專利名稱：數控雕刻機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及雕刻設備，具體是涉及一種線路板雕刻機。
背景技術：
現有的線路板雕刻機采用傳統的小型工業雕刻機結構，其存在以下不足 一是工業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，而線路板加工的切削量很小，刀具和待加工的線路板之間的作用力不 大，因此造成功率浪費；二是工業雕刻機自身很重，在生產、裝配、運輸、推 廣等方面都存在不便；三是線路板雕刻機利用的是覆銅板表面的銅膜，在雕刻 過程中，必須保護好線路板表面的有效銅膜，而工業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區別，直接運用工業雕刻 機切削加工質量不理想；四是現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。
國際上少數國家如德國，生產的高端線路板雕刻機，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。 實用新型的內容
針對現有線路板雕刻機的上述不足，申請人經過研究改進，提供一種結構 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控 雕刻機。
本實用新型的技術方案如下
一種數控雕刻機，包括底座，底座內設置有與計算機連接的數控接口，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 與之連接的執行電機進行驅動，每個執行電機分別與所述數控接口連接，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。
3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。
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，滑塊聯板緊固在滑塊上，滑塊聯板 可隨滑塊在導軌上自由滑動，絲桿副與滑塊聯板緊固，絲桿副另一端通過聯軸 器與執行電機連接。
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構，減少零件種類；采用現有的標準件，降低了加工 成本。
圖l是本實用新型的結構圖。
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構圖。
圖4是支撐座的結構圖。
圖5是滑塊聯板的結構圖。
具體實施方式
以下結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，本實用新型包括底座7，底座7內設置有與計算機連接的數 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IO、 9、 11，其采用相同的結構，只有長度有所不同，三者通過支架8與底座7連 接(見圖2)，每個滑臺組件有與之連接的執行電機進行驅動，每個執行電機分 別與所述數控接口連接；見圖l，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Z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， 滑塊聯板19緊固在滑塊20上，滑塊聯板19可隨滑塊20在導軌13上自由滑 動，絲桿副14與滑塊聯板19緊固，絲桿副14的另一端通過聯軸器16與執行 電機15連接。
本實施例的執行電機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均采用數字千分表，數字千分表直接輸出檢測到的數據。
如圖4所示，本實施例的支撐座18采用標準槽鋼。對標準槽鋼內表面進 行清角處理，保證導軌有足夠的安裝位置，再對內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Z軸坐標滑臺組件11安裝到X坐標滑臺組件 IO的滑塊聯板上，并調整好垂直度，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l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Z軸傳動機構帶動下，隨主軸電 機5上下移動，整個Z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X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，可以實現平面檢測距離檢測器l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、Z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，Z軸的最上端。 在工作臺3上裝上覆銅板并在計算機內導入加工圖形后，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l的讀數，這樣，工件表面的實際高度為(Z-S)，(該實際高度是 指相對于Z軸機械零點的高度，下同)其中，Z為由軟件輸出控制的Z軸向下 移動的距離，S為平面檢測距離檢測器1讀到的數據，通過取得足夠數量的點， 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"數據與要求加工的圖形 數據疊加，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。
(2) 自動對刀功能。 在進行平面檢測時，工作原點的Z軸高度為
(Zl-Sll)。其中Zl為由軟件輸出控制的Z軸向下移動的距離，Sll為 平面檢測距離檢測器1讀到的數據。
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
(Z2-512-521)。其中Z2為軟件的輸出控制值，S12為平面檢測距離檢 測器1讀到的數據，S21為自動對刀距離檢測器2的讀數。
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= ((Z2-512-521) - (Zl-MO)。(該值可以是負值) 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Z軸，距離為Z3，自動對刀距離檢測器2的讀數為S22， 就可以計算出刀尖與工件表面的垂直距離為 (Z3-S22-A)。
這樣，在具體雕刻過程中，通過控制Z軸的移動高度實現了自動對刀功能。
權利要求1.一種數控雕刻機，包括底座，底座內設置有與計算機連接的數控接口，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行電機進行驅動，每個執行電機分別與所述數控接口連接，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，其特征在于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。
2. 根據權利要求1所述的數控雕刻機，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. 根據權利要求2所述的數控雕刻機，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. 根據權利要求1所述的數控雕刻機，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 聯板緊固在滑塊上，滑塊聯板可隨滑塊在導軌上自由滑動，絲桿副與滑塊聯板 緊固，絲桿副另一端通過聯軸器與執行電機連接。
5. 根據權利要求4所述的數控雕刻機，其特征在于所述支撐座采用標 準槽鋼，其內表面進行清角加工，作為導軌的安裝面。
6. 根據權利要求4所述的數控雕刻機，其特征在于所述滑塊聯板采用 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一種數控雕刻機，包括底座，底座內設置有與計算機連接的數控接口，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行電機進行驅動，每個執行電機分別與所述數控接口連接，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。本實用新型克服了工作面不平整對雕刻精度的影響，加工精度和效率得到有效保障，并可使加工成本大幅下降。
文檔編號G05B19/19GK201430723SQ20092018623
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月2日 優先權日2009年7月2日
發明者黃介軍 申請人:黃介軍