CN105603398A - Lds专用十轴加工系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LDS专用十轴加工系统，包括用于发射激光束的激光器主体、激光机控制箱、用于放置工件的工作台、用于工作台来回滑动的滑轨、PLC控制系统以及高精度伺服电机，利用PLC控制系统控制工件在X轴、Y轴、Z轴、XR轴、YR轴5个方向的移动来实现对于工件的自动加工，增大了有效加工面积、延长了可加工工件的宽度、提高了激光器主体的使用效率同时节约了激光头成本的投入；改变了工件运动的驱动方式，通过高精度电机和履带的作用延长了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种加工系统，尤其是一种应用于LDS专用设备上的十轴加工系统。
背景技术
LDS天线技术就是激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring),利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。简单的说(对于手机天线设计与生产)，在成型的塑料支架上，利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线pattern。这样一种技术，可以直接将天线镭射在手机外壳上。
目前常用的LDS专用设备一般采用3个激光头，2套可以连续旋转定位的机构，2套可以快速左右移动的线性模组，线性模组可以切换加工状态和上料状态，旋转定位机构实现工件的正反面加工，在配合3组激光器完成对于工件的任何角度的加工，现有技术存在如下明显弊端：
(1)这种加工装置需要配合3套激光器，对于激光束的总利用指较低；
(2)单套激光器的使用率不均衡，中间一组可占60％，第二组占30％，第三组只占10％。
(3)3套激光器任意一组出现故障，整机需停产待修。
(4)线性模组易损坏，由于采用磁传动原理，生产中一旦掉入异物比如螺栓就有可能损坏线性模组。
(5)线性模组及旋转机构响应速度慢，精度不高，极易出现归零跑位不准确的情况。
(6)宽度大于80mm的产品不能加工。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种应用于LDS专用设备上的十轴加工系统，解决了现有技术中激光器使用率不均衡、线性模组容易损坏以及对于加工工件的宽度要求比较严格的问题
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
LDS专用十轴加工系统，包括用于发射激光束的激光器主体、激光机控制箱、用于放置工件的工作台、用于工作台来回滑动的滑轨、PLC控制系统以及高精度伺服电机，所述的PLC控制箱集成在激光机控制箱内，所述的工作台为2个，所述的滑轨在X轴方向上包含两根平行的X轴直线导轨，在Y轴方向上也包含两根平行的Y轴直线导轨，两根X轴直线导轨和两根Y轴直线导轨共同组成闭合的滑轨，所述的工作台通过履带安装在滑轨上；在工作台上用于放置工件的工作位通过一根既垂直于X轴直线导轨又垂直于Y轴直线导轨的Z轴安装于工作台上，所述的Z轴用于控制工作位在Z轴方向上的上下移动，所述的工作位上还分别设置有两根旋转轴XR轴和YR轴，所述的XR轴用于控制工作位上的工件在X轴方向的旋转，所述的YR轴控制工作位上的工件在Y轴方向的旋转，所述的的工作台在X轴、Y轴直线导轨、Z轴上的运动以及工作位在XR轴、YR轴方向上的旋转运动均通过PLC控制系统控制。
作为上述方案的进一步设置，所述的X轴直线导轨的行程为0-1m；所述的Y轴直线导轨的行程为0-50mm；所述的Z轴的行程为0-100mm；所述的XR轴为360°连续旋转；所述的YR轴的旋转角度为±55°。
作为上述方案的进一步设置，所述的高精度伺服电机的定位精度为±0.02mm。
本技术方案主要解决现有技术中的激光器使用率不均衡、线性模组容易损坏以及对于加工工件的宽度要求比较严格的问题，主要采用的技术手段是：将线性模组改为X轴、Y轴直线导轨，并且通过高精度电机和履带的作用实现工作台在X、Y方向上的运动，结合Z轴实现工作台的上下运动，并且在工作台的工作位上通过滚珠丝杆安装X轴和Y轴方向上的旋转轴，实现工作位上的工件可以在两个方向上进行旋转，增大有效加工面积，由于本发明方案中工件可以在X轴、Y轴、Z轴方向上直线运动，并且可以在XR轴、YR轴方向上旋转，所以就可以将现有技术中的3个激光头改为一个便可以实现对于工件的加工，既解决了现有技术中3个激光头使用率不均衡的问题同时也节省了激光头成本的投入；现有技术中的线性模组采用的是磁传动原理，在运行时会产生强烈的磁场，会吸附螺栓等铁质品而造成线性模组的损坏，本发明均采用高精度电机控制的直线滑轨，通过履带和电机的作用实现工件的运动，效率高且精度高同时滑轨不易损坏；现有技术中由于线性模组的制约，加工工件的宽度一般只能控制在80mm以内，本发明实现了加工工件在Y轴和Z轴方向上的移动大大提高了加工工件的宽度。
作为优选方案，将X轴直线导轨的行程设置为0-1m；Y轴直线导轨的行程设置为0-50mm；Z轴的行程设置为0-100mm；YR轴的旋转角度设置为±55°可以保证工件在激光器下的最大效率的加工。
本发明的有益效果：通过X轴、Y轴、Z轴、XR轴、和YR轴的设置使得工件可以在多个方向上运动，增大了有效加工面积、延长了可加工工件的宽度、提高了激光器主体的使用效率同时节约了激光头成本的投入；改变了工件运动的驱动方式，通过高精度电机和履带的作用延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明现有技术的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图2的左视图；
图4为本发明工作台的结构示意图；
图5为图4的左视图。
图中：激光机控制箱1，旋转定位机构2，线性模组3，激光头4，X轴直线滑轨5，Y轴直线滑轨6，Z轴7，XR轴8，YR轴9，工作台10，工作位11。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意的方式说明本发明的基本结构及工作原理。
参见图1、图2、图3、图4，图5所示，LDS专用十轴加工系统，包括用于发射激光束的激光头4、激光机控制箱1、用于放置工件的工作台10、用于工作台来回滑动的滑轨、PLC控制系统以及高精度伺服电机，所述的PLC控制箱集成在激光机控制箱1内，所述的工作台10为2个，所述的滑轨在X轴方向上包含两根平行的X轴直线导轨5，在Y轴方向上也包含两根平行的Y轴直线导轨6，两根X轴直线导轨5和两根Y轴直线导轨6共同组成闭合的滑轨，所述的工作台10通过履带安装在滑轨上；在工作台10上用于放置工件的工作位11通过一根既垂直于X轴直线导轨5又垂直于Y轴直线导轨6的Z轴7安装于工作台10上，所述的Z轴7用于控制工作位11在Z轴方向上的上下移动，所述的工作位11上还分别设置有两根旋转轴XR轴8和YR轴9，所述的XR轴8用于控制工作位11上的工件在X轴方向的旋转，所述的YR轴9控制工作位11上的工件在Y轴方向的旋转，所述的的工作台10在X轴、Y轴直线导轨、Z轴上的运动以及工作位11在XR轴、YR轴方向上的旋转运动均通过PLC控制系统控制。
优选的，所述的X轴直线导轨5的行程为0-1m；所述的Y轴直线导轨6的行程为0-50mm；所述的Z轴7的行程为0-100mm；所述的XR轴8为360°连续旋转；所述的YR轴9的旋转角度为±55°。
优选的，所述的高精度伺服电机的定位精度为±0.02mm。
本发明的具体工作流程是：系统复位后，两个工作台一个处于工件放置等待位置，另一个处于过渡等待位置；将工件放入处于工件放置等待位置的工作台，按启动按钮，该工作台移动到激光头4下端，另一个工作台移动到工件放置等待位置；PLC控制系统发送信号给LDS天线技术控制程序启动激光加工，加工指定区域；此区域加工结束后LDS天线技术控制程序发送信号到PLC控制系统，接收到信号后，PLC控制系统再控制高精度伺服电机启动将工作台10运动到过渡等待位置，LDS天线技术控制程序发送信号给PLC控制系统，PLC控制系统收到信号后，控制另一个工作台10移动至工件放置等待位置，操作员放入工件，同时该工作台进入加工位置，操作循环流程结束，以此类推完成各工件的加工。在加工过程中，根据被加工工件的实际需求，先在PLC控制系统上设定好相应的参数，如X轴直线行程、XR轴旋转角度等，当工件处被加工位置时，PLC控制系统和LDS天线技术控制程序相互通讯，PLC控制系统通过控制高精度伺服电机的启动将工件转移到相应的位置，此时LDS天线技术控制程序启动加工程序，激光头发出激光进行加工。由于工件可以在相对于激光头4位置的X轴、Y轴、Z轴、XR轴、YR轴5个方向上的直线运动或者转动，就可以实现激光对于工件的各个位置的加工，而且只需要一个激光头即可完成，与现有技术相比，不但提高了精度，减少了激光头的数量，而且提高了加工效率和准确度，同时还延长了使用寿命。
需要说明的是：以上为本发明的一种情况的具体实施方式，在本实施例中设定了以下参数：X轴直线导轨5的行程为0-1m；Y轴直线导轨6的行程为0-50mm；Z轴7的行程为0-100mm；XR轴8为360°连续旋转；YR轴9的旋转角度为±55°，经过多次反复试验可知在这种参数条件下，激光头射出的激光对于工件的加工是最佳的，当然，如果本领域的技术人员在上述具体实施方式的启示下做出的只是改变这类参数或者PLC控制系统的控制方式等简单变化或置换均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.LDS专用十轴加工系统，包括用于发射激光束的激光器主体、激光机控制箱、用于放置工件的工作台、用于工作台来回滑动的滑轨、PLC控制系统以及高精度伺服电机，其特征在于：所述的PLC控制箱集成在激光机控制箱内，所述的工作台为2个，所述的滑轨在X轴方向上包含两根平行的X轴直线导轨，在Y轴方向上也包含两根平行的Y轴直线导轨，两根X轴直线导轨和两根Y轴直线导轨共同组成闭合的滑轨，所述的工作台通过履带安装在滑轨上；在工作台上用于放置工件的工作位通过一根既垂直于X轴直线导轨又垂直于Y轴直线导轨的Z轴安装于工作台上，所述的Z轴用于控制工作位在Z轴方向上的上下移动，所述的工作位上还分别设置有两根旋转轴XR轴和YR轴，所述的XR轴用于控制工作位上的工件在X轴方向的旋转，所述的YR轴控制工作位上的工件在Y轴方向的旋转，所述的的工作台在X轴、Y轴直线导轨、Z轴上的运动以及工作位在XR轴、YR轴方向上的旋转运动均通过PLC控制系统控制。
2.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的X轴直线导轨的行程为0-1m。
3.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的Y轴直线导轨的行程为0-50mm。
4.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的Z轴的行程为0-100mm。
5.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的XR轴为360°连续旋转。
6.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的YR轴的旋转角度为±55°。
7.如权利要求1所述的LDS专用十轴加工系统，其特征在于：所述的高精度伺服电机的定位精度为±0.02mm。
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