一种原竹竹片开孔开槽数控机床

本技术属于数控机床领域，涉及一种原竹竹片开孔开槽数控机床，特别涉及一种能够调直与夹持原竹竹片的设备，尤其适用于弹性网格壳原竹杆件的大规模定制与加工。

背景技术：

1、数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

2、弹性网壳结构是一种自弯曲成型结构，其成型原理与传统竹编灯笼类似，只需将若干离散杆件的节点连接，即可通过杆件的弹性形成双曲面网壳。该结构具备轻质高强、形态柔美自由、定制化程度高、装配化程度高的特性，在房屋建筑结构、景观小品、户外帐篷、室内装饰等领域具有较大潜力。该结构制作方法简单，首先需要将杆件精确打孔或开槽，之后孔位或槽位对齐并连接紧固即可完成装配。原竹竹片作为一种弹性强度高、绿色生态、价格低廉、容易获取的材料，特别适合用于制作弹性网壳结构。

3、然而当前缺乏数控精确加工原竹竹片的设备，限制了其在弹性网壳上的应用。原竹竹片是一种天然扁平截面的长条材料，与扁钢、玻纤条等标准化材料不同，截面形状并不规则。现有数控机床没有针对不规则长条弹性工件的夹具，难以将整条竹片固定在工作台上。另外原竹竹片直线度较差，将竹片当做直线条形材料加工时还需要先将其调直。目前还没有设备可以同时夹紧并调直原竹竹片工件。

4、国内普遍对原竹竹片的处理方式是用手工测量与人工打孔的方式，效率偏低、精度较差，难以满足大规模定制加工的需求。因此，亟需一种加工原竹竹片的数控设备，达到高精度、灵活、高效生产弹性网壳结构的目的。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种可以对长条原竹竹片数控打孔与开槽的机床。该设备可以适应不同尺寸的竹片，夹持竹片的同时对其调直，其后便可便于自动精确地在工件上打孔与开槽。该自动机床作业精度高、可针对不同尺寸的竹片进行加工，适应性强，加工效率高。

2、为了实现本实用新型目的，本实用新型提供的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，包括底座、竹片夹持机构、机架、二自由度位移机构和的铣削机构，

3、所述底座的上表面设置有台面；

4、所述竹片夹持机构设置在所述底座上，所述竹片夹持机构包括多个沿台面长度方向排布的自定心夹具，通过各自定心夹具将整条竹片均调整到台面的同一直线位置以实现对竹片的调直；

5、所述机架设置在底座上；

6、所述二自由度位移机构设置在机架上，所述铣削机构设置在所述二自由度位移机构上。

7、对本实用新型的进一步改进，所述二自由度位移机构包括设置在机架上的水平移动机构和与水平移动机构连接的垂直移动机构，铣削机构设置在垂直移动机构上。

8、对本实用新型的进一步改进，所述水平移动机构包括横梁、水平设置在机架上的水平滑轨及同步带、固定在横梁上的水平调节步进电机、设置在水平调节步进电机输出端的同步带轮，横梁滑动设置在水平滑轨上。

9、对本实用新型的进一步改进，垂直移动机构包括设置在横梁上的垂直调节步进电机、垂直滑轨、滑动设置在垂直滑轨上的垂直滑块，垂直调节步进电机驱动垂直滑块在垂直滑轨上进行滑动，铣削机构设置在垂直滑块上。

10、对本实用新型的进一步改进，所述铣削机构包括主轴电机、铣刀夹头与铣刀，主轴电机固定设置在垂直滑块上，铣刀夹头设置在主轴电机的输出端，铣刀设置在铣刀夹头上。

11、所述的竹片夹持机构包括线性排列在底座上的夹具组，所述夹具组由若干可以在底座上线性活动的相同自定心夹具构成。

12、对本实用新型的进一步改进，每个自定心夹具均包括驱动组件和两相对设置的活动夹板，两活动夹板在驱动组件的驱动下能相向运动以夹持位于两活动夹板之间的竹片。

13、对本实用新型的进一步改进，活动夹板的侧壁上开设有槽。

14、对本实用新型的进一步改进，所述驱动组件包括中心齿轮、丝杆、两滑轨和两齿条，中心齿轮转动设置在台面上且位于两活动夹板之间，丝杆与其中一个活动夹板螺纹连接并穿过该活动夹板后转动固定在另一活动夹板上，两滑轨分别与两活动夹板连接，两齿条分别固定设置在两滑轨上且与中心齿轮啮合，当转动丝杆，在丝杆和中心齿轮、齿条的共同作用下使两活动夹板发生相向或相背运动。

15、对本实用新型的进一步改进，所述驱动组件还包括旋转夹紧手轮，旋转夹紧手轮与丝杆的自由端部固定连接。

16、对本实用新型的进一步改进，还包括控制器，所述控制器与二自由度位移机构信号连接。

17、与现有技术相比，本实用新型至少能够实现以下有益效果：

18、本实用新型具有机构简单、竹片工件适应性强、开孔开槽效率高、自动化程度高、操作方便等优点；而且还能够自动调直弯曲的竹片，工作过程中可便于准确地控制开孔与开槽的尺寸；具有很强的实用性，市场前景广阔。

技术特征：

1.一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，包括底座(15)、竹片夹持机构、机架(16)、二自由度位移机构和的铣削机构，

2.根据权利要求1所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，所述二自由度位移机构包括设置在机架(16)上的水平移动机构和与水平移动机构连接的垂直移动机构，铣削机构设置在垂直移动机构上。

3.根据权利要求2所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，所述水平移动机构包括横梁(10)、水平设置在机架(16)上的水平滑轨(9)及同步带(7)、固定在横梁(10)上的水平调节步进电机(4)、设置在水平调节步进电机(4)输出端的同步带轮，横梁(10)滑动设置在水平滑轨(9)上。

4.根据权利要求3所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，垂直移动机构包括设置在横梁(10)上的垂直调节步进电机(3)、垂直滑轨(2)、滑动设置在垂直滑轨(2)上的垂直滑块(11)，垂直调节步进电机(3)驱动垂直滑块(11)在垂直滑轨(2)上进行滑动，铣削机构设置在垂直滑块(11)上。

5.根据权利要求4所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，所述铣削机构包括主轴电机(5)、铣刀夹头与铣刀(14)，主轴电机(5)固定设置在垂直滑块(11)上，铣刀夹头设置在主轴电机(5)的输出端，铣刀(14)设置在铣刀夹头上。

6.根据权利要求1所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，每个自定心夹具(6)均包括驱动组件和两相对设置的活动夹板(21)，两活动夹板(21)在驱动组件的驱动下能相向运动以夹持位于两活动夹板(21)之间的竹片。

7.根据权利要求6所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，活动夹板(21)的侧壁上开设有槽。

8.根据权利要求6所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，所述驱动组件包括中心齿轮(27)、丝杆(18)、两滑轨(29)和两齿条(20)，中心齿轮(27)转动设置在台面(8)上且位于两活动夹板(21)之间，丝杆(18)与其中一个活动夹板(21)螺纹连接并穿过该活动夹板(21)后转动固定在另一活动夹板(21)上，两滑轨(29)分别与两活动夹板(21)连接，两齿条(20)分别固定设置在两滑轨(29)上且与中心齿轮(27)啮合，当转动丝杆(18)，在丝杆(18)和中心齿轮(27)、齿条(20)的共同作用下使两活动夹板(21)发生相向或相背运动。

9.根据权利要求6所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，所述驱动组件还包括夹紧手轮(24)，夹紧手轮(24)与丝杆(18)的自由端部固定连接。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与二自由度位移机构信号连接。

技术总结本技术公开了一种原竹竹片开孔开槽数控机床，其包括底座、竹片夹持机构、机架、二自由度位移机构和的铣削机构，底座的上表面设置有台面；竹片夹持机构设置在底座上，竹片夹持机构包括多个沿台面长度方向排布的自定心夹具，通过各自定心夹具将整条竹片均调整到台面的同一直线位置以实现对竹片的调直；机架设置在底座上；二自由度位移机构设置在机架上，铣削机构设置在二自由度位移机构上。本技术机构简单、竹片工件适应性强、开孔开槽效率高、自动化程度高、操作方便；而且还能够自动调直弯曲的竹片，工作过程中可准确地控制开孔与开槽的尺寸；尤其适用于弹性网格壳原竹杆件的大规模定制与加工，具有很强的实用性，市场前景广阔。技术研发人员：熊璐,王澳华,陈智炜,罗坚,罗林,宋佳训,麦嘉琪,谢颖受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：20230615技术公布日：2024/4/17