CN104493364B - 仿形镭雕机及3d镭雕方法 - Google Patents

Abstract

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翻转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翻转90°后的夹具平台在0°-360°范围内旋转的第四电机和Y方向旋转轴，所述第四电机与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，使得夹具平台翻转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夹具平台上，完成零件的定位和紧固；

步骤二，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X轴旋转驱动件驱动夹具平台翻转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Y轴旋转驱动件驱动夹具平台翻转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Y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翻转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包括用于驱动翻转90°后的夹具平台17在0°-360°范围内旋转的第四电机和Y方向旋转轴，第四电机与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翻转90°，使夹具平台17在翻转90°后可复位。在第三电机驱动夹具平台17翻转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，使得夹具平台17翻转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夹具平台17上，完成零件的定位和紧固；

步骤二，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X轴旋转驱动件15驱动夹具平台17翻转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Y轴旋转驱动件16驱动夹具平台17翻转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Y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 (7)

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；

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；

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。

2.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。

3.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翻转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。

4.根据权利要求3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翻转90°后的夹具平台在0°-360°范围内旋转的第四电机和Y方向旋转轴，所述第四电机与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。

5.根据权利要求4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使得夹具平台翻转90°。

6.一种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翻转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翻转90°，以加工零件的不同侧面；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。

7.根据权利要求6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Y方向运动。