一种直立式漆板雕刻装置的制作方法

本实用新型涉及漆板加工装置技术领域，更具体的说是涉及一种直立式漆板雕刻装置。

背景技术：

随着人们对各种艺术装饰品的兴趣的提高，许多家庭使用木质装饰品，而漆画艺术装饰品便成了首选，因此漆画艺术品的使用率大大提高。但是传统的漆画工艺在漆板的打磨方面存在不够精细以及制作时间长的缺点。所以提高漆画艺术品的制作效率以及漆板打磨精细程度成了关键性的问题。为了解决上述问题，现有漆画一般采用数控机床加工，机床与传统的漆雕工艺结合，对漆板进行磨光和开模加工，漆画与数控机床合二为一，提高了漆画的效率，又没有失去漆画的艺术价值。

但在现有的小型桌面式的数控机床中，当需要加工一些宽大的平面浮雕时，所需要的设备往往很大，由于z轴行程不是很大且x、y长度远大于z轴，导致设备水平方向占地面积大；在现有漆板打磨工艺中，普遍采用人工打磨，但是人工打磨的漆板存在表面不均匀，光滑程度不够等问题，影响漆画雕刻的质量、导致加工周期长、雕刻效率低。

因此，如何提供一种结构紧凑的漆画雕刻装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种直立式漆板雕刻装置，解决了现有技术中采用小型桌面式的数控机床占地面积大的技术问题。

本实用新型提供了一种直立式漆板雕刻装置，包括：

壳体，壳体为两侧具有敞口的龙门式结构，其底部的底板沿龙门式结构两侧敞口方向延伸；

y轴传动机构，y轴传动机构竖直固定于龙门式结构一侧内壁上；

x轴传动机构，x轴传动机构沿底板长度方向上水平布置，且可滑动于y轴传动机构上；

z轴传动机构，z轴传动机构可滑动于x轴传动机构顶部，且与x轴传动机构垂直布置；

主轴传动机构，主轴传动机构固定于z轴传动机构上；

雕刻机构，雕刻机构连接于主轴传动机构的输出端用于漆板加工；

工作固定板，工作固定板竖直连接于底板上；

以及装夹机构，装夹机构安装于工作固定板靠近雕刻机构的一侧用于固定漆板。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种直立式漆板雕刻装置，由于x轴传动机构沿y轴传动机构沿竖直方向上下运动，z轴传动机构搭载于x轴传动机构上，结构紧凑减小了设备的体积；同时工作固定板与底板竖直连接，漆板雕刻时竖直固定，漆画开模采用直立型，以解决当碎屑积累到切削刃之外时，会改变机床原来的背吃刀量，增大切削厚度，影响工件加工精度和碎屑不方便清理的问题；碎屑在重力下直接掉落至底板上，吸尘工具直接清理即可，清扫方便，也方便观察雕刻刀具工作路径。与现有的水平雕刻相比，本申请由于漆板竖直固定，有效防止了雕刻下的漆沫在高速刀具下因高温产生融化影响雕刻质量，由此提高了雕刻质量。

其中，x轴传动机构一侧与y轴传动机构可滑动连接；另一侧可滑动于一个副滑轨上，可以采用单侧动力带动。因此需要根据使用情况保证单侧动力足以带动x轴传动机构上的机构上下运动，同时副滑轨可以采用高强度、高硬度的铝合金或轴承钢制作。

优选地，y轴传动机构包括两组，分别竖直固定于龙门式结构两侧的内壁上，x轴传动机构两侧均滑动于两组y轴传动机构上；采用此方案，使x轴传动机构两侧具有动力带动工作，保证了z轴传动机构通过的平稳。

优选地，每一组y轴传动机构均包括：y轴滑轨、y轴滑块、y轴驱动电机、y轴限位开关及两组支撑板；

y轴滑轨底端固定于底板上，侧壁与龙门式结构内壁固定；

y轴丝杠与y轴滑轨平行布置，其一端与底板固定；

y轴驱动电机输出端通过联轴器动力连接y轴丝杠另一端；

y轴限位开关固定于y轴滑轨上与其底座上设置的第一限位开关配合。

其中y轴滑轨可以采用高强度、高硬度铝合金制成；

两组支撑板，分别固定于y轴滑轨和龙门式结构内壁之间，支撑板为三角形，通过螺钉固定于y轴传动机构和龙门式结构侧壁之间；

x轴传动机构包括x轴滑轨、x轴滑块、x轴驱动电机及x轴限位开关；

x轴滑轨两端均具有与y轴丝杠配合的x轴滑块，x轴滑块底部与y轴滑轨滑动连接；

x轴丝杠固定于x轴滑轨上，且与x轴驱动电机输出端通过联轴器动力连接；

x轴限位开关固定于x轴滑轨上，且与其底座上设置的第二限位开关配合；

z轴传动机构包括z轴滑块、z轴滑轨、z轴丝杠、z轴驱动电机及z轴限位开关；

z轴滑块与x轴丝杠配合，z轴滑块底部与x轴滑轨滑动连接；

z轴滑轨底部与z轴滑块固定；

z轴丝杠连接于z轴滑轨上；

z轴驱动电机输出端与z轴丝杠一端通过联轴器动力连接；

z轴限位开关固定于z轴滑轨上，且与其底座上设置的第三限位开关配合。

采用此方案z轴滑块带着z轴滑轨可滑动于x轴滑轨上，节省了设备水平布置的占据空间。

优选地，主轴传动机构包括主轴滑块、主轴、主轴固定座及主轴驱动电机；

主轴滑块与z轴丝杠配合，主轴滑块底座与z轴滑轨滑动连接；

主轴固定座底部固定连接主轴滑块，主轴固定于主轴固定座上；

主轴驱动电机输出端通过联轴器与主轴动力连接；主轴与雕刻机构连接；

雕刻机构包括活动头及雕刻工具；活动头与主轴连接；雕刻工具可拆卸于活动头上。由于雕刻工具可拆卸于活动头上，方便更换雕刻刀及打磨工具，无需人工打磨雕刻漆板，提高了雕刻装置的雕刻效率和雕刻质量。其中活动头可以为弹簧夹头，弹簧夹头的柄杆插入主轴的锥孔内。

优选地，装夹机构包括水平滑轨、竖直滑轨及柔性夹具；水平滑轨水平布置于工作固定板靠近雕刻机构的一侧；其两侧相对设置有一对柔性夹具，柔性夹具与水平滑轨滑动连接，且通过螺栓与水平滑轨固定；竖直滑轨设置于工作固定板上，且与水平滑轨垂直布置，至少有一个柔性夹具与竖直滑轨滑动连接，且通过螺栓固定。在现有的夹具中，木板夹具普遍只能固定常规形状的木板，而此木板夹具，具有对中性，可以在滑轨上移动，且可以实现对曲面、不规则的异型木板进行夹持，提高了雕刻装置的通用性。

优选地，还包括控制装置和电源装置；电源装置、上述各驱动电机及限位开关均与控制装置电性连接。利用数控系统生成g代码，利用g代码生成雕刻路径，利用雕刻路径生成刀具加工路径，将加工路径导入数控控制装置进行处理，控制装置控制各驱动电机工作，接收限位开关的信号，按照加工路径使雕刻工具雕刻加工，雕刻工具首先进行巡边定位，自动对刀，各驱动电机按照控制装置的指令工作，保证主轴移动到雕刻的初始位置，雕刻工具先对漆板进行粗磨，接着进行细磨，最后进行抛光处理。然后根据生成的刀具路径对漆板进行开模。实现粗磨细磨抛光三合一打磨工艺。

优选地，工作固定板通过两个远离雕刻机构工作侧布置的固定块连接于底板上。采用此方案能够保证工作固定板和底板之间竖直固定。

优选地，底板远离雕刻机构侧延伸形成与其一体连接的底板副板，底板副板上布置有两个可度翻转的折叠部，每一个折叠部顶部均连接一个固定块，固定块与工作固定板固定；底板副板上对应折叠部位置设置有用于支撑翻转后的固定块的托块。

采用此方案使工作固定板实现可折叠功能。工作固定板在工作加工状态下为竖直放置，垂直于底板和底板副板；在预备加工及装填装夹状态下为水平放置，平行于底板和底板副板；两种状态通过折叠部实现。其中水平放置状态：一是为了便于做好加工的准备，方便装填及装夹要雕刻的坯件，方便将需要的雕刻工具提前安装和加工前做全面的检查。二是为了便于在加工后取出雕刻品，方便清理碎屑，方便为下一次加工做预备工作。竖直放置状态是加工时放置的位置，竖直时方便加工，方便更换雕刻工具，碎屑更容易脱落。

优选地，折叠部包括：折叠下盖、折叠上盖、转轴、扭簧、紧固螺钉及拨片；折叠下盖固定于底板副板上，折叠上盖固定于固定块上，且其一端通过转轴与折叠下盖一端转动连接；折叠下盖另一端侧面上对称开设有两个安装槽，拨片与转轴平行布置、且贯穿于安装槽并向两侧延伸；拨片中部通过紧固螺钉固定于折叠下盖上，紧固螺钉上套接有扭簧，扭簧一端与拨片连接，另一端与折叠下盖连接；折叠上盖另一端侧壁上对应拨片两端设置有卡槽。

优选地，工作固定板靠近雕刻机构侧的顶部对称布置有用于存放加工时需要用到的雕刻工具的两个刀库，每一个刀库上开设有多个固定孔，每一个固定孔直径均由外至内逐渐减小；且两个刀库之间布置有与外部设备连通的、出风孔向下的风道。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1和图2附图为本实用新型提供的一种直立式漆板雕刻装置结构示意图；

图3附图为本实用新型提供的一种直立式漆板雕刻装置结构实施例；

图4附图为本实用新型提供的一种直立式漆板雕刻装置另一实施例；

图5附图示出了附图4中折叠部连接底板副板和固定块的结构示意图；

图6附图为附图5的局部放大示意图；

图7附图为示出了本实用新型提供的一种直立式漆板雕刻装置另一些实施例的结构示意图；

图中：1-壳体，11-底板，12-托块，13-底板副板，2-y轴传动机构，21-y轴滑轨，22-y轴丝杠，23-y轴驱动电机，24-支撑板，3-x轴传动机构，31-x轴滑轨，32-x轴丝杠，4-z轴传动机构，41-z轴滑轨，42-z轴驱动电机，5-主轴传动机构，51-主轴滑块，52-主轴固定座，53-主轴驱动电机，6-雕刻机构，61-活动头，62-雕刻工具，7-工作固定板，71-固定块，72-折叠部，721-折叠下盖，722-折叠上盖，7221-卡槽，723-转轴，724-扭簧，725-紧固螺钉，726-拨片，8-装夹机构，81-水平滑轨，82-竖直滑轨，83-柔性夹具，9-刀库，91-固定孔，92-风道。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型实施例公开了一种直立式漆板雕刻装置，解决了现有技术中采用小型桌面式的数控机床占地面积大的技术问题。

参见附图1-3，本实用新型提供了一种直立式漆板雕刻装置的实施例，包括：

壳体1，壳体1为两侧具有敞口的龙门式结构，其底部的底板11沿龙门式结构两侧敞口方向延伸；

y轴传动机构2，y轴传动机构2竖直固定于龙门式结构一侧内壁上；

x轴传动机构3，x轴传动机构3沿底板11长度方向上水平布置，且可滑动于y轴传动机构2上；

z轴传动机构4，z轴传动机构4可滑动于x轴传动机构3顶部，且与x轴传动机构3垂直布置；

主轴传动机构5，主轴传动机构5固定于z轴传动机构4上；

雕刻机构6，雕刻机构6连接于主轴传动机构5的输出端用于漆板加工；

工作固定板7，工作固定板7通过两个远离雕刻机构6工作侧布置的固定块71连接于底板11上；

以及装夹机构8，装夹机构8安装于工作固定板7靠近雕刻机构6的一侧用于固定漆板。

本实用新型公开提供了一种直立式漆板雕刻装置，由于x轴传动机构沿y轴传动机构沿竖直方向上下运动，z轴传动机构搭载于x轴传动机构上，结构紧凑减小了设备的体积；同时工作固定板与底板竖直连接，漆板雕刻时竖直固定，漆画开模采用直立型，以解决当碎屑积累到切削刃之外时，会改变机床原来的背吃刀量，增大切削厚度，影响工件加工精度和碎屑不方便清理的问题；碎屑在重力下直接掉落至底板上，吸尘工具直接清理即可，清扫方便，也方便观察雕刻刀具工作路径。与现有的水平雕刻相比，本申请由于漆板竖直固定，有效防止了雕刻下的漆沫在高速刀具下因高温产生融化影响雕刻质量，由此提高了雕刻质量。

其中，x轴传动机构一侧与y轴传动机构可滑动连接；另一侧可滑动于一个副滑轨上，可以采用单侧动力带动。因此需要根据使用情况保证单侧动力足以带动x轴传动机构上的机构上下运动，同时副滑轨可以采用高强度、高硬度的铝合金或轴承钢制作。

在本实用新型提供的一个实施例中，y轴传动机构2包括两组，分别竖直固定于龙门式结构两侧的内壁上，x轴传动机构3两侧均滑动于两组y轴传动机构2上。由此，使x轴传动机构两侧具有动力带动工作，保证了x轴滑轨两侧同步运行，进而保证z轴传动机构带动主轴传动机构运行的平稳。

具体而言，参见附图2，每一组y轴传动机构2均包括：y轴滑轨21、y轴丝杠22、y轴驱动电机23及y轴限位开关；

y轴滑轨21底端固定于底板11上，侧壁与龙门式结构内壁固定；

y轴丝杠22与y轴滑轨平行布置，其一端与底板固定；

y轴驱动电机23输出端通过联轴器动力连接y轴丝杠22的另一端；

y轴限位开关固定于y轴滑轨21上与其底座上设置的第一限位开关配合。

其中y轴滑轨可以采用高强度、高硬度铝合金制成。

有利的是，还包括两组支撑板24，分别固定于y轴滑轨21和龙门式结构内壁之间，支撑板为三角形，通过螺钉固定于y轴传动机构和龙门式结构侧壁之间。

具体而言，参见附图2，x轴传动机构3包括x轴滑轨31、x轴丝杠32、x轴驱动电机及x轴限位开关；

x轴滑轨31两端均具有与y轴丝杠22配合的x轴滑块，x轴滑块底部与y轴滑轨21滑动连接；

x轴丝杠32固定于x轴滑轨31上，且与x轴驱动电机输出端通过联轴器动力连接；

x轴限位开关固定于x轴滑轨31上，且与其底座上设置的第二限位开关配合。

有利的是，z轴传动机构4包括z轴滑块、z轴滑轨41、z轴丝杠、z轴驱动电机42及z轴限位开关；

z轴滑块与x轴丝杠32配合，z轴滑块底部与x轴滑轨31滑动连接；

z轴滑轨41底部与z轴滑块固定；

z轴丝杠连接于z轴滑轨41上；

z轴驱动电机42输出端与z轴丝杠一端动力连接；

z轴限位开关固定于z轴滑轨41上，且与其底座上设置的第三限位开关配合。

z轴滑块带着z轴滑轨可滑动于x轴滑轨上，节省了布置设备占据空间。

主轴传动机构5包括主轴滑块51、主轴、主轴固定座52及主轴驱动电机53；主轴滑块51与z轴丝杠配合，主轴滑块51底座与z轴滑轨41滑动连接；主轴固定座52底部固定连接主轴滑块51，主轴固定于主轴固定座52上；主轴驱动电机53输出端通过联轴器与主轴动力连接；主轴与雕刻机构6连接。雕刻机构跟随主轴运动轨迹完成雕刻加工。

参见附图2，雕刻机构6包括活动头61及雕刻工具62；活动头61与主轴连接；雕刻工具62可拆卸于活动头61上。由于雕刻工具可拆卸于活动头上，方便更换雕刻刀及打磨工具，无需人工打磨雕刻漆板，提高了雕刻装置的雕刻效率。其中活动头可以为弹簧夹头，弹簧夹头的柄杆插入主轴的锥孔内。

在本实用新型提供的另一个实施例中，装夹机构8包括水平滑轨81、竖直滑轨82及柔性夹具83；水平滑轨81水平布置于工作固定板7靠近雕刻机构6的一侧；其两侧相对设置有一对柔性夹具83，柔性夹具83与水平滑轨81滑动连接，且通过螺栓与水平滑轨81固定；竖直滑轨82设置于工作固定板7上，且与水平滑轨81垂直布置，至少有一个柔性夹具83与竖直滑轨82滑动连接，且通过螺栓固定。在现有的夹具中，木板夹具普遍只能固定常规形状的木板，而此木板夹具，具有对中性，可以在滑轨上移动，且可以实现对曲面、不规则的异型木板进行夹持，提高了雕刻装置的通用性。

在实用新型提供的另一些实施例中，还包括控制装置和电源装置；电源装置、上述各驱动电机及限位开关均与控制装置电性连接。利用数控系统生成g代码，利用g代码生成雕刻路径，利用雕刻路径生成刀具加工路径，将加工路径导入数控控制装置进行处理，控制装置控制各驱动电机工作，接收限位开关的信号，按照加工路径使雕刻工具雕刻加工，雕刻工具首先进行巡边定位，自动对刀，各驱动电机按照控制装置的指令工作，保证主轴移动到雕刻的初始位置，雕刻工具先对漆板进行粗磨，接着进行细磨，最后进行抛光处理。然后根据生成的刀具路径对漆板进行开模。实现粗磨细磨抛光三合一打磨工艺。

由此本实用新型提供了一种占地面积小、节省空间、方便观察雕刻效果及容易清扫、y轴双侧动力传动运行同步、平稳、能够装夹不同规格形状的漆板通用性强，与数控控制装置配合实现了粗磨细磨抛光三合一打磨工艺，改变了现有技术中传统雕刻，提高了雕刻效率和雕刻质量。

参见附图1-2和4，在本实用新型提供的另一个实施例中，底板11远离雕刻机构6侧延伸形成与其一体连接的底板副板13，底板副板13上布置有两个可90度翻转的折叠部72，每一个折叠部72顶部均连接一个固定块71，固定块71与工作固定板7固定；底板副板13上对应折叠部72位置设置有用于支撑翻转后的固定块71的托块12。

采用此方案使工作固定板实现可折叠功能。工作固定板在工作加工状态下为竖直放置，垂直于底板和底板副板；在预备加工及装填装夹状态下为水平放置，平行于底板和底板副板；两种状态通过折叠部实现。其中水平放置状态：一是为了便于做好加工的准备，方便装填及装夹要雕刻的坯件，方便将需要的雕刻工具提前安装和加工前做全面的检查。二是为了便于在加工后取出雕刻品，方便清理碎屑，方便为下一次加工做预备工作。竖直放置状态是加工时放置的位置，竖直时方便加工，方便更换雕刻工具，碎屑更容易脱落。

参见附图5和6，折叠部72包括：折叠下盖721、折叠上盖722、转轴723、扭簧724、紧固螺钉725及拨片726；折叠下盖721固定于底板副板13上，折叠上盖722固定于固定块71上，且其一端通过转轴723与折叠下盖721一端转动连接；折叠下盖721另一端侧面上对称开设有两个安装槽，拨片726与转轴723平行布置、且贯穿于安装槽并向两侧延伸；拨片726中部通过紧固螺钉725固定于折叠下盖721上，紧固螺钉725上套接有扭簧724，扭簧一端与拨片726连接，另一端与折叠下盖721连接；折叠上盖722另一端侧壁上对应拨片726两端设置有卡槽7221。

在装夹要雕刻的坯件，做好预检查后，直接用手将水平的工作固定板向后旋转90度即可。(旋转90度时，会听见折叠部卡的声音，是拨片卡到卡槽内的声音)在雕刻完成后，用手拨动拨片77的同时，将竖直的工作固定板向外旋转90度即可。

在本实用新型的另一些实施例中，参见附图7，工作固定板7靠近雕刻机构6侧的顶部对称布置有用于存放加工时需要用到的雕刻工具的两个刀库9，每一个刀库9上开设有多个固定孔91，每一个固定孔91直径均由外至内逐渐减小；且两个刀库9之间布置有与外部设备连通的、出风孔向下的风道92。其中固定孔中有用来支撑安放雕刻工具的支撑片，防止雕刻工具掉落。

当需要更换雕刻工具时，x轴、y轴、z轴移动到原刀库位置，放松活动头，将雕刻工具放在此刀库内，之后x轴、y轴、z轴移动到新刀库位置，夹住雕刻工具，紧固活动头，即可更换雕刻工具。风道可连接外部风源，向下吹风，可使碎屑等加速脱落。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。