專利名稱：一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雕刻設(shè)備，具體是涉及一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的門窗雕刻機(jī)采用傳統(tǒng)的小型工業(yè)雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)，其存在以下不足一是工業(yè)雕刻機(jī)采用鋼或鑄鐵制造，具有較高的剛性和強(qiáng)度，但制造復(fù)雜，成本較高，而門窗加工的切削量很小，刀具和待加工的門窗之間的作用力不大，因此造成功率浪費(fèi)；二是工業(yè)雕刻機(jī)自身很重，在生產(chǎn)、裝配、運(yùn)輸、推廣等方面都存在不便；三是門窗雕刻機(jī)利用的是覆銅板表面的銅膜，在雕刻過程中，必須保護(hù)好門窗表面的有效銅膜，而工業(yè)雕刻機(jī)利用的是整個(gè)工件，是先在工件表面上加工出平面，兩者加工方式有本質(zhì)區(qū)別，直接運(yùn)用工業(yè)雕刻機(jī)切削加工質(zhì)量不理想；四是現(xiàn)有雕刻機(jī)沒有平面檢測與自動(dòng)對刀功能，在雕刻過程中依靠目測，隨時(shí)調(diào)整加工深度，或者在加工開始前預(yù)留較大的誤差，從而影響加工精度。國際上少數(shù)國家如德國，生產(chǎn)的高端門窗雕刻機(jī)，采用機(jī)械壓力的方式檢測平面與自動(dòng)對刀，但由于價(jià)格昂貴，限制了廣大用戶的使用。實(shí)用新型的內(nèi)容針對現(xiàn)有門窗雕刻機(jī)的上述不足，申請人經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，不僅可使設(shè)備精度得以極大的提高，并可使其加工成本大幅下降的數(shù)控雕刻機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種數(shù)控雕刻機(jī)，一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)控接口，底座上還設(shè)置有三個(gè)互相正交安裝的X、 Y、Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件，每個(gè)滑臺(tái)組件有與之連接的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)執(zhí)行電機(jī)分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺(tái)固定在Y坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動(dòng)對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線，自動(dòng)對刀距離檢測器設(shè)置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機(jī)，觸摸屏，所述的單片機(jī)與顯示信觸摸屏連接， 所述的單片機(jī)將顯示信號(hào)輸入給所述的觸摸屏，所述的觸摸屏又將由觸摸屏上得到的按鍵觸摸信號(hào)輸入給所述的單片機(jī)。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述雕刻組件包括主軸電機(jī)座，主軸電機(jī)座固定在ζ坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，主軸電機(jī)連接在主軸電機(jī)座上，主軸電機(jī)上連接雕刻刀具。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是平面檢測距離檢測器設(shè)置在所述主軸電機(jī)座上，和主軸電機(jī)同步移動(dòng)。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的每個(gè)坐標(biāo)滑臺(tái)組件包括支撐座，在支撐座上平行安裝兩根導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上套上滑塊，滑塊聯(lián)板緊固在滑塊上，滑塊聯(lián)板可隨滑塊在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，絲桿副與滑塊聯(lián)板緊固，絲桿副另一端通過聯(lián)軸器與執(zhí)行電機(jī)連接。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述支撐座采用標(biāo)準(zhǔn)槽鋼，其內(nèi)表面進(jìn)行清角加工，作為導(dǎo)軌的安裝面。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述滑塊聯(lián)板采用大型鋼板折彎，折彎出的面上開有絲桿副安裝軸孔。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是本實(shí)用新型具有平面檢測與自動(dòng)對刀功能，加工精度和效率得到有效保障，克服了工作面不平整對雕刻精度的影響。此外，三個(gè)坐標(biāo)軸的滑臺(tái)組件及控制電路采用了相同的結(jié)構(gòu)，減少零件種類；采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)件，降低了加工成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖2是X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)滑臺(tái)組件的安裝圖；圖3是坐標(biāo)滑臺(tái)組件的結(jié)構(gòu)圖；圖4是支撐座的結(jié)構(gòu)圖；圖5是滑塊聯(lián)板的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型中智能控制器的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種數(shù)控雕刻機(jī)，一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)控接口，底座上還設(shè)置有三個(gè)互相正交安裝的X、Y、Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件，每個(gè)滑臺(tái)組件有與之連接的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)執(zhí)行電機(jī)分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺(tái)固定在Y坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動(dòng)對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線，自動(dòng)對刀距離檢測器設(shè)置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機(jī)，觸摸屏，所述的單片機(jī)與顯示信觸摸屏連接， 所述的單片機(jī)將顯示信號(hào)輸入給所述的觸摸屏，所述的觸摸屏又將由觸摸屏上得到的按鍵觸摸信號(hào)輸入給所述的單片機(jī)。其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述雕刻組件包括主軸電機(jī)座，主軸電機(jī)座固定在ζ坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，主軸電機(jī)連接在主軸電機(jī)座上，主軸電機(jī)上連接雕刻刀具。本實(shí)用新型包括底座7，底座7內(nèi)設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)控接口 ；底座7上還設(shè)置有三個(gè)互相正交安裝的x、Y、z坐標(biāo)滑臺(tái)組件10、9、11，其采用相同的結(jié)構(gòu)，只有長度有所不同，三者通過支架8與底座7連接(見圖幻，每個(gè)滑臺(tái)組件有與之連接的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)執(zhí)行電機(jī)分別與所述數(shù)控接口連接；見圖1，工作臺(tái)3固定在Y坐標(biāo)滑臺(tái)組件9上， 主軸電機(jī)座4固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件11上，主軸電機(jī)5連接在主軸電機(jī)座4上，主軸電機(jī) 5上連接雕刻刀具6。平面檢測距離檢測器1設(shè)置在主軸電機(jī)座4上，和主軸電機(jī)5同步移動(dòng)，底座7上連接有自動(dòng)對刀距離檢測器2，且平面檢測距離檢測器1在底座7上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線，自動(dòng)對刀距離檢測器2設(shè)置在該固定直線上。如圖3所示，以2坐標(biāo)滑臺(tái)組件11為例進(jìn)行說明，每個(gè)坐標(biāo)滑臺(tái)組件包括支撐座 18，在支撐座18上平行安裝兩根導(dǎo)軌13，在導(dǎo)軌13上套上滑塊20，滑塊聯(lián)板19緊固在滑CN 202115235 U
說明書
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塊20上，滑塊聯(lián)板19可隨滑塊20在導(dǎo)軌13上自由滑動(dòng)，絲桿副14與滑塊聯(lián)板19緊固， 絲桿副14的另一端通過聯(lián)軸器16與執(zhí)行電機(jī)15連接。本實(shí)施例的執(zhí)行電機(jī)15采用步進(jìn)電機(jī)。平面檢測距離檢測器1和自動(dòng)對刀距離檢測器2均采用數(shù)字千分表，數(shù)字千分表直接輸出檢測到的數(shù)據(jù)。如圖4所示，本實(shí)施例的支撐座18采用標(biāo)準(zhǔn)槽鋼。對標(biāo)準(zhǔn)槽鋼內(nèi)表面進(jìn)行清角處理，保證導(dǎo)軌有足夠的安裝位置， 再對內(nèi)部平面進(jìn)行磨床加工，保證安裝平面的平整度。如圖5所示，本實(shí)施例的滑塊聯(lián)板19采用7毫米鋼板折彎成90度而成，再通過磨床在折彎面17上加工出用于固定絲桿副14的軸孔21，絲桿副14伸入該軸孔21并用螺母 12緊固。安裝過程如下把組裝好的2軸坐標(biāo)滑臺(tái)組件11安裝到X坐標(biāo)滑組件10的滑塊聯(lián)板上，并調(diào)整好垂直度，把整個(gè)X、z坐標(biāo)滑臺(tái)組件通過支架8底部螺絲緊固到Y(jié)軸坐標(biāo)滑臺(tái)組件9上，把組裝好的X、Y、Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件固定到底座7上，安裝好工作臺(tái)3、主軸電機(jī)座4、主軸電機(jī)5及雕刻刀具6、平面檢測距離檢測器1以及自動(dòng)對刀距離檢測器2。動(dòng)作過程如下平面檢測距離檢測器1在ζ軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，隨主軸電機(jī)5上下移動(dòng)，整個(gè)ζ軸坐標(biāo)滑臺(tái)11連同平面檢測距離檢測器1及主軸電機(jī)5，在X軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下左右移動(dòng)。Y軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)3相對于平面檢測距離檢測器1及主軸電機(jī)5前后移動(dòng)，這樣，實(shí)現(xiàn)了平面檢測距離檢測器1相對于工件在X、Y、Z三個(gè)方向的移動(dòng)。相對于底座7而言，平面檢測距離檢測器1只在χ軸坐標(biāo)滑臺(tái)組件10上做左右運(yùn)動(dòng)，因此平面檢測距離檢測器1在底座7上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線。把自動(dòng)對刀距離檢測器2設(shè)置在底座7上的這條固定直線上。這樣，可以實(shí)現(xiàn)平面檢測距離檢測器1與自動(dòng)對刀距離檢測器2的相互測量。工作原理如下(1)平面檢測功能。上電工作時(shí)，雕刻機(jī)的X軸、Y軸、2軸分別回一次機(jī)械零點(diǎn)， 該機(jī)械零點(diǎn)位于X軸的最左端，Y軸的最下端，2軸的最上端。在工作臺(tái)3上裝上覆銅板并在計(jì)算機(jī)內(nèi)導(dǎo)入加工圖形后，移動(dòng)平面檢測距離檢測器1到所述覆銅板上的工作原點(diǎn)，軟件記錄工作原點(diǎn)的坐標(biāo)值，在有效范圍內(nèi)向下移動(dòng)Z軸，使得平面檢測距離檢測器1輕微接觸覆銅板，記錄平面檢測距離檢測器1的讀數(shù)，這樣，工件表面的實(shí)際高度為(Ζ.6)，(該實(shí)際高度是指相對于2軸機(jī)械零點(diǎn)的高度，下同)其中，Z為由軟件輸出控制的ζ軸向下移動(dòng)的距離，6為平面檢測距離檢測器1讀到的數(shù)據(jù)，通過取得足夠數(shù)量的點(diǎn)，再利用曲線擬合功能，就可以擬合出覆銅板表面的“表面模型圖”，這就是平面檢測功能。在雕刻過程中，把求得的“表面模型圖”數(shù)據(jù)與要求加工的圖形數(shù)據(jù)疊加，就可以得到所需加工圖形的三維模型，叢而保證加工深度的一致性。( 自動(dòng)對刀功能。在進(jìn)行平面檢測時(shí)，工作原點(diǎn)的2軸高度為(Z1. 81 1)。其中21為由軟件輸出控制的ζ軸向下移動(dòng)的距離，61 1為平面檢測距離檢測器1讀到的數(shù)據(jù)。在軟件的控制下，平面檢測距離檢測器1移動(dòng)到自動(dòng)對刀距離檢測器2的位置，對接測量，檢測到自動(dòng)對刀距離檢測器2的傳感器探頭高度為(Z2-812-821)。其中Z2為軟件的輸出控制值，812為平面檢測距離檢測器1讀到的數(shù)據(jù)，821為自動(dòng)對刀距離檢測器2的讀數(shù)。這樣，工作原點(diǎn)與自動(dòng)對刀距離檢測器12的傳感器探頭的垂直距離為A = ((Z2. 812. 621). (Z1-81 1))。(該值可以是負(fù)值)[0035]安裝雕刻刀具后，在軟件作用下降主軸電機(jī)自動(dòng)移動(dòng)到自動(dòng)對刀距離檢測器2的位置，向下移動(dòng)2軸，距離為Z3，自動(dòng)對刀距離檢測器2的讀數(shù)為822，就可以計(jì)算出刀尖與工件表面的垂直距離為(Z3. 822. A)。這樣，在具體雕刻過程中，通過控制Z軸的移動(dòng)高度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對刀功能。智能控制器如圖6所示，所述智能控制器，它包括有單片機(jī)，觸摸屏，所述的單片機(jī)與顯示信觸摸屏連接，所述的單片機(jī)將顯示信號(hào)輸入給所述的觸摸屏，所述的觸摸屏又將由觸摸屏上得到的按鍵觸摸信號(hào)輸入給所述的單片機(jī)。虛線框內(nèi)所示為用應(yīng)變片組成的力敏電橋，力敏電橋的輸出端分別接至單片機(jī)Ul 的X+，Y+，X1，Y1引腳；力敏電橋與具有同步串行接口的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul組成力敏傳感器，將被測量的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成與其成函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul通過總線SPl將轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)發(fā)送至單片機(jī)的SPl模塊，然后由單片機(jī)對該信號(hào)進(jìn)行處理和鑒別，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul與單片機(jī)SPl模塊的連接關(guān)系為DCLK引腳為外部時(shí)鐘輸入腳接單片機(jī)SPl模塊的時(shí)鐘輸出端SCK ；CS引腳為片選端接單片機(jī)1/01端；DIN為數(shù)據(jù)輸入端接單片機(jī)SPl模塊的數(shù)據(jù)輸出端SDO ；BUSY為狀態(tài)輸出端接單片機(jī)的1/02端，當(dāng)芯片處于轉(zhuǎn)換過程中時(shí)該引腳為高電平，通知單片機(jī)暫停發(fā)送新的指令；DOUT為數(shù)據(jù)輸出端接單片機(jī)SPl模塊的數(shù)據(jù)輸入端SDl ；PENIRQ為觸摸中斷輸出端接單片機(jī)的1/03端，當(dāng)芯片處于低功耗模式時(shí)該腳為高電平，一旦觸摸屏被點(diǎn)觸，該引腳立刻變?yōu)榈碗娖?，通知單片機(jī)選通該芯片。本實(shí)用新型一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)中使用智能控制器具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1.操作更直觀。帶有觸控功能的液晶顯示模塊的智能控制器在進(jìn)行操作時(shí)，可以完全使用觸摸方式進(jìn)行操作，不使用按鍵。2.操作更方便、更快捷。在觸摸屏上直接操作時(shí)，可以對參數(shù)直接選取，確認(rèn)并進(jìn)入步驟只需一次點(diǎn)擊操作即可完成修改數(shù)據(jù)時(shí)也可直接由鍵盤輸入。使用觸摸屏操作只需進(jìn)行幾次點(diǎn)擊即可，進(jìn)行常規(guī)操作往往可在十次點(diǎn)擊內(nèi)完成，并且與數(shù)據(jù)大小無關(guān)。3.有效避免誤操作。在操作觸摸屏?xí)r，僅將可用的虛擬按鍵顯示出來，操作人員僅可進(jìn)行有限的操作，即使誤碰到其它區(qū)域，由于沒有相應(yīng)的虛擬按鍵，也不會(huì)引起智能控制器的意外動(dòng)作。4.降低開發(fā)過程中軟件系統(tǒng)的難度。帶有觸摸屏的智能控制器基本上可以避免按鍵復(fù)用的情況，因?yàn)榘存I的數(shù)量不受電子板硬件空間的限制，所以可以針對每一種操作設(shè)置一個(gè)專門的虛擬按鍵，這樣極大的降低了軟件開發(fā)的難度。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換， 而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)控接口，底座上還設(shè)置有三個(gè)互相正交安裝的X、Y、Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件，每個(gè)滑臺(tái)組件有與之連接的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)執(zhí)行電機(jī)分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺(tái)固定在Y坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動(dòng)對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線，自動(dòng)對刀距離檢測器設(shè)置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機(jī)，觸摸屏，所述的單片機(jī)與顯示信觸摸屏連接，所述的單片機(jī)將顯示信號(hào)輸入給所述的觸摸屏，所述的觸摸屏又將由觸摸屏上得到的按鍵觸摸信號(hào)輸入給所述的單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述雕刻組件包括主軸電機(jī)座，主軸電機(jī)座固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，主軸電機(jī)連接在主軸電機(jī)座上，主軸電機(jī)上連接雕刻刀具。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于平面檢測距離檢測器設(shè)置在所述主軸電機(jī)座上，和主軸電機(jī)同步移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述的每個(gè)坐標(biāo)滑臺(tái)組件包括支撐座，在支撐座上平行安裝兩根導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上套上滑塊，滑塊聯(lián)板緊固在滑塊上，滑塊聯(lián)板可隨滑塊在導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，絲桿副與滑塊聯(lián)板緊固，絲桿副另一端通過聯(lián)軸器與執(zhí)行電機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述支撐座采用標(biāo)準(zhǔn)槽鋼，其內(nèi)表面進(jìn)行清角加工，作為導(dǎo)軌的安裝面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控雕刻機(jī)，其特征在于所述滑塊聯(lián)板采用大型鋼板折彎， 折彎出的面上開有絲桿副安裝軸孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機(jī)，包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設(shè)置有與計(jì)算機(jī)連接的數(shù)控接口，底座上還設(shè)置有三個(gè)互相正交安裝的X、Y、Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件，每個(gè)滑臺(tái)組件有與之連接的執(zhí)行電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)執(zhí)行電機(jī)分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺(tái)固定在Y坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件固定在Z坐標(biāo)滑臺(tái)組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動(dòng)對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運(yùn)動(dòng)軌跡為一條固定的直線，自動(dòng)對刀距離檢測器設(shè)置在該固定直線上；為人們的生活提供了便利，而且使用方便、安全可靠，從而獲得更好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B44B1/00GK202115235SQ20112022071
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者俞亞峰 申請人:俞亞峰