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(10)申请公布号 CN 103144479 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103144479 A *CN103144479A* (21)申请号 2.2 (22)申请日 2013.03.20 B44B 3/00(2006.01) B24B 17/04(2006.01) (71)申请人 昆山三景科技股份有限公司 地址 215335 江苏省苏州市昆山市玉山镇城 北中环路南侧 (72)发明人 许一青 (74)专利代理机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 董建林 (54) 发明名称 适用于光学曲线研磨加工图的绘图机 (57) 摘要 本发明公开了一种适用于光学曲线研磨加工 图的绘图机， 包括 ： 机座、 机台、 制图龙门、 第一驱 动系统， 还包括 ： 制图模块、 第二驱动系统 ； 第一 方向垂直于第二方向， 制图模块包括 ： 固定板、 箱 体、 绘图笔组件、 驱动电机、 平衡组件、 平衡电机， 箱体、 驱动电机、 平衡电机均固定在固定板上， 平 衡组件包括 ： 丝杠件、 丝杠螺母件、 平衡件、 支架， 支架与平衡件的中段铰接， 铰轴轴线垂直于丝杠 件的轴线， 丝杠件轴线平行于绘图笔组件相对箱 体的滑动方向。本发明的有益之处在于 ： 通过制 图模块中平衡组件， 通过重力自动控制刻画深度， 即使遇到胶片起伏， 也能适当调整获得较为精确 的深度 ； 通过光电感应能够控制绘图笔组件的位 置， 保证运行的稳定性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103144479 A CN 103144479 A *CN103144479A* 1/1 页 2 1. 适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 包括 ： 机座、 设置在上述机座上方的设置有 制图区域的机台、 设置在上述机台上方横跨上述制图区域并能沿着第一方向移动的制图龙 门、 设置在上述机台内部用于驱动上述制图龙门的第一驱动系统， 其特征在于， 还包括 ： 能 与上述制图龙门一起沿着第一方向移动并能相对上述制图龙门沿着第二方向移动的制图 模块、 固定在上述制图龙门上用于驱动上述制图模块的第二驱动系统 ； 上述第一方向垂直 于上述第二方向， 上述制图模块包括 ： 固定板、 箱体、 与上述箱体构成滑动连接用于制图的 绘图笔组件、 用于驱动上述绘图笔组件转动的驱动电机、 用于控制上述绘图笔组件位置的 平衡组件、 用于驱动上述平衡组件工作的平衡电机， 上述箱体、 驱动电机、 平衡电机均固定 在上述固定板上， 上述平衡组件包括 ： 由上述平衡电机驱动的丝杠件、 套接在上述丝杠件上 的丝杠螺母件、 一端与上述丝杠螺母件铰接另一端用于与上述绘图笔组件接触的平衡件、 与上述固定板或 / 和箱体固定连接的支架， 上述支架与上述平衡件的中段铰接， 铰轴轴线 垂直于上述丝杠件的轴线， 上述丝杠件轴线平行于上述绘图笔组件相对箱体的滑动方向。 2. 根据权利要求 1 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述驱 动电机的输出轴伸入上述箱体内通过相互配合的齿轮与上述绘图笔组件构成传动。 3. 根据权利要求 1 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述绘 图笔组件包括 ： 用于被上述驱动电机驱动的笔杆、 固定在上述笔杆底端用于与图纸接触制 图的笔尖、 套接在上述笔杆上用于与上述平衡件一端接触的配重块。 4. 根据权利要求 3 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述平 衡件形成有两个分别用来容纳上述丝杠螺母件和笔杆的 “凹” 字形结构。 5. 根据权利要求 4 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述平 衡件位于上述笔杆的一端形成有带有圆角的凸起。 6. 根据权利要求 1 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述制 图模块还包括 ： 用于防尘的防尘罩， 上述防尘罩两侧设有开口槽。 7. 根据权利要求 6 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述箱 体两侧设有用于与上述开口槽配合的锁紧螺栓。 8. 根据权利要求 1 至 7 任意一项所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征 在于， 上述箱体上设有用于检测上述平衡件位于上述丝杠件这一端最低位置的第一光电感 应器。 9. 根据权利要求 1 至 7 任意一项所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征 在于， 上述固定板上设有用于检测上述平衡件位于上述绘图笔组件这一端最高位置的第二 光电感应器。 10. 根据权利要求 9 所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述笔 尖的尖端为多面锥体。 权 利 要 求 书 CN 103144479 A 2 1/4 页 3 适用于光学曲线研磨加工图的绘图机 技术领域 0001 本发明涉及一种绘图机， 具体涉及一种绘制用于光学曲线研磨加工使用的加工图 的绘图机。 背景技术 0002 光学曲线研磨现在流行的一种精密机械加工模式， 主要用于加工冲模等精密设备 中的关键零件， 适合高硬度材料的成型研磨。 在进行光学曲线研磨时， 是根据刻画在加工图 上的痕迹进行加工的， 因此在加工之前， 往往需要专用的绘图机进行制图， 现有的加工图往 往是胶片， 然后通过在电脑控制下运动的刻针在胶片上进行刻画。 0003 为了能够使刻画的痕迹均匀， 刻针往往被电机带动进行自转， 除此之外， 为了能够 使刻画的深浅一致， 对放置胶片的平面要求很高， 但是即使这样， 由于维护和胶片本身平面 度的问题， 刻画深度的精度往往达不到要求。 发明内容 0004 为解决现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种能够控制刻画深度的适用于 光学曲线研磨加工图的绘图机。 0005 为了实现上述目标， 本发明采用如下的技术方案 ： 适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 包括 ： 机座、 设置在上述机座上方的设置有制图 区域的机台、 设置在上述机台上方横跨上述制图区域并能沿着第一方向移动的制图龙门、 设置在上述机台内部用于驱动上述制图龙门的第一驱动系统， 其特征在于， 还包括 ： 能与上 述制图龙门一起沿着第一方向移动并能相对上述制图龙门沿着第二方向移动的制图模块、 固定在上述制图龙门上用于驱动上述制图模块的第二驱动系统 ； 上述第一方向垂直于上述 第二方向， 上述制图模块包括 ： 固定板、 箱体、 与上述箱体构成滑动连接用于制图的绘图笔 组件、 用于驱动上述绘图笔组件转动的驱动电机、 用于控制上述绘图笔组件位置的平衡组 件、 用于驱动上述平衡组件工作的平衡电机， 上述箱体、 驱动电机、 平衡电机均固定在上述 固定板上， 上述平衡组件包括 ： 由上述平衡电机驱动的丝杠件、 套接在上述丝杠件上的丝杠 螺母件、 一端与上述丝杠螺母件铰接另一端用于与上述绘图笔组件接触的平衡件、 与上述 固定板或 / 和箱体固定连接的支架， 上述支架与上述平衡件的中段铰接， 铰轴轴线垂直于 上述丝杠件的轴线， 上述丝杠件轴线平行于上述绘图笔组件相对箱体的滑动方向。 0006 前所述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述驱动电机的输 出轴伸入上述箱体内通过相互配合的齿轮与上述绘图笔组件构成传动。 0007 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述绘图笔组件包括 ： 用于被上述驱动电机驱动的笔杆、 固定在上述笔杆底端用于与图纸接触制图的笔尖、 套接 在上述笔杆上用于与上述平衡件一端接触的配重块。 0008 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述平衡件形成有两 个分别用来容纳上述丝杠螺母件和笔杆的 “凹” 字形结构。 说 明 书 CN 103144479 A 3 2/4 页 4 0009 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述平衡件位于上述 笔杆的一端形成有带有圆角的凸起。 0010 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述制图模块还包括 ： 用于防尘的防尘罩， 上述防尘罩两侧设有开口槽。 0011 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述箱体两侧设有用 于与上述开口槽配合的锁紧螺栓。 0012 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述箱体上设有用于 检测上述平衡件位于上述丝杠件这一端最低位置的第一光电感应器。 0013 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述固定板上设有用 于检测上述平衡件位于上述绘图笔组件这一端最高位置的第二光电感应器。 0014 前述的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机， 其特征在于， 上述笔尖的尖端为多 面锥体。 0015 本发明的有益之处在于 ： 通过制图模块中平衡组件， 通过重力自动控制刻画深度， 即使遇到胶片起伏， 也能适当调整获得较为精确的深度 ； 通过光电感应能够控制绘图笔组 件的位置， 保证运行的稳定性。 附图说明 0016 图 1 是本发明的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机的一个优选实施例的结构 示意图 ； 图 2 是图 1 所示实施例中制图模块的结构示意图 ； 图 3 是图 2 所示实施例中平衡件和丝杠螺母件的结构示意图 ； 图 4 是图 1 所示实施例中防尘罩的结构示意图。 0017 图中附图标记的含义 ： 1、 机座， 2、 机台， 3、 制图龙门， 4、 制图模块， 5、 固定板， 6、 箱体， 7、 驱动电机， 8、 平衡电 机， 9、 丝杠件， 10、 丝杠螺母件， 11、 平衡件， 12、 支架， 13、 齿轮， 14、 笔杆， 15、 笔尖， 16、 配重 块， 17、 防尘罩， 18、 开口槽， 19、 锁紧螺栓， 20、 第一光电感应器， 21、 第二光电感应器， 22、 制 图区域， 23、 镂空轨道。 具体实施方式 0018 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。 0019 参照图1至图4所示， 本发明的适用于光学曲线研磨加工图的绘图机主要包括 ： 机 座 1、 机台 2、 制图龙门 3、 制图模块 4、 第一驱动系统和第二驱动系统。 0020 其中， 机座 1 主要起到支撑和容纳的作用， 设置在机座 1 上方的机台 2 主要用来提 供一个相对平整的区域用于铺放图纸， 机台 2 上方用于铺放图纸的区域为制图区域 22。作 为理想状态我们希望这部分机台的台面是尽可能平整的。为了实现在机台 2 的区域进行制 图， 制图龙门 3 设置在机台 2 上方， 在机台 2 的内部设有第一驱动系统， 用于驱动制图龙门 3 在第一方向移动。 0021 制图龙门 3 具有典型的龙门结构， 形成有两个立柱和一个设置在两个立柱之间的 横梁， 第一驱动系统通过立柱实现传动， 制图龙门 3 应当是能够完全横夸整个制图区域 22 说 明 书 CN 103144479 A 4 3/4 页 5 的， 由于制图龙门 3 是沿着第一方向移动的， 所以横跨的方向， 即横梁的方向应当是垂直于 第一方向的。 0022 需要进一步说明的是， 为了能使制图龙门 3 的立柱与机台 2 内部的第一驱动系统 实现传动， 在机台上是设有两个平行的镂空轨道 23 的， 为了保证第一驱动系统尽可能少的 受灰尘的影响， 镂空轨道23设有用于遮蔽镂空部分的刷毛， 在制图龙门3到达的地方， 刷毛 会因接触而自动避让， 而其他位置的刷毛因为本身的弹性而遮蔽， 使机台 2 的内部不至于 落灰， 这对需要精密运转的驱动系统而言是比较重要的。 另外， 第一驱动系统的具体实施方 式， 我们可以采用伺服电机带动的滚珠丝杠机构实现， 需要注意的一点是， 为了保证制图龙 门 3 两个立柱行走轨迹的平行度， 两个平行的行走轨道或平行的丝杠是十分必要的。 0023 这样一来， 制图模块 4 相对于平面的图纸， 第一个维度的移动由第一驱动系统承 担， 为了实现第二个维度的移动， 在制图龙门 3 上设第二驱动系统， 第二驱动系统固定在制 图龙门 3 上， 其能够驱动制图模块 4 相对于制图龙门 3 在第二方向移动， 由于制图龙门 3 相 对机台 2， 也就是图纸， 只能在第一方向上移动， 所以第二驱动系统相当于驱动制图模块 4 相对于图纸在第二方向上移动。 0024 作为一种优选方案， 第二驱动系统也可以采用伺服电机带动的滚珠丝杠机构实 现。相应的制图模块 4 是固定在该滚珠丝杠机构的中可以随着丝杠件 9 转动而移动的丝杠 螺母件 10 或与之连接其他结构构成固定连接， 当丝杠件 9 转动时就能带动制图模块 4 移动 了。 0025 我们在设置第一驱动系统和第二驱动系统时， 将它们驱动的方向， 即第一方向和 第二方向设置为垂直的， 这样一来， 通过第一驱动系统和第二驱动系统， 制图模块 4 可以到 达制图区域 22 上图纸的任意一点， 即能完成在制图区域 22 绘制任意图案的目的。 0026 本发明的制图模块 4 主要包括 ： 固定板 5、 箱体 6、 绘图笔组件、 驱动电机 7、 平衡电 机 8、 平衡组件。 0027 其中， 固定板 5 主要用来固定其他部件和与第二驱动系统构成连接。箱体 6 固定 在固定板 5 上， 其主要用于实现固定和容纳。除了箱体 6 之外， 驱动电机 7 和平衡电机 8 均 与固定板 5 构成固定连接。 0028 平衡组件包括 ： 由平衡电机驱动的丝杠件 9、 套接在丝杠件 9 上的丝杠螺母件 10、 一端与丝杠螺母件 10 铰接的平衡件 11、 支架 12， 支架 12 与平衡件 11 的中段铰接。 0029 其中， 丝杠件9用于通过自身旋转调整丝杠螺母件10的位置， 需要说明的是， 为了 保证丝杠件 9 的垂直度， 其底端可以转动连接于箱体 6 的上壳。 0030 丝杠螺母件 10 套接在丝杠件 9 上， 其与平衡件 11 的一端进行铰接， 平衡件 11 主 要起到一个杠杆的作用， 支架 12 固定在箱体 6 上， 平衡件 11 的中段处与支架 12 构成铰接， 这样平衡件 11 即能以此处作为支点进行转动， 铰轴轴线垂直于丝杠的轴线， 丝杠轴线平行 于绘图笔组件相对箱体6的滑动方向， 平衡件11的另一端用于与绘图笔组件中的某一个部 分接触， 从而实现对绘图笔组件位置的调节。 0031 这样一来， 当平衡电机 8 转动带动丝杠螺母件 10 沿着丝杠件 9 上下移动时， 其能 够使平衡件 11 的这一端移动， 从而撬动另一端的绘图笔组件。 0032 驱动电机 7 的输出轴伸入到箱体内相互配合的齿轮与绘图笔组件构成传动。使绘 图笔进行转动， 具体而言， 绘图笔组件包括 ： 用于被驱动电机驱动的笔杆 14、 固定在笔杆 14 说 明 书 CN 103144479 A 5 4/4 页 6 底端用于与图纸接触制图的笔尖 15、 套接在笔杆 14 上用于与平衡件 11 一端接触的配重块 16。用于与驱动电机 7 配合的齿轮 13 可以套接在笔杆 14 上， 笔尖 15 和笔杆 14 应当是可 以拆卸更换， 以便绘制不同的粗细的线 可以是多个， 其中位于底端的尺寸最 大， 以便用于托住上方其他的配重块， 由于最下面的配重块 16 需要与平衡件 11 进行接触， 所以最下方的配重 16 块应当与笔杆 14 构成固定连接， 即在笔杆 14 的轴向不与其发生相对 位移。配重块 16 的总重量可以根据我们需要进行调整， 以获得我们需要深浅， 通过配重块 16、 平衡电机8以及平衡组件， 当笔尖15遇到起伏时， 其也能相对调整， 由于配重是一定的， 并且由于平衡件11杠杆的作用， 笔尖15对图纸的正压力应当是不变的， 所以刻画的深度不 会随起伏产生变化。 0033 驱动电机 7 和平衡电机 8 均可以采用伺服电机。 0034 作为一种优选方案， 参照图 3， 平衡件 11 形成有两个分别用来容纳丝杠螺母件和 笔杆的 “凹” 字形结构。平衡件 11 位于笔杆 14 的一端形成有带有圆角的凸起， 以便能够得 到更好地接触。 0035 为了使上述结构更精密的运转而不受到灰尘的影响， 作为一种优选方案， 制图模 块 4 还包括 ： 用于防尘的防尘罩 17， 防尘罩 17 两侧设有开口槽 18， 相对应的， 箱体 6 两侧设 有用于与开口槽 18 配合的锁紧螺栓 19。可拆卸的设计， 便于检修和组装。 0036 为了限制绘图笔组件的极限位置， 防止笔尖15崩断， 作为一种优选方案， 箱体6上 设有用于检测平衡件11位于丝杠件这一端最低位置的第一光电感应器20， 固定板5上设有 用于检测平衡件 11 位于绘图笔组件这一端最高位置的第二光电感应器 21。第一光电感应 器 20 会被平衡件 11 或丝杠螺母件 10 遮挡， 而起到最高位置的限位， 第二光电感应器 21 会 被向下移动配重块 16 遮挡， 而起到最低位置的限位。 0037 需要说明的一点是， 本发明的笔尖 15 的尖端为多面锥体， 这样的设计能够防止刻 画时产生毛边。 0038 以上显示和描述了本发明的基本原理、 主要特征和优点。本行业的技术人员应该 了解， 上述实施例不以任何形式限制本发明， 凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的 技术方案， 均落在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103144479 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103144479 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103144479 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103144479 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103144479 A 10
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