专利名称：数控曲线锯机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械设备，用于板材加工的切割设备的制造。
背景技术：
目前板材切割加工中广泛采用以下几种加工方法1.，气焊切割该方法只适合钢板切割，它效率较高，但切口精度差，非金属和有色 金属板材不适合。2，水切割该方法适用材料广泛，但耗材较贵，加工成本较高。3，线切割该方法只适合加工金属材料，加工精度高。但生产效率很低，加工成本较高。4，锯切割该方法效率较高，生产成本低，适用材料广泛。带锯机是板材切割加工中广泛使用的机械加工设备，普通带锯机在做曲线切割 时，由于锯条有一定的宽度，切割到转弯处时，锯条边缘就会与制件发生挤压而停止作业。 目前切割曲线时通常采用较窄的锯条，锯条固定不动，工人要用手工操作不停地转动工件， 帮助调整工件与锯条锯切曲线的方向一致，近似手工切割，这种方法操作难度大，劳动强度 大，工件精度差，很难实现大批量自动化生产。现在市场上还没有一种比较成熟的数控锯 机。200820135580. 5公开的专利三维数控锯机，锯条是上下往复运动，工作时有一半是空 行程，工作效率低，并且锯条还要不断调整方向，机床结构复杂。200420108656. 7公开的 三轴联动数控曲线带锯机，该结构是安装带锯的整个机架要根据锯切的位置在床身上回 转，小角度转弯时机架工作范围受到很大限制，所以很难得到推广应用。另外锯条的状态， 01237099. 1专利公开的线锯条由于工艺和结构所限，不可能制成很大的齿形，从而也不能 制成效率很高的锯条。
发明内容本实用新型的设计目的是提供一种数控曲线锯机，配置可以向任意方向锯切的锯 条，实现板材曲线裁切加工的自动化。一种数控曲线锯机，包括X、Y两方向直线运动的工作台，和有程序控制的电气、冷 却配置，其特征在于固定带锯的F型架的立柱垂直安置在工作台的底座上，带锯通过框架 导轮安装在立柱上部的上、下横梁侧面上呈环形闭合，上横梁端垂直安装导正器升降座，下 端固定上导正器、下部一侧安装动力头及伺服电机，下导正器安装在下横梁端上面，两导正 器位于工作台上工件的上、下之间；带锯是两条齿的带锯条，或是螺旋锯条。本数控曲线锯机，可以安装两条齿的带锯条，锯齿间距不限，效率高，螺旋锯条效 率更高。在此之前已有的线锯条由于工艺和结构所限，不可能制成很大的齿形，从而也不能 制成效率很高的锯条。本设备也可在导正器座上安装往复运动的电动曲线锯，市场上可以 买到的，能更灵活方便地对木材、金属、塑料等板材进行切割；也可以切出更小的转弯半径， 使原来必须手工操作而且不易掌握的手动工具也可以实现数控操作。因配置钻具，能使锯条在局部作业，锯切的轨迹可以是连续的，也可以是断续的任何曲线图形。以往的带锯首尾 都是采用焊接结构，无法实现跳跃断续锯切。而本设计中的带锯接头结构可以解决以往带 锯不能切割断续曲线的问题，并且配置钻头可钻孔，使带锯可以在板材的任意位置孔中穿 过，灵活地进行局部锯切。还可以在导正器座上配置铣头，增加作业功能。 本实用新型的锯机对使用客户来讲是一种工艺简单，适用材料广泛，生产效率高， 生产成本低的产品。如能推广使用，必能产生巨大的经济效益和社会效益。其对锯条制造厂 商和机床制造厂商来讲又是一个巨大的潜在市场，必能给生产厂商带来巨大的经济效益。
[0012]图1是本设计的数控曲线锯机主视图；[0013]图2a是导正器夹持厚锯片B状态剖视图；[0014]图2b是导正器夹持薄锯片A状态剖视图；[0015]图3a是导正器图加的俯视图；[0016]图3b是导正器图2b的俯视图；[0017]图4a是本设计两条齿带锯主视图；[0018]图4b是将带锯扭转后安装在导向轮上的螺旋状轴向视图[0019]图5a是带锯两端结构主视图；[0020]图5b是图fe的A-A视图；[0021]图6是导正器座上安装小电锯剖视图；[0022]图7是图6的俯视图。
具体实施方式
.数控曲线锯机如图1所示，包括X、Y两方向直线运动的两个工作台，和有程序控 制的电气系统及冷却系统配置，其特征在于固定带锯5的F型的立柱3垂直安置在工作台 的底座1上，带锯5通过框架导轮安装在与立柱3上横梁14、下横梁15侧面上，呈环形闭 合。上横梁14端垂直安装导正器升降座8，升降座8下端固定上导正器10、下部一侧安装 动力头9，下导正器6及伺服电机安装在下横梁15端上面。框架导轮包括与电机相连的主动轮2位于立柱3中部、涨紧轮4位于立柱上角、两 个导轮7分别位于两横梁14、15端并且在上导正器10、下导正器6的上、下方。本设计的带锯5的两长边有对称齿，将带锯中间无齿的部分变窄，可以根据需要 制成不同大小的齿形。带锯5首尾相接的快速插接结构如图fe、图恥所示，其一端有“凸” 字形通孔，另一端同方向、同形状“凸”的竖边被切开，横边仍相连，见图恥所示，向一面推 挤后形成同形状凸起；当将凸起部分插入另一端通孔中并拉紧时，凸起部分卡在通孔的肩 部，首尾部分就快速搭接在一起了，成为有一个活口的环形锯。当搬开涨紧轮4带锯5处于 放松状态时，凸起部分又可以从通孔中移出，使首尾分开。锯条的另一种形式见图4a、图4b，将带锯5锯条螺旋扭转安装在框架导轮上，这 时要将上导正器10、下导正器6移位，将带锯5沿中心线扭转、再将两端对接，使原来一条线 排列的锯齿变为沿轴线螺旋分布，这样锯条就可以向任意方向锯切。导正器升降结构8 包括一套丝杠副，一端固定电机，另一端固定上导正器10及动力头9，其中部垂直安装在上横梁14端部，使导正器升降。上、下导正器的结构见图2a、图2b:导正器座17上安置伺服电机21。导正器座 17内一侧有蜗杆19，中部有蜗轮16，外部有与蜗杆19咬合的齿，蜗轮16另半部内为弧形凹 腔，其弧形大于小导轮支架18的外球面，凹腔最大径处有相向两个螺纹通孔；内有小导轮 支架18，小导轮支架18外部为球体中段，中心为等径通孔，通孔内轴向垂直安置两个小导 轮20，两个小导轮20的轮面并列安置在锯面两侧，并垂直于带锯走向，两个小导轮20与蜗 杆19同轴向。安装时如图加所示，用手动固定蜗轮16与小导轮支架18的缝隙为水平，此时蜗 轮16的缝隙水平且两小轮20间距B最大，并用顶丝穿过蜗轮16壁上通孔并抵住小导轮支 架18球面的最大径点。这种状态下的两个小导轮20之间的带锯5的锯片厚度为最大值。 厚的锯片适合高强度材质切割。如果安装的锯片薄时，如图2b所示手动小导轮支架18扭 转角度，使锯片5与加工材料工件11的被切线一致，并再次用顶丝固定。锯片薄时蜗轮16 的缝隙偏斜且两小轮20间距A最小。此后伺服电机21带动蜗杆19及蜗轮16随程序控制 的方向、速度与设备同步正、反向扭转。安装螺旋锯条时，不使用导正器。导正器升降座8下部一侧安装动力头9，还可以换下导正器，配置钻具，使上述带 锯能够穿过孔隙。或者配置铣头，加工沟槽。还可以取下导正器座17上的上、下导正器10、6，安装小型电动往复锯22，如图6、 图7所示这时改用人工手动操纵，脱离设备程序控制。本设备工作时，自动控制的带锯、钻 孔以及小型曲线锯可更替使用。曲线加工时，工件11固定在纵向工作台12上，随程序控制工作台13配合做直线 运动，带锯5在上、下导正器10、6的夹持下转动，保证锯条方向与工件运动方向重合，从而 加工出任何曲线，而不出现夹锯现象。如果加工低密度材质时，可使用本设计的螺旋锯条， 螺旋锯条适用于加工有色金属、非金属材料，如木板、塑料板，不受方向制约，可以拐直角、 小R曲线、可使用单齿或双齿锯条。导正器的蜗轮、蜗杆与Z轴、Y轴共同构成了本设计的三轴联动数控曲线锯机，数 控装置可根据锯切曲线的形状控制导正器，使锯条始终与工件运动方向一致，随时扭转调 整方向；导正器可根据锯条厚度、工件厚度不同调整，从而能完成任意形状曲线的自动切割 作业。
权利要求1.一种数控曲线锯机，包括Χ、γ两方向直线运动的工作台，和有程序控制的电气、冷却 配置，其特征在于固定带锯(5)的F型架的立柱(3)垂直安置在工作台的底座(1)上，带锯 (5)通过框架导轮安装在立柱C3)上部的上横梁(14)、下横梁(1 侧面上呈环形闭合，上 横梁(14)端垂直安装导正器升降座(8)，升降座(8)下端固定上导正器(10)、下部一侧安 装动力头(9)，下导正器(6)及伺服电机安装在下横梁(15)端上面，两导正器位于工作台上 工件(U)的上、下之间；带锯( 是两条齿的带锯条，或是螺旋锯条。
2.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于带锯(5)的两长边有对称齿，锯条 无齿的部分变窄。
3.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于带锯(5)锯条首尾相接部分有插 接结构其一端有“凸”字形通孔，另一端同方向、同样形状“凸”的竖边被切开，横边仍相 连，向一面推挤后形成同形状凸起；当将凸起部分插入另一端通孔中并拉紧时，首尾部分搭 接在一起，形成闭环。
4.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于上、下导正器(10、6)的结构导 正器座(17)上安置伺服电机(21)，导正器座(17)内一侧有蜗杆(19)，中部有蜗轮(16)，蜗 轮(16)外部有与蜗杆(19)咬合的齿，蜗轮(16)另半部内为弧形凹腔，其弧形大于小导轮 支架(18)的外球面，凹腔最大径处有相向两个螺纹通孔，内有小导轮支架(18)；小导轮支 架(18)外部为球体中段，中心有等径通孔，通孔内轴向垂直安置两个小导轮(20)，两个小 导轮00)的轮面并列安置在锯面两侧，并垂直于带锯走向，两个小导轮00)与蜗杆(19) 同轴向。
5.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于导正器升降结构(8)包括一套丝 杠副，一端固定电机，其中部垂直安装在上横梁(14)端部，使上导正器(10)升降。
6.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于将带锯(5)沿中心线扭转、再将两 端对接，使线排列的锯齿呈轴线螺旋分布，并安装在框架导轮上；此时将上导正器(10)、下 导正器(6)移位。
7.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于框架导轮包括与电机相连的主动 轮⑵位于立柱⑶中部、涨紧轮⑷位于立柱上角、两个导轮(7)分别位于两横梁(14、 15)端并且在上导正器(10)、下导正器(6)的上、下方。
8.根据权利要求1所述的数控曲线锯机，其特征在于还可以取下导正器座(17)上的 上、下导正器(10、6)，安装小型电动往复锯02)；这时脱离设备程序控制，改用人工手动操 作。
专利摘要一种数控曲线锯机，包括X、Y两方向直线运动的工作台，和有程序控制的电气、冷却配置，其特征在于固定带锯的F型架的立柱垂直安置在工作台的底座上，带锯通过导轮安装在立柱上部的上、下横梁侧面上呈环形闭合，上横梁端垂直安装导正器升降座，下端固定上导正器、下部一侧安装动力头，下导正器及伺服电机安装在下横梁端上面，两导正器位于工作台上工件的上、下之间；带锯是两条齿的带锯条，或是螺旋锯条。锯条首尾插接结构的“凸”字形通孔和同形竖边切开，形成闭环。锯齿间距不限，效率高，螺旋锯条效率更高。也可在导正器座上安装往复电动曲线锯，切出更小的转弯半径。还可配钻头、铣头，并且带锯首尾结构，实现切割断续曲线。
文档编号B23D53/02GK201881004SQ20102019867
公开日2011年6月29日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者王博森 申请人:王博森