一种数控铣槽机的制作方法

本发明涉及木工机械技术领域，尤其涉及一种数控铣槽机。

背景技术：

目前，板式家具厂在木板工件上铣型和铣槽时，一般选用木工雕刻机或者木工加工中心进行加工；对于简单的开槽工件也会使用数控钻孔中心进行加工。然而，板式定制家具的高速发展，使得不同板件的钻孔、铣槽工艺呈现多样化的趋势，现有的木工加工设备无法同时对工件的双面及四个侧面进行加工；对于加工要求复杂的板材需要多次分布才能加工成型，加工效率低下。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种数控铣槽机，可以解决现有的木工加工设备无法同时对工件的双面及四个侧面进行加工的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种数控铣槽机，包括：

机架；

气浮工作台，设于所述机架上以支撑待加工件，所述气浮工作台上设有大小可调节的间隙；

夹钳机构，用于夹持待加工件，所述夹钳机构可沿第一方向移动地设于所述机架上；

第一加工单元，位于所述气浮工作台上方；所述第一加工单元包括用于对待加工件上表面加工的第一刀具，所述第一刀具可沿第二方向和第三方向移动；所述第三方向竖直设置；所述第二方向与所述第一方向垂直，且所述第二方向与所述第一方向水平设置；

第二加工单元，位于所述气浮工作台上方；所述第二加工单元包括用于对待加工件侧面加工的第二刀具，所述第二刀具可沿第二方向和第三方向移动；

第三加工单元，位于所述气浮工作台下方；所述第三加工单元包括用于对待加工件下表面加工的第三刀具，所述第三刀具穿过所述气浮工作台上的间隙以对待加工件加工；所述第三刀具可沿第二方向和第三方向移动；

侧靠机构，所述侧靠机构包括用于抵接在待加工件侧面的侧靠板，所述侧靠板可沿第二方向移动，所述侧靠板与所述夹钳机构分别位于待加工件的相对的两侧；所述侧靠板向于待加工件的侧面上设有供所述第二刀具进入以对待加工件的侧面进行加工的避空槽。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述机架上设有沿第一方向设置的第一导轨，所述第一导轨上设有第一齿条；所述夹钳机构包括可滑动地设于所述第一导轨上的第一移动块，所述第一移动块上固设有第一电机，所述第一电机驱动连接有第一齿轮，所述第一齿轮啮合于所述第一齿条，所述第一齿轮转动时，所述第一移动块沿所述第一移动块滑动；所述第一移动块上设置有相对设置的下夹板和上夹板，所述上夹板和所述下夹板通过第一气缸驱动以夹持待加工件；所述下夹板上设有用于抵接待加工件侧面的定位柱。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第一加工单元、第二加工单元和第三加工单元中的一个或多个通过移动机构实现可移动地设于机架上；所述机架上设有沿第二方向设置的第二导轨，所述第二导轨上设有第二齿条；所述移动机构包括可滑动地设于所述第二导轨上的第二移动块，所述第二移动块上固设有第二电机，所述第二电机驱动连接有与第二齿条啮合的第二齿轮；所述第二移动块上固定设置有第三电机和设有可滑动的安装板，所述第三电机通过丝杆机构驱动所述安装板于所述第二移动块上沿第三方向移动。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第一加工单元包括固设在所述移动机构的安装座上的第一固定座，所述第一固定座上设有第一主轴单元，所述第一刀具包括由所述第一主轴单元驱动的第一锯片。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第一加工单元还包括可移动地设置在所述第一固定座上的移动座，所述移动座通过第二气缸驱动以在所述第一固定座上沿第三方向移动；所述移动座的底部设置有第二主轴单元，所述第一刀具包括由所述第二主轴单元驱动的第二锯片；所述第二锯片和所述第一锯片沿第一方向排列，所述第一锯片较于所述第二锯片更靠近待加工件。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第二加工单元包括固设在所述移动机构的安装座上的第二固定座，所述第二固定座上设有第三主轴单元，所述第三主轴单元为可自动更换刀具的电主轴，所述第三主轴单元连接所述第二刀具，所述第三主轴单元由第三气缸驱动以在所述第二固定座上沿第三方向移动；所述机架上设有供所述第三主轴单元更换刀具的换刀机构。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述换刀机构包括可移动地设于所述机架上的刀架，所述刀架上包括有多个沿第一方向等距排列的用于固置刀具的刀具位；所述刀架连接有第一驱动器，所述第一驱动器驱动所述刀架于所述机架上沿第一方向移动，以将其中一所述刀具位移动到指定位置。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第二加工单元的第二固定座上还设有第四固定座，所述第四固定座上设有竖直设置的第五主轴单元，所述第五主轴单元连接有用于对待加工件上表面进行铣槽的第四刀具；所述第五主轴单元由第四气缸驱动以在所述第四固定座上沿第三方向移动。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述第三加工单元包括固设在所述移动机构的安装座上的第三固定座，所述第三固定座上设有第四主轴单元，所述第四主轴单元连接所述第三刀具；所述第三刀具由第五电机驱动以在所述第三固定座上沿第三方向移动。

作为所述数控铣槽机的进一步可选方案，所述气浮工作台包括固定设置在所述机架上的第一支撑台、可滑动地设置在所述机架上的第二支撑台、以及可滑动地设置在所述机架上的第三支撑台；所述第二支撑台设置于所述第一支撑台和所述第三支撑台之间；所述第二支撑台通过第二驱动器驱动移动以调节所述第一支撑台与所述第二支撑台之间的间隙大小，所述第三支撑台通过第三驱动器驱动移动以调节所述第二支撑台和所述第三支撑台之间的间隙大小。

本发明的有益效果有：通过第一加工单元、第二加工单元和第三加工单元设置多把刀具，对应于待加工件不同方向的表面的加工，适配于各种加工要求，能够使板材一次性加工成型，有效提高加工效率；气浮工作台能够为待加工件提供有效的支撑，避免所述第一加工单元和第二加工单元对待加工件加工时产生振动，从而导致铣型、铣槽位置有偏差；另外气浮工作台上具有可调大小的间隙，从而为第三加工单元进行避让，让第三加工单元得以对待加工件的下表面进行加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明一种数控铣槽机的主视示意图；

图2为本发明一种数控铣槽机的俯视示意图；

图3为所述夹钳机构的结构示意图；

图4为所述侧靠机构的结构示意图；

图5为所述移动机构的结构示意图；

图6为所述第一加工单元的主视示意图；

图7为所述第一加工单元的侧视示意图；

图8为所述第二加工单元的主视示意图；

图9为所述第二加工单元的俯视示意图；

图10为所述换刀机构的结构示意图；

图11为所述第三加工单元的主视示意图；

图12为所述气浮工作台的主视示意图。

图中：1、机架；110、第一导轨；111、第一齿条；120、第二导轨；121、第二齿条；130、第三导轨；140、第四电机；141、驱动皮带；

2、气浮工作台；201、第一支撑台；202、第二支撑台；203、第三支撑台；204、第二驱动器；205、第三驱动器；

3、夹钳机构；301、第一移动块；302、第一电机；303、第一齿轮；304、下夹板；305、上夹板；306、第一气缸；307、定位柱；

4、第一加工单元；401、第一固定座；402、第一主轴单元；403、第一锯片；404、移动座；405、第二气缸；406、第二锯片；407、第二主轴单元；

5、第二加工单元；501、第二固定座；502、第三主轴单元；503、第二刀具；504、第三气缸；505、第四固定座；506、第五主轴单元；507、第四刀具；508、第四气缸；

6、第三加工单元；601、第三固定座；602、第四主轴单元；603、第三刀具；604、第五电机；

7、移动机构；701、第二移动块；702、第二电机；703、第三电机；704、安装板；

8、侧靠机构；801、第三移动块；802、第六气缸；803、第四移动块；804、侧靠板；805、避空槽；

9、换刀机构；901、刀架；902、刀具位；903、第七气缸；904、第八气缸；905、第九气缸；

x、第一方向；y、第二方向；z、第三方向。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参考图1-12，示出了一种数控铣槽机，包括：

机架1；

气浮工作台2，设于所述机架1上以支撑待加工件，所述气浮工作台2上设有大小可调节的间隙；

夹钳机构3，用于夹持待加工件，所述夹钳机构3可沿第一方向x移动地设于所述机架1上；

第一加工单元4，位于所述气浮工作台2上方；所述第一加工单元4包括用于对待加工件上表面加工的第一刀具，所述第一刀具可沿第二方向y和第三方向z移动；所述第三方向z竖直设置；所述第二方向y与所述第一方向x垂直，且所述第二方向y与所述第一方向x水平设置；

第二加工单元5，位于所述气浮工作台2上方；所述第二加工单元5包括用于对待加工件侧面加工的第二刀具503，所述第二刀具503可沿第二方向y和第三方向z移动；

第三加工单元6，位于所述气浮工作台2下方；所述第三加工单元6包括用于对待加工件下表面加工的第三刀具603，所述第三刀具603穿过所述气浮工作台2上的间隙以对待加工件加工；所述第三刀具603可沿第二方向y和第三方向z移动；

侧靠机构8，所述侧靠机构8包括用于抵接在待加工件侧面的侧靠板804，所述侧靠板804可沿第二方向y移动，所述侧靠板804与所述夹钳机构3分别位于待加工件的相对的两侧；所述侧靠板804向于待加工件的侧面上设有供所述第二刀具503进入以对待加工件的侧面进行加工的避空槽805。

具体而言，上述的待加工件在本实施例中为板材；加工时，先将板材放置在所述气浮工作台2上，所述夹钳机构3从板材的一侧夹紧板材，使得所述夹钳机构3沿第一方向x移动时，能够带动板材往第一方向x移动；另外，所述侧靠机构8的侧靠板804抵接在板材的另一侧上，所述侧靠机构8和所述夹钳机构3分别于板材的两侧固定板材，避免板材被加工时发生振动；所述第一加工单元4上的第一刀具通过沿第二方向y和第三方向z移动，从而对板材的上表面进行加工；所述第二加工单元5上的第二刀具503通过沿第二方向y和第三方向z移动，从而对板材的侧面进行加工；其中，为避免所述侧靠板804与所述第二刀具503发生干涉，所述侧靠板804上设有供所述第二刀具503进入的避空槽805，所述第二刀具503先沿第三方向z移动进入所述避空槽805，所述第二刀具503再沿所述第二方向y移动以在所述避空槽805中移动，从而对板材的侧面进行加工；所述第三加工单元6上的第三刀具603通过沿第二方向y和第三方向z移动，从而对板材的下表面进行加工，其中所述第三刀具603从所述气浮工作台2上的间隙穿过以对板材的下表面进行铣型、铣槽；通过第一加工单元4、第二加工单元5和第三加工单元6设置多把刀具，对应于待加工件不同方向的表面的加工，适配于各种加工要求，能够使板材一次性加工成型，有效提高加工效率。

上述方案具体的，为便于实现所述夹钳机构3在机架1上沿第一方向x移动，参考图3，所述机架1上设有沿第一方向x设置的第一导轨110，所述第一导轨110上设有第一齿条111；所述夹钳机构3包括可滑动地设于所述第一导轨110上的第一移动块301，所述第一移动块301上固设有第一电机302，所述第一电机302驱动连接有第一齿轮303，所述第一齿轮303啮合于所述第一齿条111，所述第一齿轮303转动时，所述第一移动块301沿所述第一移动方向x滑动；所述第一移动块301上设置有相对设置的下夹板304和上夹板305，所述上夹板305和所述下夹板304通过第一气缸306驱动以夹持待加工件；所述下夹板304上设有用于抵接待加工件侧面的定位柱307。其中，所述夹钳机构3更具体的结构和具体工作原理可以参考公开号为cn207953279u所公开的一种带吹气除尘功能的夹紧装置。

在一些具体的实施方式中，由于所述第一刀具、第二刀具503和第三刀具603的移动方向均为第二方向y和第三方向z，因此为简化结构，所述第一加工单元4、第二加工单元5和第三加工单元6均可通过移动机构7实现可移动地设于机架1上；参考图5，所述机架1上设有沿第二方向y设置的第二导轨120，所述第二导轨120上设有第二齿条121；所述移动机构7包括可滑动地设于所述第二导轨120上的第二移动块701，所述第二移动块701上固设有第二电机702，所述第二电机702驱动连接有与第二齿条121啮合的第二齿轮(未图示)；所述第二移动块701上固定设置有第三电机703和设有可滑动的安装板704，所述第三电机703通过丝杆机构驱动所述安装板704于所述第二移动块701上沿第三方向z移动。其中，所述第一加工单元4、第二加工单元5或第三加工单元6安装在所述安装板704上，所述第二电机702驱动所述移动块沿第二方向y移动，从而使所述安装板704沿第二方向y移动；所述第三电机703驱动所述安装板704于所述第二移动块701上沿第三方向z移动。其中丝杆机构为常规现有技术，故在此不赘述其具体结构。

上述方案具体的，参考图6和7，所述第一加工单元4包括固设在所述移动机构7的安装座上的第一固定座401，所述第一固定座401上设有第一主轴单元402，所述第一刀具包括由所述第一主轴单元402驱动的第一锯片403。所述第一主轴单元402驱动所述第一锯片403转动以在板材上表面开槽。本实施例中所述第一主轴单元402为电主轴，电主轴外文名hvct，是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”(electricspindle,motorspindle)。

上述方案优选的，为提高锯片开槽质量和开槽效率，参考图6和7，所述第一加工单元4还包括可移动地设置在所述第一固定座401上的移动座404，所述移动座404通过第二气缸405驱动以在所述第一固定座401上沿第三方向z移动；所述移动座404的底部设置有第二主轴单元407，所述第一刀具包括由所述第二主轴单元407驱动的第二锯片406；所述第二锯片406和所述第一锯片403沿第一方向x排列，所述第一锯片403较于所述第二锯片406更靠近待加工件。其中，所述第二锯片406的宽度大于第一锯片403的宽度，板材先被第一锯片403加工再被第二锯片406加工；具体的，当所需加工的槽的宽度较大时，若仅使用宽度较小的锯片加工时，需要来回多次锯切，开槽效率低下；若直接使用宽度较大的锯片加工时，锯片单次切削时的切削量过大，可能引起板材振动，从而导致开槽位置偏移等质量问题；本实施例先由第一锯片403开槽，再通过第二锯片406开槽，一方面避免了第一锯片403需要多次来回锯切，另一方面所述第一锯片403的开槽减少了第二锯片406开槽的切削量，避免影响切削效果。另外，当不需要开宽度较大的槽时，可以通过所述第二气缸405将所述第二锯片406沿第三方向z移动以升起，从而仅使用第一锯片403进行开槽。需要说明的是，所述第一锯片403和第二锯片406分别由两个第一主轴单元402驱动。

上述方案具体的，参考图8和9，所述第二加工单元5包括固设在所述移动机构7的安装座上的第二固定座501，所述第二固定座501上设有第三主轴单元502，所述第三主轴单元502为可自动更换刀具的电主轴，所述第三主轴单元502连接所述第二刀具503，所述第三主轴单元502由第三气缸504驱动以在所述第二固定座501上沿第三方向z移动；所述机架1上设有供所述第三主轴单元502更换刀具的换刀机构9。其中，所述第三主轴单元502驱动所述第二刀具503进入所述避空槽805以对板材的侧面进行加工。优选的，由于所述第一加工单元4上的第一刀具为锯片，为增加板材上表面加工的多样性选择，所述第二加工单元5的第二固定座501上还设有第四固定座505，所述第四固定座505上设有竖直设置的第五主轴单元506，所述第五主轴单元506连接有用于对待加工件上表面进行铣槽的第四刀具507；所述第五主轴单元506由第四气缸508驱动以在所述第四固定座505上沿第三方向z移动。其中，所述第五主轴单元506可以有多个，对应的所述第四刀具507也有多个，所述第四刀具507可采用普通木工加工的铣刀；所述第三主轴单元502通过第三气缸504驱动，而所述第五主轴单元506通过第四气缸508驱动，各自独立地沿第三方向z移动，便于自由地对板材进行加工。另外需要说明的是，根据实际加工需要，所述第三主轴单元502可以更换垂直刀以加工板材的上表面。

上述方案具体的，参考图10，所述换刀机构9包括可移动地设于所述机架1上的刀架901，所述刀架901上包括有多个沿第一方向x等距排列的用于固置刀具的刀具位902；所述刀架901连接有第一驱动器，所述第一驱动器驱动所述刀架901于所述机架1上沿第一方向x移动，以将其中一所述刀具位902移动到指定位置。其中，该指定位置指所述第三主轴单元502的移动轨迹和所述刀架901的移动轨迹的交点；如此，当所述第三主轴单元502移动到指定位置后，所述第一驱动器将需要更换的刀具的刀具位902移动到指定位置，从而使所述第三主轴单元502能够换刀。

优选的，由于所述刀具位902需要准确地移动到指定位置，才能便于第三主轴单元502换刀；为提高所述第一驱动器驱动所述刀架901移动的准确性，参考图10，所述第一驱动器具有三个气缸，分别为第七气缸903、第八气缸904和第九气缸905，所述第七气缸903固定在所述机架1上，所述第八气缸904可滑动地设于所述刀架901上，所述第九气缸905固定在所述第八气缸904上；所述第七气缸903的活塞杆与所述第八气缸904的活塞杆相连；其中，所述第七气缸903的行程、第八气缸904的行程、第九气缸905的行程均与相邻的两个刀具位902的中心距呈倍数关系；具体而言，以所述刀具位902的数量为五进行举例说明，设所述第八气缸904的行程为两倍相邻的两个刀具位902的中心距，设所述第七气缸903和第九气缸905的行程均为一倍相邻的两个刀具位902的中心距；初始状态下，所述第七气缸903、第八气缸904、第九气缸905的活塞杆伸出量为零，以图10的视角，位于最右边沿位置的刀具位902对应在指定位置上，通过对所述第七气缸903、第八气缸904和第九气缸905各自活塞杆的最小伸出量和最大伸出量的组合使用，从而时刀架901的位移量为相邻的两个刀具位902中心距的倍数距离，由于三个气缸均控制活塞杆伸出量最大或无伸出，使得气缸的行程被准确控制，所述刀具位902也能准确对应指定位置。

上述方案具体的，参考图11，所述第三加工单元6包括固设在所述移动机构7的安装座上的第三固定座601，所述第三固定座601上设有第四主轴单元602，所述第四主轴单元602连接所述第三刀具603；所述第三刀具603由第五电机604驱动以在所述第三固定座601上沿第三方向z移动。其中，所述第四主轴单元602可以有多个，而对应的第三刀具603有多个。所述第三刀具603穿过所述气浮工作台2的间隙以对板材的下表面进行加工。

其中，参考图12，所述气浮工作台2包括固定设置在所述机架1上的第一支撑台201、可滑动地设置在所述机架1上的第二支撑台202、以及可滑动地设置在所述机架1上的第三支撑台203；所述第二支撑台202设置于所述第一支撑台201和所述第三支撑台203之间；所述第二支撑台202通过第二驱动器204驱动移动以调节所述第一支撑台201与所述第二支撑台202之间的间隙大小，所述第三支撑台203通过第三驱动器205驱动移动以调节所述第二支撑台202和所述第三支撑台203之间的间隙大小。具体的，所述第二驱动器204和所述第三驱动器205均可为气缸，所述第二驱动器204固定设于所述第一支撑台201的底部，而第二驱动器204的输出端固定连接于所述第二支撑台202；而所述第三驱动器205设于所述支架上，所述第三驱动器205的输出端固定连接于所述第二支撑台202。其中，通过设置第一支撑台201、第二支撑台202和第三支撑台203，可以具有两条可调的间隙，使得间隙可存在的范围更大，便于第三刀具603对板材的下表面进行加工；且所述第一支撑台201、第二支撑台202和第三支撑台203能够提供更好的支撑作用，避免板材在垂直转孔、锯切的过程中被压弯。所述气浮工作台2的上表面具有若干出气孔，能使气浮工作台2与板材之间形成一层气膜，可以减少板材与气浮工作台2之间的摩擦。

上述方案具体的，参考图4，所述机架1上设有沿第二方向y设置的第三导轨130，所述侧靠机构8包括可移动地设于所述第三导轨130上的第三移动块801和第四移动块803，所述第三移动块801上固定连接有第六气缸802，所述第六气缸802的输出端连接所述第四移动块803，所述侧靠板804固定设置在所述第四移动块803上；另外，所述第三导轨130上设置有由第四电机140驱动的驱动皮带141，所述驱动皮带141与所述第三移动块801连接；如此，当所述第四电机140驱动所述驱动皮带141转动时，所述第三移动块801沿所述第三导轨130在第二方向y上移动，从而便于使所述侧靠板804适配不同尺寸的板材；另外，所述第六气缸802驱动所述第四移动块803移动，从而使所述侧靠板804顶紧板材的侧面，进一步提高板材的稳定性。需要说明的是，所述侧靠机构8的具体结构可以参考公开号为cn210161330u的一种数控钻孔的侧靠装置。

上述方案具体的，参考图2，所述夹钳机构3可以有两个或两个以上，如此，当所述第二刀具503对板材上所述夹钳机构3所在的侧面进行加工时，通过多个夹钳机构3之间切换夹紧板材，从而避免所述第二刀具503要加工的位置被夹钳机构3所遮挡。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。