CN108015436A - 一种激光打标切割一体机及其打标切割工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光打标机领域，特别涉及一种激光打标切割一体机，包括工作台、上箱体、打标切割机构和真空吸附机构，打标切割机构包括平面位移组件和激光切割头，平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头固定安装在X轴丝杆装置上，工作台的侧面底部设置有气泵接口，气泵接口与工作台上的真空吸附机构连接用于吸紧工作台上的加工件，结合了打标机和切割机各自的优势，能够在工作台所处平面的XY轴运动，X轴上装了激光头来聚焦切割，切割打标速度快并且激光头的移动幅度大，集打标和切割于一体，实现大幅面的快速切割，该工艺速度快，精度高，效果好，尤其是对于要求复杂图形或者有填充的工件，效果更为显著。
Description
技术领域
本发明涉及激光打标机领域，特别涉及一种激光打标切割一体机及其打标切割工艺。
背景技术
激光打标是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所需刻蚀的图案、文字。
目前常规的打标机，采用振镜，振镜无法移动，幅面有限，只能加工特定规格的产品，因此，当需要加工大幅面的产品时，需要人工移动产品，对位不准，而且精度低，现有的切割机采用龙门式结构，加工简单图形可以，如果加工复杂图形或者有填充图形，进行切割清扫时，速度慢，精度低，效果差。
发明内容
本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种集打标和切割于一体的激光打标切割一体机。
本发明的另一目的在于提供上述激光打标切割一体机的打标切割工艺。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种激光打标切割一体机，包括工作台、上箱体、打标切割机构和真空吸附机构，上箱体固定安装在工作台的上方，真空吸附机构固定安装在工作台的顶部，打标切割机构设置在工作台的顶部上方，打标切割机构包括平面位移组件和激光切割头，激光切割头位于真空吸附机构的上方，平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头固定安装在X轴丝杆装置上，工作台和上箱体均为正方体空心箱体结构，工作台的侧面底部设置有气泵接口，气泵接口与工作台上的真空吸附机构连接用于吸紧工作台上的加工件。
优选的，所述Y轴丝杆装置包括第一直线滑台和滑杆，第一直线滑台和滑杆互相平行，第一直线滑台和滑杆分别设置在工作台顶部相对的两端，X轴丝杆装置的两端分别与第一直线滑台和滑杆可滑动的连接。
优选的，所述X轴丝杆装置为第二直线滑台，激光切割头设置在第二直线滑台的滑块上，第二直线滑台垂直于第一直线滑台。
优选的，第一直线滑台平行于工作台上端面的一边，第二直线滑台平行于工作台上端面的一边，第一直线滑台和第二直线滑台相互垂直。
优选的，所述第一直线滑台、第二直线滑台和滑杆上均包裹设置有伸缩防尘罩。
优选的，所述上箱体内设置有用于控制平面位移组件和激光切割头工作的控制系统模块，上箱体和工作台的侧壁上均设置有若干个可打开的铰接门。
优选的，所述工作台的底部四个拐角处均设置有万向轮和防滑支撑腿。
优选的，所述激光切割头包括有安装座和安装在该安装座上的激光头，激光头包括有光纤接入装置和振镜总成，光纤接入装置的输入端为光纤接入端，振镜总成安装在光纤接入装置的输出端，光纤接入装置接入的水平激光束垂直于X轴方向进入到振镜内，振镜内安装有光路调整装置。
优选的，所述光路调整装置包括有第一光路反射器和第二光路反射器，两个光路反射器配合将水平激光束反射到工作台，第一光路反射器和第二光路反射器均包括有镜片、镜片固定座和旋转驱动电机，镜片安装在镜片固定座上，镜片固定座安装有旋转轴，旋转轴的端部与旋转驱动电机传动连接。
上述的激光打标切割一体机的打标切割工艺包括以下步骤：
S1、加工件通过真空吸附机构固定在工作台上；
S2、平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头固定安装在X轴丝杆装置上，带动激光切割头沿着X轴和Y轴方向大幅面移动；
S3、到达所需的位置后，激光切割头的激光头内的振镜通过旋转驱动电机调整镜片角度，实现小范围内的激光打标作业，如此沿着设定好的轨迹不断将激光打标的路线拼接，最终对工件进行大幅面的激光打标切割。
有益效果：本发明的一种激光打标切割一体机，工作时，将加工件置于工作台上，第一直线滑台驱动X轴丝杆装置整体沿着第一直线滑台的轴向进行来回滑动，实现激光切割头能够覆盖工作台表面的Y轴空间，在第一直线滑台带动X轴丝杆装置沿工作台表面的Y轴进行移动时，第二直线滑台驱动滑块带着激光切割头沿着第二直线滑台的轴向进行来回滑动，实现激光切割头能够覆盖工作台表面的X轴Y轴空间，从而使激光切割头的工作范围能够覆盖整个工作台所在表面，在小范围打标作业时可以通过旋转驱动电机调整镜片角度，实现小范围内的激光打标作业而不需要调动X轴驱动和Y轴驱动移动振镜位置；在激光切割作业时可以通过旋转驱动电机调整镜片角度使得激光束始终垂直于机台表面，通过X轴驱动和Y轴驱动大范围移动振镜位置，本发明的一种激光打标切割一体机，结合了打标机和切割机各自的优势，能够在工作台所处平面的XY轴运动X轴上装了激光头来聚焦切割，切割打标速度快并且激光头的移动幅度大，集打标和切割于一体，实现大幅面的快速打标切割；该工艺速度快，精度高，效果好，尤其是对于要求复杂图形或者有填充的工件，效果更为显著。
附图说明
图1所示为本发明的立体结构示意图一；
图2所示为本发明的立体结构示意图二；
图3所示为本发明的立体结构示意图三；
图4所示为本发明的立体结构示意图四；
图5所示为本发明的立体结构示意图五；
图6所示为本发明的调平机构的结构示意图；
图7所示为本发明的激光切割头的结构示意图一；
图8所示为本发明的激光切割头的结构示意图二；
附图标记说明：工作台1，上箱体2，真空吸附机构3，激光切割头4，气泵接口5，第一直线滑台6，滑杆7，第二直线滑台8，伸缩防尘罩9，铰接门10，万向轮11，防滑支撑腿12，旋转驱动电机13，安装座41，光纤接入装置42，振镜总成43，平台本体31，舱体32，下固定块4a，上升降块4b，螺杆4c，调节螺母4d，定位柱4e。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
实施例1
参照图1至图8所示的一种激光打标切割一体机，包括工作台1、上箱体2、打标切割机构和真空吸附机构3，上箱体2固定安装在工作台1的上方，真空吸附机构3固定安装在工作台1的顶部，打标切割机构设置在工作台1的顶部上方，打标切割机构包括平面位移组件和激光切割头4，激光切割头4位于真空吸附机构3的上方，平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头4固定安装在X轴丝杆装置上，工作台1和上箱体2均为正方体空心箱体结构，工作台1的侧面底部设置有气泵接口5，气泵接口5与工作台1上的真空吸附机构3连接用于吸紧工作台1上的加工件，真空吸附机构3上设置有成矩阵分布的气流通孔，气泵通过气泵接口5与真空吸附机构3的底部连接，加工件置于真空吸附机构3上时，气泵通过气流通孔产生吸力，将加工件吸附吸紧在工作台1上。
真空吸附机构3包括平台本体31和设置在平台本体31正下方的舱体32，舱体32的上端敞开，平台本体31可拆卸地盖和在舱体32的上端，舱体32的底部设有与舱体32内空间连通的管接头，打标切割机的机座内安装有气泵，管接头通过管道与气泵连接，平台本体31上成矩阵排列设置有贯穿其上下表面的吸附孔。
舱体32的周边安装有用以调整平台本体31的调平装置，调平装置的下端与基座内的骨架固定连接，调平装置的上端与舱体32固定连接。
舱体32为矩形舱体，该矩形舱体的周边设有水平向外侧延伸的支撑边3a，调平装置为分布在舱体32周边的四个结构相同的调平机构，调平机构的上端与支撑边固定连接。
调平机构包括有下固定块4a、上升降块4b和两个螺杆4c，下固定块4a通过螺栓与基座的内骨架固定连接，下固定块4a上设有两个供两个螺杆4c竖直贯穿的通孔，上升降块4b焊接固定在两个螺杆4c的顶部，每个螺杆4c上均螺栓连接有一个与下固定块4a上表面接触的调节螺母4d。
平台本体2为矩形平台，每个上升降块4b上均安装有定位柱4e，矩形结构的平台本体2设置有与定位柱4e配合的定位孔。
在气泵工作时在舱体内产生负压，工件放置在平台本体31上，覆盖住平台本体31上的吸附孔，在较大负压作用下工件被牢牢的吸附在平台本体31上，便于小工件的装夹，平台本体拆装方便，舱体配置有调平装置，方便对平台本体31的水平进行调整。对于精密的工件而言，对平台本体31的平整度要求非常高，只要这样，才能加工出高精密的工件。
所述Y轴丝杆装置包括第一直线滑台6和滑杆7，第一直线滑台6和滑杆7互相平行，第一直线滑台6和滑杆7分别设置在工作台1顶部相对的两端，X轴丝杆装置的两端分别与第一直线滑台6和滑杆7可滑动的连接，第一直线滑台6驱动X轴丝杆装置整体沿着第一直线滑台6的轴向进行来回滑动，从而实现激光切割头4能够覆盖工作台1表面的Y轴空间。
所述X轴丝杆装置为第二直线滑台8，激光切割头4设置在第二直线滑台8的滑块上，第二直线滑台8垂直于第一直线滑台6，在第一直线滑台6带动X轴丝杆装置沿工作台1表面的Y轴进行移动时，第二直线滑台8驱动滑块带着激光切割头4沿着第二直线滑台8的轴向进行来回滑动，从而实现激光切割头4能够覆盖工作台1表面的X轴空间。
第一直线滑台6平行于工作台1上端面的一边，第二直线滑台8平行于工作台1上端面的一边，第一直线滑台6和第二直线滑台8相互垂直，第一直线滑台6的轴线平行于工作台1所在平面的Y轴，第二直线滑台8的轴线平行于工作台1所在平面的X轴，从而使激光切割头4的工作范围能够覆盖整个工作台1所在表面，从而实现大幅面和大幅度的切割打标效果。
所述第一直线滑台6、第二直线滑台8和滑杆7上均包裹设置有伸缩防尘罩9，伸缩防尘罩9用于保护第一直线滑台6和第二直线滑台8避免沾染过多灰尘或者异物，保证了第一直线滑台6和第二直线滑台8能够顺畅的在XY平面进行移动。
所述上箱体2内设置有用于控制平面位移组件和激光切割头4工作的控制系统模块，上箱体2和工作台1的侧壁上均设置有若干个可打开的铰接门10，设备的控制线路设置在上箱体2内，可以通过打开铰接门10来安装或者会拆卸上箱体2和工作台1内部的零件，也方便了日后的保养和维修，同时激光切割头4采用光纤与设备内设的激光源连接。
所述工作台1的底部四个拐角处均设置有万向轮11和防滑支撑腿12，需要对设备进行移动时只需通过万向轮11移动设备即可，省时省力，移动过后将防滑支撑腿12放下后即可完成设备的移位。
所述激光切割头4包括有安装座41和安装在该安装座42上的激光头，激光头包括有光纤接入装置43和振镜总成44，光纤接入装置43的输入端为光纤接入端，振镜总成44安装在光纤接入装置43的输出端，光纤接入装置43接入的水平激光束垂直于X轴方向进入到振镜内，振镜内安装有光路调整装置。
所述光路调整装置包括有第一光路反射器和第二光路反射器，两个光路反射器配合将水平激光束反射到工作台，第一光路反射器和第二光路反射器均包括有镜片、镜片固定座和旋转驱动电机13，镜片安装在镜片固定座上，镜片固定座安装有旋转轴，旋转轴的端部与旋转驱动电机13传动连接。
在振镜内设置在旋转驱动的第一光路反射器和第二光路反射器，在小范围打标作业时可以通过旋转驱动电机13调整镜片角度，实现小范围内的激光打标作业而不需要调动X轴驱动和Y轴驱动移动振镜位置；在激光切割作业时可以通过旋转驱动电机13调整镜片角度使得激光束始终垂直于机台表面，通过X轴驱动和Y轴驱动大范围移动振镜位置，如此沿着打标的轨迹拼接在一起，就能实现大幅面高速激光打标切割动作，获得大幅面的打标切割工件，不仅仅效率高，而且精度高。
实施例2
请参阅附图1-8，实施例1所述的激光打标切割一体机的打标切割工艺，包括以下步骤：
S1、加工件通过真空吸附机构3固定在工作台1上；
S2、平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头4固定安装在X轴丝杆装置上，带动激光切割头4沿着X轴和Y轴方向大幅面移动；
S3、到达所需的位置后，激光切割头4的激光头内的振镜通过旋转驱动电机13调整镜片角度，实现小范围内的激光打标作业，如此沿着设定好的轨迹不断将激光打标的路线拼接，最终对工件进行大幅面的激光打标切割。
该工艺速度快，精度高，效果好，尤其是对于要求复杂图形或者有填充的工件，效果更为显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种激光打标切割一体机，其特征在于：包括工作台(1)、上箱体(2)、打标切割机构和真空吸附机构(3)，上箱体(2)固定安装在工作台(1)的上方，真空吸附机构(3)固定安装在工作台(1)的顶部，打标切割机构设置在工作台(1)的顶部上方，打标切割机构包括平面位移组件和激光切割头(4)，激光切割头(4)位于真空吸附机构(3)的上方，平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头(4)固定安装在X轴丝杆装置上，工作台(1)和上箱体(2)均为正方体空心箱体结构，工作台(1)的侧面底部设置有气泵接口(5)，气泵接口(5)与工作台(1)上的真空吸附机构(3)连接用于吸紧工作台(1)上的加工件。
2.根据权利要求1所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述Y轴丝杆装置包括第一直线滑台(6)和滑杆(7)，第一直线滑台(6)和滑杆(7)互相平行，第一直线滑台(6)和滑杆(7)分别设置在工作台(1)顶部相对的两端，X轴丝杆装置的两端分别与第一直线滑台(6)和滑杆(7)可滑动的连接。
3.根据权利要求2所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述X轴丝杆装置为第二直线滑台(8)，激光切割头(4)设置在第二直线滑台(8)的滑块上，第二直线滑台(8)垂直于第一直线滑台(6)。
4.根据权利要求3所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：第一直线滑台(6)平行于工作台(1)上端面的一边，第二直线滑台(8)平行于工作台(1)上端面的一边，第一直线滑台(6)和第二直线滑台(8)相互垂直。
5.根据权利要求4所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述第一直线滑台(6)、第二直线滑台(8)和滑杆(7)上均包裹设置有伸缩防尘罩(9)。
6.根据权利要求1所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述上箱体(2)内设置有用于控制平面位移组件和激光切割头(4)工作的控制系统模块，上箱体(2)和工作台(1)的侧壁上均设置有若干个可打开的铰接门(10)。
7.根据权利要求1所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述工作台(1)的底部四个拐角处均设置有万向轮(11)和防滑支撑腿(12)。
8.根据权利要求1所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述激光切割头(4)包括有安装座(41)和安装在该安装座(41)上的激光头，激光头包括有光纤接入装置(42)和振镜总成(43)，光纤接入装置(42)的输入端为光纤接入端，振镜总成(43)安装在光纤接入装置(42)的输出端，光纤接入装置(42)接入的水平激光束垂直于X轴方向进入到振镜内，振镜内安装有光路调整装置。
9.根据权利要求1所述的一种激光打标切割一体机，其特征在于：所述光路调整装置包括有第一光路反射器和第二光路反射器，两个光路反射器配合将水平激光束反射到工作台，第一光路反射器和第二光路反射器均包括有镜片、镜片固定座和旋转驱动电机(13)，镜片安装在镜片固定座上，镜片固定座安装有旋转轴，旋转轴的端部与旋转驱动电机(13)传动连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的激光打标切割一体机的打标切割工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、加工件通过真空吸附机构(3)固定在工作台(1)上；
S2、平面位移组件包括X轴丝杆装置和Y轴丝杆装置，激光切割头(4)固定安装在X轴丝杆装置上，带动激光切割头(4)沿着X轴和Y轴方向大幅面移动；
S3、到达所需的位置后，激光切割头(4)的激光头内的振镜通过旋转驱动电机(13)调整镜片角度，实现小范围内的激光打标作业，如此沿着设定好的轨迹不断将激光打标的路线拼接，最终对工件进行大幅面的激光打标切割。
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