CN103878487A - 首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具 - Google Patents

首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具。首饰产品的激光雕花方法，首饰产品的表面首先加工成为镜面的光洁面，再采用激光烧刻方式，按预设的图案区域对光洁面进行激光烧刻加工，激光烧刻深度为0.02-0.03mm；烧刻次数至少为2次。本发明采用了至少2次以上的激光雕花工艺，激光烧刻出来的图案或花纹的深度在0.02-0.03mm之间，既有精美的外观效果，又不会过多地损失原材料，在实现首饰产品精美造型的同时，又保证了首饰产品激光烧刻的低成本加工。本发明雕花治具采用了电机控制环状首饰的旋转速度，将电机与激光烧刻设备进行同步控制，实现环状首饰的一边旋转一边进行激光烧刻，从而提高环状首饰的激光烧刻速度和生产产量，降低成本。

Description

首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具
技术领域
本发明涉及一种首饰产品的加工方法和治具，更具体地说是指首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具。
背景技术
现有技术中，对于贵首饰的表面进行图案或花纹加工时，大多数采用的是模具成形，是为了减少材料的损失。而采用激光烧刻方式则由于采用一次烧刻工艺，深度太浅，制作出来的图案或花纹不精美。
另外，环状首饰在激光烧刻时，采用大多数采用的是手工装夹的方式，或者采用简易的装夹工具，不能批量生产，导致产量不高，由于环状首饰比平面首饰更不易固定，装夹位置控制得不够精确，制作出来的产品不一致。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种首饰产品的激光雕花方法和用于环状首饰的激光雕花治具。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
首饰产品的激光雕花方法，所述首饰产品的表面首先加工成为镜面的光洁面，再采用激光烧刻方式，按预设的图案区域对光洁面进行激光烧刻加工，激光烧刻深度为0.02-0.03mm；所述的烧刻次数至少为2次。
其进一步技术方案为：所述的首饰产品为铂金首饰。
其进一步技术方案为：首饰产品的烧刻面为平面，激光烧刻次数至少为4次，至少包括从左至右的烧刻、从右到左的烧刻、从左上角到右下角的烧刻及从右上角到左下角的烧刻。作为一个优选方式，可以采用6次烧刻，它还包括从上到下和从下到上的烧刻；作为更为一个优选方式，还可以采用8次烧刻，它进一步包括从右下角到左上角的烧刻及从左下角到右上角的烧刻。
其进一步技术方案为：首饰产品为环状首饰，其烧刻面为环状表面的局部区域，环状表面为圆柱表面或球形表面；当烧刻面为环状表面的圆柱表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周或针对局部烧刻区域旋转相应的角度为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点只在横向移动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力；当烧刻面为环状表面的球形表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周或针对局部烧刻区域旋转相应的角度为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点固定不动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力，横向移动由环状首饰夹紧组件的横向电机提供动力。
用于环状首饰的激光雕花治具，包括底座和与底座固定联接的支板，还包括与支板联接的横向支架，所述的横向支架上设有夹紧组件和用于驱动夹紧组件旋转的电机；所述的夹紧组件、电机为水平设置；所述的夹紧组件上设有三个用于外胀式夹紧环状首饰内圈的夹头。
其进一步技术方案为：所述的夹头上设有用于定位环状首饰的凹槽。
其进一步技术方案为：所述的横向支架与支板为水平旋转式联接，横向支架包括与支板联接的联接轴部、用于标识横向支架偏转角度的刻度盘部和用于固定夹紧组件的支撑部。
其进一步技术方案为：所述联接轴部由支板的内侧穿过支板的本体并延伸至支板的外侧；联接轴部的外端套设有锁紧组件；所述的锁紧组件包括与支板的外侧固定联接的锁紧轴套和与锁紧轴套螺纹联接的锁紧螺杆，所述的锁紧轴套上设有开口槽，所述的锁紧螺杆穿过开口槽，锁紧螺杆的上端还设有锁紧手柄。
其进一步技术方案为：所述夹紧组件的外侧设有夹紧驱动电机，所述的夹紧驱动电机与夹头传动联接。
其进一步技术方案为：还包括与横向支架传动联接的横向电机，所述的横向电机位于支板的外侧，横向支架位于支板的内侧；横向支架包括联接轴部、联接盘部和支撑部；所述的支撑部偏离联接轴部的中心轴线，所述夹紧组件的夹头位于联接轴部的中心轴线，且夹紧组件的旋转轴线与联接轴部的中心轴线水平相交。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明采用了至少2次以上的激光雕花工艺（也可以称为激光烧刻工艺或激光雕刻工艺），激光烧刻出来的图案或花纹的深度在0.02-0.03mm之间，既有精美的外观效果，又不会过多地损失原材料，在实现首饰产品精美造型的同时，又保证了首饰产品激光烧刻的低成本加工。本发明雕花治具采用三个夹头的夹紧组件可以实现环状首饰的自动中心定位，并采用了电机控制环状首饰的旋转速度，可以将电机与激光烧刻设备进行同步控制，实现环状首饰的一边旋转一边进行激光烧刻，从而提高环状首饰的激光烧刻速度，提高首饰的产量，降低成本，利于激光烧刻型的首饰推向市场。本发明还进一步采用夹紧驱动电机，可以实现环状首饰上料之后自动夹紧；还进一步采用了横向电机，可以实现夹紧组件的偏转，可以用于截面为圆弧表面（也可以称为局部的球形表面）的环状首饰的表面激光烧刻。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为环状首饰表面激光烧刻的局部图案一（花形图案）；
图2为环状首饰表面激光烧刻的局部图案二（心形图案）；
图3为本发明用于环状首饰的激光雕花治具加工出来的戒指结构之一的示意图（外表面为圆柱面）；
图4为本发明用于环状首饰的激光雕花治具加工出来的戒指结构之二的示意图（外表面为球面）；
图5为本发明用于环状首饰的激光雕花治具的具体实施例一的主视图；
图6为图5的俯视图；
图7为本发明用于环状首饰的激光雕花治具的具体实施例二的主视图；
图8为本发明用于环状首饰的激光雕花治具的具体实施例三的俯视图。
附图标记
10  底座         11  支板
20  横向支架     21  联接轴部
22  刻度盘部     23  支撑部
30  夹紧组件     31  夹头
311 凹槽         40  电机
50  锁紧组件     51  锁紧轴套
52  锁紧螺杆     53  锁紧手柄
60  夹紧驱动电机 70  横向电机
80  烧刻面       81  光洁面
90  环状首饰     91  环状首饰（圆柱面）
92  环状首饰（球面）
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
首饰产品的激光雕花方法，首饰产品的表面首先加工成为镜面的光洁面，再采用激光烧刻方式，按预设的图案区域对光洁面进行激光烧刻加工，激光烧刻深度为0.02-0.03mm；烧刻次数至少为2次。其中，首饰产品优选为铂金首饰，因为铂金首饰的光洁面为光亮色，与烧刻面的暗色可以形鲜明的对比。于其它实施例中，也可以用于黄金等首饰产品。
当首饰产品的烧刻面为平面，激光烧刻次数至少为4次，至少包括从左至右的烧刻、从右到左的烧刻、从左上角到右下角的烧刻及从右上角到左下角的烧刻。作为一个优选方式，可以采用6次烧刻，它还包括从上到下和从下到上的烧刻；作为更为一个优选方式，还可以采用8次烧刻，它进一步包括从右下角到左上角的烧刻及从左下角到右上角的烧刻。
以下为8次烧刻加工的具体加工过程中的工艺参数，打标速度（即烧刻速度）500.00mm/s；空跳速度3000.00mm/s；Q频：20KHz；Q释放:10us；间距为0.02mm；缩扩间距：0.01mm。
当首饰产品为环状首饰，其烧刻面为环状表面的局部区域，环状表面为圆柱表面或球形表面；
当烧刻面为环状表面的圆柱表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周(烧刻区域为连续的图案）或针对局部烧刻区域旋转相应的角度(烧刻区域为多个单一的图案）为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点只在横向移动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力；
当烧刻面为环状表面的球形表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周或针对局部烧刻区域旋转相应的角度为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点固定不动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力，横向移动由环状首饰夹紧组件的横向电机提供动力，这种加工方式适合采用图8所述的激光雕花治具。
当球形表面的曲率半径较大，球形表面的偏转不大时，在球形表面的图案分为环状表面的正中间及其两侧的三个部分或其它的任意一部分或二部分的多个图案时，在将环状首饰偏转一定角度之后，固定不动，再由激光烧刻设备提供烧刻光标点的横向移动,加工完一个角度之后，再偏转至另外一个角度，再进行下一次的烧刻。这种加工方式适合采用图5-6所述的激光雕花治具，也可以适合用图8所述的激光烧刻治具。
如图5、图6所示的实施例一，本发明用于环状首饰的激光雕花治具（也可以称为激光烧刻治具），可以用于加工戒指，也可以是手环（又称为手镯），它包括底座10和与底座10固定联接的支板11，还包括与支板11联接的横向支架20，横向支架20上设有夹紧组件30和用于驱动夹紧组件30旋转的电机40；夹紧组件30、电机40为水平设置；夹紧组件30上设有三个用于外胀式夹紧环状首饰90内圈的夹头31。本实施例中，夹紧组件采用标准的外购件---三爪卡盘。横向支架20与支板11为水平旋转式联接，横向支架20包括与支板联接的联接轴部21、用于标识横向支架偏转角度的刻度盘部22和用于固定夹紧组件30的支撑部23。联接轴部21由支板11的内侧穿过支板11的本体并延伸至支板11的外侧；联接轴部21的外端套设有锁紧组件50。锁紧组件50包括与支板11的外侧固定联接的锁紧轴套51和与锁紧轴套51螺纹联接的锁紧螺杆52，锁紧轴套51上设有开口槽（图中未示出），锁紧螺杆52穿过开口槽，锁紧螺杆52的上端还设有锁紧手柄53，扳动锁紧手柄可以实现横向支架的锁紧或松开。其中，电机与激光烧刻设备的控制器电性连接。这种治具适合加工图3所示的戒指或类似形状的手环，即环状首饰的表面为圆柱状或近似于圆柱状。
如图7所示的实施例二，不同之处在于，夹紧组件30的外侧增加了夹紧驱动电机60，夹紧驱动电机60与夹头31传动联接，当工件（即环状首饰）放在夹头之后，夹紧驱动电机工作，驱动夹头向外移动，实现环状首饰的夹紧。
如图8所示的实施例三，与实施例一不同之处于没有采用锁紧组件，而是采用横向电机进行横向支架的旋转角度的定位。它还包括与横向支架20传动联接的横向电机70，横向电机70位于支板11的外侧，横向支架20位于支板11的内侧。支撑部23偏离联接轴部21的中心轴线（实施例一中的刻度盘部22变成了本实施例中的联接盘部29，起到联接作用，偏转角度不再是手工调节的，而是由横向电机进行控制，也即在本实施例中，横向支架包括联接轴部、联接盘部和支撑部），夹紧组件30的夹头31位于联接轴部21的中心轴线，且夹紧组件30的旋转轴线与联接轴部21的中心轴线水平相交。为了更好地固定环状首饰，在夹头31上设有用于定位环状首饰的凹槽311，该凹槽为圆弧形内凹槽。这个实施例适合于图4所示的戒指或类似的手环结构，即通过横向电机来调节环状首饰的偏转角度，以实现对其球形表面的烧刻加工。还可以通过与激光烧刻设备的XY平面驱动机构的结合（即电机40和横向电机70均与激光烧刻设备的控制器电性连接，接受激光烧刻设备的控制器的控制），可以实现环状首饰的异形表面(比如截面形状为波浪形的环状首饰)的激光烧刻加工。
上述各实施例中，戒指（或手环）的表面需要烧刻的图案可以是单一的（比如图1所示的花形或图2所示的心形），也可以是其它形状图案，或者是多个图案，又或者不同的图案的组合；也可以是文字图案。需要加工的图案可以预先通过CAD之类的计算机电子图档输入至激光烧刻设备的控制系统中，实现自动化的激光烧刻。在图1、2中，烧刻面80为图案的区域，光洁面81为首饰的成品表面。其中，烧刻面80低于光洁面81约0.02-0.03mm。在激光烧刻过程中（也可以称之为激光打标），采用4-6次，每次激光烧刻可以待整个环状首饰加工一圈，再进行第二次；也可以逐段进行，即对每个单独的图案进行多次烧刻，完成之后再进行第二图案的烧刻。
其中的电机、夹紧驱动电机和横向电机可以采用步进电机，或是伺服电机。底座通过固定螺钉固定于激光烧刻设备的底座上。
于其它实施例中，凹槽也可能是凸起形状，或是其它形状的凹槽结构。
于其它实施例中，横向支架与支板可以是完全的固定联接，即不能手动或自动地调节横向支架的偏转角度。
在实施例三中，因为夹紧组件和电机的重力偏心,容易引起对横向电机的磨损或控制精度不高，为此，于其它实施例中，可以在实施例三的基础上增加一对呈直角相交的圆锥齿轮，使得电机调整至夹头的下方；也可以在实施例三的基础上，在联接盘部上固定一个与支撑部相对称的配重块，从而起来平衡重力的作用，可以提高横向电机的控制精度。当配重块的长度延伸至夹头位置时，为了便于环状首饰的安装，该配重块与联接盘部的联接结构可以采用铰链式结构，当需要装拆环状首饰时，该配重块可以转动至竖立于联接盘部的位置。
综上所述，本发明采用了至少2次以上的激光雕花工艺（也可以称为激光烧刻工艺或激光雕刻工艺），激光烧刻出来的图案或花纹的深度在0.02-0.03mm之间，既有精美的外观效果，又不会过多地损失原材料，在实现首饰产品精美造型的同时，又保证了首饰产品激光烧刻的低成本加工。本发明雕花治具采用三个夹头的夹紧组件可以实现环状首饰的自动中心定位，并采用了电机控制环状首饰的旋转速度，可以将电机与激光烧刻设备进行同步控制，实现环状首饰的一边旋转一边进行激光烧刻，从而提高环状首饰的激光烧刻速度，提高首饰的产量，降低成本，利于激光烧刻型的首饰推向市场。本发明还进一步采用夹紧驱动电机，可以实现环状首饰上料之后自动夹紧；还进一步采用了横向电机，可以实现夹紧组件的偏转，可以用于截面为圆弧表面（也可以称为局部的球形表面）的环状首饰的表面激光烧刻。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.首饰产品的激光雕花方法，所述首饰产品的表面首先加工成为镜面的光洁面，再采用激光烧刻方式，按预设的图案区域对光洁面进行激光烧刻加工，激光烧刻深度为0.02-0.03mm；所述的烧刻次数至少为2次。
2.根据权利要求1所述的首饰产品的激光雕花方法，其特征在于所述的首饰产品为铂金首饰。
3.根据权利要求1所述的首饰产品的激光雕花方法，其特征在于首饰产品的烧刻面为平面，激光烧刻次数至少为4次，至少包括从左至右的烧刻、从右到左的烧刻、从左上角到右下角的烧刻及从右上角到左下角的烧刻。
4.根据权利要求1所述的首饰产品的激光雕花方法，其特征在于首饰产品为环状首饰，其烧刻面为环状表面的局部区域，环状表面为圆柱表面或球形表面；
当烧刻面为环状表面的圆柱表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周或针对局部烧刻区域旋转相应的角度为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点只在横向移动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力；
当烧刻面为环状表面的球形表面时，激光烧刻时，环状首饰旋转一周或针对局部烧刻区域旋转相应的角度为烧刻一次，至少包括顺利针旋转的烧刻和逆时针旋转的烧刻；激光烧刻设备的烧刻光标点固定不动，纵向移动由环状首饰夹紧组件的电机提供动力，横向移动由环状首饰夹紧组件的横向电机提供动力。
5.用于环状首饰的激光雕花治具，包括底座和与底座固定联接的支板，其特征在于还包括与支板联接的横向支架，所述的横向支架上设有夹紧组件和用于驱动夹紧组件旋转的电机；所述的夹紧组件、电机为水平设置；所述的夹紧组件上设有三个用于外胀式夹紧环状首饰内圈的夹头。
6.根据权利要求5所述的用于环状首饰的激光雕花治具，其特征在于所述的夹头上设有用于定位环状首饰的凹槽。
7.根据权利要求5所述的用于环状首饰的激光雕花治具，其特征在于所述的横向支架与支板为水平旋转式联接，横向支架包括与支板联接的联接轴部、用于标识横向支架偏转角度的刻度盘部和用于固定夹紧组件的支撑部。
8.根据权利要求7所述的用于环状首饰的激光雕花治具，其特征在于所述联接轴部由支板的内侧穿过支板的本体并延伸至支板的外侧；联接轴部的外端套设有锁紧组件；所述的锁紧组件包括与支板的外侧固定联接的锁紧轴套和与锁紧轴套螺纹联接的锁紧螺杆，所述的锁紧轴套上设有开口槽，所述的锁紧螺杆穿过开口槽，锁紧螺杆的上端还设有锁紧手柄。
9.根据权利要求5所述的用于环状首饰的激光雕花治具，其特征在于所述夹紧组件的外侧设有夹紧驱动电机，所述的夹紧驱动电机与夹头传动联接。
10.根据权利要求5所述的用于环状首饰的激光雕花治具，其特征在于还包括与横向支架传动联接的横向电机，所述的横向电机位于支板的外侧，横向支架位于支板的内侧；横向支架包括联接轴部、联接盘部和支撑部；所述的支撑部偏离联接轴部的中心轴线，所述夹紧组件的夹头位于联接轴部的中心轴线，且夹紧组件的旋转轴线与联接轴部的中心轴线水平相交。
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