專利名稱：一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及雕刻設備，具體是涉及一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機。
背景技術：
現(xiàn)有的門窗雕刻機采用傳統(tǒng)的小型工業(yè)雕刻機結(jié)構，其存在以下不足一是工業(yè)雕刻機采用鋼或鑄鐵制造，具有較高的剛性和強度，但制造復雜，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；二是工業(yè)雕刻機自身很重，在生產(chǎn)、裝配、運輸、推廣等方面都存在不便；三是門窗雕刻機利用的是覆銅板表面的銅膜，在雕刻過程中，必須保護好門窗表面的有效銅膜，而工業(yè)雕刻機利用的是整個工件，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，直接運用工業(yè)雕刻機切削加工質(zhì)量不理想；四是現(xiàn)有雕刻機沒有平面檢測與自動對刀功能，在雕刻過程中依靠目測，隨時調(diào)整加工深度，或者在加工開始前預留較大的誤差，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，采用機械壓力的方式檢測平面與自動對刀，但由于價格昂貴，限制了廣大用戶的使用。實用新型的內(nèi)容針對現(xiàn)有門窗雕刻機的上述不足，申請人經(jīng)過研究改進，提供一種結(jié)構簡單，不僅可使設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。本實用新型的技術方案如下一種數(shù)控雕刻機，一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設置有與計算機連接的數(shù)控接口，底座上還設置有三個互相正交安裝的X、 Y、Z坐標滑臺組件，每個滑臺組件有與之連接的執(zhí)行電機進行驅(qū)動，每個執(zhí)行電機分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺固定在Y坐標滑臺組件上，雕刻組件固定在Z坐標滑臺組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運動軌跡為一條固定的直線，自動對刀距離檢測器設置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機，觸摸屏，所述的單片機與顯示信觸摸屏連接， 所述的單片機將顯示信號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輸入給所述的單片機。其進一步的技術方案是所述雕刻組件包括主軸電機座，主軸電機座固定在ζ坐標滑臺組件上，主軸電機連接在主軸電機座上，主軸電機上連接雕刻刀具。其進一步的技術方案是平面檢測距離檢測器設置在所述主軸電機座上，和主軸電機同步移動。其進一步的技術方案是所述的每個坐標滑臺組件包括支撐座，在支撐座上平行安裝兩根導軌，在導軌上套上滑塊，滑塊聯(lián)板緊固在滑塊上，滑塊聯(lián)板可隨滑塊在導軌上自由滑動，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)行電機連接。其進一步的技術方案是所述支撐座采用標準槽鋼，其內(nèi)表面進行清角加工，作為導軌的安裝面。其進一步的技術方案是所述滑塊聯(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。本實用新型的有益技術效果是本實用新型具有平面檢測與自動對刀功能，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，三個坐標軸的滑臺組件及控制電路采用了相同的結(jié)構，減少零件種類；采用現(xiàn)有的標準件，降低了加工成本。

圖1是本實用新型的結(jié)構圖；圖2是X、Y、Z三個坐標滑臺組件的安裝圖；圖3是坐標滑臺組件的結(jié)構圖；圖4是支撐座的結(jié)構圖；圖5是滑塊聯(lián)板的結(jié)構圖；圖6是本實用新型中智能控制器的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。如圖1所示，一種數(shù)控雕刻機，一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設置有與計算機連接的數(shù)控接口，底座上還設置有三個互相正交安裝的X、Y、Z坐標滑臺組件，每個滑臺組件有與之連接的執(zhí)行電機進行驅(qū)動，每個執(zhí)行電機分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺固定在Y坐標滑臺組件上，雕刻組件固定在Z坐標滑臺組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運動軌跡為一條固定的直線，自動對刀距離檢測器設置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機，觸摸屏，所述的單片機與顯示信觸摸屏連接， 所述的單片機將顯示信號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輸入給所述的單片機。其進一步的技術方案是所述雕刻組件包括主軸電機座，主軸電機座固定在ζ坐標滑臺組件上，主軸電機連接在主軸電機座上，主軸電機上連接雕刻刀具。本實用新型包括底座7，底座7內(nèi)設置有與計算機連接的數(shù)控接口 ；底座7上還設置有三個互相正交安裝的x、Y、z坐標滑臺組件10、9、11，其采用相同的結(jié)構，只有長度有所不同，三者通過支架8與底座7連接(見圖幻，每個滑臺組件有與之連接的執(zhí)行電機進行驅(qū)動，每個執(zhí)行電機分別與所述數(shù)控接口連接；見圖1，工作臺3固定在Y坐標滑臺組件9上， 主軸電機座4固定在Z坐標滑臺組件11上，主軸電機5連接在主軸電機座4上，主軸電機 5上連接雕刻刀具6。平面檢測距離檢測器1設置在主軸電機座4上，和主軸電機5同步移動，底座7上連接有自動對刀距離檢測器2，且平面檢測距離檢測器1在底座7上的運動軌跡為一條固定的直線，自動對刀距離檢測器2設置在該固定直線上。如圖3所示，以2坐標滑臺組件11為例進行說明，每個坐標滑臺組件包括支撐座 18，在支撐座18上平行安裝兩根導軌13，在導軌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在導軌13上自由滑動，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15連接。本實施例的執(zhí)行電機15采用步進電機。平面檢測距離檢測器1和自動對刀距離檢測器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，本實施例的支撐座18采用標準槽鋼。對標準槽鋼內(nèi)表面進行清角處理，保證導軌有足夠的安裝位置， 再對內(nèi)部平面進行磨床加工，保證安裝平面的平整度。如圖5所示，本實施例的滑塊聯(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軸坐標滑臺組件11安裝到X坐標滑組件10的滑塊聯(lián)板上，并調(diào)整好垂直度，把整個X、z坐標滑臺組件通過支架8底部螺絲緊固到Y(jié)軸坐標滑臺組件9上，把組裝好的X、Y、Z坐標滑臺組件固定到底座7上，安裝好工作臺3、主軸電機座4、主軸電機5及雕刻刀具6、平面檢測距離檢測器1以及自動對刀距離檢測器2。動作過程如下平面檢測距離檢測器1在ζ軸傳動機構帶動下，隨主軸電機5上下移動，整個ζ軸坐標滑臺11連同平面檢測距離檢測器1及主軸電機5，在X軸傳動機構的帶動下左右移動。Y軸傳動機構帶動工作臺3相對于平面檢測距離檢測器1及主軸電機5前后移動，這樣，實現(xiàn)了平面檢測距離檢測器1相對于工件在X、Y、Z三個方向的移動。相對于底座7而言，平面檢測距離檢測器1只在χ軸坐標滑臺組件10上做左右運動，因此平面檢測距離檢測器1在底座7上的運動軌跡為一條固定的直線。把自動對刀距離檢測器2設置在底座7上的這條固定直線上。這樣，可以實現(xiàn)平面檢測距離檢測器1與自動對刀距離檢測器2的相互測量。工作原理如下(1)平面檢測功能。上電工作時，雕刻機的X軸、Y軸、2軸分別回一次機械零點， 該機械零點位于X軸的最左端，Y軸的最下端，2軸的最上端。在工作臺3上裝上覆銅板并在計算機內(nèi)導入加工圖形后，移動平面檢測距離檢測器1到所述覆銅板上的工作原點，軟件記錄工作原點的坐標值，在有效范圍內(nèi)向下移動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，工件表面的實際高度為(Ζ.6)，(該實際高度是指相對于2軸機械零點的高度，下同)其中，Z為由軟件輸出控制的ζ軸向下移動的距離，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，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。( 自動對刀功能。在進行平面檢測時，工作原點的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移動到自動對刀距離檢測器2的位置，對接測量，檢測到自動對刀距離檢測器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為自動對刀距離檢測器2的讀數(shù)。這樣，工作原點與自動對刀距離檢測器12的傳感器探頭的垂直距離為A = ((Z2. 812. 621). (Z1-81 1))。(該值可以是負值)[0035]安裝雕刻刀具后，在軟件作用下降主軸電機自動移動到自動對刀距離檢測器2的位置，向下移動2軸，距離為Z3，自動對刀距離檢測器2的讀數(shù)為822，就可以計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軸的移動高度實現(xiàn)了自動對刀功能。智能控制器如圖6所示，所述智能控制器，它包括有單片機，觸摸屏，所述的單片機與顯示信觸摸屏連接，所述的單片機將顯示信號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輸入給所述的單片機。虛線框內(nèi)所示為用應變片組成的力敏電橋，力敏電橋的輸出端分別接至單片機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，將被測量的力學量轉(zhuǎn)換成與其成函數(shù)關系的電信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul通過總線SPl將轉(zhuǎn)換后的電信號發(fā)送至單片機的SPl模塊，然后由單片機對該信號進行處理和鑒別，并執(zhí)行相應的操作。模數(shù)轉(zhuǎn)換器Ul與單片機SPl模塊的連接關系為DCLK引腳為外部時鐘輸入腳接單片機SPl模塊的時鐘輸出端SCK ；CS引腳為片選端接單片機1/01端；DIN為數(shù)據(jù)輸入端接單片機SPl模塊的數(shù)據(jù)輸出端SDO ；BUSY為狀態(tài)輸出端接單片機的1/02端，當芯片處于轉(zhuǎn)換過程中時該引腳為高電平，通知單片機暫停發(fā)送新的指令；DOUT為數(shù)據(jù)輸出端接單片機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的1/03端，當芯片處于低功耗模式時該腳為高電平，一旦觸摸屏被點觸，該引腳立刻變?yōu)榈碗娖?，通知單片機選通該芯片。本實用新型一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機中使用智能控制器具有的優(yōu)點和積極效果是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行操作時，可以完全使用觸摸方式進行操作，不使用按鍵。2.操作更方便、更快捷。在觸摸屏上直接操作時，可以對參數(shù)直接選取，確認并進入步驟只需一次點擊操作即可完成修改數(shù)據(jù)時也可直接由鍵盤輸入。使用觸摸屏操作只需進行幾次點擊即可，進行常規(guī)操作往往可在十次點擊內(nèi)完成，并且與數(shù)據(jù)大小無關。3.有效避免誤操作。在操作觸摸屏時，僅將可用的虛擬按鍵顯示出來，操作人員僅可進行有限的操作，即使誤碰到其它區(qū)域，由于沒有相應的虛擬按鍵，也不會引起智能控制器的意外動作。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用的情況，因為按鍵的數(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置一個專門的虛擬按鍵，這樣極大的降低了軟件開發(fā)的難度。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機，其特征在于包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設置有與計算機連接的數(shù)控接口，底座上還設置有三個互相正交安裝的X、Y、Z坐標滑臺組件，每個滑臺組件有與之連接的執(zhí)行電機進行驅(qū)動，每個執(zhí)行電機分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺固定在Y坐標滑臺組件上，雕刻組件固定在Z坐標滑臺組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運動軌跡為一條固定的直線，自動對刀距離檢測器設置在該固定直線上；所述智能控制器，它包括有單片機，觸摸屏，所述的單片機與顯示信觸摸屏連接，所述的單片機將顯示信號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輸入給所述的單片機。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)控雕刻機，其特征在于所述雕刻組件包括主軸電機座，主軸電機座固定在Z坐標滑臺組件上，主軸電機連接在主軸電機座上，主軸電機上連接雕刻刀具。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)控雕刻機，其特征在于平面檢測距離檢測器設置在所述主軸電機座上，和主軸電機同步移動。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)控雕刻機，其特征在于所述的每個坐標滑臺組件包括支撐座，在支撐座上平行安裝兩根導軌，在導軌上套上滑塊，滑塊聯(lián)板緊固在滑塊上，滑塊聯(lián)板可隨滑塊在導軌上自由滑動，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)行電機連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)控雕刻機，其特征在于所述支撐座采用標準槽鋼，其內(nèi)表面進行清角加工，作為導軌的安裝面。
6.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)控雕刻機，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。
專利摘要本實用新型公開了一種用于雕刻門的智能數(shù)控雕刻機，包括智能控制器、底座，底座內(nèi)設置有與計算機連接的數(shù)控接口，底座上還設置有三個互相正交安裝的X、Y、Z坐標滑臺組件，每個滑臺組件有與之連接的執(zhí)行電機進行驅(qū)動，每個執(zhí)行電機分別與所述數(shù)控接口連接，工作臺固定在Y坐標滑臺組件上，雕刻組件固定在Z坐標滑臺組件上，雕刻組件上連接有平面檢測距離檢測器，底座上連接有自動對刀距離檢測器，且平面檢測距離檢測器在底座上的運動軌跡為一條固定的直線，自動對刀距離檢測器設置在該固定直線上；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效果和經(jīng)濟效益。
文檔編號B44B1/00GK202115235SQ20112022071
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權日2011年6月23日
發(fā)明者俞亞峰 申請人:俞亞峰