專利名稱：一種直線電機驅動雕刻機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雕刻機，尤其是涉及一種直線電機驅動高精度傳動的精密雕
刻機。
背景技術：
雕刻機，顧名思義是用機器人代替人工進行雕刻的設備。1938年世界第一臺手動 雕刻機在法國"嘉寶"問世，1950年"嘉寶"生產(chǎn)出世界第一臺真正意義的電動、可縮放比例 的手動雕刻機。隨后美國、日本和法國等國也開始研制。20世紀90年代，隨著微電子技術 的突飛猛進，直接推動微型計算機的急劇發(fā)展。微電子技術和微型計算機技術帶動了整個 高技術群體飛速發(fā)展，從而使雕刻機產(chǎn)生了質的飛躍。雕刻機完成了從2D — 2. 5D — 3D加 工的改革，功能完善、性能穩(wěn)定等成為雕刻機研制的基本要求。 目前，國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)主要是以發(fā)展高速高精度雕刻機為方向，但是在提高精度 方面，現(xiàn)在一直成為困擾許多研發(fā)機構的難題。當前雕刻機追求運動機構的高精度化基本 是通過應用馬達、編碼器以及數(shù)字控制(NC)和動力負載控制(PLC)等高精度控制器來完 成，但單純采取的這些控制系統(tǒng)上的改進始終無法彌補傳統(tǒng)絲桿傳動的運動間隙以及傳動 軸的扭曲給雕刻所帶來的傳動誤差，因此為了提高雕刻的精度，要盡量避免使用中間傳動 機構，可以采用一種直線電機驅動技術，直接驅動工作和刻頭的運動，實現(xiàn)精確的控制。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的主要是針對目前在發(fā)展高速高精度雕刻機時傳動機構給雕刻 所帶來的誤差，難以進一步提高雕刻精度的問題，提供一種易于控制，可優(yōu)化中間傳動機構 的驅動方式，避免中間傳動機構所帶來的誤差，提高系統(tǒng)精度的直線電機驅動雕刻機。 本實用新型設有橫梁、支柱、X方向直線電機、X軸工作臺、Y方向直線電機、Y軸工 作臺、Z方向直線電機、Z軸工作臺、直線導軌、滑塊、刻頭和機床床身。 支柱設在機床床身上，橫梁位于支柱上，機床床身、支柱和橫梁共同構成龍門結 構；X軸直線電機固定在機床床身上，Y軸直線電機固定在橫梁上，Z軸直線電機固定在Y軸 工作臺上；X軸直線電機驅動X軸運動，Y軸直線電機驅動Y軸運動，Z軸直線電機驅動Z軸 運動；工件位于X軸工作臺上，工件可隨X軸工作臺做前后運動；刻頭位于Z軸工作臺上，刻 頭可隨Y軸工作臺和Z軸工作臺做左右運動和上下運動。 所述X軸直線電機可采用X軸平板直線電機，所述Y軸直線電機可采用Y軸平板 直線電機，所述Z軸直線電機可采用Z軸平板直線電機。 X軸工作臺與機床床身，Y軸工作臺與橫梁，Z軸工作臺與Y軸工作臺均采用滾動 直線導軌連接。 本實用新型采用的是龍門式結構，在床身兩側設置支柱，并在其上放置橫梁，共同 構成龍門架。 本實用新型的結構特點是可以實現(xiàn)X、Y、Z三個方向的運動。X/Y/Z方向的運動分別由各自對應的X/Y/Z方向直線電機來驅動。X方向的直線電機固定在機床床身上，X軸工 作臺通過直線導軌也固定在機床床身上。Y方向直線電機固定在橫梁上，Y軸工作臺通過直 線導軌固定在橫梁上。Z方向直線電機固定在Y軸工作臺上，Z軸工作臺通過直線導軌固定 在Y軸工作臺上。刻頭位于Z軸工作臺上。 X/Y/Z軸運動模塊采用平板型直線電機驅動，具有響應速度快，運行平穩(wěn)，負載大， 對工作環(huán)境要求低等特點。最主要的特征是省去了中間傳動裝置，克服了傳統(tǒng)電機存在有 運動間隙的問題，能夠很好的提高雕刻機的雕刻精度。 與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在本實用新型采用直線電機驅動， 代替了旋轉電機，避免了將旋轉運動轉為直線運動的中間機構，從而解決了運動中的運動 間隙問題，使傳動精度大大提高。

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。 圖2為圖1的右視圖。
具體實施方式以下通過實施例并結合附圖對本實用新型作進一步說明。 如圖1和2所示，本實用新型設有X軸平板直線電機1、X軸直線導軌2、機床床身 3、X軸工作臺4、支柱5、橫梁6、Y軸平板直線電機7、Y軸直線導軌8、Y軸工作臺9、Z軸直 線導軌10、Z軸平板直線電機11、Z軸工作臺12、刻頭13、工件14、X軸滑塊15、Z軸滑塊16 和Z軸滑塊17。 支柱5通過螺釘緊固在機床床身3上，橫梁6位于支柱5上，也是采用螺釘緊固的 方式。機床床身3、支柱5和橫梁6共同構成龍門結構；X軸直線電機固定在機床床身3上， Y軸平板直線電機7通過螺釘固定在橫梁6上，Z軸平板直線電機11通過螺釘固定在Y軸 工作臺9上。X軸平板直線電機驅動X軸運動，Y軸直線電機驅動Y軸運動，Z軸平板直線 電機驅動Z軸運動；平板型直線電機具有響應速度快，運行平穩(wěn)，負載大，不需要中間運動 轉換裝置的特點，定位精度高。 X軸工作臺4與機床床身3， Y軸工作臺9與橫梁6， Z軸工作臺12與Y軸工作臺9 均采用滾動直線導軌連接，具有運動平穩(wěn)，靈敏度高，定位精度高，壽命長等特點，能夠減小 系統(tǒng)自身的誤差，提高整個平臺的檢測精度。 工件14位于X軸工作臺4上，可以隨X軸工作臺4做前后運動?？填^13位于Z 軸工作臺12上，可以隨Y軸工作臺9和Z軸工作臺12做左右和上下運動。在雕刻的過程 中，可以通過X方向直線電機1的運動來調整工作14在前后方向上的位置，然后再根據(jù)雕 刻的需求，通過X/Y/Z三軸直線電機的聯(lián)動，來調整刻頭13與工件14的相對位置，最終實 現(xiàn)雕刻機的雕刻功能。 本實用新型具有采用計算機操作，定位精度高，控制簡單的特點。
權利要求一種直線電機驅動雕刻機，其特征在于設有橫梁、支柱、X方向直線電機、X軸工作臺、Y方向直線電機、Y軸工作臺、Z方向直線電機、Z軸工作臺、直線導軌、滑塊、刻頭和機床床身；支柱設在機床床身上，橫梁位于支柱上，機床床身、支柱和橫梁共同構成龍門結構；X軸直線電機固定在機床床身上，Y軸直線電機固定在橫梁上，Z軸直線電機固定在Y軸工作臺上；X軸直線電機驅動X軸運動，Y軸直線電機驅動Y軸運動，Z軸直線電機驅動Z軸運動；工件位于X軸工作臺上，工件隨X軸工作臺做前后運動；刻頭位于Z軸工作臺上，刻頭隨Y軸工作臺和Z軸工作臺做左右運動和上下運動。
2. 如權利要求1所述的一種直線電機驅動雕刻機，其特征在于所述X軸直線電機采用 X軸平板直線電機，所述Y軸直線電機采用Y軸平板直線電機，所述Z軸直線電機采用Z軸 平板直線電機。
3. 如權利要求1所述的一種直線電機驅動雕刻機，其特征在于X軸工作臺與機床床身， Y軸工作臺與橫梁，Z軸工作臺與Y軸工作臺均采用滾動直線導軌連接。
專利摘要一種直線電機驅動雕刻機，涉及一種雕刻機。提供一種易于控制，可優(yōu)化中間傳動機構的驅動方式，避免中間傳動機構所帶來的誤差，提高系統(tǒng)精度的直線電機驅動雕刻機。設有橫梁、支柱、XYZ方向直線電機、XYZ軸工作臺、直線導軌、滑塊、刻頭和機床床身。支柱設在機床床身上，橫梁位于支柱上，機床床身、支柱和橫梁共同構成龍門結構；X軸直線電機固定在機床床身上，Y軸直線電機固定在橫梁上，Z軸直線電機固定在Y軸工作臺上；XYZ軸直線電機分別驅動XYZ軸運動；工件位于X軸工作臺上，工件可隨X軸工作臺做前后運動；刻頭位于Z軸工作臺上，刻頭可隨Y軸工作臺和Z軸工作臺做左右運動和上下運動。
文檔編號B44B1/00GK201544679SQ20092018134
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權日2009年11月17日
發(fā)明者蘇國強 申請人:廈門啟和電器有限公司