轴电机联接。此结构的设计优势在于保证了雕刻精度的同时，增加了工作台的承重，使整机可以雕刻更重的工件。

其中，卡盘装置包括卡盘及其驱动电机；卡盘的旋转轴向沿Y轴安置，通过同步带与驱动电机连接，可进行顺、逆时针旋转。其目的在于，增加了第四维加工空间，可完成传统三轴雕刻机难以一次性完成的加工需求，同时，因为旋转轴向为沿Y轴方向，相比传统的A轴，其加工空间更大，解决了现有A轴加工范围小的问题。

其中，横梁部分包括两根20×520光轴与一根12×440滚珠丝杆，丝杆为传动装置，通过联轴器与驱动电机联接；两根光轴为承重结构，分别在丝杆的上下两边；两根光轴与丝杆构成一个垂直于xoy面，平行于xoz面的平面；滑块在光轴上滑动，B轴装置通过自行设计的固定件固定在滑块上，机头部分安装在B轴装置上。