專利名稱：一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)控熱切割加工裝置，尤其是指安裝在三維運動控制機床上，加工材料為泡沫塑料的建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置。
背景技術：
建筑設計及規(guī)劃方案中，需要用相應比例的建筑模型展現(xiàn)構思。在初期出模階段， 以高分子材料泡沫塑料為原料的建筑初模得到大量應用。很多情況下，建筑初模由手工完成或簡單直線切割設備制作。因此制作模型的好壞受人為因素影響較大，制作效率低、制作成本高，且模型的制作精度得不到保證，體現(xiàn)在制作出來的建筑初模的表面粗糙。線切割技術在機械領域運用很廣，但它的工作原理只適合于加工金屬材料，而對于加工泡沫，塑料等非金屬材料則不適用。目前使用的熱切割機主要是通過對金屬刀片進行加熱，來增加切割效率，但是，金屬刀片加熱面積多大而且熱量散失較快，溫度難以控制因此其能耗大而且每次切割的差異較大，從而造成精度差。也有少數(shù)切割機是通過發(fā)熱絲進行切割的，但僅僅是以單片機進行控制，發(fā)熱絲也只能在一個上下運動或平面移動，無法實現(xiàn)立體加工，所以其適應性較差。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，將數(shù)控技術應用在建筑初模的加工制作上，利用該裝置可使模型尺寸精度準確、模型外表面光滑，提高了加工效率，節(jié)約了加工成本。且該裝置操作方便，結構簡單。本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的。一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，包括計算機控制系統(tǒng)、及與計算機控制系統(tǒng)信號連接的電熱絲溫控機構，電熱絲溫控機構與數(shù)控熱切割機構連接；其特征在于 所述數(shù)控熱切割機構包括工作臺，及工作臺上的縱向行走機構和夾持機構，在縱向行走機構上設有橫向行走機構，橫向行走機構上連接有旋轉(zhuǎn)切割機構；夾持機構上設有步進電機及夾持建筑初模的夾具；旋轉(zhuǎn)切割機構與建筑初模相接，旋轉(zhuǎn)切割機構通過無線遙控器信號連接電機旋轉(zhuǎn)，電熱絲溫控機構連接旋轉(zhuǎn)切割機構的電熱絲控制溫度，夾持機構夾持建筑初模旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對建筑初模的數(shù)控立體熱切割。本實用新型進一步的特征在于所述工作臺底端設有兩縱向?qū)U和一個縱向絲杠，縱向絲杠與伺服電機連接，兩縱向?qū)U和一縱向絲杠與滑塊連接，滑塊兩端固定在縱向行走機構上。所述橫向行走機構設于縱向行走機構支架上，支架上設有兩橫向?qū)U和一個橫向絲杠，橫向絲杠與伺服電機連接，兩橫向?qū)U和一橫向絲杠與橫向行走機構連接。所述旋轉(zhuǎn)切割機構固定在橫向行走機構上，旋轉(zhuǎn)切割機構包括固定在橫向行走機構上的慢速電機及連接于慢速電機上的慢速電機輸出軸軸套，慢速電機輸出軸軸套通過銷連接有U型空心管，在U型空心管兩端口之間連接有電熱絲。[0010]所述連接于U型空心管兩端口之間的電熱絲貫穿于U型空心管中并與電熱絲溫控機構連接。所述電熱絲最佳工作溫度為200°C 260°C。所述夾持機構設置于工作臺的導軌上，夾持機構的端頭設有步進電機，步進電機的輸出軸與夾具軸相接。本實用新型的特點是(1)本加工裝置采用的是數(shù)字控制系統(tǒng)，最大限度的避免了人為因素的影響，保證了建筑模型的精度。(2)在電熱絲切割機構部分，與僅能在垂直方向進行切割的普通機構不同，本加工裝置通過安裝一個慢速電機，采用控制其轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)電熱絲的旋轉(zhuǎn)切割，增加了此切割機構的一個加工自由度，可完成傾斜面切割。(3)根據(jù)制作模型材料的不同，可以通過調(diào)節(jié)電熱絲兩端的電壓來控制電熱絲的加工溫度，以達到最佳工作溫度 260°C )，保證建筑初模表面光滑。本實用新型計算機控制系統(tǒng)是使用通用CAD軟件建立加工模型，由數(shù)據(jù)準備軟件將建立的加工模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)文件，再由所述伺服電機根據(jù)數(shù)據(jù)文件帶動電熱絲切割機構運動。該裝置將數(shù)控技術應用在建筑初模的加工制作上，通過慢速電機輸出軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)電熱絲的旋轉(zhuǎn)切割，使得整個切割過程更為靈活，并使模型尺寸精度準確、模型外表面光滑，提高了加工效率，節(jié)約了加工成本。

圖1是本實用新型數(shù)控熱切割加工系統(tǒng)結構示意圖；圖2是本實用新型工作臺結構示意圖；圖3是本實用新型旋轉(zhuǎn)切割機構結構示意圖；圖4是旋轉(zhuǎn)切割機構不加密封蓋結構示意圖；圖5是旋轉(zhuǎn)切割機構側視圖。1、計算機控制系統(tǒng)；2、電熱絲溫控機構；3、縱向行走機構；4、U型空心管；5、橫向行走機構；6、電熱絲；7、工作臺；8、夾持機構；9、步進電機；10、夾具；11、無線遙控器；12、 皮帶輪；13、伺服電機；14、16、橫向?qū)U；15、橫向絲杠；17、伺服電機；18、滑塊；19、21、縱向?qū)U；20、縱向絲杠；22、密封蓋；23、銷；24、螺釘；25、螺釘；26、螺釘；27、慢速電機；28、 慢速電機輸出軸軸套。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明如圖1所示，該用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工系統(tǒng)，包括計算機控制系統(tǒng)1、及與計算機控制系統(tǒng)1信號連接的電熱絲溫控機構2，電熱絲溫控機構2與數(shù)控熱切割機構連接；其中數(shù)控熱切割機構包括工作臺7，及工作臺7上的縱向行走機構3和夾持機構8，在縱向行走機構3上設有橫向行走機構5，橫向行走機構5上連接有旋轉(zhuǎn)切割機構；夾持機構 8上設有步進電機9及夾持建筑初模的夾具10 ；旋轉(zhuǎn)切割機構與建筑初模相接，旋轉(zhuǎn)切割機構通過無線遙控器11信號連接電機旋轉(zhuǎn)，電熱絲溫控機構2連接旋轉(zhuǎn)切割機構的電熱絲6控制溫度，夾持機構8夾持建筑初模旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對建筑初模的數(shù)控立體熱切割。電熱絲6工作時的溫度由電熱絲溫控機構上的旋鈕來調(diào)節(jié)。夾持機構8設置于工作臺7的導軌上，夾持機構8的端頭設有步進電機9，步進電機9的輸出軸與夾具10的軸相接。如圖2所示，工作臺7底端設有兩縱向?qū)U19、21和一個縱向絲杠20，縱向絲杠 20與伺服電機17連接，兩縱向?qū)U19、21和一縱向絲杠20與滑塊18連接，滑塊18兩端固定在縱向行走機構3上。橫向行走機構5設于縱向行走機構3支架上，支架上設有兩橫向?qū)U14、16和一個橫向絲杠15，橫向絲杠15與伺服電機13連接，絲桿由伺服電機13通過皮帶輪帶動旋轉(zhuǎn)， 兩橫向?qū)U14、16和一橫向絲杠15與橫向行走機構5連接。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)切割機構固定在橫向行走機構5上，旋轉(zhuǎn)切割機構包括固定在橫向行走機構5上的慢速電機27及連接于慢速電機27上的慢速電機輸出軸軸套觀，慢速電機輸出軸軸套28通過銷23連接有U型空心管4，在U型空心管4兩端口之間連接有電熱絲 6。U型空心管4為薄壁輕質(zhì)塑料材質(zhì)，U型空心管4兩端口下沿對稱開有貫穿于U型空心管4的通孔，電熱絲6繞在螺釘25上，采用雙向拉緊的方式通過螺栓連接固定在空心管4上。電熱絲6兩端連接在空心管4內(nèi)的導線上，導線從U型空心管底端中部伸出，接到電熱絲溫控機構2中。本實用新型根據(jù)制作模型材料的不同，可以通過調(diào)節(jié)電熱絲兩端的電壓來控制電熱絲6的加工溫度，電熱絲6最佳工作溫度為200°C 260°C。如圖3、圖4、圖5所示，旋轉(zhuǎn)切割機構固定在橫向行走機構5上，旋轉(zhuǎn)切割機構包括固定在橫向行走機構5上的慢速電機27及連接于慢速電機27上的慢速電機輸出軸軸套觀，慢速電機輸出軸軸套28通過銷23連接有U型空心管4，在U型空心管4兩端口之間連接有電熱絲6。圖3中，電熱絲6通過螺釘25插入U型空心管4兩端口的通孔相連；銷23通過螺釘M與U型空心管4相連；橫向行走機構5上設有密封慢速電機27的密封蓋22。圖4中，慢速電機27通過螺釘沈與橫向行走機構5相連。圖5中，慢速電機輸出軸軸套28與慢速電機27的轉(zhuǎn)動軸采用過盈連接。本實用新型具體實施過程為工作時，設定對建筑模型毛坯進行切割圖形的數(shù)控加工軟件程序及機床參數(shù)，通過電熱絲溫控機構上的旋鈕來調(diào)節(jié)切割毛坯電熱絲6的工作溫度，得到最佳加工精度時的加工溫度，用此溫度去進行正式切割；在加工過程中，使用無線遙控器控制慢速電機27的轉(zhuǎn)動，來帶動U型空心管4的轉(zhuǎn)動，最終實現(xiàn)電熱絲6的旋轉(zhuǎn)切割，增加了此切割機構的一個自由度，使得整個切割過程更為靈活，能完成立體模型的制作，節(jié)省制作時間。
權利要求1.一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，包括計算機控制系統(tǒng)(1)、及與計算機控制系統(tǒng)(1)信號連接的電熱絲溫控機構O)，電熱絲溫控機構O)與數(shù)控熱切割機構連接；其特征在于所述數(shù)控熱切割機構包括工作臺(7)，及工作臺(7)上的縱向行走機構 (3)和夾持機構(8)，在縱向行走機構(3)上設有橫向行走機構(5)，橫向行走機構(5)上連接有旋轉(zhuǎn)切割機構；所述夾持機構(8)上設有步進電機(9)及夾持建筑初模的夾具(10)； 旋轉(zhuǎn)切割機構與建筑初模相接，旋轉(zhuǎn)切割機構通過無線遙控器(11)信號連接電機旋轉(zhuǎn)，電熱絲溫控機構(2)連接旋轉(zhuǎn)切割機構的電熱絲(6)控制溫度，夾持機構(8)夾持建筑初模旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對建筑初模的數(shù)控立體熱切割。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述工作臺(7)底端設有縱向?qū)U(19)和縱向?qū)U和一個縱向絲杠(20)，縱向絲杠 (20)與伺服電機(17)連接；兩縱向?qū)U和一縱向絲杠00)與滑塊(18)連接，滑塊(18)兩端固定在縱向行走機構(3)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述橫向行走機構(5)設于縱向行走機構(3)支架上，支架上設有橫向?qū)U(14)和橫向?qū)U (16)和一個橫向絲杠(15)，橫向絲杠(15)與伺服電機(13)連接，兩橫向?qū)U和一橫向絲杠(1 與橫向行走機構(5)連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)切割機構固定在橫向行走機構(5)上，旋轉(zhuǎn)切割機構包括固定在橫向行走機構(5) 上的慢速電機07)及連接于慢速電機07)上的慢速電機輸出軸軸套(觀)，慢速電機輸出軸軸套08)通過銷03)連接有U型空心管0)，在U型空心管(4)兩端口之間連接有電熱絲(6)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述連接于U型空心管(4)兩端口之間的電熱絲(6)貫穿于U型空心管(4)中并與電熱絲溫控機構⑵連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述電熱絲(6)工作溫度為200°C 260°C。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，其特征在于所述夾持機構(8)設置于工作臺(7)的導軌上，夾持機構(8)的端頭設有步進電機(9)，步進電機(9)的輸出軸與夾具(10)軸相接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于建筑初模的數(shù)控熱切割加工裝置，包括計算機控制系統(tǒng)、及與計算機控制系統(tǒng)信號連接的電熱絲溫控機構，電熱絲溫控機構與數(shù)控熱切割機構連接；所述數(shù)控熱切割機構包括工作臺，及工作臺上的縱向行走機構和夾持機構，在縱向行走機構上設有橫向行走機構，橫向行走機構上連接有旋轉(zhuǎn)切割機構；夾持機構上設有步進電機及夾持建筑初模的夾具；旋轉(zhuǎn)切割機構與建筑初模相接，旋轉(zhuǎn)切割機構通過無線遙控器信號連接電機旋轉(zhuǎn)，電熱絲溫控機構連接旋轉(zhuǎn)切割機構的電熱絲控制溫度，夾持機構夾持建筑初模旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對建筑初模的數(shù)控立體熱切割。該裝置實現(xiàn)電熱絲的旋轉(zhuǎn)切割，使模型尺寸精度準確、外表面光滑，加工效率高，加工成本低。
文檔編號B26F3/12GK201941046SQ20102066662
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權日2010年12月17日
發(fā)明者吳曉君, 張晉文, 路超, 鄭超, 韋保全 申請人:西安建筑科技大學