一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，包括以下部件：一支架，用于將機(jī)構(gòu)固定在雕刻機(jī)床上，所述支架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置；一電機(jī)座，設(shè)于支架下，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)裝置連接，所述電機(jī)座上設(shè)有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的輸出軸上固定有第一齒輪；一雕刻頭，包括裝夾有刀具的主軸、帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的氣動(dòng)馬達(dá)及帶到主軸擺動(dòng)的擺軸，所述擺軸兩端通過(guò)兩對(duì)稱(chēng)固定柱安裝于所述電機(jī)座下端，擺軸一端連接有第二齒輪，所述第二齒輪通過(guò)傳動(dòng)帶與第一齒輪傳動(dòng)連接，所述氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)鋼絲軟軸與主軸傳動(dòng)連接。用比較小的刀具和啟動(dòng)馬達(dá)來(lái)形成扭矩輸出，替換掉原來(lái)的電主軸提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，它整體主軸頭部比較小，此結(jié)構(gòu)可以模塊化，滿足木雕需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)木雕行業(yè)三維立體雕刻機(jī)床所需的擺頭機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì)，主要涉及一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]木雕浮雕行業(yè)比較成熟，機(jī)械主體以兩軸到三軸半為主，而真正的四軸、五軸聯(lián)動(dòng)加工木雕機(jī)仍然是短板，且由于自身行業(yè)的發(fā)展特性，未能出現(xiàn)真正滿足五軸木雕所需的機(jī)械主體，基本采用金屬切削機(jī)床，未能考慮木雕的高速輕載和微小線段角度的加工特點(diǎn)，其核心的數(shù)控系統(tǒng)仍然基本采取PC+控制板卡的模式。
[0003]但是對(duì)于有凹凸感的三維立體雕刻，則上述的數(shù)控機(jī)床則往往有缺陷，需要針對(duì)木雕行業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的專(zhuān)用五軸雕刻機(jī)，而這樣的機(jī)床往往采取雙擺頭的結(jié)構(gòu)形式。但常規(guī)的雙擺頭往往是直接采購(gòu)電主軸，而后由電主軸上安裝刀具進(jìn)行加工，雖然可以加工一些產(chǎn)品，但是好多的藝術(shù)造型，往往是很復(fù)雜，直接用電主軸往往會(huì)造成電主軸與加工胚料干涉，而無(wú)法達(dá)到加工目的。后續(xù)就需要藝術(shù)雕刻人員來(lái)進(jìn)行細(xì)化，其從CAM方面來(lái)說(shuō)，軟件工藝是可以實(shí)現(xiàn)的，只是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制無(wú)法加工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種不再采用電主軸作為刀具動(dòng)力輸出源，改為用氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)鋼絲軟軸來(lái)為主軸形成扭矩輸出的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，包括以下部件:
[0007]—支架，用于將機(jī)構(gòu)固定在雕刻機(jī)床上，所述支架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置；
[0008]一電機(jī)座，設(shè)于支架下，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)裝置連接，并可由旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述電機(jī)座上設(shè)有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的輸出軸上固定有第一齒輪；
[0009]—雕刻頭,包括裝夾有刀具的主軸、帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的氣動(dòng)馬達(dá)及帶到主軸擺動(dòng)的擺軸，所述擺軸兩端通過(guò)兩對(duì)稱(chēng)固定柱安裝于所述電機(jī)座下端，擺軸一端連接有第二齒輪，所述第二齒輪通過(guò)傳動(dòng)帶與第一齒輪傳動(dòng)連接，所述氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)鋼絲軟軸與主軸傳動(dòng)連接。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述主軸通過(guò)定子固定在擺軸上，主軸內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與定子之間內(nèi)嵌有軸承，所述定子頂部設(shè)有軸套，所述鋼絲軟軸的一端通過(guò)固定在軸套上，軸套與轉(zhuǎn)子相連接。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述主軸的端部設(shè)有彈簧夾頭，所述轉(zhuǎn)子下部外側(cè)為一段螺紋，安裝有小型螺母，所述彈簧夾頭與轉(zhuǎn)子通過(guò)小型螺母緊密配合進(jìn)而一起旋轉(zhuǎn)。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述軸套下方進(jìn)一步設(shè)有鎖緊螺母，所述軸套和鎖緊螺母通過(guò)內(nèi)部螺紋與轉(zhuǎn)子上不擰緊連接。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括第一伺服電機(jī)和第一行星減速機(jī)，所述第一伺服電機(jī)和第一行星減速機(jī)通過(guò)軸承座內(nèi)放置的軸承與電機(jī)座相連接。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述第一行星減速機(jī)的輸出軸采用鍵槽方式與電機(jī)座的旋轉(zhuǎn)連接軸相連接，所述軸承座上方設(shè)有頂蓋，軸承座內(nèi)部放置兩個(gè)軸承通過(guò)螺栓固定在支架上。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述傳動(dòng)裝置包括第二伺服電機(jī)和第二行星減速機(jī)，第二行星減速機(jī)的輸出軸上固定有第一齒輪。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)化的，進(jìn)一步包括有防護(hù)蓋，所述防護(hù)蓋罩在第一齒輪、第二齒輪和傳動(dòng)帶的外側(cè)。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)化的，所述傳動(dòng)帶為同步帶。
[0018]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的雙擺頭機(jī)構(gòu)，本發(fā)明用比較小的刀具和啟動(dòng)馬達(dá)來(lái)形成扭矩輸出，替換掉原來(lái)的電主軸提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，它整體主軸頭部比較小，此結(jié)構(gòu)可以模塊化，滿足木雕需求。還可以通過(guò)不同需求改變旋轉(zhuǎn)裝置和傳動(dòng)裝置的大小、扭矩來(lái)增加其剛性，并且小的氣動(dòng)馬達(dá)也可以根據(jù)需求改為較小的電主軸以滿足大的切削需求，進(jìn)而滿足石材、木材、珠寶等的雕刻用需求。由于采用這樣的機(jī)構(gòu)，可以使得最終的刀具運(yùn)行類(lèi)似人拿著雕刻筆去雕刻產(chǎn)品一般。從而可以加工原來(lái)由于刀具和電主軸與加工胚料干涉而無(wú)法加工的部分和產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的加工范圍和自動(dòng)化更高，留給后續(xù)的人工修飾的部分更少，提升了產(chǎn)品的效率、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中電機(jī)座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中主軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中電機(jī)座與旋轉(zhuǎn)裝置的連接示意圖。
[0023]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0024]1:支架；2:第一伺服電機(jī)；3:第一行星減速機(jī)；4:頂蓋；5:軸承座；6:電機(jī)座；7:第二伺服電機(jī)；8:第二行星減速機(jī)；9:防護(hù)蓋；10:固定柱A ;11:固定柱B ;12:氣動(dòng)馬達(dá)；13:軸套；14:鎖緊螺母；15:擺軸；16:主軸；17:刀具；18:馬達(dá)軸套；19:鋼絲軟軸；
[0025]21:第一齒輪；22:同步帶；23:第二齒輪；
[0026]31:轉(zhuǎn)子；32:轉(zhuǎn)子軸承；33:定子；34:彈簧夾頭；35:小型螺母；

【具體實(shí)施方式】
[0027]為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0028]請(qǐng)參閱圖1以及圖2，本發(fā)明擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)通過(guò)支架I固定與機(jī)床上面，第一伺服電機(jī)2和第一行星減速機(jī)3通過(guò)軸承座5內(nèi)放置的軸承與電機(jī)座6相連,并且可帶動(dòng)電機(jī)座6,以及固定在上面的機(jī)構(gòu)與第一伺服電機(jī)2—起旋轉(zhuǎn)。電機(jī)座6上面通過(guò)螺栓固定有第二伺服電機(jī)7和第二行星減速機(jī)8，在第二行星減速機(jī)8的輸出軸上固定有第一齒輪21，通過(guò)同步帶22與下面的第二齒輪23相連，第二齒輪23則是固定在擺軸15上，擺軸15則通過(guò)分布兩側(cè)的固定柱AlO、固定柱Bll和電機(jī)座6相連。固定柱AlO、固定柱Bll通過(guò)螺栓固定在電機(jī)座6上，防護(hù)蓋9主要是起到遮擋第一齒輪21、第二齒輪23和同步帶22的作用，通過(guò)螺栓與電機(jī)座6相連。在擺軸15的中部，與電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)中心相一致，放置有主軸16，主軸16頂部通過(guò)軸套13與鋼絲軟軸19的一端相連，軸套13內(nèi)部通過(guò)螺栓與主軸16的轉(zhuǎn)子部分相連接，為保證連接緊密，在軸套下方增加一個(gè)鎖緊螺母14，在電機(jī)座6的下面的固定柱AlO上通過(guò)螺栓固定有一個(gè)微型的氣動(dòng)馬達(dá)12，在氣動(dòng)馬達(dá)12的輸出軸上固定有一個(gè)馬達(dá)軸套18，軸套中心焊接固定有鋼絲軟軸19的另一端。通過(guò)鋼絲軟軸19可以講氣動(dòng)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給主軸16，用于帶動(dòng)主軸上裝夾的刀具17旋轉(zhuǎn)。本機(jī)構(gòu)可以根據(jù)加工的需求，通過(guò)改變軸承的大小、同步帶長(zhǎng)度，來(lái)改變電機(jī)座與擺軸之間的距離。同時(shí)也可以通過(guò)改變兩個(gè)所用電機(jī)的大小，尤其是第二伺服電機(jī)7和第二行星減速機(jī)8的大小，較為明顯的改變最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)的外形尺寸，以適應(yīng)不同工況下的要求。氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)鋼絲軟軸為主軸提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以使得主軸外徑極小，長(zhǎng)度也可以縮小很多，從而可以使得在加工某些部位的時(shí)候，可以先使刀具放入進(jìn)去，而后再進(jìn)行擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到加工要求，本機(jī)構(gòu)比采用電主軸而言，可以覆蓋更多的產(chǎn)品加工類(lèi)型和區(qū)域。采用氣動(dòng)馬達(dá)可以無(wú)級(jí)調(diào)速，且具有正反轉(zhuǎn)功能，且有較好的過(guò)載能力，過(guò)載時(shí)，馬達(dá)只是轉(zhuǎn)速降低或停止，當(dāng)過(guò)載解除，立即可以重新正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生機(jī)件損壞等故障?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，溫升較小。且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，馬力大，操縱容易，維修方便。通過(guò)這樣的一個(gè)雙擺頭機(jī)構(gòu)，改變了傳動(dòng)的采用電主軸作為旋轉(zhuǎn)扭矩的動(dòng)力輸出，改為了氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)柔性扭矩傳輸零件如鋼絲軟軸，使得主軸部分的尺寸可以極小，僅用于旋轉(zhuǎn)輸出和內(nèi)置刀具，并由于采用微型電機(jī)、軸承等，使得主軸與擺動(dòng)電機(jī)之間的支撐和動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)的外形尺寸也比較小，可以加工一些原來(lái)由于主軸干涉而無(wú)法加工到的部分，同時(shí)，也可以提高加工的縱向深度和內(nèi)凹部分。
[0029]在本實(shí)施例中，如圖3所示，主軸16主要是通過(guò)定子33直接焊接在擺軸15上，主軸16整體比較短小，主要是內(nèi)部有轉(zhuǎn)子31，轉(zhuǎn)子31與定子33之間內(nèi)嵌有兩對(duì)轉(zhuǎn)子軸承32，而鋼絲軟軸19的一段通過(guò)焊接在軸套13上，軸套13和鎖緊螺母14通過(guò)內(nèi)部螺紋與轉(zhuǎn)子31上不擰緊連接。而通過(guò)氣動(dòng)馬達(dá)12的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼絲軟軸19的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過(guò)固定帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子下部外側(cè)為一段螺紋，可以安裝小型螺母35，小型的刀具主要是通過(guò)彈簧夾頭34安裝，而后彈簧夾頭34與轉(zhuǎn)子31通過(guò)小型螺母35緊密配合進(jìn)而一起旋轉(zhuǎn)。由于主軸自身主要就是一個(gè)安裝刀具并旋轉(zhuǎn)，而動(dòng)力來(lái)源則是通過(guò)鋼絲軟軸來(lái)實(shí)現(xiàn)，就可以縮小主軸自身的長(zhǎng)度和直徑，進(jìn)而使得主軸帶上刀具之后的整體外徑尺寸和長(zhǎng)度可以極小，可以使機(jī)床垂直深入某些內(nèi)凹的傳統(tǒng)由于主軸干涉而不便于加工的部分，而后再去擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)主軸和刀具，達(dá)到加工目的。
[0030]在本實(shí)施例中，如圖4所示，第一行星減速機(jī)3的輸出軸，它采用鍵槽方式與電機(jī)座6的旋轉(zhuǎn)連接軸相連，軸承座5的上方頂蓋4通過(guò)螺栓相連，軸承座5內(nèi)部放置有兩個(gè)軸承通過(guò)螺栓固定在支架I上。從而可以實(shí)現(xiàn)第一伺服電機(jī)2和第一行星減速機(jī)3的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電機(jī)座6的旋轉(zhuǎn)。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括以下部件: 一支架，用于將機(jī)構(gòu)固定在雕刻機(jī)床上，所述支架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置； 一電機(jī)座，設(shè)于支架下，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述旋轉(zhuǎn)裝置連接，并可由旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述電機(jī)座上設(shè)有傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的輸出軸上固定有第一齒輪； 一雕刻頭，包括裝夾有刀具的主軸、帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的氣動(dòng)馬達(dá)及帶到主軸擺動(dòng)的擺軸，所述擺軸兩端通過(guò)兩對(duì)稱(chēng)固定柱安裝于所述電機(jī)座下端，擺軸一端連接有第二齒輪，所述第二齒輪通過(guò)傳動(dòng)帶與第一齒輪傳動(dòng)連接，所述氣動(dòng)馬達(dá)通過(guò)鋼絲軟軸與主軸傳動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主軸通過(guò)定子固定在擺軸上，主軸內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與定子之間內(nèi)嵌有軸承，所述定子頂部設(shè)有軸套，所述鋼絲軟軸的一端通過(guò)固定在軸套上，軸套與轉(zhuǎn)子相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主軸的端部設(shè)有彈簧夾頭，所述轉(zhuǎn)子下部外側(cè)為一段螺紋，安裝有小型螺母，所述彈簧夾頭與轉(zhuǎn)子通過(guò)小型螺母緊密配合進(jìn)而一起旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軸套下方進(jìn)一步設(shè)有鎖緊螺母，所述軸套和鎖緊螺母通過(guò)內(nèi)部螺紋與轉(zhuǎn)子上不擰緊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括第一伺服電機(jī)和第一行星減速機(jī)，所述第一伺服電機(jī)和第一行星減速機(jī)通過(guò)軸承座內(nèi)放置的軸承與電機(jī)座相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一行星減速機(jī)的輸出軸采用鍵槽方式與電機(jī)座的旋轉(zhuǎn)連接軸相連接，所述軸承座上方設(shè)有頂蓋，軸承座內(nèi)部放置兩個(gè)軸承通過(guò)螺栓固定在支架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳動(dòng)裝置包括第二伺服電機(jī)和第二行星減速機(jī)，第二行星減速機(jī)的輸出軸上固定有第一齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包括有防護(hù)蓋，所述防護(hù)蓋罩在第一齒輪、第二齒輪和傳動(dòng)帶的外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的擬人式雕刻用雙擺頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳動(dòng)帶為同步帶。
【文檔編號(hào)】B44B1/00GK104191885SQ201410424106
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】翁強(qiáng), 劉清建, 尤濤, 王太勇 申請(qǐng)人:福建省天大精諾信息有限公司