CN103394808A

CN103394808A - 多工位激光雕刻机

Info

Publication number: CN103394808A
Application number: CN2013103043004A
Authority: CN
Inventors: 翁文桂; 林庆国
Original assignee: WUXI RUIMAKE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI RUIMAKE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-07-18
Also published as: CN103394808B

Abstract

本发明涉及一种多工位激光雕刻机，在机架上安装有载物单元、激光光路单元及控制单元，激光光路单元通过高度补偿模组安装在机架上，控制单元分别控制激光光路单元与载物单元；载物单元包括精密旋转导电关节、多工位精密分割单元及多轴同步旋转单元，多工位精密分割单元的每个工位内布置有一套多轴同步旋转单元，精密旋转导电关节位于多工位精密分割单元的下方，多轴同步旋转单元的连接线束通过精密旋转导电关节连接至电源。本发明通过多工位精密分割单元的多个工位轮流转换来加工工件，采用多轴同步旋转单元夹持工件，提高了雕刻机的工作效率；激光光路单元通过高度补偿模组上下移动，扩大了雕刻机的应用范围。

Description

多工位激光雕刻机

技术领域

本发明涉及激光雕刻机，具体地说是一种多工位激光雕刻机。

背景技术

现有的激光雕刻机，其工作台是固定的，工作台上只有一个加工工位，并且该加工工位内只有一套装夹夹具。激光雕刻机工作时，一次只能加工一个工件，导致激光雕刻机的工作效率较低。另外，现有的激光雕刻机的振镜行程较短，限制了雕刻机的使用范围。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种工作效率高、使用范围广的多工位激光雕刻机。

按照本发明的技术方案：一种多工位激光雕刻机，包括机架，所述机架上安装有载物单元、激光光路单元及控制单元，所述激光光路单元位于所述载物单元的上方，所述激光光路单元通过高度补偿模组安装在所述机架上，所述控制单元分别控制所述激光光路单元与所述载物单元；所述激光光路单元包括激光控制卡、激光发生器、光学准直整形模组、光学Z轴变焦模组、XY扫描镜组及光学平场整形镜组，所述控制单元通过所述激光控制卡分别控制所述激光发生器、所述光学Z轴变焦模组、所述XY扫描镜组及所述高度补偿模组；所述载物单元包括精密旋转导电关节、多工位精密分割单元及多轴同步旋转单元，所述多工位精密分割单元的每个工位内布置有一套所述多轴同步旋转单元，所述精密旋转导电关节位于所述多工位精密分割单元的下方，所述多轴同步旋转单元的连接线束通过所述精密旋转导电关节连接至电源。

所述高度补偿模组包括Z轴马达及Z轴传动系统。

所述多工位精密分割单元包括分割器马达、分割器及转盘，所述转盘水平安装在所述分割器的上方，所述分割器与所述分割器马达相连；所述转盘的台面上固定有滤光板，所述滤光板将所述转盘的台面分成多个工位。

所述多轴同步旋转单元包括多轴同步器及与所述多轴同步器相对的支架；所述多轴同步器包括水平布置的多根平行的传动轴；位于中间的一根所述传动轴分别通过同步机构与其它的所述传动轴相连，并且该传动轴与驱动马达相连。

所述驱动马达与所述传动轴之间安装有减速器。

所述驱动马达采用步进电机。

所述同步机构采用齿轮传动机构，包括分别安装在多根所述传动轴上的传动齿轮以及分别布置在相邻两只所述传动齿轮之间的通过齿轮啮合的惰轮。

所述多轴同步器的传动轴上以及所述支架上分别安装有接头。

所述精密旋转导电关节包括旋转配合的定子与转子。

所述转盘的加工工位上方设置有积尘管，所述积尘管与集尘机相连。

本发明的技术效果在于：本发明采用多工位精密分割单元作为载物单元，通过多工位精密分割单元的多个工位轮流转换来加工工件，提高了雕刻机的工作效率；加工工位上的工件夹持装置采用多轴同步旋转单元，可同时夹持加工多个工件，进一步提高了雕刻机的工作效率；激光光路单元安装在高度补偿模组上，可上下移动，扩大了雕刻机的应用范围；通过精密旋转导电关节连接多轴同步旋转单元的驱动马达，可防止连接线束的缠绕，避免连接线束干扰转盘的旋转。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明中的旋转工作台的结构示意图。

图4为图3的俯视图。

图5为图3的立体结构示意图。

图6为本发明的动作原理框图。

图7为本发明中的激光光路单元与高度补偿模组的连接关系原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1～图5中，包括人机交互组件1、机架2、电控系统3、精密旋转导电关节4、分割器5、工控机6、激光发生器7、积尘管8、多轴同步器9、振镜10、Z轴马达11、指示灯12、Z轴传动系统13、Z轴支架14、滤光板15、集尘机16、分割器马达17、转盘18、驱动马达19、齿轮箱20、传动齿轮21、接头22、支架23、惰轮24、传动轴25等。

如图1、图2所示，本发明是一种多工位激光雕刻机，包括机架2，机架2是一个封闭的箱体结构，箱体的顶部安装有显示雕刻机工作状态的指示灯12。机架2内部安装有载物单元、激光光路单元及控制单元。

载物单元包括精密旋转导电关节4、多工位精密分割单元及多轴同步旋转单元，多工位精密分割单元的每个工位内布置有一套多轴同步旋转单元。

如图3～图5所示，多工位精密分割单元包括分割器马达17、分割器5及转盘18，转盘18水平安装在分割器5的上方，分割器5与分割器马达17相连；转盘18的台面上固定有滤光板15，滤光板15将转盘18的台面分成多个工位。转盘18的台面上一般设置有两个工位。

多轴同步旋转单元用于夹持工件，其包括多轴同步器9及与多轴同步器9相对的支架23。本实施例中为三轴同步器。

多轴同步器9包括水平布置的多根平行的传动轴25，传动轴12至少为两根，常采用三根；位于中间的一根传动轴25分别通过同步机构与其它的传动轴25相连，并且该传动轴25与驱动马达19相连。驱动马达19与传动轴25之间还可以安装有减速器。驱动马达19最好采用步进电机。

多轴同步器9的同步机构可以采用齿轮传动机构、带传动机构或者链传动机构。但常用的同步机构是齿轮传动机构，包括分别安装在多根传动轴25上的传动齿轮21以及分别布置在相邻两只传动齿轮21之间的通过齿轮啮合的惰轮24。传动轴25、传动齿轮21及惰轮24均安装在齿轮箱20内。

多轴同步器9的传动轴25上以及支架23上分别安装有接头22，工件直接或者通过工装安装在接头22上。

多工位精密分割单元的工作过程如下：分割器马达17接受信号转动时，拖动分割器5旋转转换加工工位；加工工位上的驱动马达19接受信号时带动多轴同步器9上的多根传动轴25到指定角度位。

再参见图1、图2，精密旋转导电关节4位于多工位精密分割单元的下方，多轴同步旋转单元的连接线束通过精密旋转导电关节4连接至电源。精密旋转导电关节4包括旋转配合的定子与转子。设置精密旋转导电关节4的目的是防止驱动马达19的连接线束缠绕，避免连接线束干扰转盘18的旋转。

转盘18的加工工位上方设置有收集灰尘的积尘管8，积尘管8穿过雕刻机的箱体与集尘机16相连。

激光光路单元位于载物单元的上方，激光光路单元通过高度补偿模组安装在机架2上。如图7所示，激光光路单元包括激光控制卡、激光发生器7、光学准直整形模组、光学Z轴变焦模组、XY扫描镜组及光学平场整形镜组，光学准直整形模组、光学Z轴变焦模组、XY扫描镜组与光学平场整形镜组组成振镜10，振镜10布置在转盘18的加工工位上方，振镜10与激光发生器7相连。

高度补偿模组包括Z轴马达11及Z轴传动系统13。Z轴马达11通过 Z轴支架14固定在机架2上，振镜10安装在Z轴传动系统13上。振镜10在Z轴马达11及Z轴传动系统13的带动下可上下移动，从而扩大雕刻机的应用范围。

控制单元分别控制激光光路单元与载物单元。如图6所示，控制单元通过激光控制卡分别控制激光发生器7、光学Z轴变焦模组、XY扫描镜组及高度补偿模组；控制单元通过控制软件分别控制载物单元中的精密旋转导电关节4、多工位精密分割单元及多轴同步旋转单元。

控制单元包括工控机6、人机交互组件1及安装在工控机6内的控制软件。人机交互组件1固定在转盘18的前方一侧，人机交互组件1与工控机6相连，用于控制雕刻机的动作。工控机6与电控系统3布置在转盘18的下方。本发明中的控制软件可以将待雕刻数据（可以是三维或平面）转换为本发明各机构可执行的数据文件及控制命令；控制命令通过工控机6和控制卡分别同步控制激光光路单元和载物单元，进行有效雕刻。

本发明采用多工位精密分割单元作为载物单元，通过多工位精密分割单元的多个工位轮流转换来加工工件，提高了雕刻机的工作效率；加工工位上的工件夹持装置采用多轴同步旋转单元，可同时夹持加工多个工件，进一步提高了雕刻机的工作效率。

Claims

1.一种多工位激光雕刻机，包括机架（2），其特征是：所述机架（2）上安装有载物单元、激光光路单元及控制单元，所述激光光路单元位于所述载物单元的上方，所述激光光路单元通过高度补偿模组安装在所述机架（2）上，所述控制单元分别控制所述激光光路单元与所述载物单元；所述激光光路单元包括激光控制卡、激光发生器（7）、光学准直整形模组、光学Z轴变焦模组、XY扫描镜组及光学平场整形镜组，所述控制单元通过所述激光控制卡分别控制所述激光发生器（7）、所述光学Z轴变焦模组、所述XY扫描镜组及所述高度补偿模组；所述载物单元包括精密旋转导电关节（4）、多工位精密分割单元及多轴同步旋转单元，所述多工位精密分割单元的每个工位内布置有一套所述多轴同步旋转单元，所述精密旋转导电关节（4）位于所述多工位精密分割单元的下方，所述多轴同步旋转单元的连接线束通过所述精密旋转导电关节（4）连接至电源。

2.按照权利要求1所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述高度补偿模组包括Z轴马达（11）及Z轴传动系统（13）。

3.按照权利要求1所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述多工位精密分割单元包括分割器马达（17）、分割器（5）及转盘（18），所述转盘（18）水平安装在所述分割器（5）的上方，所述分割器（5）与所述分割器马达（17）相连；所述转盘（18）的台面上固定有滤光板（15），所述滤光板（15）将所述转盘（18）的台面分成多个工位。

4.按照权利要求1所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述多轴同步旋转单元包括多轴同步器（9）及与所述多轴同步器（9）相对的支架（23）；所述多轴同步器（9）包括水平布置的多根平行的传动轴（25）；位于中间的一根所述传动轴（25）分别通过同步机构与其它的所述传动轴（25）相连，并且该传动轴（25）与驱动马达（19）相连。

5.按照权利要求4所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述驱动马达（19）与所述传动轴（25）之间安装有减速器。

6.按照权利要求4所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述驱动马达（19）采用步进电机。

7.按照权利要求4所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述同步机构采用齿轮传动机构，包括分别安装在多根所述传动轴（25）上的传动齿轮（21）以及分别布置在相邻两只所述传动齿轮（21）之间的通过齿轮啮合的惰轮（24）。

8.按照权利要求4所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述多轴同步器（9）的传动轴（25）上以及所述支架（23）上分别安装有接头（22）。

9.按照权利要求1所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述精密旋转导电关节（4）包括旋转配合的定子与转子。

10.按照权利要求1所述的多工位激光雕刻机，其特征是：所述转盘（18）的加工工位上方设置有积尘管（8），所述积尘管（8）与集尘机（16）相连。