雕刻机 :进行雕刻加工的机器

更新时间:2023-11-08 00:57

雕刻机是一种能够进行雕刻加工的机器,它可以通过计算机数控技术控制切削刀具进行数控刀具,对各种材料,包括木材、玉石、金属等实现精确加工。雕刻机可以根据需要进行精细雕刻、浮雕、切割等不同形式的加工,雕刻机广泛应用于广告、家具制造、机械工程等行业。雕刻机具有高精度,高速度,低成本以及广泛的适用范围等优点。

1938年研制的嘉宝雕刻机是世界上第一台手动雕刻机。雕刻机按照雕刻方式可分为机械雕刻机、射流雕刻机和激光雕刻机。随着互联网的发展,雕刻机也朝三维立体多轴数控,复合加工以及智能化发展。

简史

雕刻可以追溯到远古时期,母系氏族时期的半坡遗址氏族文化的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。在我国北宋时期便发明了活字印刷,这里刻的字应属于雕刻的范畴。传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺,雕刻品的质量完全取决于雕刻师的技艺水平,所以生产的效率低、成本高,制品的随意性强、一致性差,严重制约了雕刻行业的发展。这使得雕刻机的产生成为必然。1938年研制的嘉宝雕刻机是世界上第一台手动雕刻机。1950年“嘉宝”生产出世界第一台真正意义的电动、可缩放比例的手动雕刻机。随后美国日本等国也开始研制。随着光电子技术的发展,1980年青岛市印染厂研制成功电控模具雕刻技术,解决了进口设备长期不能正常生产的问题,且能生产新花型和特殊风格花型,提高了经济效益。1982年又研制成功冲击雕刻机,自动雕刻精度高,工效提高15倍,成本降低10%,为国内首创。20世纪90年代中后期,随着激光雕刻技术的成功研发,雕刻行业便开始迅速发展起来。

机械雕刻机

1769年,英国人詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机,揭开了工业革命的帷幕。然而,制造蒸汽机需要正确尺寸的气缸内面和活塞外周,这需要用到一种称为“卧式镗床”的设备。卧式镗床由英国人约翰·威尔森于1775年制成,为制造蒸汽机作出了巨大贡献。到了19世纪,作为工作母机的石材雕刻机在美国扎下了根。第一次中东战争南北战争所需要的军火生产加速了石材雕刻机的发展。这些战争需要大量的标准化零部件,而石材雕刻机的进步促进了这些零件的批量生产。

到了20世纪初,石材雕刻机生产技术和生产国发生了显著变化。1900年,美英两国开发出了高速度钢切削刀具,使得石材雕刻机的生产效率和加工精度有了显著提高。这种技术的进步使得英国美国在国际市场上形成了对抗。同时,德国出现了超硬刀具,给机械加工带来了革命性的变化。这种技术革新推动了石材雕刻机产业的繁荣。

加工中心最初是从数控床发展而来的。第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式锋铣床的基础上增加了自动换刀装置,从而实现了工件一次装夹后即可进行锐削、钻削、削、饺削和攻丝等多种工序的集中加工。20世纪70年代以来,加工中心得到迅速发展出现了可换主轴箱加工中心,它备有多个可以自动更换的装有切削刀具的多轴主轴箱,能对工件同时进行多孔加工。

在20世纪后半叶,石材雕刻机的发展方向开始向如何减少人工、而又能制造高精度工件方面转移。同时,石材雕刻机的生产国也由以欧美为中心扩展到发展中国家、甚至新兴工业国家。伴随着生产国的增加,全球石材雕刻机生产规模也扩大。1970年全世界石材雕刻机生产总额是60亿美元,到2006年则增加到434亿美元(估算值)。这种增长的主要原因是1952年美国开发的NC石材雕刻机的问世。该技术的出现使得数控刀具型石材雕刻机得到了迅速发展。

射流雕刻机

有关水射流的破碎和粉碎作用的利用可以追溯到20世纪20年代。早在1916年就开始进行借水射流开采煤炭的实用试验,并于1939年实现了水力采煤。其后,随着高压水发生装置的不断开发和进步,水射流在矿业、土木工程建筑业中的应用日益增加。但是,利用水射流作为工业产品的精密加工,尤其是切割的研究则从60年代初才开始,系从高速飞行的飞机受到雨滴侵蚀这一现象而获得启示的。据此,美、英、日和原苏联等国相继开展了这方面的研究工作。经过约10年的研究和开发,同时研制出了实用又耐久性好的高压水发生装置(包括高压密封装置)。

美国于1971年设计制造了世界上第一台超高压纯水射流切割机,用于布匹、塑料、木材及橡胶等软质材料的切割。20世纪80年代,磨料射流迅速发展起来.磨料射流即利用高压水作为载体,将具有一定质量和锋利度的磨料粒子进行加速后喷出所形成的射流。美国经11年不懈努力,于1982年设计制造了超高压磨料水射流切机,它能切割金属、玻璃、陶瓷、石材等几乎所有的材料,随后英国意大利也相继设计制造了超高压磨料水射流切割机

1990年,英国流体力学研究协会下属的Fluid Developments公司正式推出低压加磨料型2轴数控水射流切制机。这种技术被认为是目前水射流切割法中最有效的。

1993年年中,我国经过一段时间的开发,正式推出国产高压(最大水压为392MPa)加磨料型水射流切设备并开始销售。

激光雕刻机

激光器的很多特性都可以通过原子系统与辐射场相互作用时的吸收和发射过程来讨论,在20世纪最初的10年里,就曾描述过热辐射的光谱分布:在20世纪20年代,结合普朗克定律和玻耳兹曼统计,提出了受激辐射的概念。爱因斯坦提出的受激辐射基本上提供了描述激光原理所需的全部理论。

20世纪30年代,爱因斯坦描述了原子的受激辐射现象。人们开始猜测是否能利用这一现象来增强光场,前提是需要实现粒子数反转,但在二级系统中是不可能的。于是人们将目光转向三级系统,并通过计算验证了辐射的稳定性。

1958年,美国科学家肖洛和偶然发现了一个神奇的现象:当他们将氛光灯泡发出的光照射在一种稀土上时,晶体分子会发出鲜艳且始终聚集在一起的强光。基于这一现象,他们提出了激光的原理,即当物质受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,会产生一种不发散的强光,即激光。他们的研究成果发表后引起了广泛关注。肖洛和汤斯的发现激发了全球科学家的兴趣,他们纷纷提出各种实验方案,但一直未能获得成功。

直到1960年5月16日,加利福尼亚州休斯实验室的科学家西奥多·梅曼宣布成功获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类历史上获得的第一束激光。梅曼因此成为将激光引入实用领域的第一个科学家。随后,他于1960年7月7日宣布创造了世界上第一台激光器——激光器。梅曼使用高强闪光灯管来激发红宝石,因为红宝石在物理上只是一种掺有铬原子。当红宝石受到刺激时,会发出红光。他在红宝石表面钻孔并镀上反光镜,使红光通过孔洞聚焦,从而产生了一束相当集中的纤细红色光束。这束光束能够使照射点的温度达到比表面还高的程度。

1960年,科学家发明了半导体激光器。半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层组成。它具有尺寸小、耦合效率高、响应速度快、波长和尺寸与光纤尺寸适配、可直接调制和良好的等特点。

1964年,电气工程师Kumar Pate,在的贝尔实验室首次发明使用的体激光切割工艺。

在20世纪80年代后期,半导体技术使得更高效而耐用的半导体激光二极管成为可能,这些在小功率的CD和DVD光驱以及光纤通信中得到使用。在20世纪90年代,高功率的激光激发原理得以实现,比如片状激光器光纤激光器。后者由于新的加工技术和20kW的高功率不断地被应用到材料加工领域中,从而部分替代了CO2,气体激光器和Nd:YAG固体激光器

进入21世纪后,激光的非线性得以用来制造X射线脉冲(用来跟踪原子内部的过程),另一方面,蓝光紫外线激光二极管已经开始进入市场。

工作原理

雕刻机的工作原理是计算机数控技术和机械传动技术的结合。它通过计算机进行设计和编程,将所需雕刻的图案传输到雕刻机的数控系统。然后,通过控制器将信号转换为能驱动步进电机伺服电机的脉冲串,控制雕刻机主机生成X、Y、Z三轴的雕刻走刀路径。同时,雕刻机上的高速旋转雕刻头根据加工材料和雕刻效果的要求,对固定在工作台上的加工材料进行数控刀具,完成各种复杂的雕刻和切割。

机械雕刻

利用高速旋转的铣刀头,把雕刻的材料切削下来,达到预期的雕刻效果。制作过程包括利用功能强大的设计软件,在电脑中设计好要雕刻的电子文件,(可文字编辑,亦可利用图库或扫描仪扫描图像,以获取雕刻文件)。然后,把文件转化成路径格式,通过数据线的传输与雕刻机连通,雕刻机接受命令即可雕刻了。机械雕刻设备集雕,铣,钻、刻等功能于一体。

射流雕刻机

射流雕刻机是一种在坚硬的材质上(硬度不超过10)雕刻文字、图案、人像(照片)的机器喷砂技术,不用切削刀具也不用化学腐蚀,而是利用高压强度的射流技术与0贲雕工作的结合完成制品。在需要雕刻的材质上.将设计好的图案或文字部分涂盖一层高强度保护膜,用碳化硅和水流同在强压下0贲出,形成高压强化外力,喷射在材质上,由于有了高强度护膜的保护,有护膜的地方射流不能穿过,裸露的地方被击打成凹槽,以达到雕刻效果。

激光雕刻

使用高能量的激光,击射在被雕刻的材质上,利用电脑控制激光击射点,材质被气化或被烧毁而成雕刻痕迹。根据调节能量,控制雕刻的深浅激光雕刻进入市场已有近20年,但较为理想的机器并不多。激光理论不是很难.主要依靠激光器产生激光,主要的激光源有CO2及二氧化硫等。在广告及印章行业中的激光器,尤以CO2光源为主控制部分直接利用进口绘图仪改装而成。这样的机器,在工作时,被雕刻的材质不动,而是激光头走动,这就会因受脉冲信号的影响,使材质雕刻形成斜槽,极大地影响雕刻精度.修复起来极为复杂。目前,国内激光雕刻机的精度低,激光管寿命短主要用来加工印章等。而广告业应用最多的是机械雅刻机和激光雕刻机。

基本构造

雕刻机的基本构造包括控制系统、机械结构、主轴系统和附件系统。控制系统由计算机、控制卡、驱动器、电源等组成,负责指挥和控制雕刻机的正常运行。机械结构包括雕刻机的移动平台导轨牙条、轴承、电机等,喷嘴,激光发生器等是雕刻机的核心组成部分。主轴系统是驱动雕刻工具(例如铣刀射流喷嘴,激光)旋转的装置,它负责将电机产生的动力传递给雕刻切削刀具。附件系统包括吸尘装置、冷却系统等,可以降低雕刻机的噪音和温度,从而保证雕刻效果的稳定和质量。

机械雕刻机

数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成:

(1)主传动系统:由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴承等零件组成。主轴的启动、停止等动作和转速均由数控系统控制,并通过装在主轴上的刀具进行数控刀具

(2)进给伺服系统:由伺服电动机和进给执行机构组成,按照序设定的进给速度实现切削刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。

(3)控制系统:数控床运动控制的中心,执行数加工程序控制机床进行加工。

(4)辅助装置:如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。

(5)机床基础件:通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架。

射流雕刻机

喷砂雕刻机为例,喷砂雕刻机由喷嘴、油水净化器、袋式除尘器空气压缩机等组。雕刻机是利用文丘里原理,将立体花纹薄膜贴在待刻饰件的部位上,用一定压力的砂粒流对待刻饰件的部位进行喷射刻蚀而成,砂粒是自动循环使用的,当压缩空气从喷嘴中射出时,射出的流体运动速度很高,因而卷吸周围静止空气向前运动。流体流速大的部位压力小,因面在射流周围形成一个压力较小的区域,该区域直接和漏斗的砂管相连。即由于压缩空气的喷射使砂粒射向工件,砂粒工作完毕,自由落下,进入漏斗,再由砂管进入喷嘴,如此周而复始来实现砂粒的自动循环。喷砂使用的砂粒要求纯度高、硬度大,一般采用40~80目的砂粒,如刚玉砂和玻璃砂等。

激光雕刻机

激光雕刻机主要由五个部分组成:激光器、光路系统、加工机、控制系统和辅助设备。

激光器:激光器是整个系统的核心,需要稳定可靠。激光雕刻机通常采用CO激光器,因此也称为CO激光雕刻机。激光器由工作物质、激励源、谐振腔、电源、冷却系统、控制系统等组成。激光工作物质:提供放大作用的增益,其激活粒子用于受激放大,具备亚稳态的多能级系统。激励源:提供能量,将下能级的粒子抽运到上能级,使反转,最后转化成激光能量谐振腔:选模,限制和提供反馈、增益,提供稳定振荡,增长激活介质的工作长度控制光束的传播方向,选择被放大的受激辐射光频率以提高单色性。电源:为激励源提供能量。冷却系统:冷却工作物质、谐振腔等控制系统:保证系统稳定可靠地工作

光路系统:光路系统连接激光器和加工机,包括光束的直线传输通道、光束的折射或反射部分以及聚焦或发散系统。激光雕刻机的直线传输通道采用空气传输通道,经过反射部分的反射,再由透镜聚焦后到达工件表面。为了稳定输出,激光器通常是固定的,其传输方向也是固定的。但为了满足加工需求,人为地采取某些方式根据需要来改变激光的传输方向,使激光传输成为一个动态的传输。通常采取的措施是加入反射镜、光纤等。光源不动,反射镜和聚焦镜运动,但输出光口总是保持稳定的功率输出,这就是所谓的飞行光路。

加工机:加工机是承受加工件的部分,工件与激光束作相对运动而进行加工。因此,加工的精度很大程度上取决于加工机的精度和激光束运动时的可调节精度。主流的加工方式为龙门加工,龙门加工方式是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工方式。龙门结构制作方便,承受负载大,结构稳定,可实现高精度运动和大幅面加工。

控制系统:控制系统是激光雕刻机的核心控制部分,负责读取加工数据、进行插补运算以及读取操作人员的命令等。

辅助设备:激光雕刻机还需要一些辅助设备和设施,例如采用水泵提供冷却水来稳定CO激光管的温度,利用输气系统为激光头提供助燃气体等。

基本分类

雕刻机是一种根据加工对象和用途分类的数控机床,主要包括机械雕刻机、射流雕刻机、激光雕刻机等类型。根据轴数和雕刻机的大小,雕刻机还可分为普通雕刻机、四轴联动雕刻机、五轴联动雕刻机和大型雕刻机、小型雕刻机等类别。每种类型的雕刻机都有其特定的应用范围和优势,如木工雕刻机适用于各种木材的雕刻和切割,石材雕刻机适用于瓷砖玻璃大理石等材料的雕刻和切割,模具雕刻机适用于各种模具的雕刻,加工中心主要用于加工异形、曲面产品,而激光雕刻机则适用于多种非金属材料的雕刻。

机械雕刻机

利用高速旋转的铣刀头,把雕刻的材料数控刀具下来,达到预期的雕刻效果。制作过程包括利用功能强大的设计软件,在电脑中设计好要雕刻的电子文件,(可文字编辑,亦可利用图库或扫描仪扫描图像,以获取雕刻文件)。然后,把文件转化成路径格式,通过数据线的传输与雕刻机连通,雕刻机接受命令即可雕刻了。机械雕刻设备集雕,铣,钻、刻等功能于一体。

机械雕刻起源较早,应用于广告、艺术、标牌制作等行业,20世纪80年代就在国内行业应用了,它的出现为各种广告标牌、名牌、胸牌、指示牌、建筑模型、仪表面板、线路板及工艺品、工业模型等产品的加工和制年带来了福音,可对聚甲基丙烯酸甲酯聚氯乙稀板双色板木材、玉石大理石、塑铝板、钢铁、铜、铝、硬塑料等各种材料进行表面加工和立体三维雕刻,是标牌制作模具制造等工业企业的优选设备,它缺点是有时受行程的限制,对体积大、不规则的材质雕刻存在着不方便的因素世界上比较成熟的知名品牌有日本mimaki系列、法国嘉宝系列、美国雕霸系列神雕ROLAND系列等。

射流雕刻机

射流雕刻机是一种在坚硬的材质上(硬度不超过10)雕刻文字、图案、人像(照片)的机器喷砂技术,不用切削刀具.也不用化学腐蚀,而是利用高压强度的射流技术与0贲雕工作的结合完成制品。在需要雕刻的材质上.将设计好的图案或文字部分涂盖一层高强度保护膜,用碳化硅和水流同在强压下0贲出,形成高压强化外力,喷射在材质上,由于有了高强度护膜的保护,有护膜的地方射流不能穿过,裸露的地方被击打成凹槽,以达到雕刻效果。

雕刻工具应用范围较广,不仅雕刻石料玻璃制品、水泥制品、陶瓷制品,而且还可以喷雕铜,铁铝不锈钢等金属:但精度不是很高,凹凸不限,深浅可控,价格较便宜,雕刻面积不限,最大可至几百平米。

激光雕刻机

使用高能量的激光,击射在被雕刻的材质上,利用电脑控制激光击射点,材质被气化或被烧毁而成雕刻痕迹。根据调节能量,控制雕刻的深浅激光雕刻进入市场已有近20年,但较为理想的机器并不多。激光理论不是很难.主要依靠激光器产生激光,主要的激光源有CO2及二氧化硫等。在广告及印章行业中的激光器,尤以CO2光源为主控制部分直接利用进口绘图仪改装而成。这样的机器,在工作时,被雕刻的材质不动,而是激光头走动,这就会因受脉冲信号的影响,使材质雕刻形成斜槽,极大地影响雕刻精度.修复起来极为复杂。目前,国内激光雕刻机的精度低,激光管寿命短主要用来加工印章等。而广告业应用最多的是机械雅刻机和激光雕刻机。

激光雕刻机比机械雕刻机,具有如下优势:

1.因为激光头跟材料是非接触式的,所以不像机械雕刻机那样.固定材料非常麻烦,材料随意放置即可,材料更可以是机械雕刻机不易加工的软性或有弹性材料。

2.雕刻速度非常之快,在加工标牌方面,是机械雕刻十倍之速度,特别是在雕刻图像方面,更是机械雕刻不可比拟的。

3.噪音小、低污染。

4.不用像机械雕刻那样频繁更换刀具,激光管寿命非常长。但是,因为激光雕刻机是激光气化原理工作的所以很多不易气化或不吸收光线的材料难以加工.大理石、玻璃等,并且大功率激光器的造价非常高。

应用领域

雕刻机是一种广泛应用于各种领域的数控机床,可以加工各种材料,如木材、石材、金属等,其应用范围涵盖了家居装饰、艺术创作、工业制造、PCB加工、文字雕刻、石材雕刻、木制品加工和金属雕刻等领域。雕刻机的应用使得产品的加工更加高效、精确和个性化,为各行各业的发展和创新提供了强有力的支持。

一、雕刻机在装饰业中的应用

雕刻机在装饰行业中广泛应用于原木和胶合板的雕刻与切割。原木是日常生活中最常见的加工材料,易于雕刻和切割。例如,浅色木材如桦木、樱桃木或枫木等容易被激光气化,因此非常适合雕刻。然而,每种木材都有其特性,因此在选择雕刻材料时需要根据具体实物进行选择。此外,建议在雕刻不熟悉的木材前,先了解雕刻机的特性。

胶合板是一种人造实木板,也是家具的常用材料之一。在夹板上雕刻与在木材上雕刻相似,但有一点需要注意:雕刻深度不宜过深。切割后的胶合板边缘可能会像木材一样变黑,但变黑程度取决于所使用的木材类型。一般而言,木材上的雕刻通常是阴雕,并且雕刻深度通常较深,因此需要较高的功率。如果遇到硬木材,可能会使雕刻后的图形更深。如果想要浅色效果,可以增加雕刻速度并尝试多刻几次。某些木材在雕刻过程中可能会产生油烟附着在木头上,如果木材已经涂上油漆,可以用湿布轻轻擦拭。未涂漆的木材可能会出现擦拭不干净的情况,导致成品表面污染。

二、雕刻机在印刷包装业中的应用

随着激光雕刻机的广泛应用,印刷包装业的印版也逐渐采用了激光雕刻技术。瓦楞纸箱包装是最常见的包装类型之一,分为销售包装和运输包装两种。销售包装主要用于内包装,与消费者见面,如彩盒、白盒和礼品盒等;运输包装主要用于外包装,基本上不会与消费者见面,主要用于储存和运输,如纸箱和瓦楞盒等。由于在纸包装材料上使用橡皮版成本较高,而激光雕刻制版成本仅为橡皮版成本的四分之一,因此在印刷包装业中普遍采用激光雕刻制版作为瓦楞纸箱包装印刷版。激光雕刻机以点打方式实现雕刻,具有天然的灰度表现优势。因此,在雕刻设计时尽量采用灰度表现形式,可以减少着色工艺、节约成本;另一方面也可以丰富雕刻的表现手段、增加图形层次。

三、雕刻机在工艺业中的应用

雕刻工艺品是指采用高能量密度的激光束投射到材料表面,使材料表面发生物理或化学变化,从而获得可见图案的雕刻工艺品。这些工艺品根据材质可分为:纸制激光雕刻工艺品、布艺激光雕刻工艺品、竹制激光雕刻工艺品、皮革激光雕刻工艺品、树脂激光雕刻工艺品等。接下来将重点介绍激光雕刻机聚甲基丙烯酸甲酯工艺品上的应用。日常生活中最常见的材料之一是亚克力有机玻璃。这种材料很容易被切割和雕刻成各种形状和大小,并且成本相对较低,因此成为工艺业中最常用的雕刻材料之一。浇铸方式生产的有机玻璃在激光雕刻后会产生非常白的霜化效果,与原来透明的质感形成鲜明对比,从而产生非常好的雕刻效果;而压延方式生产的聚甲基丙烯酸甲酯在激光雕刻后仍然透明无霜化效果,因此相对较少使用。因此,在购买有机玻璃材料时需要注意选择高纯度的材料以获得更好的雕刻效果。

四、雕刻机在皮革业中的应用

皮革行业使用雕刻机解决了传统手工和电剪速度慢、难以排版、效率低及材料浪费等问题。它具有速度快、操作简单的特点,为皮革行业的发展带来了巨大的效益。用户只需将所需裁剪的图形及尺寸输入到电脑中,雕刻机便能根据电脑数据将整张材料裁剪成所需成品。这一过程能为用户节省大量人力资源的投入。雕刻机相对于传统雕刻方式具有众多优势:它雕刻出的皮革边缘不发黄、不变形、不会发硬且尺寸一致且精确;可以雕刻任意复杂形状;效率高且成本低;电脑设计图形可实现任意形状和大小的lace雕刻;加工过程中对工件没有机械压力;操作安全且维修简单等。

发展趋势

雕刻机的发展趋势主要体现在高精度化、高效率化、智能化、多功能化和绿色环保等方面。随着技术的不断进步,雕刻机的性能和功能越来越强大,能够满足各种行业对产品加工的精细化和高效化的需求。同时,雕刻机的设计也更加注重环保和节能,以适应现代工业的发展趋势。未来,雕刻机将继续向着更高精度、更高效率、更智能化、更多功能化和更环保的方向发展,为各行各业的发展和创新提供更加强有力的支持。

机械雕刻机

高速

在确保数控刀具质量的同时,机床的高速化是提高生产率一条最有效最便捷的途径。机床高速化的主要条件是提高切削速度和进给速度。经过多年的研究创新,部分国内企业已经可以提供40000r/min的超高速电主轴,使直径20mm的铣刀切前速度达到7m/s左右,同时CNC系统可将进给速度提高到240m/min,切前进给速度的分辨率达到0.01m。另外,高速自动工具交换技术的引入,不仅准确地掌控了工具的位置,而且大幅提高工具交换速度和整机的数控刀具效率。

高精度

数控雕铣机追求的首要目标是高精度,高精度是设计意图在制造环节中的直接表达。影响高精度的最重要硬件因素包括机床的切削精度、控制系统中反馈装置提供的定位精度机床床身的机械位置的再现性、热变形补偿以及机床的切削振动等。以上硬件因素均与机床的硬件配置密切相关,如伺服电机直接连接的滚珠丝杆的传动机构中,不可避免地会出现功率回流问题,反馈装置自身的分辨率直接决定了机床的检测精度。

可靠度

机床的可靠性是机床工具永无止境追求的重要性能指标之一,通常以没有故障的工作时间进行标定。机床的高可靠性是提高机床的稳定性的前提,是实现加工的高效率和产品高质量的保证,国外机床的可靠性可以达到大约80000小时工作无故障,而国内的机床的可靠性仅为约10000小时工作无故障,在此项性能方面存在较大的差距。机床中容易产生故障的环节以CNC系统的故障为主,其次是机床的空气供给、流体供给和机电部件等的故障。

柔性化

数控雕统机采用CNC控制方法,更适合于个性化样品的制造,多轴联动的CNC控制系统,更容易实现多样化、个性化同类不同质工件加工所需的不同加工需求。3D设计和虚拟仿真技术、多轴联动的数控仿真与数控加工技术的引入必将为数控雕铣机的柔性化增添个性化的应用天地。

智能化

目前,以日本发那科德国西门子股份公司公司为代表的极少数尖端企业,已经成功研发了完全自动流水线的完整解决方案,这也成为国内众多同类企业努力的方向。流水线实现各种各样的加工要求和工件检验与测试,满足用户即使不直接去加工现场,也可以通过网络运程监视整个加工工序大幅削减人工费。同样人工智能智能制造的产业前景为数控雕铣机的高度智能化提出了更高的目标要求。

复合加工

数控雕镜机拥有柔性化智能化的CNC系统,很容易实现CNC系统和电气控制与机械系统的整合,可以满足个性化、多样化的处理要求。车复合加工是近年来在手机制造行业兴起的一种新的加工技术,在车削加工过程中实现手机壳的雕刻加工。线性电机、直接驱动及控制等技术的出现,彻底改变了当前主流的何服控制模式,减少了以往的机械能量损失和机械故障,加速了复合加工技术的快速发展。另外智能伺服控制系统和高精度位置反馈设备的酒现,有力增强了机床的多功能复合目标进程,提高了自动化装置的生产效率。随着机械制造企业对高速切削机床需求的增加,电主轴、直线电机等关键技术的突破,促使数控雕铣机的电主轴综合性能也在不断提升,未来数控雕铣机的发展更趋向于:①更高的速度和刚度、②高速大功率、低速大转矩、③电动机形式的多元化。

激光雕刻机

未来激光雕刻机的发展将更加注重设备的速度、精度、自动化和多功能性。同时,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,激光雕刻机的应用范围也将越来越广泛。主要发展趋势主要表现在以下几个方面:

1.高速、高精度:随着大功率激光器光束模式的改善和32位微机的应用,激光雕刻设备的高速、高精度成为可能。这些改进为激光雕刻设备提供了更高效、更精确的加工能力。

2.厚板雕刻和大尺寸工件雕刻:随着可用于激光雕刻的激光器功率的增大,激光雕刻正从轻产业薄板的金加工向着重产业厚板雕刻方向发展。这使得激光雕刻设备能够处理更大、更复杂的工件,提高了其应用范围。

3.三维立体多轴数控:为了满足汽车、航空等产业的立体工件雕刻的需要,目前已经发展了各种各样的五轴或六轴三维激光雕刻机。这些设备具有高效率、高精度、多功能和高适应性,其应用范围将会越来越广泛。

4.激光雕刻单元自动化和无人化:为了提高出产率和节省劳动力,激光雕刻正向着激光雕刻单元(FMC)和无人化、自动化方向发展。这种发展方向需要依靠现金的自动控制、网络控制技术及计算机出产辅助治理系统技术等。已经有一些无人化的激光雕刻生产线在工厂运行,实现了高度的自动化和生产效率。

5.紧凑型和组合一体化:随着激光器体积的缩小和功率的增大,以及辅助装置的不断完善,出现了把激光器、电源、主机、控制系统和冷却水轮回装置等紧密地组合在一起,形成占地面积小、功能完善的整套紧凑型激光雕刻机。这种设计使得设备更加紧凑,提高了空间利用率,同时也能实现更高的生产效率。

标准规范

GB/T 25669.2-2010《镗铣类数控机床用工具系统 第2部分:型式和尺寸》

GB/T 25668.2-2010《镗铣类模块式工具系统 第2部分:TMG21工具系统的型式和尺寸》

ICS 25.020 CCS J46(模具零件纹理激光雕刻技术规范):是一个由中国模具工业协会发布的团体标准,旨在规范模具零件纹理激光雕刻技术的要求和操作,以确保质量和安全性。该标准规定了激光雕刻设备、操作方法、工艺参数、质量要求等方面的技术规范,适用于模具零件纹理的激光雕刻过程。

GB/T 15313(激光术语标准的规定):标准定义了表征在给定平面上激光功率(能量)密度分布函数的空间特性的参数,规定了测量功率(能量)密度分布的方法,适用于连续和脉冲激光。定义了功率密度分布相关的术语和符号,除了常见的表征激光功率(能量)密度的参数外,尤其准确定义了限幅功能(能量)密度、光束均匀性、平坦度、平顶均匀性和边缘陡度等特征参数。标准规定了功率(能量)密度的测量要求和测量程序,包括测量设备的准备、环境控制和探测系统以及光束成形、衰减和分束的具体要求。

相关公司

刻宝(Gravotech)

刻宝(Gravotech)诞生于2008年,由刻宝、泰尼福和type3合并而成,其中刻宝、泰尼福在美国和欧洲已有80多年的历史,是全球知名的永久打标和雕刻解决方案提供商,少数开创和掌握激光、机械雕刻、刻划和点阵所有标识技术的公司Gravotech(刻宝)诞生于2008年,由Gravograph(刻宝),Technifor(泰尼福)和Type3合并而成,并于2020年整合为一个品牌Gravograph和Technifor品牌在美国和欧洲已有80多年的历史,在亚太地区拉丁美洲已有30多年的历史

啄木鸟(laserpecker)

啄木鸟科(laserpecker)属于深圳市嗨兴科技有限公司,公司成立于2017年11月,是一家致力于消费电子产品设计和开发的新兴高科技企业。公司是由一批具有丰富研发经验和创业激情的科技精英组成,其中包括世界500强科技企业的研发高管和顶级技术专家,知名设计公司的设计总监,国际设计大奖红点设计大奖获奖设计师,以及多名6年以上工作经验的资深软硬件研发人员。团队人员尤其对于前沿的图像视觉技术,电子产品设计有着深刻的理解,曾经设计和开发的消费电子类产品超过百个并热销全球。

快速直达有限公司(RapidDirect)

深圳市快速直达有限公司成立于2009年,一直走在推动制造业数字化转型的前沿。我们公司致力于发展传统制造工艺,并成功开发了一个灵活的、人工智能驱动的平台,可以提高效率和生产力。RapidDirect成功的核心在于强大的制造能力。配备尖端技术和先进机械,我们在每个项目中提供卓越的精度和效率。从数控加工,注塑成型及钣金加工至3D印刷此外,我们广泛的制造能力涵盖广泛的行业和应用。

蓝象数控(Blue Elephant)

蓝象数控(BLUE ELEPHANT):以匠心精神做企业,打造可信赖行业品牌!蓝象数控是一家自动化木工设备及数控设备研发、制造、销售、售后服务于一体的高新技术企业,主营产品:板式家具生产线、数控开料机、橱柜门开料机等。公司以质量求生存,以信誉求发展,本着互利共赢的宗旨,在业内有着良好的声誉,公司总部位于济南高新万达广场J1座-15A层,生产基地位于山东省济南市高新区春喧东路592号泰豪(济南)智能科技产业园区。

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