CN104493364A - 仿形镭雕机及3d镭雕方法 - Google Patents

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本发明公开了一种仿形镭雕机及3D镭雕方法,其仿形镭雕机包括激光器组件、X轴平移驱动件、连接板、Y轴平移驱动件、X轴旋转驱动件、Y轴旋转驱动件、夹具平台和桁架;X轴平移驱动件固定在桁架上,X轴平移驱动件与连接板连接,Y轴平移驱动件固定在连接板上,Y轴平移驱动件与激光器组件连接;X轴旋转驱动件和Y轴旋转驱动件分别固定在桁架上,X轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接,Y轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接。本发明提供的仿形镭雕机,一次装夹,可完成零件五个面的雕刻或切割,并且可在不同的面上雕刻或切割不同的图案、数字、文本等内容;使雕刻更加方便快捷,工作效率更高,也改变了雕刻只能加工平面的状况。

Description

仿形镭雕机及3D镭雕方法
技术领域
本发明属于机械设备领域,尤其涉及一种镭雕机及3D镭雕方法。 
背景技术
传统的镭雕机,由工作台、激光器系统组成,雕刻时将零件安装于定位夹具上,激光器对物体表面雕刻固定的文本内容和固定的位置。加工较为单一,如要完成多面雕刻,必须使用多套夹具对零件进行多次定位,因零件多次定位,就会造成进度下降,工作效率低下,雕刻须多台激光设备成组雕刻才可提升其工作效率。设备调整周期长,雕刻精度差,是现有的生产普遍存在的问题。
发明内容
针对上述技术中不足,本发明提供一种一次装夹可完成五个面的镭雕加工的设备及方法。
为实现上述目的,本发明提供一种仿形镭雕机,包括激光器组件、X轴平移驱动件、连接板、Y轴平移驱动件、X轴旋转驱动件、Y轴旋转驱动件、夹具平台和桁架;所述X轴平移驱动件固定在桁架上,所述X轴平移驱动件与连接板连接,所述Y轴平移驱动件固定在连接板上,所述Y轴平移驱动件与激光器组件连接;所述X轴旋转驱动件和Y轴旋转驱动件分别固定在桁架上,所述X轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接,所述Y轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接。
其中,所述激光器组件包括用于雕刻的激光器、用于对焦的激光对焦器和用于定位的激光光学系统;所述激光对焦器固定在激光器上,所述激光光学系统固定在激光器的端部,所述Y轴平移驱动件与激光器驱动连接。
其中,所述桁架包括底板、立板和顶板,所述立板固定在底板上,所述顶板固定在立板上,所述立板的顶部探出顶板;所述X轴平移驱动件包括第一电机和X方向导轨,所述X方向导轨固定在顶板上,所述连接板安装在X方向导轨上;所述第一电机固定在立板上,所述第一电机与连接板驱动连接。
其中,所述Y轴平移驱动件包括第二电机和Y方向导轨,所述Y方向导轨固定在连接板上,所述激光器组件安装在Y方向导轨上;所述第二电机固定在连接板上,所述第二电机与激光器组件驱动连接。
其中,所述X轴旋转驱动件包括用于驱动夹具平台旋转90°的第三电机和X方向旋转轴,所述第三电机与X方向旋转轴驱动连接,所述X方向旋转轴与夹具平台连接。
其中,所述Y轴旋转驱动件包括用于驱动旋转90°后的夹具平台在0°-360°范围内旋转的第三电机和Y方向旋转轴,所述第三电机与Y方向旋转轴驱动连接,所述Y方向旋转轴与夹具平台连接。
其中,所述第三电机和第四电机为伺服电机,伺服电机的一次动作,夹具平台旋转90°。
本发明还提供一种3D镭雕方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将待加工的零件安装于如权利要求1所述的夹具平台上,完成零件的定位和紧固;
步骤二,如权利要求1所述的X轴平移驱动件驱动激光器组件沿X轴方向运动,利用Y轴平移驱动件驱动激光器组件沿Y轴方向运动,以定位激光器雕刻的原点位置;
步骤三,在定位完成后,利用如权利要求1所述的激光器组件对零件的正面进行镭雕;
步骤四,零件的正面镭雕结束后,利用如权利要求1所述的X轴旋转驱动件驱动夹具平台旋转90°,激光器组件对零件的侧面进行镭雕;
步骤五,零件的一个侧面镭雕结束后,利用如权利要求1所述的Y轴旋转驱动件驱动夹具平台旋转90°,以加工零件的不同侧面。
其中,在所述步骤二中,X轴平移驱动件驱动连接板沿X方向运动,Y轴平移驱动件驱动激光器组件在连接板上沿X方向运动。
其中,在所述步骤五的镭雕工作完成后,夹具平台自动还原到所述步骤一的位置上。
本发明的有益效果是:相较于现有技术,本发明提供的仿形镭雕机,由X轴平移驱动件和Y轴平移驱动件完成驱动激光器组件在X轴方向和Y轴方向的平移,以定位激光器雕刻的原点位置;在激光器组件完成零件的正面的镭雕工作后,由X轴旋转驱动件驱动夹具平台转动90°,使固定在夹具平台的零件的侧面对准激光器组件,再由Y轴旋转驱动件驱动夹具平台转动,分别对零件的四个侧面做加工。本发明提供的仿形镭雕机,一次装夹,可完成零件五个面的雕刻或切割,并且可在不同的面上雕刻或切割不同的图案、数字、文本等内容。可完成五个面的任意角度的设置,以满足3D雕刻或切割的图档要求,使雕刻更加方便快捷,工作效率更高,也改变了雕刻只能加工平面的状况,丰富了零件雕刻的多样性。 
附图说明
图1为本发明提供的仿形镭雕机的结构图;
图2为图1的另一个方向上的结构图;
图3为本发明提供的仿形镭雕机加工零件正面时的工作示意图;
图4-6为本发明提供的仿形镭雕机加工零件侧面时的工作过程示意图;
图7本发明提供的3D镭雕方法的工艺流程图。
主要元件符号说明如下:
11、激光器组件           12、X轴平移驱动件
13、连接板               14、Y轴平移驱动件
15、X轴旋转驱动件       16、Y轴旋转驱动件
17、夹具平台             18、桁架
111、激光器              112、激光对焦器
113、激光光学系统        121、第一电机
122、X方向导轨          181、底板        
182、立板                183、顶板。               
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1和图2,本发明提供的仿形镭雕机,包括激光器组件11、X轴平移驱动件12、连接板13、Y轴平移驱动件14、X轴旋转驱动件15、Y轴旋转驱动件16、夹具平台17和桁架18;X轴平移驱动件12固定在桁架18上,X轴平移驱动件12与连接板13连接,Y轴平移驱动件14固定在连接板13上,Y轴平移驱动件14与激光器组件11连接;X轴旋转驱动件15和Y轴旋转驱动件16分别固定在桁架18上,X轴旋转驱动件15与夹具平台17驱动连接,Y轴旋转驱动件16与夹具平台17驱动连接。
相较于现有技术,本发明提供的仿形镭雕机,由X轴平移驱动件12和Y轴平移驱动件14完成驱动激光器组件11在X轴方向和Y轴方向的平移,以定位激光器111雕刻的原点位置;在激光器组件11完成零件的正面的镭雕工作后,由X轴旋转驱动件15驱动夹具平台17转动90°,使固定在夹具平台17的零件的侧面对准激光器组件11,再由Y轴旋转驱动件16驱动夹具平台17转动,分别对零件的四个侧面做加工。其镭雕过程参阅图3-6。
本发明提供的仿形镭雕机,一次装夹,可完成零件五个面的雕刻或切割,并且可在不同的面上雕刻或切割不同的图案、数字、文本等内容。可完成五个面的任意角度的设置,以满足3D雕刻或切割的图档要求,使雕刻更加方便快捷,工作效率更高,也改变了雕刻只能加工平面的状况,丰富了零件雕刻的多样性。
在本实施例中,激光器组件11包括用于雕刻的激光器111、用于对焦的激光对焦器112和用于定位的激光光学系统113;激光对焦器112固定在激光器111上,激光光学系统113固定在激光器111的端部,Y轴平移驱动件14与激光器111驱动连接。激光器111为雕刻的执行部件,激光对焦器112用于对激光器111进行对焦,激光光学系统113用于定位激光器111雕刻的原点位置,并可对激光器组件11的运动轨迹做反馈调节。
在本实施例中,桁架18包括底板181、立板182和顶板183,立板182固定在底板181上,顶板183固定在立板182上,立板182的顶部探出顶板183;X轴平移驱动件12包括第一电机121和X方向导轨122,X方向导轨122固定在顶板183上,连接板13安装在X方向导轨122上;第一电机121固定在立板182上,第一电机121与连接板13驱动连接。第一电机121驱动连接板13在X方向导轨122上滑动,上述桁架18的具体结构有利于X轴平移驱动件12的连接,X方向导轨122的安装稳固牢靠,可有效支撑连接板13。
Y轴平移驱动件14包括第二电机和Y方向导轨,Y方向导轨固定在连接板13上,激光器组件11安装在Y方向导轨上;第二电机固定在连接板13上,第二电机与激光器组件11驱动连接。
第一电机121驱动连接板13在X方向导轨122上滑动,第二电机驱动激光器111在连接板13上沿Y方向导轨滑动,两电机即可任意调整激光器111的位置。当然,这仅是本发明的一个具体实施例,本发明的X轴平移驱动件12和Y轴平移驱动件14的结构并不仅限于此,只要二者配合能驱动激光器111在X和Y方向移动即可。
在本实施例中,X轴旋转驱动件15包括用于驱动夹具平台17旋转90°的第三电机和X方向旋转轴,第三电机与X方向旋转轴驱动连接,X方向旋转轴与夹具平台17连接。
Y轴旋转驱动件16包括用于驱动旋转90°后的夹具平台17在0°-360°范围内旋转的第三电机和Y方向旋转轴,第三电机与Y方向旋转轴驱动连接,Y方向旋转轴与夹具平台17连接。
第三电机可正向和反向夹具平台17旋转90°,使夹具平台17在旋转90°后可复位。在第三电机驱动夹具平台17旋转90°后,第四电机可驱动夹具平台17旋转,可旋转360°,以方便激光器111对零件的各侧面分别加工。
在本实施例中,第三电机和第四电机为伺服电机,伺服电机的一次动作,夹具平台17旋转90°,上述伺服电机适合有四个侧面的零件,经过四次动作即可完成对所有侧面的加工。当然,这仅是本发明的一个具体实施例,本发明的不仅电机的步距角并不仅限于此,也可根据不同的零件设计为其他角度,比如当零件有六个侧面时,可设计为电机的一次动作,夹具平台17旋转60°。
请参阅图7,本发明还提供一种3D镭雕方法,包括以下步骤:
步骤一,将待加工的零件安装于如权利要求1的夹具平台17上,完成零件的定位和紧固;
步骤二,如权利要求1的X轴平移驱动件12驱动激光器组件11沿X轴方向运动,利用Y轴平移驱动件14驱动激光器组件11沿Y轴方向运动,以定位激光器111雕刻的原点位置;
步骤三,在定位完成后,利用如权利要求1的激光器组件11对零件的正面进行镭雕;
步骤四,零件的正面镭雕结束后,利用如权利要求1的X轴旋转驱动件15驱动夹具平台17旋转90°,激光器组件11对零件的侧面进行镭雕;
步骤五,零件的一个侧面镭雕结束后,利用如权利要求1的Y轴旋转驱动件16驱动夹具平台17旋转90°,以加工零件的不同侧面。
相较于现有技术,本发明提供的3D镭雕方法,一次装夹,可完成零件五个面的雕刻或切割,避免了多次装夹,使雕刻更加方便快捷,工作效率更高;而且可在不同的面上雕刻或切割不同的图案、数字、文本等内容;可完成五个面的任意角度的设置,以满足3D雕刻或切割的图档要求,改变了雕刻只能加工平面的状况,丰富了零件雕刻的多样性。
具体来说,在步骤二中,X轴平移驱动件12驱动连接板13沿X方向运动,Y轴平移驱动件14驱动激光器组件11在连接板13上沿X方向运动。
X轴平移驱动件12驱动连接板13在X方向导轨122上滑动,轴平移驱动件驱动激光器111在连接板13上沿Y方向导轨滑动,两电机即可任意调整激光器111的位置,以定位激光器111雕刻的原点位置。
在步骤五的镭雕工作完成后,将加工后的零件从夹具平台17上卸下,夹具平台17自动还原到步骤一的位置上。夹具平台17的自动复位,可保证零件加工的连续性,减少人工操作,增加工作效率。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种仿形镭雕机,其特征在于,包括激光器组件、X轴平移驱动件、连接板、Y轴平移驱动件、X轴旋转驱动件、Y轴旋转驱动件、夹具平台和桁架;所述X轴平移驱动件固定在桁架上,所述X轴平移驱动件与连接板连接,所述Y轴平移驱动件固定在连接板上,所述Y轴平移驱动件与激光器组件连接;所述X轴旋转驱动件和Y轴旋转驱动件分别固定在桁架上,所述X轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接,所述Y轴旋转驱动件与夹具平台驱动连接。
2.根据权利要求1所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述激光器组件包括用于雕刻的激光器、用于对焦的激光对焦器和用于定位的激光光学系统;所述激光对焦器固定在激光器上,所述激光光学系统固定在激光器的端部,所述Y轴平移驱动件与激光器驱动连接。
3.根据权利要求1所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述桁架包括底板、立板和顶板,所述立板固定在底板上,所述顶板固定在立板上,所述立板的顶部探出顶板;所述X轴平移驱动件包括第一电机和X方向导轨,所述X方向导轨固定在顶板上,所述连接板安装在X方向导轨上;所述第一电机固定在立板上,所述第一电机与连接板驱动连接。
4.根据权利要求1所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述Y轴平移驱动件包括第二电机和Y方向导轨,所述Y方向导轨固定在连接板上,所述激光器组件安装在Y方向导轨上;所述第二电机固定在连接板上,所述第二电机与激光器组件驱动连接。
5.根据权利要求1所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述X轴旋转驱动件包括用于驱动夹具平台旋转90°的第三电机和X方向旋转轴,所述第三电机与X方向旋转轴驱动连接,所述X方向旋转轴与夹具平台连接。
6.根据权利要求5所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述Y轴旋转驱动件包括用于驱动旋转90°后的夹具平台在0°-360°范围内旋转的第三电机和Y方向旋转轴,所述第三电机与Y方向旋转轴驱动连接,所述Y方向旋转轴与夹具平台连接。
7.根据权利要求6所述的仿形镭雕机,其特征在于,所述第三电机和第四电机为伺服电机,伺服电机的一次动作,夹具平台旋转90°。
8.一种3D镭雕方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将待加工的零件安装于如权利要求1所述的夹具平台上,完成零件的定位和紧固;
步骤二,如权利要求1所述的X轴平移驱动件驱动激光器组件沿X轴方向运动,利用Y轴平移驱动件驱动激光器组件沿Y轴方向运动,以定位激光器雕刻的原点位置;
步骤三,在定位完成后,利用如权利要求1所述的激光器组件对零件的正面进行镭雕;
步骤四,零件的正面镭雕结束后,利用如权利要求1所述的X轴旋转驱动件驱动夹具平台旋转90°,激光器组件对零件的侧面进行镭雕;
步骤五,零件的一个侧面镭雕结束后,利用如权利要求1所述的Y轴旋转驱动件驱动夹具平台旋转90°,以加工零件的不同侧面。
9.根据权利要求8所述的3D镭雕方法,其特征在于,在所述步骤二中,X轴平移驱动件驱动连接板沿X方向运动,Y轴平移驱动件驱动激光器组件在连接板上沿X方向运动。
10.根据权利要求8所述的3D镭雕方法,其特征在于,在所述步骤五的镭雕工作完成后,夹具平台自动还原到所述步骤一的位置上。
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Patentee after: Shenzhen City Desheng precision Kazakhstan Polytron Technologies Inc

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Patentee before: Wang Yi

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