一種球頭雕刻機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種球頭雕刻機。
【背景技術(shù)】
[0002]雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工，雕刻機的應(yīng)用范圍非常廣泛，小功率的適合做雙色板、建筑模型、小型標牌、三維工藝品等，大功率雕刻機可以做大型切割、浮雕、雕刻等。雕刻機種類多樣，包括木工雕刻機、激光雕刻機、廣告雕刻機、玉石雕刻機、石材雕刻機等，而目前在工件平面上的雕刻自動化程度較高，但是對于非平面，如球面上進行雕亥IJ，需要雕刻刀頭進行立體空間的移動，往往難以做到多個方向同時移動，導致自動化程度較低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種球頭雕刻機，本球頭雕刻機能夠自動對球面進行雕刻，自動化程度高。
[0004]本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):一種球頭雕刻機，包括機架，其特征在于，所述機架上水平固連有環(huán)形基板，所述機架在基板的下方連接有用于支撐球頭桿部的支撐盤，所述基板與支撐盤之間設(shè)有能夠?qū)⑶蝾^桿部固定住的定位機構(gòu)，所述球頭雕刻機還包括轉(zhuǎn)動環(huán)、導向桿和擺動桿，所述轉(zhuǎn)動環(huán)轉(zhuǎn)動連接在基板上，且轉(zhuǎn)動環(huán)與基板同軸心設(shè)置，所述機架上設(shè)有能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)動環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動的周向驅(qū)動件，所述導向桿與擺動桿均呈弧形，所述導向桿的兩端均固連在轉(zhuǎn)動環(huán)上，所述擺動桿的兩端均鉸接在轉(zhuǎn)動環(huán)上，且導向桿所在平面與轉(zhuǎn)動環(huán)所在平面相垂直，所述導向桿與擺動桿的弧度均為180°，且導向桿兩端的連線與擺動桿兩端的連線相垂直，所述導向桿上設(shè)有能夠驅(qū)動擺動桿往復(fù)擺動的橫向驅(qū)動件，所述擺動桿上沿長度方向滑動連接有移動塊，所述移動塊上滑動連接有伸縮柱，該伸縮柱的一端設(shè)有刀頭，且刀頭朝向基板圓心，所述擺動桿上設(shè)有能夠驅(qū)動移動塊往復(fù)移動的縱向驅(qū)動件，所述移動塊上設(shè)有能夠驅(qū)動伸縮柱伸縮的動力源。
[0005]基板水平架設(shè)固定在機架上，工件呈柱狀，球頭位于工件的一端，另一端為桿部，雕刻時將工件豎直設(shè)置，使得工件的端部抵壓在支撐盤上，然后通過定位機構(gòu)將工件固定柱，此時工件保持豎直狀態(tài)，同時球頭的球心與導向桿、擺動桿以及轉(zhuǎn)動環(huán)的圓心重合，在雕刻過程中，動力源能夠驅(qū)動伸縮柱伸縮，使得刀頭能夠與球頭的表面接觸并進行雕刻，而刀頭連接在移動塊上，移動塊連接在擺動桿上，擺動桿連接在轉(zhuǎn)動環(huán)上，因此周向驅(qū)動件驅(qū)動轉(zhuǎn)動環(huán)周向轉(zhuǎn)動，能夠使得刀頭沿球頭周向移動，橫向驅(qū)動件驅(qū)動擺動桿往復(fù)擺動，即驅(qū)動刀頭沿球頭表面的橫向進行移動，縱向驅(qū)動件驅(qū)動移動塊沿著擺動桿進行往復(fù)移動，即驅(qū)動刀頭沿球頭球面的縱向進行移動，當周向驅(qū)動件、橫向驅(qū)動件以及縱向驅(qū)動件向結(jié)合后實現(xiàn)三軸聯(lián)動，即刀頭能夠移動至球頭表面的任意位置，從而實現(xiàn)對球頭表面的雕刻，自動化程度高。
[0006]在上述的球頭雕刻機中，所述機架在基板的下方固連有導向套，所述導向套內(nèi)沿豎直方向滑動連接有調(diào)節(jié)螺桿，所述導向套的下端轉(zhuǎn)動連接有調(diào)節(jié)螺母，上述調(diào)節(jié)螺桿螺接在調(diào)節(jié)螺母內(nèi)，所述調(diào)節(jié)螺桿的上端伸出導向套，且在伸出端水平固連有導向盤，所述導向盤的上側(cè)面上開設(shè)有圓形槽，所述圓形槽底面上轉(zhuǎn)動連接有若干支撐輪，該若干支撐輪周向均布，上述支撐盤位于圓形槽內(nèi)，且支撐盤的下側(cè)面抵靠的支撐輪上，所述支撐盤與轉(zhuǎn)動環(huán)同軸心設(shè)置。由于工件的長度難以保證完全一致，因此在工件被定位在支撐盤上后旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺母，使得調(diào)節(jié)螺桿升降，實現(xiàn)對球頭的高度調(diào)節(jié)，使得球頭的球心與轉(zhuǎn)動環(huán)圓心重合，而在調(diào)節(jié)過程中，工件被定位機構(gòu)周向固定，因此支撐盤設(shè)置在圓形槽內(nèi)，且支撐盤外底面與圓形槽槽底之間設(shè)置支撐輪，即導向盤旋轉(zhuǎn)時支撐盤能夠保持靜止，避免工件底部與支撐盤之間出現(xiàn)相對滑動摩擦。
[0007]在上述的球頭雕刻機中，所述定位機構(gòu)包括定位環(huán)、若干定位螺桿和若干定位螺母，所述定位環(huán)的外周壁上周向開設(shè)有環(huán)形槽，并通過該環(huán)形槽滑動連接在基板內(nèi)邊沿上，所述基板下側(cè)面上周向固連有若干連接套，該若干連接套的軸向與基板徑向一致，所述定位螺母轉(zhuǎn)動連接在連接套的端部，所述定位螺桿滑動插接在連接套內(nèi)并與定位螺母相螺接，所述定位螺桿的內(nèi)端伸出定位螺母，且在伸出端連接有定位片，所述定位環(huán)的下側(cè)面上固連有環(huán)形的定位齒條，所述定位螺母的外周壁上套設(shè)固連有環(huán)形齒輪，所述環(huán)形齒輪與定位齒條相嚙合。通過旋轉(zhuǎn)定位環(huán)，定位環(huán)下側(cè)面上的定位齒條能夠同時帶動若干個環(huán)形齒輪轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)速一致，即若干的定位螺母同時同速旋轉(zhuǎn)，使得定位螺桿的伸縮長度保持一致，即若干定位片能夠均勻抵壓在工件上，使得工件保持豎直。
[0008]在上述的球頭雕刻機中，所述定位螺桿的端部固連有定位塊，所述定位塊朝向基板軸心線的側(cè)面上沿豎直方向開設(shè)有條形槽，且條形槽的下端封閉，所述條形槽底面上沿豎直方向轉(zhuǎn)動連接有若干滑輪，所述條形槽的相對兩槽壁上豎直方向開設(shè)有條形連接槽，所述定位片的橫截面呈弧形，在定位片凸出的側(cè)面上具有矩形連接塊，所述連接塊的相對兩側(cè)壁上沿條形連接凸沿，所述連接塊滑動插接在條形槽內(nèi)，且連接凸沿滑動連接在連接槽內(nèi)，所述連接槽的寬度大于連接凸沿的寬度，當定位片抵壓在球頭桿部側(cè)壁上時，連接塊抵壓在滑輪上。由于工件需要在定位片夾緊以保證豎直狀態(tài)后進行高度調(diào)節(jié)，因此定位片滑動連接在定位塊的條形槽內(nèi)，定位片夾緊工件時，定位塊抵壓在滑輪上，滑輪抵壓在定位片上，而工件升降時定位片能夠隨工件一起移動，不影響對工件的水平夾緊定位。
[0009]在上述的球頭雕刻機中，所述周向驅(qū)動件包括周向驅(qū)動電機和兩周向驅(qū)動齒輪，所述轉(zhuǎn)動環(huán)內(nèi)周壁上周向開設(shè)有環(huán)形槽，并通過該環(huán)形槽轉(zhuǎn)動套設(shè)在基板外邊沿上，所述轉(zhuǎn)動環(huán)外周壁上周向固連有環(huán)形的周向齒條，所述機架上轉(zhuǎn)動連接有兩連接軸，該兩連接軸豎直設(shè)置，上述兩周向驅(qū)動齒輪分別固連在兩連接軸上，且兩周向驅(qū)動齒輪均與軸向齒條相嚙合，兩所述周向驅(qū)動齒輪相對轉(zhuǎn)動環(huán)軸心線對稱設(shè)置，所述周向驅(qū)動電機的輸出軸上固連有兩主動帶輪，兩所述連接軸上均固連有從動帶輪，所述主動帶輪與從動帶輪通過皮帶相連接。即周向驅(qū)動電機驅(qū)動兩個從動帶輪轉(zhuǎn)動，從動帶輪帶動各自的周向驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)動速度一致，轉(zhuǎn)動環(huán)通過兩個周向驅(qū)動齒輪帶動，使得受到的驅(qū)動力位于軸心線的兩側(cè)，且大小均勻一致，轉(zhuǎn)動更加流暢，避免出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象。
[0010]在上述的球頭雕刻機中，所述橫向驅(qū)動件包括橫向驅(qū)動電機，所述擺動桿的中部固連有托板，所述橫向驅(qū)動電機固連在托板上，且橫向驅(qū)動電機的輸出軸上固連有橫向驅(qū)動齒輪，所述托板上還具有導向塊，所述導向塊上開設(shè)有導向槽，上述橫向驅(qū)動齒輪位于導向槽內(nèi)，所述導向桿的內(nèi)邊沿固連有弧形的橫向驅(qū)動齒條，上述導向塊通過導向槽套設(shè)在固定桿的內(nèi)邊沿上，且橫向驅(qū)動齒輪與橫向驅(qū)動齒條相嚙合，所述導向槽的相對兩槽壁上均鉸接有導向輪，該兩導向輪分別抵靠在固定桿的兩側(cè)面上。即橫向驅(qū)動電機帶動橫向驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，橫向驅(qū)動齒輪嚙合在導向桿的橫向驅(qū)動齒條上，因此能夠帶著導向塊沿導線桿移動，即使得擺動桿擺動，同時導向槽套設(shè)在導向桿的導線桿上，起到了導向作用，使得擺動桿擺動更加穩(wěn)定。
[0011]在上述的球頭雕刻機中，所述移動塊上開設(shè)有滑槽，所述滑槽的相對兩槽壁上均鉸接有若干滾輪，所述擺動桿的相對兩側(cè)壁上均沿長度方向開設(shè)有外弧形槽，所述移動塊通過滑槽套設(shè)在擺動桿上，且滾輪連接在外弧形槽內(nèi)。由于移動塊、刀頭等具有一定的重量，因此移動塊通過滾輪連接在外弧形槽內(nèi)，即滾輪對移動塊進行支撐，也使得移動塊移動更加流暢、穩(wěn)定。
[0012]在上述的球頭雕刻機中，所述縱向驅(qū)動件包括固連在移動塊上的縱向驅(qū)動電機，所述縱向驅(qū)動電機的輸出軸上固連有縱向驅(qū)動齒輪，且該縱向驅(qū)動齒輪位于滑槽內(nèi)，所述擺動桿上沿長度方向開設(shè)有內(nèi)弧形槽，該內(nèi)弧形槽貫穿兩外弧形槽的底面，所述內(nèi)弧形槽的上槽壁上沿長度方向固連有縱向驅(qū)動齒條，上述縱向驅(qū)動齒輪位于內(nèi)弧形槽內(nèi)，且縱向驅(qū)動齒輪與縱向驅(qū)動齒條相嚙合。即縱向驅(qū)動電機驅(qū)動縱向驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，縱向驅(qū)動齒輪在縱向驅(qū)動齒條作用下能夠帶著移動塊移動。
[0013]在上述的球頭雕刻機中，所述動力源包括固連在移動塊上的動力氣缸，所述移動塊上開設(shè)有導向孔，上述伸縮柱滑動插接在導向孔內(nèi)，且伸縮柱的上端伸出導向孔并與動力氣缸的活塞桿相固連，上述刀頭固連在伸縮柱的下端。即刀頭通過動力氣缸實現(xiàn)伸縮，行程控制精度高，在伸縮柱上還具有微型電機，用于驅(qū)動刀頭旋轉(zhuǎn)而實現(xiàn)雕刻。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本球頭雕刻機具有以下優(yōu)點:
[0015]1、由于周向驅(qū)動件、橫向驅(qū)動件以及縱向驅(qū)動件向結(jié)合后實現(xiàn)三軸聯(lián)動，即刀頭能夠移動至球頭表面的任意位置，從而實現(xiàn)對球頭表面的雕刻，自動化程度高。
[0016]2、由于定位片滑動連接在定位塊的條形槽內(nèi)，定位片夾緊工件時，定位塊抵壓在滑輪上，滑輪抵壓在定位片上，而工件升降時定位片能夠隨工件一起移動，不影響對工件的水平夾緊定位，因此工件能夠在定位片夾緊以保證豎直狀態(tài)后進行高度調(diào)節(jié)。
[0017]3、由于移動塊、刀頭等具有一定的重量，因此移動塊通過滾