一種直讀加工圖的數控雕刻機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及加工機械，尤其是一種直讀加工圖的數控雕刻機。
【背景技術】
[0002]雕刻機是一種通過鉆銑組合加工在工件上雕刻圖案的機械，由于可以進行復雜圖案的加工，其在小批量加工領域得到廣泛應用，由于雕刻機的加工方式為鉆銑組合加工，因此對于復雜圖案特別是有曲線的圖案，雕刻機只能通過插補方式來實現曲線雕刻，這就需要對加工圖案進行細致的分析，目前常用的分析方法是通過特殊的PC軟件對加工圖案處理，識別圖案輪廓，生成刀具路徑數據供雕刻機使用，但這需要使用者對PC軟件較為熟悉，當操作者對PC操作不熟悉時，這樣的工作方式增加了工作流程，降低了工作效率。而目前隨著嵌入式工控硬件性能的發展，嵌入式工控硬件的性能已能滿足簡單圖案的處理要求，而且工作更為穩定，因此如能在數控雕刻機上直接對加工圖(需雕刻的圖案)進行讀取并直接生成路徑，直接進行雕刻加工，將可提高生產效率。
【發明內容】
[0003]本實用新型提出一種直讀加工圖的數控雕刻機，可直接讀取加工圖來生成刀具路徑并直接加工，減少了工序流程，有利于提升生產效率。
[0004]本實用新型采用以下方案。
[0005]—種直讀加工圖的數控雕刻機，包括雕刻機本體，所述數控雕刻機包括圖像數據模塊和雕刻機構，所述雕刻機構包括數據輸入端口、緩存存儲器、緩存控制電路、傳動控制單片機、X軸傳動部、Y軸傳動部、Z軸傳動部、裝夾部、鉆銑部、觸摸屏和機床底座；所述圖像數據模塊包括圖片掃描成像單元、圖像轉換單元、路徑生成模塊和數據輸出電路，所述圖片掃描成像單元連接至圖像轉換單元的數據輸入端，所述圖像轉換單元的數據輸出端與路徑生成模塊連接，路徑生成模塊生成的加工路徑數據經圖像數據模塊的數據輸出電路傳輸至雕刻機構的數據輸入端口，存于緩存存儲器內；所述雕刻機構的傳動控制單片機通過緩存控制電路讀取緩存存儲器內的加工路徑數據，根據加工路徑數據對X軸傳動部、Y軸傳動部、Z軸傳動部和鉆銑部進行控制以對裝夾部上的工件完成數控雕刻。
[0006]所述圖像數據模塊還包括一用于直接導入外部圖像的圖像輸入端口，其連接至圖像轉換單元的數據輸入端。
[0007]所述圖像轉換單元，內部按連接順序依次設有色彩轉換電路、影像校正電路、影像縮放電路和影像增強電路，所述圖像轉換單元的數據輸入端與色彩轉換電路連接，色彩轉換電路與影像校正電路連接，影像校正電路與影像縮放電路連接，影像縮放電路與影像增強電路連接，所述影像增強電路經圖像轉換單元的數據輸出端連接至路徑生成模塊，把轉換完成的圖像數據輸出至路徑生成模塊。
[0008]所述雕刻機構，其鉆銑部包括刀具和與刀具連接的電機，所述鉆銑部固定于Z軸傳動部上，由Z軸傳動部帶動垂直升降，所述Z軸傳動部設于X軸傳動部上，由X軸傳動部帶動在X軸方向平移，所述Z軸傳動部和X軸傳動部均設于一門式支架上，門式支架設于機床底座上，由Y軸傳動部帶動，在Y軸方向平移，所述裝夾部設于機床底座上，用以夾持工件。
[0009]所述鉆銑部的刀具與電機間的連接為可拆卸連接。
[0010]所述鉆銑部由Z軸傳動部帶動的最大升降行程不小于160毫米。
[0011]所述鉆銑部、Z軸傳動部和門式支架的升降或平移動作，在圓柱形直線導軌上進行。
[0012]所述所述鉆銑部、Z軸傳動部和門式支架在Z軸、X軸和Y軸方向上的升降或平移動作，分別由三臺電機經絲桿進行傳動，或是X、Y軸由電機經齒條傳動，Z軸由電機經絲杠傳動，所述底座上設有對門式支架的Y軸位置進行手動調節的第一轉輪，所述X軸傳動部上設有對Z軸傳動部的X軸位置進行手動調節的第二轉輪。
[0013]所述路徑生成模塊根據鉆銑部的刀具型號調整生成的加工路徑數據，所述圖像數據模塊的數據輸出電路與雕刻機構的數據輸入端口之間通過串行接口連接。
[0014]所述雕刻機構的數據輸入端口內置STM32單片機處理數據輸入，雕刻機構內置的傳動控制單片機為ATmegal6單片機。
[0015]本實用新型所述的雕刻機設有圖像數據模塊，圖像數據模塊包括圖片掃描成像單元、圖像轉換單元、路徑生成模塊和數據輸出電路，雕刻機的雕刻機構處設有觸摸屏，路徑生成模塊根據鉆銑部的刀具型號調整生成的加工路徑數據，這使得本產品可以直接讀取加工圖(需雕刻的圖案)來生成路徑，同時可以在觸摸屏上選擇刀具型號來調整圖像數據模塊的工作，并可以在觸摸屏上預覽圖像數據模塊讀取的加工圖和生成的加工路徑，即使操作者對PC軟件不熟悉，也可以便捷地使用本產品根據加工圖進行雕刻工作。
[0016]本實用新型的圖像數據模塊包括一用于直接導入外部圖像的圖像輸入端口，當生產現場沒有加工圖實物時，可從外部環境收集加工圖，再通過該圖像輸入端口進行導入，由圖像數據模塊生成加工路徑。
[0017]本實用新型的雕刻機構的數據輸入端口內置STM32單片機處理數據輸入，該類單片機性能較好，可以處理復雜圖形的加工路徑數據輸入。
[0018]鉆銑部、Z軸傳動部和門式支架的升降或平移動作，在圓柱形直線導軌上進行，該類導軌可進行加寬，并且有高精度的型號可選，當產品使用加寬的高精度圓柱形直線導軌時，可以有效地提升雕刻機的加工精度。
[0019]本產品有X、Y、Z三軸的傳動部，且三軸傳動部分別由三臺電機經絲桿或絲桿加齒條進行傳動，這使得本產品可以雕刻較為復雜精細的圖案。
[0020]本產品鉆銑部由Z軸傳動部帶動的最大升降行程不小于160毫米，高于市售其他設備，因此特別適合制作吸塑模具，承攬半成品加工等，不僅局限對PVC，亞克力等材料進行加工。
[0021 ] 本產品的圖像數據模塊的數據輸出電路與雕刻機構的數據輸入端口之間通過串行接口連接，串行接口的傳輸距離遠，而且市面上有多種成熟的協議轉換器可進一步延長其傳輸距離，這使得本產品的圖像數據模塊與雕刻機構可以分處于兩個區域，當雕刻機構所處的生產現場不便進行圖像的掃描時，可以把圖像數據模塊安裝于較為潔凈的區域，通過長距離的協議轉換器實現串行接口的長距離通信，從而實現圖像數據模塊和雕刻機構的分離安裝。
[0022]本產品底座上設有對門式支架的Y軸位置進行手動調節的第一轉輪，所述X軸傳動部上設有對Z軸傳動部的X軸位置進行手動調節的第二轉輪，這為使用者提供了手控雕刻的功能，當使用者認為已加工好的圖案需進一步手動調整時，可使用第一轉輪和第二轉輪進行手控雕刻調整。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明:
[0024]附圖1是本實用新型的加工圖直讀加工的流程圖；
[0025]附圖2是本實用新型的雕刻機構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1、圖2所示，一種直讀加工圖的數控雕刻機，包括雕刻機本體，所述數控雕刻機包括圖像數據模塊111和雕刻機構119，所述雕刻機構119包括數據輸入端口 112、緩存存儲器113、緩存控制電路114、傳動控制單片機126、X軸傳動部115、Y軸傳動部116、Z軸傳動部117、裝夾部121、鉆銑部118、觸摸屏和機床底座120 ;所述圖像數據模塊包括圖片掃描成像單元101、圖像轉換單元103、路徑生成模塊110和數據輸出電路125，所述圖片掃描成像單元101連接至圖像轉換單元103的數據輸入端104，所述圖像轉換單元103的數據輸出端109與路徑生成模塊110連接，路徑生成模塊110生成的加工路徑數據經圖像數據模塊111的數據輸出電路125傳輸至雕刻機構119的數據輸入端口 112，存于緩存存儲器113內；所述雕刻機構119的傳動控制單片機126通過緩存控制電路114讀取緩存存儲器113內的加工路徑數據，根據加工路徑數據對X軸傳動部115、Y軸傳動部116、Z軸傳動部117和鉆銑部118進行控制以對裝夾部121上的工件完成數控雕刻。
[0027]所述圖像數據模塊還包括一用于直接導入外部圖像的圖像輸入端口 102，其連接至圖像轉換單元的數據輸入端104。
[0028]所述圖像轉換單元103，內部設有色彩轉換電路105、影像校正電路106、影像縮放電路107和影像增強電路127，所述圖像轉換單元103的數據輸入端104與色彩轉換電路105連接，色彩轉換電路105與影像校正電路106連接，影像校正電路106與影像縮放電路107連接，影像縮放電路107與影像增強電路127連接，所述