單軸雕刻機

單軸雕刻機指的是只有一個驅動軸來實現驅動的雕刻機。

基本介紹

• 中文名：單軸雕刻機
• 套用領域：工業工程

研究背景

目前，雕刻機在實際套用中可以對有機玻璃、石材、銅、鋁、木材等材料進行文字、圖形的雕刻加工。用傳統的數控銑床對其進行加工，不僅加工精度得不到保障，而且加工效率低，設備和電力的損耗也較大。為了改變這種情況，精心設計了一種小型數控單軸雕刻機。該數控雕刻機不僅能夠滿足教學上的使用，提高學生對數控工具機的理解和認識，而且造價大大低於傳統數控銑床。

總體設計方案

雕刻機設計目的

設計目的就是提供一種低價、高效和實用的數控雕刻系統的解決方案。該裝置可在PCB 板上完成文字、圖案的雕刻加工，例如：胸牌、銘牌、徽章等的雕刻。設計的宗旨除了要滿足PCB 板材料的雕刻加工需求外，還將作為教學載體，滿足教學項目的要求。

雕刻機設計參數

雕刻機有效行程為 280 mm×380 mm×70 mm；定位精度為 0.05 mm；重複定位精度為 0.025 mm；主軸最高轉速為 24 000 r/min；最大進給速度為 3 m/min，傳動系統X、Y、Z 軸均採用步進電機驅動。

雕刻機的主運動方案討論

主軸系統由主軸電動機、固定支架、刀具鎖緊螺母組成，與普通工具機主傳動系統相比結構簡單。這是由於加工對象範圍小、負載輕，變速功能主要由變速電動機來承擔。雕刻機主傳動為主軸的旋轉運動，主軸承承受的軸向載荷較大，徑向載荷稍小，精度要求較高。針對雕刻機的工作需求對於主軸電機有以下兩種選擇。

1)採用高速直流電機。利用換向器來自動改變線圈中的電流方向，從而使線圈受力方向一致且能連續旋轉。該電機調速性能好，可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無級調速，而且調速範圍較寬；同時該電機啟動、制動轉矩大，易於快速啟動和停車。但由於該電機換向的限制，其轉速相對較低，並且與同容量、同轉速的交流電機相比，直流電機的造價高、體積大、重量重、轉動慣量大，維護檢修不方便。

2)採用水冷交流異步電動機作為主軸電機該電機採用變頻器實現調速，結構簡單、運行可靠、價格低、過載能力強，並且安裝、使用和維護方便，適用於高速、精密加工。