一種雙立柱粗精雕一體機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及木、石材雕刻領(lǐng)域，特別是涉及一種用于木、石材雕刻的雙立柱粗精雕一體機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在木材、石材雕刻領(lǐng)域中，由于用于雕刻的原材料具有不規(guī)則性等問題，木、石材機(jī)械雕刻過程至少要經(jīng)粗雕、精雕兩道工序。但由于粗、精雕工序的加工量、刀具種類、刀具裝夾方式、主軸轉(zhuǎn)數(shù)、NC程序等工藝參數(shù)都不同，這就要求雕刻機(jī)主軸頭具有不同的結(jié)構(gòu)特性以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，以至在很多時(shí)候，木、石材的粗雕工序與精雕工序必需分別在兩臺(tái)不同的設(shè)備來完成。由此需要二次裝夾刀具，和對(duì)雕刻原材料進(jìn)行二次定位，從而大大降低了雕刻加工的工作效率。
[0003]并且在現(xiàn)有的木、石材自動(dòng)化雕刻機(jī)械中，一般只適用于平板類原材料雕刻，如木板雕花、石板雕刻，不適用于大型立式原材料雕刻，如石像、樹粧雕刻。因此亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)大型立式原材料粗、精雕的一體機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種雙立柱粗精雕一體機(jī)，用于解決現(xiàn)有雕刻機(jī)中粗雕、精雕必需分開加工，和只適用于平板類原材料雕刻的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，第一方面，提供一種雙立柱粗精雕一體機(jī)，包括:
[0006]機(jī)床基座、工作臺(tái)、第一立柱、第二立柱、進(jìn)行粗雕刻加工的粗雕裝置和進(jìn)行精雕刻加工的精雕裝置；
[0007]所述工作臺(tái)設(shè)置于所述機(jī)床基座上，所述第一立柱和第二立柱分別豎直設(shè)置于所述工作臺(tái)旁，第一立柱和第二立柱分別設(shè)置有豎直方向延伸的線性導(dǎo)軌，所述粗雕裝置通過第一滑動(dòng)裝置可滑動(dòng)的設(shè)置于所述第一立柱的線性導(dǎo)軌上，所述精雕裝置通過第二滑動(dòng)裝置可滑動(dòng)的設(shè)置于所述第一立柱的線性導(dǎo)軌上；
[0008]所述粗雕裝置包括第三滑動(dòng)裝置、第一主軸、凸輪裝置和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第一滑動(dòng)裝置上設(shè)置有水平方向的線性導(dǎo)軌，所述第三滑動(dòng)裝置可滑動(dòng)的設(shè)置于所述水平方向的線性導(dǎo)軌上，所述第一主軸、凸輪裝置和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述第三滑動(dòng)裝置上，所述第一主軸上套設(shè)有第一齒輪，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與第一齒輪嚙合的第二齒輪，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過所述第一齒輪和第二齒輪驅(qū)動(dòng)第一主軸旋轉(zhuǎn)，所述第一主軸的一端設(shè)置有用于夾裝雕刻刀具的夾裝件，第一主軸的另一端的端面與所述凸輪裝置的凸輪表面相接觸，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一主軸沿軸向伸縮運(yùn)動(dòng)；
[0009]所述精雕裝置包括第四滑動(dòng)裝置、第二主軸、超聲波振蕩裝置和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述第二滑動(dòng)裝置上設(shè)置有水平方向的線性導(dǎo)軌，所述第四滑動(dòng)裝置可滑動(dòng)的設(shè)置于所述水平方向的線性導(dǎo)軌上，所述第二主軸、超聲波振蕩裝置和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述第四滑動(dòng)裝置上，所述超聲振蕩裝置包括超聲波換能器和振蕩信號(hào)發(fā)生電路，所述振蕩信號(hào)發(fā)生電路與所述超聲波換能器電連接，用于產(chǎn)生超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0010]所述第二主軸的一端設(shè)置有精雕刀具夾裝件，第二主軸的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于超聲波換能器的振動(dòng)輸出端，超聲波換能器帶動(dòng)第二主軸沿軸向振動(dòng)；
[0011 ] 所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過傳動(dòng)皮帶與所述第二主軸傳動(dòng)連接，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二主軸旋轉(zhuǎn)。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明包括精雕裝置和粗雕裝置，同時(shí)兼具粗雕與精雕功能，因此無需二次定位和夾裝，大大提高了雕刻效率，并且所述粗、精雕裝置是可滑動(dòng)的設(shè)置于立柱上進(jìn)行雕刻，因此大大方便了雕刻木粧、石像等立式的工件；進(jìn)一步的，所述粗雕裝置的第一主軸同時(shí)由第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和凸輪裝置驅(qū)動(dòng)周向旋轉(zhuǎn)和沿軸向振動(dòng)沖擊，從而提高了基材上高硬度部分的雕刻效率，使所述粗雕裝置適用于更廣的木、石雕刻，并且所述精雕裝置的第二主軸同時(shí)由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)和超聲波振蕩裝置驅(qū)動(dòng)周向旋轉(zhuǎn)和小幅度的高頻軸向振動(dòng)，從而提高了精雕鉆頭的雕刻精細(xì)度。
[0013]結(jié)合第一方面，在第二方面中，為進(jìn)一步提高雕刻效率，和有效保護(hù)工作臺(tái)，提供一種工作臺(tái)可旋轉(zhuǎn)和升降雙立柱粗精雕一體機(jī)，所述工作臺(tái)為圓形臺(tái)面，工作臺(tái)通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置于機(jī)床基座上，其中，所述機(jī)床基座上設(shè)置有與所述工作臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)相適配的容置凹槽，所述工作臺(tái)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置于所述容置凹槽內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)由上至下依次設(shè)置有固定臺(tái)面、豎直設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸和液壓缸，所述工作臺(tái)固定于所述固定臺(tái)面上，固定臺(tái)面固定于旋轉(zhuǎn)軸的頂端，旋轉(zhuǎn)軸底端可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于液壓缸的推桿上，液壓缸驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)升降，所述旋轉(zhuǎn)軸還通過傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)連接于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)工作臺(tái)周向旋轉(zhuǎn)。在雕刻時(shí)通過旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可自動(dòng)調(diào)整雕刻的不同部位，因此，通過升降粗、精雕裝置和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可對(duì)工件表面的任何一位置進(jìn)行雕刻，大大提高了雕刻效率，同時(shí)通過控制液壓缸可控制工作臺(tái)升降，當(dāng)安裝工件時(shí)，可降低工作臺(tái)使其低于容置凹槽，防止安裝時(shí)撞擊的沖擊力損壞工作臺(tái)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，當(dāng)工件放置好之后要，可升高工作臺(tái)，使工件底部離開機(jī)床基座，并帶動(dòng)工件在雕刻時(shí)旋轉(zhuǎn)調(diào)整雕刻部位。
[0014]結(jié)合第一方面和第二方面，在第三方面中，所述機(jī)床基座上設(shè)置有與所述工作臺(tái)同圓心的環(huán)形導(dǎo)軌，所述第一立柱和第二立柱分別通過滑動(dòng)塊可滑動(dòng)的設(shè)置于所述環(huán)形導(dǎo)軌上。因此，所述立柱可在環(huán)形導(dǎo)軌上移動(dòng)，因此通過移動(dòng)立柱在導(dǎo)軌上的位置以及旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的角度可快速的調(diào)整粗、精雕裝置到指定的位置進(jìn)行雕刻，提高了雕刻效率。
[0015]在現(xiàn)有的機(jī)械雕刻中，只能實(shí)現(xiàn)雕刻鉆頭與工件表面的垂直雕刻，因此無法模擬人工進(jìn)行多角度雕刻，大大限制了雕刻的范圍，只能適用于雕刻一些平面結(jié)構(gòu)和圖案，結(jié)合第三方面，為使粗、精雕裝置的雕刻鉆頭能實(shí)現(xiàn)多角度雕刻，在一實(shí)施方式中，所述第一立柱與滑動(dòng)塊之間以及第二立柱與滑動(dòng)塊之間分別設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置，所述旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)第一立柱和第二立柱周向旋轉(zhuǎn)來調(diào)整粗雕裝置以及精雕裝置的鉆頭的雕刻角度。通過旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)立柱的角度可調(diào)整粗、精裝置的雕刻鉆頭與工件表面的接觸角度，從而實(shí)現(xiàn)多角度雕亥IJ，從而可模擬人工進(jìn)行多角度雕刻，可用于雕刻大多數(shù)的立體雕像，如球形雕刻、人臉立體雕刻等，大大提高了雕刻的靈活性。
[0016]進(jìn)一步的，為提高立柱旋轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性，結(jié)合上述第三方面，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括步進(jìn)電機(jī)和減速機(jī)，所述減速機(jī)的動(dòng)力輸入端連接于步進(jìn)電機(jī)，減速機(jī)的動(dòng)力輸出端通過齒輪與設(shè)置于第一立柱和第二立柱底端的齒輪嚙合。
[0017]因現(xiàn)有技術(shù)中的超聲波換能器的表面振動(dòng)幅度較小，因此，結(jié)合第一方面，在一實(shí)施方式中，為提高超聲波換能器和精雕裝置的第二主軸軸向高頻振動(dòng)的振動(dòng)幅度，所述超聲波換能器為夾心式復(fù)合換能器，包括前蓋板、后蓋板、偶數(shù)片壓電陶瓷晶片、雙頭螺柱和螺母；
[0018]所述后蓋板、偶數(shù)片壓電陶瓷晶片、前蓋板依次層疊設(shè)置，所述雙頭螺柱貫穿所述壓電陶瓷晶片和后蓋板，雙頭螺柱的一端螺紋連接于前蓋板中部，所述螺母連接于雙頭螺柱的另一端。
[0019]在現(xiàn)有技術(shù)中，雕刻的力度是無法得到反饋的，因此很難控制雕刻鉆頭與工件表面的雕刻力度，特別是在精雕過程中，很容易造成力度過大影響雕刻圖案，或力度太小降低雕刻效率。因此，結(jié)合第一方面，在一實(shí)施方式中，所述超聲振蕩裝置還包括壓電檢測電路，所述壓電檢測電路與所述超聲波換能器電連接，用于檢測超聲波換能器因壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的輸出電壓。所述壓電檢測電路可根據(jù)壓電效應(yīng)檢測超聲波換能器的表面壓力而產(chǎn)生的電壓值，其中超聲波換能器的表面壓力就是精雕鉆頭與工件表面的雕刻壓力，因此，通過壓電檢測電路可間接的檢測到精雕鉆頭的雕刻壓力，從而為精雕雕刻力度控制提供了數(shù)據(jù)依據(jù)，大大提高了精雕過程的雕刻精度。
[0020]結(jié)合第一方面，在一實(shí)施方式中，所述振蕩信號(hào)發(fā)生電路包括依次串聯(lián)的振蕩器、激勵(lì)器和功率放大器，所述功率放大器的輸出端連接于超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端。
[0021]結(jié)合第一方面，在一實(shí)施方式中，所述凸輪裝置通過離合器傳動(dòng)連接于所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)。因此，通過控制所述離合器可控制凸輪裝置與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的傳動(dòng)連接，當(dāng)離合器吸合時(shí)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一主軸旋轉(zhuǎn)和通過凸輪裝置驅(qū)動(dòng)第一主軸軸向沖擊振動(dòng)，當(dāng)離合器分開時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)只驅(qū)動(dòng)第一主軸旋轉(zhuǎn)，從而大大提高了第一主軸雕刻的靈活度。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一實(shí)施方式提供的雙立柱粗精雕一體機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1中粗雕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖1中精雕裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為一實(shí)施方式中工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為一實(shí)施方式中第一立柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為一實(shí)施方式中超聲波換能器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為一實(shí)施方式中振蕩