[实用新型]一种采用极坐标运动的CNC雕刻机

说明书

技术领域

本实用新型涉及雕刻机领域，具体的说，是一种采用极坐标运动的CNC雕刻机。

背景技术

雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工。雕刻机是一种用于实现雕刻功能的加工机械。

在数控雕刻机中，主轴通常采用变频调速方法。主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。

普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和普通的高速铣床等。

矢量控制技术模仿直流电动机的控制，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和控制，具有良好的动态性能。矢量控制驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许极限速度。这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差，也不具备C轴功能，但价格较为便宜。

直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的高性能交流调速技术，其控制思想新颖，系统结构简洁明了，更适合于高速电主轴的驱动，更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。

现有技术条件下的雕刻机都采用通过两轴或三轴的移动控制来合成雕刻刀具的移动轨迹，雕刻刀具是无法走弧线的，雕刻刀具的移动轨迹在细微方面则体现为锯齿状，锯齿的大小则与机床的控制精度有关。由于雕刻刀具无法直接走弧线，使得传统雕刻机在加工弧形或弧面时，加工精度受制于控制系统的精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提高弧形或弧面的加工精度的采用极坐标运动的CNC雕刻机。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种采用极坐标运动的CNC雕刻机，包括底座、设置在底座上的机架、转动设置在底座上的平面导轨、滑动设置在平面导轨上的平面滑台和设置在机架且输出轴指向平面滑台的主轴电机；所述的底座上设置有与平面导轨传动连接的水平动力系统；所述的平面导轨上设置有与平面滑台传动连接的平面动力系统。利用平面导轨的转动能够带动工件转动，从而使工件与雕刻刀具发生相对转动以实现加工弧形或弧面的功能。避免通过运动合成的方式使雕刻刀具或工件走弧形，从而提高了加工弧形或弧面时的加工精度。利用平面导轨带动工件转动、利用平面滑台带动工件移动，能够实现工件相对于雕刻刀具作非圆弧的弧形移动，从而实现加工复杂的弧形或弧面，提高本方案可加工的种类以及适用范围。

所述的主轴电机滑动安装在机架上。以此能够实现雕刻刀具相对于工件在竖直方向的移动而增加了可加工的范围。

所述的机架上滑动设置有升降台，所述的主轴电机安装在升降台上，所述的机架上设置有与升降台传动连接的竖向动力组件。以此实现主轴电机的滑动功能

所述的机架上设置有若干个互相平行的光轴；所述的升降台与光轴滑动连接。利用光轴起到导向的作用，并提高主轴电机的稳定性，减少主轴电机转动时产生的振动。

所述的升降台与光轴之间设置有直线轴承。以此能够减小升降台与光轴之间的摩擦，从而减小升降台或光轴的磨损。

所述的竖向动力组件包括设置在机架上的竖向电机座、安装在竖向电机座上的竖向电机和与竖向电机传动连接且与光轴平行设置的竖向丝杠；所述的竖向丝杠与升降台传动连接。

所述的底座上设置有圆环形导轨；所述的平面导轨与圆环形导轨传动连接。以此提高平面导轨的稳定性以及转动时的控制精度。

所述的水平动力系统包括与平面导轨传动连接的水平电机；所述的水平电机输出轴的轴线与圆环形导轨的轴线同轴。

所述的平面动力系统包括设置在平面导轨上的平面电机安装板、安装在平面电机安装板上的平面电机和与平面电机传动连接的平面丝杆；所述的平面丝杆与平面滑台传动连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型能够实现对工件的转动控制，从而实现工件与雕刻刀具相对转动来加工弧形或弧面，避免运动合成产生的误差，从而有利于提高对弧形或弧面的加工精度。

附图说明

图1为本方案的结构示意图；