CN111496939A - 木工机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种木工机，属于机械加工设备技术领域。它解决了现有木工机对刀具架的转动角度检测精度较低的问题。本木工机，包括机架、设置在机架上的移动组件和长条状的刀具架，刀具架设置在移动组件上并能够转动，在移动组件上设有与刀具架一端相连接的变速器，移动组件上还设有与变速器传动连接来带动刀具架转动的驱动件，移动组件上还设有编码器，所述编码器和刀具架分别位于变速器的两侧，变速器上开设有贯穿至输出端的避让孔，在避让孔内穿设有中间轴，中间轴的一端与编码器的输入端相固连，另一端与刀具架端部相固连。本木工机对刀具架的转动角度检测精度更高。

Description

木工机

技术领域

本发明属于机械加工设备技术领域，涉及一种木工机。

背景技术

木工机，如雕铣机是一种能够对工件进行雕刻和铣削的加工设备，在雕铣机上设有能够多维度移动的电机，电机的输出轴上安装有刀具，从而对工件进行立体加工，为了提高加工效率，一台木工机会设置多个加工电机进行同时同步加工，为了保证同步性，木工机会设置一个刀具架，刀具架呈长条状，用于安装多个加工电机，通过旋转刀具架来选择不同的刀具或者调节加工过程中刀具的加工角度，如专利文件(申请号：201910596503.2)公开的立体雕刻机，包括雕刻组件、用于连接雕刻组件的条形刀具架和用于夹持工件的夹持组件，雕刻组件有若干个，每个雕刻组件均包括设置在刀具架上的座体和固定在座体上用于驱动刀具转动的驱动电机，为了驱动刀具架，在刀具架的一端还设有驱动电机和变速器，驱动电机通过变速器带动刀具架旋转，由于刀具架的转动角度决定刀具的加工角度，因此在加工过程中需要安装编码器对刀具架的转动角度进行实时检测，但是刀具架的一端已经安装有变速器，需要与变速器的输出端相连接，由于刀具架上的加工组件需要与外部电连接，在加工过程中还需要对刀头喷水冷却，因此需要连接大量电线和水管，且为避免刀具架转动时出现缠绕，较多的电线和水管需要从刀具架的另一端穿入，这导致编码器的安装位置受到限制。

由于编码器分为有轴型编码器和轴套型编码器，有轴型编码器的输入端为一根转轴，该转轴与被检测物连接，通过转轴的转动来获得检测数据，轴套型编码器则整体呈环形，其内侧具有检测环，检测环与被检测物连接，通过检测环的转动来获得数据，而当上述刀具架的两端均被其他部件连接占据时，本领域技术人员优先想到的是采用轴套型编码器来进行检测，如专利文件(申请号：201821613637.8)公开的卧式车床主轴皮带轮的安装结构，包括主轴、主轴皮带轮、环形编码器及编码器安装环，环形编码器固定于编码器安装环，卧式车床主轴皮带轮的安装结构还包括键及锁紧螺母，编码器安装环安装于主轴并通过锁紧螺母锁紧，键安装于主轴并位于主轴与编码器安装环之间，即直接将轴套型编码器套设于刀具架上进行检测，但是不同于小型轴类部件，刀具架是用于安装加工电机的，其外径尺寸较大，导致需要匹配的轴套型编码器径向尺寸较大，而较大径向尺寸的轴套型编码器价格昂贵，且检测精度较低。

此时鉴于带有编码器的电机已经是非常普遍，如专利文件公开的(申请号：201820466240.4)公开的编码器安装于后端盖中的电机，包括后端盖，所述后端盖包括后端盖主体、轴承安装座和编码器安装座，所述编码器安装座包括空腔，所述编码器包括编码器齿轮组件及编码器感应组件，所述编码器齿轮组件设置于所述空腔中，所述编码器感应组件设置于槽中，即通过整合在电机上的编码器直接对电机轴进行转动角度检测，然后根据变速器的变速比，获得刀具架的转动角度，即直接应用带有编码器的电机来对刀具架的转动角度进行检测，但是由于电机与变速器之间或通过齿轮配合，或通过同步带轮配合进行传动，存在一定的配合误差和传动误差，因此上述带有编码器的电机仅能够精确获得电机轴的转动角度，难以精确检测刀具架的实际转动角度，当然本领域技术人员也容易想到直接对变速器的输入端进行检测，避开电机与变速器之间的传动结构，但是变速器内部的变速是通过齿轮啮合实现的，仍然存在上述精度差的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种木工机，用以解决现有木工机对刀具架的转动角度检测精度较低的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：木工机，包括机架、设置在机架上的移动组件和长条状的刀具架，所述刀具架设置在移动组件上并能够转动，在移动组件上设有与刀具架一端相连接的变速器，所述移动组件上还设有与变速器传动连接来带动刀具架转动的驱动件，其特征在于，所述移动组件上还设有编码器，所述编码器和刀具架分别位于变速器的两侧，所述变速器上开设有贯穿至输出端的避让孔，在避让孔内穿设有中间轴，所述中间轴的一端与编码器的输入端相固连，另一端与刀具架端部相固连。

变速器与刀具架的一端连接，驱动件通过变速器进行变速，然后通过变速器的输出端带动刀具架转动，当需要对刀具架的转动角度进行检测时，与现有的通过整合在电机上的编码器直接对电机轴进行转动角度检测，然后根据变速器的变速比，获得刀具架的转动角度，又或者直接对变速器的输入端进行检测，均存在变速器由输入端至输出端的传动配合误差相比，在刀具架一端连入电线、水管，另一端连接变速器导致编码器难以与刀具架直接相对连接的情况下，本申请将编码器设置在变速器输入端的一侧，刀具架位于变速器输出端的一侧，该结构布置规整，易于布置，直接在变速器上开设避让孔，该避让孔直接贯穿变速器的输出端，使得变速器的输出端旋转不会对穿过其中的中间轴产生干涉，而编码器的输入端通过中间轴与刀具架相固连，即实现了编码器输入端与刀具架之间的直接固连传递，编码器直接检测的是刀具架，并不会受到驱动件与变速器之间的传动配合以及变速器内部的传动配合影响，检测精度更高。

在上述的木工机中，所述变速器的输入端为从动带轮，变速器的输出端为法兰盘，所述避让孔的两端分别贯穿从动带轮的中心和法兰盘的中心。从动带轮与法兰盘同轴心设置，避让孔的两端分别贯穿从动带轮与法兰盘两个实体部件以实现与轴承的同轴心设置，保证贯穿其中的中间轴与刀具架的同轴度，避免对中间轴的转动产生干涉，提高检测精度。

在上述的木工机中，所述编码器的输入端呈柱状，所述中间轴一端伸出从动带轮并与编码器的输入端端部相固连，且中间轴与编码器的输入端同轴设置。编码器为有轴型编码器，通过柱状的输入端转动来获得检测数据，相比于轴套型编码器检测精度更高，成本更低，而中间轴穿过从动带轮并与编码器的输入端同轴固连，保证对刀具架的转动检测更加直接，并避免变速器中的运动部件对中间轴及编码器的影响。

在上述的木工机中，所述变速器与刀具架之间还设有连接套，所述连接套一端与法兰盘同轴设置并固连，所述刀具架的端部具有安装部，所述安装部与连接套的另一端同轴设置并固连。刀具架端部通过连接套与变速器的法兰盘实现固连，其中连接套与法兰盘端面对接，并通过轴向穿设在螺栓锁紧固定，即连接套以法兰盘作为轴向位置的基准，保证连接套的轴向位置精度，而刀具架上的安装部是插接在连接套内的，且通过径向穿设的螺栓锁紧固定，在保证刀具架与连接套同轴度的同时，在松开螺栓时能够调节刀具架上安装部的轴向位置，从而保证变速器、连接套以及刀具架之间的装配和轴向位置精度。

在上述的木工机中，所述中间轴端部伸入连接套内，且中间轴连接套为一体式结构。该结构较为简单，在保证中间轴与连接套连接强度的同时保证两者同轴度。

在上述的木工机中，所述连接套内具有盘状的连接部，所述连接部的中心开设有连接孔，所述中间轴的端部插接在连接孔内并与连接部相固连。在连接套的位置得到精确定位的情况下，中间轴的端部直接与连接部相固连，并通过连接孔进行径向位置限位，保证中间轴与连接套的同轴度。

在上述的木工机中，所述连接孔朝向刀具架的一端孔口周向具有限位槽，所述中间轴端部穿过连接孔，且在中间轴的穿过端具有限位盘，所述限位盘定位在限位槽内。通过限位盘与限位槽的配合，即实现中间轴与连接套之间的轴向连接，又进行径向限位，保证中间轴与连接套的同轴度和传动可靠性。

在上述的木工机中，所述驱动件包括驱动电机，该驱动电机固定在移动组件上并位于变速器的上方，所述驱动电机的输出轴固定有主动带轮，该主动带轮与从动带轮通过皮带传动连接。驱动电机与变速器上下布置，为编码器、变速器及刀具架的横向依次排列提供空间。

在上述的木工机中，所述木工机还包括电线和冷却水管，所述刀具架呈管状，且刀具架的内孔贯穿至远离编码器的一端，上述电线和冷却水管从刀具架远离编码器的一端穿入。刀具架上安装有多组加工电机，需要与外部电源电连接，且在加工过程中需要对刀具进行喷水冷却，由于加工过程中刀具架需要转动，为避免出现缠绕，电线和冷却水管从刀具架的另一端穿入，导致刀具架的另一端难以直接连接编码器，为此本申请将编码器通过中间轴穿过变速器的避让孔后与刀具架端部连接，既实现刀具架上较多部件的合理连接和布置，又保证对刀具架转动角度的精确检测。

在上述的木工机中，所述移动组件包括两竖拖板，所述机架包括两竖直设置的立柱，两所述竖拖板分别沿竖直方向滑动连接在两立柱上，两所述支座分别固定在两竖拖板上，所述编码器和变速器固定在其中一个竖拖板上。实现刀具架的上下升降来对工件进行加工。

在上述的木工机中，所述移动组件上固定有支座，所述刀具架的两端分别通过轴承安装在支座上，所述中间轴与轴承同轴心设置。刀具架以轴承的中心线作为转动轴心，与中间轴同步转动，两端的支座对刀具架进行稳定支撑，保证刀具架与中间轴的同轴度，提高检测精度。

木工机，包括机架、滑动设置在机架上的移动组件和长条状的刀具架，所述刀具架设置在移动组件上并能够转动，在移动组件上设有与刀具架一端相连接的变速器，所述移动组件上还设有与变速器传动连接来带动刀具架转动的驱动件，其特征在于，所述移动组件上还设有编码器，所述编码器和刀具架分别位于变速器的两侧，所述变速器上开设有贯穿至输出端的避让孔，所述编码器的输入端呈柱状并穿过避让孔与刀具架端部相固连。

该结构省去了中间轴，而编码器的输入端呈柱状并具有一定的长度，其直接沿横向穿过避让孔并与刀具架端部相固连，编码器的输入端旋转不会对穿过其中的中间轴产生干涉，即实现了编码器输入端与刀具架之间的直接固连传递，编码器直接检测的是刀具架，并不会受到驱动件与变速器之间的传动配合以及变速器内部的传动配合影响，检测精度更高。

与现有技术相比，本木工机具有以下优点：

1、由于直接在变速器上开设避让孔，编码器的输入端通过中间轴与刀具架相固连，即实现了编码器输入端与刀具架之间的直接固连传递，编码器直接检测的是刀具架，并不会受到驱动件与变速器之间的传动配合以及变速器内部的传动配合影响，检测精度更高。

2、由于本申请将编码器设置在变速器输入端的一侧，刀具架位于变速器输出端的一侧，驱动电机设置在变速器的上方，使得结构布置规整，易于布置。

3、由于刀具架上的安装部是插接在连接套内的，且通过径向穿设的螺栓锁紧固定，在保证刀具架与连接套同轴度的同时，在松开螺栓时能够调节刀具架上安装部的轴向位置，从而保证变速器、连接套以及刀具架之间的装配和轴向位置精度。

附图说明

图1是木工机的立体结构示意图。

图2是木工机的结构俯视图。

图3是图2中A-A处的结构剖视图。

图4是图1中B处的结构放大图。

图5是图3中C处的结构放大图。

图6是实施例三中连接套处的局部结构剖视图。

图中，1、机架；11、立柱；12、竖向滑轨；13、竖向电机；14、纵向滑轨；15、纵向电机；2、刀具架；21、安装部；22、加工电机；3、变速器；31、避让孔；32、从动带轮；33、法兰盘；4、编码器；5、中间轴；51、限位盘；6、竖拖板；61、支座；62、轴承；63、支架；7、连接套；71、连接部；711、连接孔；712、限位槽；8、驱动电机；81、主动带轮；82、皮带；9、纵拖架；91、横向滑轨；92、横向电机；10、横拖架；101、加工平台；102、夹具。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2、图3所示，木工机，包括机架1、加工平台101、移动组件和刀具架2，机架1包括两竖直设置在横向两侧的立柱11，移动组件包括两竖拖板6，该两竖拖板6分别沿竖直方向滑动连接在两立柱11上，刀具架2呈条形方管状，在刀具架2上固定有若干加工电机22，该若干加工电机22沿横向排列，且若干加工电机22上的刀具分别伸出刀具架2的不同侧面，在两竖拖板6的侧面上均固定有支座61，刀具架2沿横向设置，且刀具架2的两端分别焊接固定有圆管状的安装部21，刀具架2的内孔与安装部21的内孔相连通，两安装部21分别通过轴承62转动连接在两支座61上，使得刀具架2能够转动来选择不同的刀具进行加工，当然也能够通过刀具架2的转动使得加工过程中刀具偏转一定的角度。加工平台101上固定有若干用于夹紧工件的夹具102，该加工平台101沿水平方向滑动设置在机架1上并位于刀具架2的下方，使得刀具架2与加工平台101之间形成三维立体平移。

结合图4、图5所示，其中一块竖拖板6上固定有驱动电机8、变速器3和编码器4，另一块竖拖板6处设有电线和冷却水管，电线和冷却水管从刀具架2远离编码器4的一端的安装部21穿过并穿入刀具架2内，编码器4、变速器3及刀具架2沿横向依次排列，即变速器3位于编码器4与刀具架2之间，驱动电机8位于变速器3的上方，在驱动电机8的电机轴的端部固定有主动带轮81，变速器3的输入端为从动带轮32，该从动带轮32与主动带轮81通过皮带82相连接，变速器3的输出端为法兰盘33，该法兰盘33上固定有连接套7，连接套7与刀具架2上的安装部21相固连，即驱动电机8通过变速器3能够带动刀具架2转动，在变速器3内开设有避让孔31，该避让孔31沿横向设置，且避让孔31的一端贯穿至从动带轮32的中心，另一端贯穿至法兰盘33的中心，且避让孔31与轴承62具有相同的中心线，在避让孔31内沿横向穿设有中间轴5，该中间轴5能够周向转动，在竖拖板6侧面上固定有L形板状的支架63，该支架63的侧面与从动带轮32相对，编码器4为有轴型编码器4，其固定在支架63上，并具有柱状的输入端，中间轴5的一端伸出从动带轮32并与编码器4的输入端相固连，中间轴5的另一端与连接套7相固连。

具体来说，连接套7一端端面与法兰盘33端面相对接抵靠并通过轴向穿设的螺栓锁紧固定，且连接套7与法兰盘33同轴设置，刀具架2的安装部21插接在连接套7的另一端并通过径向穿设的螺栓锁紧固定，且连接套7与安装部21及轴承62同轴设置，而编码器4的输入端与中间轴5同轴设置，即编码器4的输入端、中间轴5、连接套7、轴承62及刀具架2均具有相同的中心线。

两立柱11上均沿竖直方向固定有竖向滑轨12，两竖拖板6分别滑动连接在两立柱11的竖向滑轨12上，在立柱11上还设有竖向电机13，该竖向电机13通过丝杆螺母组件带动竖拖板6沿竖向滑动，在机架1上沿纵向固定有纵向滑轨14，在纵向滑轨14上沿纵向滑动连接有纵拖架9，在机架1上还固定有纵向电机15，该纵向电机15通过丝杆螺母组件带动纵拖架9沿纵向滑动，在纵拖架9上沿横向固定有横向滑轨91，横向滑轨91上沿横向滑动连接有横拖架10，在机架1上还固定有横向电机92，该横向电机92通过丝杆螺母组件带动横拖架10沿横向移动，加工平台101固定在横拖架10上。

实施例二：

该木工机的结构与实施例一基本相同，不同点在于，编码器4的输入端呈柱状，且编码器4的输入端沿横向穿过避让孔31并直接与连接套7上的连接部71相固连。

实施例三：

该木工机的结构与实施例一基本相同，不同点在于如图6所示，连接套7内具有盘状的连接部71，该连接部71与连接套7一体成型并同轴设置，连接部71的中心开设有连接孔711，连接孔711朝向刀具架2的一端孔口周向具有限位槽712，中间轴5的端部插接在连接孔711内并与连接部71相固连，中间轴5端部穿过连接孔711，且在中间轴5的穿过端具有限位盘51，限位盘51定位在限位槽712，使得中间轴5与连接套7同轴设置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机架1、立柱11、竖向滑轨12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.木工机，包括机架(1)、设置在机架(1)上的移动组件和长条状的刀具架(2)，所述刀具架(2)设置在移动组件上并能够转动，在移动组件上设有与刀具架(2)一端相连接的变速器(3)，所述移动组件上还设有与变速器(3)传动连接来带动刀具架(2)转动的驱动件，其特征在于，所述移动组件上还设有编码器(4)，所述编码器(4)和刀具架(2)分别位于变速器(3)的两侧，所述变速器(3)上开设有贯穿至输出端的避让孔(31)，在避让孔(31)内穿设有中间轴(5)，所述中间轴(5)的一端与编码器(4)的输入端相固连，另一端与刀具架(2)端部相固连。

2.根据权利要求1所述的木工机，其特征在于，所述变速器(3)的输入端为从动带轮(32)，变速器(3)的输出端为法兰盘(33)，所述避让孔(31)的两端分别贯穿从动带轮(32)的中心和法兰盘(33)的中心。

3.根据权利要求2所述的木工机，其特征在于，所述编码器(4)的输入端呈柱状，所述中间轴(5)一端伸出从动带轮(32)并与编码器(4)的输入端端部相固连，且中间轴(5)与编码器(4)的输入端同轴设置。

4.根据权利要求2或3所述的木工机，其特征在于，所述变速器(3)与刀具架(2)之间还设有连接套(7)，所述连接套(7)一端与法兰盘(33)同轴设置并固连，所述刀具架(2)的端部具有圆管状的安装部(21)，所述安装部(21)与连接套(7)的另一端同轴设置并固连。

5.根据权利要求4所述的木工机，其特征在于，所述中间轴(5)端部伸入连接套(7)内，且中间轴(5)与连接套(7)为一体式结构。

6.根据权利要求4所述的木工机，其特征在于，所述连接套(7)内具有盘状的连接部(71)，所述连接部(71)的中心开设有连接孔(711)，所述中间轴(5)的端部插接在连接孔(711)内并与连接部(71)相固连。

7.根据权利要求2或3所述的木工机，其特征在于，所述驱动件包括驱动电机(8)，该驱动电机(8)固定在移动组件上并位于变速器(3)的上方，所述驱动电机(8)的输出轴固定有主动带轮(81)，该主动带轮(81)与从动带轮(32)通过皮带(82)传动连接。

8.根据权利要求1～4中任意一项所述的木工机，其特征在于，所述木工机还包括电线和冷却水管，所述刀具架(2)呈管状，且刀具架(2)的内孔贯穿至远离编码器(4)的一端，上述电线和冷却水管从刀具架(2)远离编码器(4)的一端穿入。

9.根据权利要求1～4中任意一项所述的木工机，其特征在于，所述移动组件上固定有支座(61)，所述刀具架(2)的两端分别通过轴承(62)安装在支座(61)上，所述中间轴(5)与轴承(62)同轴心设置。

10.木工机，包括机架(1)、滑动设置在机架(1)上的移动组件和长条状的刀具架(2)，所述刀具架(2)设置在移动组件上并能够转动，在移动组件上设有与刀具架(2)一端相连接的变速器(3)，所述移动组件上还设有与变速器(3)传动连接来带动刀具架(2)转动的驱动件，其特征在于，所述移动组件上还设有编码器(4)，所述编码器(4)和刀具架(2)分别位于变速器(3)的两侧，所述变速器(3)上开设有贯穿至输出端的避让孔(31)，所述编码器(4)的输入端呈柱状并穿过避让孔(31)与刀具架(2)端部相固连。

Images