CN1298504C - 处理器控制式雕刻和多用途成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施例是一种紧凑、低成本、重量轻、通用和容易操作的处理器控制式雕刻和多用途成形装置(“PCCMPS”机床)。代表本发明一个实施例的PCCMPS机床构造成部分类似于普通商品小型木刨床和普遍存在的激光器和喷墨计算机打印机，工件在水平方向上送入PCCMPS机床。PCCMPS机床包括一个电机提供动力的切削头，所述电机提供动力的切削头可以向可拆卸的刀头提供动力，以便在处理器和计算机控制下钻孔、切削、成形、和刻刨一个工件。切削头可以在处理器控制下，在与工件送入PCCMPS机床的方向垂直的方向上跨过工件的表面前后平移，并通过电机提供动力的辊移动。切削头可以在接近垂直于工件表面的垂直方向上上下平移。因此处理器可以通过切削头的侧向和垂直平移与工件的水平平移的结合，将切削刀头定位在工件的表面上、表面附近、或内部的任何点处，并且可以当计算机将旋转刀头相对于工件的表面从一个位置移动到另一个位置时，控制刀头旋转的速度，以便将精制的三维设计雕刻和成形到工件上。

Description

处理器控制式雕刻和多用途成形装置

相关申请的交叉参考

本申请要求2001年7月25日提交的临时专利申请No.60/307,910的权益。

技术领域

本发明涉及木工机床和其它类似的材料加工机床，和尤其是涉及一种把工件水平送入其中的雕刻和成形机器，象把纸送入计算机打印机和把工件送入一小型刨床，并且本发明应用一种可侧向和垂直平移的、电机提供动力的处理器控制式切削工具，以便按照用电子学贮存的指令或设计雕刻和成形一个工件。

背景技术

计算机控制式雕刻机称之为“CNC刻刨机(router)”，在市场上已有一段时间可以买到。CNC刻刨机价格很贵并且比工件的尺寸大，因此它们可以用来成形和刻刨。CNC刻刨机由应用平台x，y，z构造的重型金属加工机床工具演变而来，并且市场上可买到的CNC刻刨机保持了这种构造。x，y，z构造涉及这样的事实，即各种CNC刻刨机，和由刻刨机演变而来的重型、金属加工机床工具，要求将一个工件静态固定以刻刨机和金属加工机床工具内的一个平台上。CNC刻刨机和金属加工机床工具应用一个电机驱动式切削头，所述切削头可以通过计算机控制，以便在惯用的三维空间正交x，y，和z方向上移动。换句话说，工件在雕刻期间保持静态定位，而切削头通过一系列的x，y，和z平移定位到工件表面上和工件内所要求的位置。因此，CNC刻刨机在尺寸上比可用来雕刻和成形的最大尺寸的工件还大。

CNC刻刨机除了实际尺寸比它们可在其上操作的最大尺寸工件大之外，还具有许多不足之处。首先，为支承大工件所要求的大机床平台大大增加了CNC刻刨机的成本。大的平台尺寸还把相当大的重量加到CNC刻刨机的总重量上，因为大的平台必须是厚的铸件或用其它方法刚性制造，以避免下垂和其它的形状改变。CNC刻刨机要求刚性而坚硬的部件，因为只有当切削头的x，y，和z平移可预知和可靠地相对于机床平台定位切削头，并且工件固定到机床平台上时，切削头在计算机控制下的位置上精度才有可能。一般，CNC刻刨机应用非直觉能得到和难以学会的操作人员接口，并且CNC刻刨机的编程序一般要求大量的训练。

CNC刻刨机尽管它们有一些缺点，但在木器加工中及在雕刻和成形其它刚性和半刚性材料中仍有极大的用处。木器工作者、制造者、木匠、艺术家、业余爱好者、及其它雕刻和成形刚性和半刚性材料的人因此已经认识到需要一种更便宜、更小、更轻、及更容易使用的处理器控制式雕刻和成形装置。

发明内容

本发明的一个实施例是一种紧凑、低成本、重量轻、通用和容易操作、处理器控制式雕刻和多用途成形装置(“PCCMPS机床”)。代表本发明一个实施例的PCCMPS机床部分地成形为类似普通的市场上可买到的小型木刨床和普遍存在的激光器和喷墨计算机打印机。正如小型刨床和计算机打印机一样，工件是在水平方向上送入PCCMPS机床。然而，不象小型刨床或计算机打印机，一旦工件足够远地送入PCCMPS机床以便由若干辊牢牢夹紧，工件可以在处理器控制下在水平方向上通过PCCMPS机床前后平移。

具体而言，本发明提供一种处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，它修改工件，处理器控制式雕刻和多用途成形装置包括：一个切削头；一个头组件，所述头组件包括侧向和垂直平移器，以便在侧向和垂直方向上平移切削头，所述头组件包括第一头夹紧件；一个工件平移器，所述工件平移器在水平方向上平移工件，其中工件平移器包括第一和第二平移器元件，以在水平方向上与所述第一头夹紧件形成三角关系，以夹紧所述的工件，并且其中所述切割头在水平方向上被固定在所述第一和第二平移器元件之间；及一个控制器，所述控制器控制侧向平移器、垂直平移器、和水平平移器，以便将安装到切削头上的工件修改装置在规定位置处设置在工件之上或工件之内，并在工件之上或工件之内沿着规定的路线移动工件修改装置以便修改工件。

代表本发明一个实施例的PCCMPS机床包括一个电机提供动力的切削头，所述切削头可以给可拆卸的刀头提供动力以便在处理器和计算机控制下钻孔、切削、成形、和刻刨一个工件。切削头可以在处理器控制下，跨过工件的表面在一个方向上前后平移，所述方向与工件送入PCCMPS机床并通过电机提供动力的辊移动的方向垂直。切削头可以在一个接近垂直于工件表面的垂直方向上上下平移。因此处理器可以通过切削头的侧向和垂直平移与工件的水平平移的一种组合把一个切削刀头定位的工件的表面上、工件的表面附近、或工件内的任何点处，并且当计算机将旋转刀头相对于工件的表面从一个位置移动到另一个位置时可以控制刀头旋转的速度。

PCCMPS机床可以将精制的三维设计雕刻和成形到工件上，在细节精细度上只受可更换的刀头形状和尺寸及旋转刀头的刚度限制。在上述实施例中，各设计还受切削头内旋转刀头的垂直安装约束，不过那种约束可以通过装有能与垂直于工件平面任意对准的切削头、装有多个切削头、及将切削头定位在工件上方、工件下方、及定位到工作侧边上而大大减轻。除了小型象刨床一样的工件送入构造外，PCCMPS机床应用若干扭力杆来加强PCCMPS机床的头组件，足以保证切削刀头的准确定位，并用一个挠性的切削头驱动轴来减少切削头的质量和供侧向和垂直切削头平移器的高速操作用，而不需要大的价钱贵的驱动电机。

一些可供选择的实施例可以包括许多不同类型的工件进给机构，或水平平移器。PCCMPS机床可以包括各种类型传感器，所述这些传感器把信息反馈到一个处理器或另外的控制器，以便上述处理器或另外的控制器能监测许多不同的状态、部件和工件的位置、及与PCCMPS机床的工件和部件有关的其它参数。可以形成几乎无限数的不同控制程序和用户接口，以便帮助由用户设计技术规格和操作，并在一个主计算机上运行，所述主计算机与装在PCCMPS机床内的处理器相互连接。在上述实施例中，应用一种机械切削头，但在PCCMPS机床内也可以应用其它类型的切削头如激光器头、耐磨头、空气流、液流、电弧、及另外的这类装置，以便雕刻、成形、烧蚀、熔化、或别的方法修改包括刚性和/或半刚性物质的表面或表面特性。在一些可供选择的实施例中，PCCMPS机床可以选择性地用人工控制，而不是只通过计算机接口控制。

附图说明

图1示出代表本发明一个实施例的PCCMPS机床透视图。

图2是图1所示上述PCCMPS机床的分解图。

图3是上述PCCMPS机床头组件(图1中114)的分解图。

图4是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，图中示出放下刀架的手柄、链节板、及相对于上述PCCMPS机床内部构架和头组件的链条等的构造，及扭力杆小齿轮与上述PCCMPS机床内部构架上相应齿条的接合。

图5是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，该图更详细示出夹紧辊安装到头组件构架上。

图6是上述PCCMPS机床y轴和z轴组件的分解图。

图7是上述PCCMPS机床y轴和z轴组件透视图。

图8是上述PCCMPS机床z轴轨道组件的分解图。

图9是上述PCCMPS机床组件与图8所示的一侧相对侧面看的z轴轨道平面图，该图示出z轨道组件内滚珠轴承辊的三角形构造。

图10是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，该图示出滚珠轴承辊固定到放在y轴轨道槽内的y轴轨道组件上。

图11是上述PCCMPS机床快速变换组件(图8中820)的分解图。

图12是上述PCCMPS机床底座驱动组件的分解图。

图13是上述PCCMPS机床底座的分解图。

图14和15分别示出送料盘(图1中的104和105)处于伸开位置和关闭位置。

图16示出用于升降头组件可供选择的曲柄-丝杠机构分解图。

图17示出头组件和垂直丝杆之间的接口。

图18是曲柄组件(图16中的1602)的分解图。

图19是曲柄组件(图16中的1602)的剖视图。

图20是预加载摩擦夹紧系统的分解图。

图21是两个运输机皮带系统的分解图。

图22示出一种运输机皮带组件(图21中的2102和2104)的分解图。

图23是图21中所示完全装配好的运输机系统透视图。

图24是一个工件方形的机构可供选择的实施例。

图25示出一个工件高度传感器。

具体实施方式

本发明的一个实施例是一种紧凑、低成本、重量轻、通用和易于操作的处理器控制式雕刻和多用途成形装置(“PCCMPS”)，所述PCCMPS可用于生产三维雕刻制品和应用于一个工件的其它形状的表面，上述工件包括若干刚性或半刚性材料如木材、塑料、层压制品或另一些这类材料的其中之一或它们的一种组合。图1示出代表本发明一个实施例的PCCMPS机床透视图。下面将详细说明这个实施例。注意为了清楚和简便起见，各标号在后面的各图中重复使用，以便标示它们首先确认的元件或部件。

如图1所示，PCCMPS机床100包括一个底座102、一个送料盘104和105、及下面的辊107-109(在图1中一个下面的辊被挡住)，所述这些下面的辊107-109一起包括一个水平的表面或截断台，上述水平的表面支承和水平平移一个工件112，一个头组件114，及顶盖116和侧盖118-119，上述顶盖116和侧盖118-119盖住一个内部构架(图1中未示出)，所述内部构架将头组件114支承在工件112上方的一个位置中。头组件114包括两个夹紧辊(图1中未示出)，所述两个夹紧辊把工件112夹紧在夹紧辊和下面辊107-109之间。下面辊是电机驱动式，以便使工件112在水平方向或x方向120上前后平移。工件112可以人工送入PCCMPS机床100，直至它与夹紧辊和下面辊107-109接合，并被夹紧辊和下面辊夹紧时为止，在此之后接着在计算机控制下通过PCCMPS机床实施工件朝x方向上平移。除了夹紧辊装在头组件114中之外，头组件114包括一个切削头组件122，所述切削头组件122包括一个刀头装配器124，所述刀头装配器124安装一个钻孔、车削、成形、刻刨、或其它类型的刀头(图1中未示出)，上述刀头旋转并设置在工件112上，及移动跨过和移入工件112中，以便雕刻和成形工件。头组件114包括侧向和垂直平移装置，以便在处理器控制下，分别朝侧向或y方向126和朝垂直方向或z方向128平移切削头组件122。

朝y和z方向126和128处理器控制切削头组件122，及朝x方向120处理器控制工件122，可用于相对于工件112任意设置切削、钻孔、成形、刻刨、或其它刀头(图1中未示出)，及用于成任意直线、二维曲线、三维方向上任意取向的交叉二维表面、及三维曲线移动钻孔、切削、成形、刻刨或其它刀头，以便用一几乎无限数的方式进行钻孔、切削、成形、和刻刨工件。例如，可以通过将一个切削头相对于工件表面一个规定的深度下设置到工件的一侧将一个侧向沟槽刻刨到工件112的表面中，并将旋转的切削头朝y方向126平移跨过工件。作为另一个实例，通过将一个安装在切削头组件122内的旋转切削头在规定的深度下设置到工件112的表面中，和然后将工件朝x方向122平移到一个规定的终端位置，可以将一个平行于工件各侧边的线性沟槽雕刻到工件的表面中。可以利用工件112朝x方向120和切削头组件122朝y方向126二者同时平移来在工件112表面的平面中雕刻弯曲的沟槽或部件，及通过朝x方向120平移工件112而同时朝y和z方向126和128二个方向平移切削头组件122，可以将复杂的三维直线和曲线如螺旋切割到工件112中。

注意，PCCMPS的类似小型刨床或类似计算机打印机的进给机构，能使PCCMPS机床比可用该PCCMPS机床来雕刻和成形的工件尺寸小。因此，类似小型刨床或类似计算机打印机的工件进给构造，是相对于CNC刻刨机和重型金工工具在减少PCCMPS机床的尺寸和重量方向的重要因素。朝x方向120精确平移工件112与朝y和z方向126和128精确平移切削头组件112的能力，及控制电机驱动切削头组件122旋转的速度和工件112x方向上平移与切削头组件122y和z方向上平移的速度的能力，可用于通过旋转安装到切削头组件122上的刀头，极精确的工件的钻孔、切削、成形、刻刨、和其它修改。一个附加而重要的自由度是实际上各种不同的钻孔、切削、刻刨、成形、及其它工件修改刀头可以在不同时间安装在切削头组件122内，同时提供各种宽度、刀刃尺寸、形状、和取向、及用于雕刻和成形工件表面的研磨工具表面形状、尺寸和取向。

PCCMPS机床构造的另一些优点包括实际上PCCMPS机床由于切削头组件122垂直平移而可以适应各种厚度的工件，在一个实施例中厚度为1/4”-6”。PCCMPS机床可以包括许多传感器，其中包括若干光学传感器，上述光学传感器在图1中未示出，它们使PCCMPS能传感，并向一个内装的处理器控制器报告工件112的位置和形状。PCCMPS机床可以包括一个传感负载传感器，所述传感负载传感器在图1中也未示出，它可以传感并向控制计算机报告电机驱动切削头旋转的速度，因此PCCMPS机床可以调节工件的重量和切削头组件的平移，以便在钻孔、切削、刻刨、成形、或其它类型刀头上保持一个比较均匀的负载，从而避免PCCMPS机床组件和刀头的过度磨损和撕裂，并避免工件着火、熔化、或破裂。

刀头的容易更换，及工件和切削头组件的位置和运动的精确计算机控制，使PCCMPS机床能执行大量不同的任务。PCCMPS机床可以用几乎无数不同图形的任一种切割材料，同时产生弯曲的构件、旋涡工件、修理式雕刻、及几乎无限数的其它形状和拓扑结构。PCCMPS机床可以刨平和接合工件的边缘，切削弯曲的模制零件，并产生成品工件，否则上述成品工件的生产将要求大量不同、昂贵、和不同操作的工具。

图1中所示的PCCMPS构造的最后特点是，各夹紧辊相对于下面辊107-109和切削头组件122的定位使工件能通过一个夹紧辊和一个下面辊分组及送料盘的组合牢牢夹紧。因此，工件可以牢牢夹紧到切削头组件122的两边上，同时可用于切削和成形工件的各个端部和侧边，除此还包括工件的顶部表面。在一些可供选择的实施例中，可以应用多个切削头，并且切削头可以具有附加的自由度，因此旋转刀头轴线的对准可以相对于工件的表面改变，及因此切削头可以从工件的上面和下面二者接近工件，以便钻孔、切削、刻刨、成形、或用别的方法修改工件的顶部和底部表面。

上述PCCMPS机床的实施例包括一个处理器控制器，上述处理器控制器可以通过一根计算机连接电缆130连接到一个主PC或别的计算机系统上。PCCMPS控制器象许多类型的电子和机电装置的控制器一样，对PCCMPS机床的实时控制及对PCCMPS机床的独立控制负责。在大多数应用中，PCCMPS机床的全部控制是一个主计算机系统如主个人计算机的责任，上述主计算机系统通过计算机电缆130与PCCMPS控制器相互连接。PCCMPS控制器监测来自包括在PCCMPS机器中的各种传感器的环境输入，上述传感器可以包括用于检测工件的形状和位置、切削头上的负载、PCCMPS机器各种不同位置和不同元件的温度等的传感器，及其它传感器。主PC根据存储的设计、模板、及由于用户与主PC相互作用结果而部分或全部发出的指令来发出命令序列，并将命令传送到控制器，然后控制器控制各PCCMPS元件实施每个命令。PCCMPS控制器借助通过埋置在PCCMPS机床中的各种传感器检测不安全条件，并使一个或多个元件如驱动切削头旋转和工件与切削头组件平移的电机停止运转，来促进PCCMPS机器的安全操作，以防严重损坏。PCCMPS控制器可以包含足够的存储器，以便存储各种命令序列，所述命令序列可用于一种基于命令的独立操作，该基于命令的独立操作由使用者通过一个与主PC图象用户接口(“GUI”)无关的控制板起动和指示。

连接到PCCMPS机床上的主PC提供一个GUI，所述GUI让用户能绘图、或构图反映几乎无限数基本操作组合的设计和放样，上述基本操作的组合由一种特定的钻孔、切削、刻刨、成形、或其它刀头与位置、线路、和曲线的组合限定。此外，用户可以选择通过GUI提取出各种能伸展和装配到特定工件上的储存的样板和设计。安装到切削头上的探测刀头可以让PCCMPS机床在PC主机的指导下，在三维上机械式扫描一个特定的工件，以便确定工件的形状和尺寸。一旦确定了工件的形状和尺寸，完善的GUI接口就根据工件的初始形状和尺寸给用户提供绘图或构图成品工件所希望的图形和形状的能力。此外，用安装在切削头内的探头可以数字式扫描现有的雕刻和已经成形的材料，来数字式存储现有雕刻和设计，以便在工件坯料上复制那种设计，几乎和一个复印机在空白纸上复印存储的正文一样。GUI通过将较简单的图象刻画元素如曲线、线条、各种形状和尺寸的表面、及简单的设计组合，支持由用户进行任意复杂设计的图象组成。GUI使用户能定位图像刻画的元素、改变简单图象刻画元素的尺寸，及甚至伸展和成形简单的元素，以便与所希望的设计和与工件预定的形状和尺寸一致。最终，可以建立整个项目库并电子地储存，以便使用户能建立一种复杂物体如一件家具、一个玩具小屋、一个商店招牌、一个模型、或另一种所希望的物体的许多不同部件和成分。这些项目库使用户能选择一个物体、规定物体的尺寸，和然后从GUI接收一个为形成该物体所需的材料类型和数量明细表。一旦用户获得规定的材料，然后用户可以开始这个项目，在此期间PC主机提醒用户按预定的顺序输入各种材料，上述各种材料是PC指导用户获得。GUI甚至可以在完成复杂物体各部件时规定如何能把各种不同部件组装，以便产生最终完整的物体。这些项目库可以包括用于建立复杂而十分详细的模型的项目，其中包括模型船、飞机、和火车、建筑园林附属物、及其它这些业余爱好项目。实际上，可以想象几乎无限数可能的物体。

图2是图1所示上述PCCMPS机床的分解图。图2的分解图中所示的PCCMPS机床的元件包括一个放下刀架的手柄202、两个链节板204-205、及两个刀架连杆206-207，所述两个刀架连杆206-207一起组成一个放下刀架的组件，该放下刀架的组件帮助在图1中的z方向(128)上升降头组件(图1中的114)。放下刀架的手柄202附连到两个链节板204和205上，上述链节板204和205其中每一个都旋转式安装到PCCMPS机床内部构架210的顶部构件208和209上。刀架连杆206和207旋转式附连到链节板204和205上，并附连到头组件114上，以便当手柄朝一个方向运动时，各链节板绕它们可旋转的固定件旋转到构架构件208和209以便把刀架连杆206和207往上拉，并因而在内部构架210内把整个头组件114往上拉，及当手柄朝相反方向运动时，各链节板绕它们可旋转的固定件旋转到构架构件208和209，以便把刀架连杆206和207往下推，并因而在内部构架210内把整个头组件114往下推。4个下面的辊106-109旋转式安装到内部构架的底座上，以便提供一个水平平台，在该水平平台上工件可以在x方向(图1中120)上前后运动。这些下面的辊是电机驱动式，以便在x方向上前后平移工件。进料盘104和105延伸较低的水平平台，以便帮助工件无论从哪一侧送入PCCMPS机床，用于与下面辊106-109和头组件114内两个夹紧辊(图2中未示出)接合。进料盘提供用于长工件的附加支承。进料盘移动工件的枢轴点更远离PCCMPS机床，以防大部分工件向上枢转和滑动。内部构架覆盖有一个顶盖212及两个侧盖214和216。控制板218安装在右面侧盖216内，以便供通过安装在内部的PCCMPS机床控制器独立操作PCCMPS机床用，如上所述。

图3是上述PCCMPS机床头组件(图1中114)的分解图。头组件围绕头组件构架302组织。y轴和z轴组件304安装在头组件构架302内。y轴和z轴组件304包括用于朝y方向和z方向平移切削头组件122的装置。切削头的旋转由一个刻刀电动机306驱动。y轴和z轴组件304的y方向平移装置由一个y轴驱动电机308提供动力。一个挠性轴组件310将机械旋转从切削头电机306传递到切削头组件122。两个扭杆312和313旋转式安装到头组件构架302上，并且每个扭杆312和313在两端处用扭杆小齿轮314-317加盖。两个夹紧辊318-319旋转式安装到夹紧辊衬套320-323上，上述夹紧辊衬套320-323依次又安装到4个夹紧辊固定件328-331上。夹紧辊设计成将一个向下的垂直夹紧力施加在工件上，通过4个夹紧辊弹簧324-327使工件保持相对固定不变，而不管工件厚度的变化。4个夹紧辊固定件328-331固定到头组件构架302上。一个y轴归位传感器322，和一个刀头传感器发射器334，都固定到头组件构架302上。通过一个y轴小齿轮309将y方向平移功率从y轴驱动电机308传送到y方向平移装置上，上述y轴小齿轮309附连到y轴驱动电机的轴上。y轴归位传感器332和刀头传感器发射器334都安装到头组件构件302上，如图3所示。

图4是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，图4示出放下刀架的手柄、链节板、及相对于上述PCCMPS机床内部构架和头组件连接的构造，以及在上述PCCMPS机床内部构架上扭杆小齿轮与对应齿条的接合。如上所述，放下刀架的手柄固定式附连到一个链节板205上，一个连杆207枢轴式附连到上述链节板205上。连杆207也枢轴式附连到头组件构架302上。放下刀架的手柄202从图4所示的垂直位置向下和向左的运动使链节板205绕它的枢轴点402旋转，同时把连杆207朝上拉。放下刀架的手柄202从图4所示的垂直位置向下和向右的运动使连杆207旋转到右边，同时放下连杆207。连杆207的升降将一个垂直平移赋予头组件114，并且当扭杆小齿轮沿着相应的齿条416和417凹槽垂直平移到内部构架210的垂直构件418和419内侧中时，头组件相应地随着扭杆小齿轮314和315的相应旋转而在内部构件210内上下运动。使头组件变硬并通过扭杆314-315相对于PCCMPS机床的底座102和内部构架210制成方形。各扭杆贯穿头组件并用小齿轮加盖。小齿轮与齿条416-417凹槽接合并沿轨道进入内部构件210的垂直构件418-419中。使可用于头组件的唯一的挠曲方式是通过垂直平移和当它们沿着垂直轨道418-419行驶时伴随扭杆小齿轮的旋转。将扭杆小齿轮和扭杆定好尺寸，以便在一个实施例中，跨过刀架结构可能发生不大于0.001英寸的挠曲。结果，上述PCCMPS机床的头组件是成本低、重量轻、及还有足够刚性，以便可通过切削头组件位置和工件位置的计算机控制，用于工件的精密雕刻和成形，如上所述。在一个实施例中，各夹紧辊(图3中的318-319)是具有0.5英寸厚天然橡胶覆盖物的5/8”直径钢杆。如上所述，这些夹紧辊在夹紧辊衬套320-323内旋转，上述夹紧辊衬套320-323依次又安放在夹紧辊固定件328-331内。夹紧辊弹簧324-327安装在夹紧辊衬套328-331和头组件构架302之间，以便在工件上保持一个比较恒定的向下力。当头组件降低，通过放下刀架的手柄202并锁紧时，通过工件把夹紧辊往上推，同时压缩弹簧。

图5是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，该图5更详细示出夹紧辊到头组件构架上的安装。在图5中，夹紧辊弹簧324和325安装到夹紧辊固定件330和331的相应杆502-503上，同时将一个向下的力施加在安装于夹紧辊固定件330和331内的夹紧辊衬套322和323上。图5还示出扭杆小齿轮414-415，上述扭杆小齿轮414-415在垂直齿条416和417凹槽内行驶到PCCMPS机床内部构架210的垂直构件418和419中。在一个可供选择的实施例中，齿条可以分开制造并固定到垂直构件上。

图6是上述PCCMPS机床y轴和z轴组件的分解图。如上所述，一个y轴驱动电机308和y轴驱动电机小齿轮309都安装到y轴和z轴组件上，以便为切削头的y方向平移提供动力。此外，一个z轴驱动电机602和z轴驱动电机小齿轮604安装到y轴和z轴组件上，以便给驱动切削头组件朝z方向平移提供动力。y轴和z轴组件的y轴部分包括一个y轴滑动架606，一个y轴齿传动皮带608，该y轴齿传动皮带608安装到一个y轴传动齿轮和齿皮带轮610内的槽中，及一个y轴返回齿皮带轮612。一个y轴张紧器板614用作y轴返回齿皮带轮的一个固定件，上述y轴张紧器板614可改变外形固定到y轴606上，以便调节y轴齿皮带608中的张力。y轴和z轴组件的z轴部分包括一个z轴滑动架和一个z轴齿皮带620，上述z轴滑动架是在y轴滑动架组件618的内侧上，而上述z轴齿皮带620安装到一个z轴传动齿轮和齿皮带轮622及一个z轴齿返回皮带轮624内的槽中。在z轴齿皮带620上的张力通过一个张紧器板626调节，z轴齿返回皮带轮624安装到上述张紧器板626上。在y轴和z轴组件的z轴部分中还包括一个z归位开关626、板传感器628、和刀头传感器检测器630。y轴和z轴组件的y轴部分和z轴部分提供用于分别在y方向和z方向上平移切削头组件的y方向和z方向平移装置。因此y轴和z轴组件对切削头在y方向和z方向上的运动负责。切削头的旋转由切削头电机(图3中的306)驱动，所述切削头电机通过挠性轴组件(图3中的310)把机械旋转传送到切削头上，上述挠性轴组件穿过挠性轴终端护套631安装。通过不把比较重的切削头驱动电机306安装到切削头组件122上，最终的切削头组件重量比较轻，并且可以很容易通过较低功率的y轴和z轴驱动电机308和602加速和运动。

图7是上述PCCMPS机床的y轴和z轴组件透视图。如图7所示，y轴齿皮带608安装到y轴传动齿轮和齿皮带轮610和y轴返回皮带轮612上，以便朝y方向上平移y轴滑动架组件618。y轴齿皮带608通过一个皮带卷曲附连到y轴滑动架组件618上。y轴滑动架组件618通过许多滚珠承辊在y轴滑动架内滚动，上述滚珠轴承的其中之一702在图7中部分示出。同样，z轴滑动架组件619通过一个皮带卷曲附连到z轴齿皮带620上，以便使切削头组件122能通过在z滑动架616中上下滚动朝z方向平移，并通过z轴传动齿轮和齿皮带轮622由z轴轴驱动电机602驱动。z轴齿皮带620安装到z轴传动齿轮和齿皮带轮622及z轴齿返回皮带轮624内的槽上。y轴返回皮带轮安装到y轴张紧器板614上，所述张紧器板614本身又固定到y轴滑动架606上，z轴返回皮带轮624安装到z轴张紧器板626上，所述张紧器板626本身又安装到z轴滑动架616上。如图7所示，z轴驱动电机小齿轮309被y轴驱动电机308旋转，并与y轴传动齿轮610啮合，以便将机械旋转传送到y轴传动齿轮和齿皮带轮610上。采用一种类似的构造来将机械旋转从z轴驱动电机小齿轮604传送到z轴传动齿轮和齿皮带轮622上。

图8是上述PCCMPS机床的z轴滑动架组件(图7中619)分解图。z轴滑动架组件包括3个滚珠轴承辊802-804，所述3个轴承辊802-804穿过z轴滑动架板814中的孔810-812旋转式安装到笔直的轴承支承件806-807和一个偏置轴承支承件808上。切削头组件包括两个轴承816和818，快速变化的组件820通过上述切削头组件安装到心轴固定件822上，所述心轴固定件822通过几个紧固件固定到z滑动架板814上，上述几个紧固件通过z轴滑动架板中的孔824-826。如上所述，z轴滑动架组件122通过滚珠轴承辊802-804在z滑动架(图7中616)内滚动，以便在z方向上平移切削头组件。图9是上述PCCMPS机床组件122的z轴滑动架从图8所示的z轴滑动架对面一侧看的平面图，图9示出滚珠轴承辊802-804在z滑动架组件内的三角形构造。滚珠轴承辊802和803分别安装到笔直的轴承支承件806和807上，而滚珠轴承辊804安装到偏置轴承支承件808上。轴承磨擦阻力可以通过旋转偏置轴承固定件808并将它向下拧紧进行调节。图10是上述PCCMPS机床的垂直剖视图，图10示出滚珠轴承辊1002和1004，所述滚珠轴承辊1002和1004固定到y轴滑动架组件618上，该y轴滑动架组件618安放在y轴滑动架606的槽内。

图11是上述PCCMPS机床的快速更换组件(图8中820)的分解图。快速变换组件820包括一个刀头装配器124，切削刀头1102插入上述刀头装配器124中并用定位螺钉1104和1105固定。快速更换的心轴1106插入切削头组件的心轴固定件(图8中822)内，并通过一个定位环1108保持在心轴固定件(图8中822)内。一个促动弹簧1110插入一个促动环1112中，并且二者在快速更换心轴1106的底座1114上滑动。定位环1108夹持促动环1112，并通过一部分装配到快速更换心轴1106的底座1114上的槽1116中，和一部分装配到促动环1112的细长槽1118中限制它的运动。定位钢球1120和1122插入快速更换心轴1106底座1114内的孔1124和1125中。促动弹簧1110将促动环1112往下推。促动环1112内径的锥形表面依次将定位钢球向内压。在促动环上升起时除去定位钢球上的向内压力，同时让定位钢球向外移动。切削刀头1102插入刀头装配器124中，并用定位螺钉1104-1105固定。然后将刀头装配器插入快速更换心轴1106的底端。刀头装配器和快速更换心轴的内孔具有匹配的斜度，以便保证准确的轴向刀头对准。定位螺钉的头部装配到快速更换心轴上的槽1126-1127中。这种构造能使心轴扭矩通过刀头装配器平移到刀头上。定位钢球1120-1122卡扣到刀头装配器1124内的槽1128中，同时将刀头装配器锁紧在适当位置。在促动环1112简单升起时松开刀头装配器和刀头。

图12是上述PCCMPS机床底座驱动组件的分解图。底座驱动组件包括4个下面的辊106-109，上述下面的辊106-109的轴插入衬套中，所述各衬套安装到PCCMPS机床内部构架210的下面水平构件1202和1203内的孔中。带齿下面辊驱动皮带轮1206-1209固定到下辊轴上，以便接收由x轴齿皮带1211所传送的机构旋转，上述x轴齿皮带1208由x轴驱动电机1210驱动。x轴驱动电机1210通过x轴驱动电机轴1212传送机械旋转，同时贯穿一个底座驱动板1216中的孔1214，x轴传动小齿轮1218安装到上述底座驱动板1216上与x轴小齿轮/齿轮1220啮合，并把机械旋转传递到x轴小齿轮/齿轮1220上。x轴小齿轮/齿轮1220以底部驱动板1216为枢轴转动，并啮合一个第二x轴驱动齿轮1222。x轴齿皮带轮安装到第二x轴驱动齿轮1222上和安装到下面辊齿皮带轮1206-1209上。x轴皮带空转轮1226-1227，和1229附连到底座驱动板1216上，以保证在所有4个下面的辊齿皮带轮1206-1209上所必需的齿啮合。

图13是上述PCCMPS机床底部的分解图。PCCMPS机床的底座102包括一个下面的底座结构1302，和一个电子防尘罩1304、内部构架(图2中210)的两个侧边1306和1308、一块方形板1310、一个方形板杆1312、4个进料盘枢轴固定件1314-1317、8个下面辊衬套1318-1325、两个顶部支承杆1328和1329、一个电源1330、和装在PCCMPS内部的控制器1332。4个下面辊1206-1209在驱动辊衬套1318-1325内旋转。上述驱动辊衬套1318-1325压入内部构架210两个侧边1306和1308内的孔1334-1340(图13遮住一个孔)中。内部构架的两个侧边1306和1308安装到底座结构1302上。电子防尘罩1304安装在电源1330上方，及控制器1332安装到底座结构1302的底上。方形板1310安放在方形板杆1312上，并安放在电子防尘罩和各驱动辊之间。内部构架还包括两个顶部支承杆1328-1329，上述顶部支承杆1328-1329形成内部构架(图2中210)的上部水平构件。

图14和15分别示出处于伸出和关闭位置的进料盘(图1中104和105)。进料盘伸出如图14所示用于PCCMPS机床工作。进料盘提供用于长工件的附加支承件。进料盘使工件的枢轴点移动远离PCCMPS机床，以防大部分工件向上枢轴旋转和压倒夹紧辊弹簧(图3中324-327)，上述夹紧辊弹簧本身又减少了工件与下面辊的接触，工件在x方向上通过上述下面辊平移。如图15中所示，进料盘可以折叠起来用于PCCMPS机床的紧凑贮存。

y轴归位光束中断传感器(图3中322)安装到刀架结构上，并通过y滑动架组件上的一个旋塞松开。z轴归位光束中断传感器(图6中626)安装到y滑动架组件上，并通过z滑动架组件上的一个翼片松开。刀头传感器是一种光束传感器，它包括刀头传感器发射器(图3中334)和一个刀头传感器检测器(图6中的630)，上述刀头传感器发射器安装到刀架结构上，而上述刀头传感器检测器安装到y滑动架组件上。发射器检测器和发射器垂直地排成一行。为了检测刀头，y滑动架组件移动以水平对准发射器检测器。然后向下移动z滑动架组件，直至刀头挡住光束时为止。板传感器是一种具有0.25英寸范围的光反射式传感器，并安装到y滑动架组件的底座上。另外，在PCCMPS机床上的传感器包括在压缩环上的简单接触开关，在没有工件夹紧到机床上的情况下，上述接触开关将使PCCMPS机床停止运行。还可以包括一些在安全罩上的接触开关，上述安全罩防止操作人员在机器运转时他或她的手能靠近切削刀头。

如上所述，头组件通过图2和4所示的头朝下的杆202和相关机构升降。许多其它可供选择的构造也是可以的。可以将返回弹簧加到盖上，并且下面可以安放到一个侧边上，及刀架升降组件可以用一个电动机驱动。刀架定位也可以通过用安装到PCCMPS机床无论哪一个侧边上的一个曲柄和丝杠完成。图16示出一个用于升降头组件的可供选择的曲柄和丝杠机构分解图。曲柄和丝杠机构包括一个离合器组件1602、一个丝杠顶部伞齿轮1604、两个垂直丝杠1606-1607、两个丝杆轴承1608-1609、两个丝杠轴承定位器1610和1611、两个丝杠底部伞齿轮1612和1613、两个侧向稳定器1614和1616、一个丝杠扭矩系杆1618、两个系杆伞齿轮1620-1622、及两个系杆固定板1624和1626。两个垂直丝杠1606-1607的上端固定在侧向稳定器1614和1616的孔中。两个垂直丝杠的下端压入丝杠轴承1612和1613中，上述丝杠轴承1612和1613安放在PCCMPS机床底座内的丝杠轴承槽1628(一个丝杠轴承槽被挡住)中。加到曲柄组件1602上的扭矩通过丝杠顶部伞齿轮1604传递到左面的垂直丝杠1606上。然后扭矩通过左面的丝杠底部伞齿轮1612传送到系杆1618上，及通过右面的系杆伞齿轮1622和右面的丝杠底部伞齿轮1613从系杆传送到右面的垂直丝杠1607上。

图17示出头组件和垂直丝杠之间的接口。为适应曲柄和丝杠构造1702而修改的头组件当扭矩加到图16中的曲柄组件1602上时朝z轴方向上下平移器。将内部带螺纹的丝杠螺母1706和锁紧螺母1704拧到垂直丝杠1607上。垂直丝杠和丝杠螺母具有匹配的螺纹，并因此当扭矩加到曲柄组件上和垂直丝杠转动时，各垂直丝杠沿着垂直丝杠1607上下运动。丝杠螺母固定在头组件内的孔中，并通过锁紧螺母1704防止旋转。

图18是曲柄组件(图16中的1602)的分解图。曲柄组件包括一个简单的滑动离合器，以便保证用一个一致的力迫使头组件向下落到工件上。曲柄组件包括一个曲柄手柄1802、一个预加载弹簧1804、一个扭矩滑动板1806、一个曲轴组件轴1808、一个侧向稳定器1614、一个槽式伞齿轮1810、及一个手柄固定螺母1812。曲柄组件轴1808穿过侧向稳定器1614中的孔1814、穿过槽式伞齿轮1810中的孔1816，插入并拧到侧向稳定器1614的壁上。槽式伞齿轮1810自由旋转，但沿着轴受侧向稳定器壁和曲柄组件轴1808上的一个凸缘1818约束。预加载弹簧1804和扭矩滑动板1806滑动到键控曲轴柄上，且扭矩滑动板受它的内部平面1820和曲轴柄上的平面1822约束不能旋转。曲轴柄、滑动件和扭矩滑动板装配到曲柄组件轴上，并用曲轴柄固定螺母1812固定。一旦装配完成，预加载弹簧1804就迫使扭矩滑动板1806和槽式伞齿轮1810在一起。扭矩滑动板1806和槽式伞齿轮1810两者之间的摩擦力消除了它们之间的相对运动，直至超过一个极限扭矩和扭矩滑动板滑动时为止。发生这种滑动的扭矩可通过改变弹簧和组件的几何形状调节。各丝杠还可以通过一个齿轮组、皮带系统、或一个卷绕的电缆系统同步。图19是曲轴组件(图16中1602)的剖视图。

刀架锁紧可以在PCCMPS机床内用一个摩擦夹钳、一个制动系统、或一个棘轮完成。图20是一种预加载的摩擦夹钳系统分解图。预加载摩擦夹钳系统2000包括一个锁紧柄2002、两个锁紧拉杆2004和2006、两个锁紧拉杆止动器2008和2010、及两个锁紧夹钳臂2012和2014。锁紧柄2002绕它的中心枢轴旋转，并含有两个可变半径的槽2016和2018，每个锁紧拉杆1204和1206的其中一端安放在上述可变半径的槽2016和2018中。锁紧拉杆2004和2006的另一端分别插入锁紧夹钳臂2012和2014内的孔2020和2022中，上述锁紧拉杆2004和2006的另一端也枢轴旋转。

转动锁紧柄2002迫使锁紧拉杆2004和2006沿着可变半径的槽2016和2018活动，同时将锁紧拉杆2004和2006朝锁紧柄2002的中心方向拉。这迫使锁紧夹钳臂2012和2014枢轴旋转，并且也给它们预加载贴着PCCMPS机床内部构架210的垂直轨道(图20中未示出)，同时将头组件114锁紧在适当位置中。

在一些可供选择的实施例中，底座驱动系统可以用许多不同的方法构成。例如，可以用不同数量的下面辊。可供选择地，可以把在x方向上平移工作的动力加到夹紧辊上，而不是加到下面辊上。在某些实施例中，下面辊可以完全省去。在另一个实施例中，下面辊可以用运输机皮带系统代替。运输机皮带系统可以制成一个连续的运输机皮带或两个分开的运输机皮带，一个放在一对前辊之间，而另一个在一对后辊之间运转。运输机皮带可以包括许多高摩擦表面材料如橡胶或砂纸。图21上两个运输机皮带系统的分解图。运输机皮带系统包括一个前运输机皮带组件2102，和后运输机皮带组件2104，一个齿传动皮带2106、一个四方定位板2108、一个传动皮带电机组件2110、一个传动皮带张紧板2112、4个皮带输送机组件对准/张力托架2114-2117、及PCCMPS机床底座102。前和后运输机皮带2102和2104用齿传动皮带2106旋转式系在一起，上述齿传动皮带2106由传动皮带电机组件2110驱动。四方定位板2108起一个导向件作用，当工件通过机床进给时，四方定位板2108保持工件笔直。传动皮带张紧皮带2112预先张紧传动皮带，并保证前和后运输机皮带总是以相同的速率运转。运输机皮带组件对准/张力托架2114-2117供完全跟踪调节和张紧运输机皮带系统用。图22示出一个运输机皮带组件(图21中的2102和2104)的分解图。运输机皮带组件由一个皮带支承托架2202、一个被动空转辊2204、一个上胶的驱动辊2206、一个运输机皮带2208、4个辊衬套2210-2213、及驱动辊齿轮/皮带轮2216组成。辊衬套2210-2213装配到空转辊及驱动辊2204和2206的端部上，并插入安装到运输机皮带托架2202上的槽2218-2221中。运输机皮带2208在两个辊2204和2206上滑动，并安放在皮带支承托架2202上，上述皮带支承托架2202提一个很平的表面，工件可以在上述很平的表面上朝x方向前后移动。驱动辊齿轮/皮带轮2216固定以上胶的驱动辊2206上，并且齿轮传送来自传动皮带电机组件(图21中的2110)的扭矩。皮带轮旋转式将前运输机皮带组件(图21中的2102)系到后运输机皮带组件(图21中的2104)上。图23是图21所示完全装配好的运输机系统透视图。传动皮带张紧板2112迫使各驱动辊2206分开并在传动皮带中感生张力。运输机皮带组件对准/张力托架2115通过转动调节螺钉2302进行调节，以保证合适的运输机皮带张力和跟踪。

图24示出一种工件四方机构可供选择的实施例。它由一个四方板2404、一个四方板固定器2404、及一个领紧指轮2406组成。四方板沿着底座102内一个精密槽2408滑动，上述四方板通过底座和头组件操作两者保持它的方形，把工件插入机床，并往上推贴着四方定位板(图20中的2012)。然后调节四方板2402，以便将工件的束在四方板2402和四方定位板2012之间，同时保证工件以一种可预示和可重复的方式送入和送出机床。

图25示出一个工件高度传感器。工件高度传感器由一个隆起的高度标定线2502和高度传感器标志2504组成。高度传感器标志2504附连到隆起的高度标定线2502上，上述高度传感器标志2504安装在头组件114下侧内的一个槽中并自由旋转。如果一个工件安装在PCCMPS机床中，则隆起的高度标定线的弧2506搁在工件的表面上并自由旋转。设置在y轴滑动架组件上的光束中断传感器测量高度传感器标志2504的位置。

尽管本发明已经根据一个特定的实施例进行了说明，但是不打算把本发明限于这个实施例。对该技术的技术人员来说，在本发明精神范围内的各种修改是显而易见的。例如，PCCMPS机床可以装备有大量不同类型的附件。可以加一个刀头变换系统到PCCMPS机床上，上述刀头变换系统包括支架，所述支架装配在PCCMPS机床的前面，并夹持许多刀头。当起初时，支架向下移动并接合快速变换组件的环，同时将刀头交付到支架中。然后将切削头组件移动到一个位置，所述位置相应于下一个所希望的贮存在支架内的刀头，和然后向下平移以便接合贮存的刀头。然后支架向旁边移动，同时将新的刀头留在快速变换的心轴中。可以加一个三维扫描器。三维扫描器包括一个探头，所述探头连接到一个简单的接触开关上。扫描器使机床能电子地给现有工件的表面绘图。光学扫描法还可以包括一个小摄像机。可以包括用于进给薄的或者小的工件的附加支承板，以及定制的刀头、进给支承架、及集尘系统。还可以将各种安全罩加到PCCMPS机床上。PCCMPS机床可以定标到几乎任何尺寸。PCCMPS机床还可以适合于在刚性或半刚性材料内使用。除了在上面实施例中所述的机械切削头之外，一种激光器头可以用于激光雕刻和切削，可以加一个喷砂头用于蚀刻，可以应用喷墨头或喷枪头给工件喷漆和染色。如上所述，PCCMPS机床可以增大，以便可以完成许多独立应用的功能，其中包括刨平、喷砂、接合、边缘刻刨、刻刨、开榫槽、楔形接合、及交叉接合。PCCMPS机床能用一个末端固定件或拉链刀头切削木材或其它刚性或半钢性材料。通过使切削头组件在z轴方向上振动而同时使刀头与工件接合，可以显著改善切削效果。

上述用于解释目的的说明采用专门术语，以便提供充分理解本发明。然而，很显然，为了实施本发明，该技术的技术人员不需要专门的细节。本发明特定实施例的上述说明代表用于举例和说明的目的。不打算它们是详尽无遗的或者把本发明限制到所公开的精确形式。鉴于上述情况，显然许多修改和变化是可能的。图示和说明一些实施例，为的是最好的阐明本发明的原理及其实际应用，以便由此使该技术的技术人员能最佳利用本发明及具有各种修改的各种实施例，因为这些实施例适合于所考虑的特定用途。打算本发明的范围受后面的权利要求书及其等效物限定。

Claims (20)

1.一种处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，它修改工件，处理器控制式雕刻和多用途成形装置包括：

一个切削头；

一个头组件，所述头组件包括侧向和垂直平移器，以便在侧向和垂直方向上平移切削头，所述头组件包括第一头夹紧件；

一个工件平移器，所述工件平移器在水平方向上平移工件，其中工件平移器包括第一和第二平移器元件，以在水平方向上与所述第一头夹紧件形成三角关系，以夹紧所述的工件，并且其中所述切割头在水平方向上被固定在所述第一和第二平移器元件之间；及

一个控制器，所述控制器控制侧向平移器、垂直平移器、和水平平移器，以便将安装到切削头上的工件修改装置在规定位置处设置在工件之上或工件之内，并在工件之上或工件之内沿着规定的路线移动工件修改装置以便修改工件。

2.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中处理器控制式雕刻和多用途成形装置利用下述方法的其中之一或一种组合修改工件：

用一个成形刀头工件修改装置成形工件；

用一个刻刨刀头工件修改装置刻刨工件；

用钻头工件修改装置钻工件；

用一个切削刀头工件修改装置切削工件；

用一个基于激光的工件修改装置切削或烧蚀工件；及

用一种喷砂或喷丸工件修改装置砂磨或雕蚀工件。

3.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，还包括一个与控制器互连的主计算机。

4.按照权利要求3所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中主计算机电子地贮存工件设计，并且产生和传送相应的一系列命令到控制器以将工件修改到符合贮存的工件设计。

5.按照权利要求4所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中主计算机提供一个图象用户接口，以允许操作人员创造一个主计算机电子地贮存的工件设计。

6.按照权利要求3所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中主计算机电子地贮存一组命令，并将这组命令传送到控制器以指示控制器修改工件。

7.按照权利要求4所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中主计算机提供一个图像用户接口，以便允许操作人员创造一组主计算机电子地贮存的命令。

8.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中控制器控制一个机械切削头、一个侧向平移驱动电机、一个水平平移驱动电机、及一个垂直平移驱动电机的旋转速度。

9.按照权利要求8所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中控制器接收来自若干传感器的输入，所述这些传感器埋置于处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置中，以便检测工件取向、工件形状、工件尺寸、及危险和不希望有的条件，而调节机械切削头、侧向平移驱动电机、水平平移驱动电机和垂直平移驱动电机的旋转速度，以便相对于工件取向、工件形状、及工件尺寸定位切削头并改善检测到的危险和不希望有的条件。

10.按照权利要求9所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中埋置的传感器包括检测各工件边缘、工件表面、切削头的旋转速度、各个部件及处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置不同位置处的温度、各安全部件位置、及工件存在的传感器。

11.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中头组件包括若干具有扭力杆小齿轮的旋转式安装的扭力杆，所述扭力杆小齿轮啮合处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置的垂直内部构架各构件上的齿条。

12.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中头组件利用头升降装置进行降低和升高。

13.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中侧向平移器包括一个带齿的皮带，由与一个固定到侧向平移驱动电机的轴上的小齿轮啮合的一个齿轮和皮带轮提供动力，其上装有一个垂直轴滑动架。

14.按照权利要求13所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中垂直轴滑动架包括一个带齿的皮带，由与一个固定到一个垂直平移驱动电机的轴上的小齿轮啮合的一个齿轮和皮带轮提供动力，其上装有一个切削头组件。

15.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，其中在水平方向上平移工件的工件平移器包括若干驱动辊，这些驱动辊旋转式安装到处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置的底座构件上并且由通过一个齿轮和皮带轮机构由一工件平移器驱动电机提供动力的带齿的皮带驱动。

16.按照权利要求15所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，还包括若干安装弹簧的夹紧辊，上述夹紧辊将一个工件夹紧在各夹紧辊和驱动辊之间。

17.按照权利要求1所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置，包括一个输入装置，以便使用者能直接将待传送的命令键入控制器。

18.用于修改工件的方法，包括：

用权利要求5所述的主计算机提供的图形用户接口创造工件设计；

将未完工的工件送入权利要求5所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置；及

将一个命令输入到由主计算机提供的图形用户接口以指示主计算机来指示控制器按照工件设计修改工件。

19.用于修改工件的方法，包括：

用权利要求7所述的主计算机所提供的图形用户接口创造一组命令；

将一个未完工的工件送入权利要求7所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置；及

将一个命令输入由主计算机提供的图形用户接口以指示主计算机来指示控制器实施上述一组命令修改工件。

20.用于修改工件的方法，包括：

将一个未完工的工件送入权利要求17所述的处理器控制式雕刻、多用途成形、和工件修改装置；及

将命令输入到输入装置以指示控制器通过实施命令修改工件。

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