CN108161255A - 一种阵列式智能激光打孔机构 - Google Patents

Abstract

公开了一种阵列式智能激光打孔机构，有效的解决了在对阵列孔的工艺操作过程中的冲孔精度不精确的问题，在较厚的板件、三维板件的切割过程中，目实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了微侧量仪，对打工过程进行实时监控，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

Description

一种阵列式智能激光打孔机构

技术领域

本发明涉及打孔领域，更具体地讲，涉及一种阵列式智能激光打孔机构。

背景技术

激光切割是新兴起的一门集光学、机械、电子、计算机等多门学科于一体的新兴学科领域，在各行各业得到了越来越广泛的运用。它是一种非接触性加工手段，不存在刀具磨损问题，同时对环境无任何污染，是一种很值得推崇的高科技“绿色”加工手段。激光切割加工是激光加工的一个重要领域，它是将激光束照射到物体表面，利用热能或材料融化时产生的化学热能熔化材料，以达到切割和雕刻物体表面的目的，具有加工速度快、精度高、没有机械力、加工材料不变形、材料受损小等特点。该方法逐渐取代传统方法，被广泛应用在金属、塑料、纸张、服装等生产领域的切割和雕刻加工。

然而目前的三维激光打孔机构仅仅采用一个打孔装置，当要在工件上打多个孔时，需要进行三维方向上的移动，甚至是多轴的转动，在激光装置每次运动过程中，不可避免地会出现偏差，多处偏差叠加累积，就会造成非常大的误差，尤其是对需要高精度的阵列孔时，较大的误差会导致整个工件的报废，而当前的激光切割在进行阵列孔的操作时工业生产自动化程度不是很高，还无法精确的操纵，尤其是曲线切割时过程复杂、质量差、耗时及成本高，已经不能满足工业生产的要求，因此，针对这一现状，迫切需要开发一种新型的多功能的阵列式智能激光打孔机构，以满足实际使用的需要。

发明内容

因此，针对现有技术上存在的不足，提供本发明的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。

按照本发明提供的技术方案，该阵列式智能激光打孔机构包括底座，所述的底座的两端设有龙门支架，所述的龙门支架上设有滑板，所述的滑板上设有横向驱动机箱，所述的横向驱动机箱呈“L”形，所述的横向驱动机箱内设有驱动电机、传动装置和位移装置，所述的横向驱动机箱上设有载板，所述的载板上固定设有载架，所述的载架上设有激光打孔发生装置，所述的底座上设有纵向滑动基板，所述的纵向滑动基板的两侧分别设有与其滑动配合的滑动侧板，所述的滑动侧板上设有置放板，所述的置放板用于置放工件夹持装置，所述的载架上沿其横向方向上均匀设置有多个固定装置，所述的激光打孔发生装置固定设置在所述的固定装置内，所述的载架后设有驱动气缸，所述的驱动气缸能够分别或全部驱动所述的固定装置沿所述的载架的纵向方向上移动，所述的载板与所述的位移装置连接并能够相对所述的横向驱动机箱面发生转动，所述的工件夹持装置包括基座，所述的基座上开设有滑槽，所述的基座上设有滑动座。

进一步的，所述的滑槽包括开设在所述的基座的左右侧面的侧边滑槽，及其开设在所述的基座的上表面的至少两条相互平行的纵向滑槽和至少一条横向滑槽，所述的纵向滑槽与所述的横向滑槽相联通。

进一步的，所述的滑动座为四组滑动支承座，所述的滑动支承座呈“L”形，所述的滑动支承座的水平面上设有定位通孔，所述的定位通孔内设有滑动体，其中每两组所述的滑动支承座的滑动体在同一条所述的纵向滑槽上滑动，所述的滑动支承座竖直面上开设有“V”形夹口，所述的夹口的底面为平面，被打孔的工件置放于其中的两组滑动支承座的所述的夹口内。

进一步的，所述的左侧边滑槽的前后分别设有左滑动杆组，所述的工件夹持装置包括还包括转动体，所述的转动体呈倒立“U”形，所述的转动体的U形口处与所述的左滑动杆组配合连接，所述的转动体的上部开设有螺纹通孔，所述的通孔内设有定位螺杆，所述的右侧边滑槽前后分别设有右滑动杆组，所述的右滑动杆组与定位滑块固定连接，所述的定位滑块朝向所述的滑动支承座的一侧开设有T形槽，所述的T形槽外端面形成夹紧面，所述的定位螺杆与所述的定位滑块的夹紧面配合形成对所述的被打孔的工件的定位夹紧。

进一步的，所述的滑动侧板的周向上设有用于定位固定所述的置放板的定位固定块，所述的置放板的上表面设有呈均匀分布的防滑片。

进一步的，所述的激光打孔发生装置为光纤激光器，为所述的激光打孔发生装置的透镜采用采用双焦距透镜，聚焦头采用自动感应式的聚焦头，每次切割前切割头与工件保持在 1.2mm 左右的距离。

进一步的，所述的底座为电气工控机箱，所述的机箱上设有分别设有装置开关、复位开关、滑板操控开关、激光打孔发生装置控制开关、驱动气缸微控按钮、位移装置微控按钮和显示面板。

进一步的，所述的固定装置的下底面嵌设有温度、烟雾浓度传感器，以及打孔直径微测量仪，检测到的温度、烟雾浓度及其打孔直径显示于所述的显示面板上。

进一步的，所述的打孔直径微测量仪包括光源系统、接收系统和处理系统，所述的光源系统为氛灯作为灯源的多波段光源系统，所述的接收系统包括红外带通干涉滤光装置和微型摄像装置，所述的处理系统包括图像分析与增强装置。

本发明通过三维操控，有效的解决了在对阵列孔的工艺操作过程中的冲孔精度不精确的问题，在较厚的板件、三维板件的切割过程中，目实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了微侧量仪，对打工过程进行实时监控，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的阵列式智能激光打孔机构整体示意图。

图2为本发明的底座框架示意图。

图3为本发明的工件夹持装置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

如附图1-3所示，该阵列式智能激光打孔机构包括底座1，所述的底座1的两端设有龙门支架2，所述的龙门支架2上设有滑板，所述的滑板上设有横向驱动机箱3，所述的横向驱动机箱3呈“L”形，所述的横向驱动机箱3内设有驱动电机、传动装置和位移装置，所述的横向驱动机箱3上设有载板，所述的载板上固定设有载架，所述的载架上设有激光打孔发生装置4，所述的底座1上设有纵向滑动基板1-1，所述的纵向滑动基板1-1的两侧分别设有与其滑动配合的滑动侧板1-2，所述的滑动侧板1-2上设有置放板1-3，所述的置放板1-3用于置放工件夹持装置5，所述的载架上沿其横向方向上均匀设置有多个固定装置，所述的激光打孔发生装置4固定设置在所述的固定装置内，所述的载架后设有驱动气缸，所述的驱动气缸能够分别或全部驱动所述的固定装置沿所述的载架的纵向方向上移动，所述的载板与所述的位移装置连接并能够相对所述的横向驱动机箱面发生转动，所述的工件夹持装置5包括基座5-1，所述的基座5-1上开设有滑槽，所述的基座5-1上设有滑动座。

所述的滑槽包括开设在所述的基座5-1的左右侧面的侧边滑槽5-2，及其开设在所述的基座5-1的上表面的至少两条相互平行的纵向滑槽5-3和至少一条横向滑槽5-4，所述的纵向滑槽5-3与所述的横向滑槽5-4相联通。

所述的滑动座为四组滑动支承座5-5，所述的滑动支承座5-5呈“L”形，所述的滑动支承座5-5的水平面上设有定位通孔，所述的定位通孔内设有滑动体5-6，其中每两组所述的滑动支承座5-5的滑动体5-6在同一条所述的纵向滑槽5-3上滑动，所述的滑动支承座5-5竖直面上开设有“V”形夹口，所述的夹口的底面为平面，被打孔的工件置放于其中的两组滑动支承座5-5的所述的夹口内。

所述的左侧边滑槽5-2的前后分别设有左滑动杆组5-7，所述的工件夹持装置5包括还包括转动体5-8，所述的转动体5-8呈倒立“U”形，所述的转动体5-8的U形口处与所述的左滑动杆组5-7配合连接，所述的转动体5-8的上部开设有螺纹通孔，所述的通孔内设有定位螺杆5-9，所述的右侧边滑槽5-2前后分别设有右滑动杆组，所述的右滑动杆组与定位滑块5-10固定连接，所述的定位滑块5-10朝向所述的滑动支承座5-5的一侧开设有T形槽，所述的T形槽外端面形成夹紧面，所述的定位螺杆5-9与所述的定位滑块5-10的夹紧面配合形成对所述的被打孔的工件的定位夹紧。

所述的滑动侧板1-2的周向上设有用于定位固定所述的置放板1-3的定位固定块1-4，所述的置放板1-3的上表面设有呈均匀分布的防滑片1-5。

所述的激光打孔发生装置4为光纤激光器，为所述的激光打孔发生装置4的透镜采用采用双焦距透镜，聚焦头采用自动感应式的聚焦头，每次切割前切割头与工件保持在1.2mm 左右的距离。

所述的底座1为电气工控机箱，所述的机箱上设有分别设有装置开关、复位开关、滑板操控开关、激光打孔发生装置控制开关、驱动气缸微控按钮、位移装置微控按钮和显示面板。

所述的固定装置的下底面嵌设有温度、烟雾浓度传感器，以及打孔直径微测量仪，检测到的温度、烟雾浓度及其打孔直径显示于所述的显示面板上。

所述的打孔直径微测量仪包括光源系统、接收系统和处理系统，所述的光源系统为氛灯作为灯源的多波段光源系统，所述的接收系统包括红外带通干涉滤光装置和微型摄像装置，所述的处理系统包括图像分析与增强装置。

该阵列式智能激光打孔机构的使用步骤如下：

1）检查整个机构，核实各个部件是否正常，确定被打孔的工件所要打孔的区域，

2）将被打孔的工件置放于滑动支承座的夹口内，调整好位置，调节好定位螺杆，将定位螺杆的顶端抵紧于被打孔的工件的端面，被打孔的工件的另一端面抵紧于定位滑块的夹紧面，根据实际打孔的需要，调整滑动支承座、转动体的位置，

3）打开装置开关，通过操控滑板操控开关、驱动气缸微控按钮、位移装置微控按钮，选择需要作业的激光打孔发生装置，并调节各个部件移动到合适的位置，

4）打开激光打孔发生装置控制开关，执行打孔作业工序，每次切割前自动感应式的聚焦头工作，保证切割头与工件保持在 1.2mm 左右的距离，

5）当打孔轮廓基本成型后，观测显示面板的打孔直径，其中，对于不符合要求的孔处，调节激光功率、切割速度、气体压力、脉冲频率，重复进行细致打工，以保证孔径达到要求，

6）切割完毕后，将整个机构部件复位，关闭装置开关，松开定位螺杆，拿下被被打孔的工件。

本发明通过三维操控，有效的解决了在对阵列孔的工艺操作过程中的冲孔精度不精确的问题，在较厚的板件、三维板件的切割过程中，目实现了精确的操纵，更加简单化、智能化、耗时及成本低，简化了操作工艺步骤，尤其是增设了微侧量仪，对打工过程进行实时监控，解决实际生产中的难题，提高生产效率精确度极高，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中，对技术术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种阵列式智能激光打孔机构，所述的阵列式智能激光打孔机构包括底座（1），所述的底座（1）的两端设有龙门支架（2），所述的龙门支架（2）上设有滑板，所述的滑板上设有横向驱动机箱（3），所述的横向驱动机箱（3）呈“L”形，所述的横向驱动机箱（3）内设有驱动电机、传动装置和位移装置，所述的横向驱动机箱（3）上设有载板，所述的载板上固定设有载架，所述的载架上设有激光打孔发生装置（4），所述的底座（1）上设有纵向滑动基板（1-1），所述的纵向滑动基板（1-1）的两侧分别设有与其滑动配合的滑动侧板（1-2），所述的滑动侧板（1-2）上设有置放板（1-3），所述的置放板（1-3）用于置放工件夹持装置（5），其特征在于，所述的载架上沿其横向方向上均匀设置有多个固定装置，所述的激光打孔发生装置（4）固定设置在所述的固定装置内，所述的载架后设有驱动气缸，所述的驱动气缸能够分别或全部驱动所述的固定装置沿所述的载架的纵向方向上移动，所述的载板与所述的位移装置连接并能够相对所述的横向驱动机箱面发生转动，所述的工件夹持装置（5）包括基座（5-1），所述的基座（5-1）上开设有滑槽，所述的基座（5-1）上设有滑动座。

2.根据权利要求1所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的滑槽包括开设在所述的基座（5-1）的左右侧面的侧边滑槽（5-2），及其开设在所述的基座（5-1）的上表面的至少两条相互平行的纵向滑槽（5-3）和至少一条横向滑槽（5-4），所述的纵向滑槽（5-3）与所述的横向滑槽（5-4）相联通。

3.根据权利要求2所述的一种阵列式激光打孔机构，其特征在于，所述的滑动座为四组滑动支承座（5-5），所述的滑动支承座（5-5）呈“L”形，所述的滑动支承座（5-5）的水平面上设有定位通孔，所述的定位通孔内设有滑动体（5-6），其中每两组所述的滑动支承座（5-5）的滑动体（5-6）在同一条所述的纵向滑槽（5-3）上滑动，所述的滑动支承座（5-5）竖直面上开设有“V”形夹口，所述的夹口的底面为平面，被打孔的工件置放于其中的两组滑动支承座（5-5）的所述的夹口内。

4.根据权利要求3所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的左侧边滑槽（5-2）的前后分别设有左滑动杆组（5-7），所述的工件夹持装置（5）包括还包括转动体（5-8），所述的转动体（5-8）呈倒立“U”形，所述的转动体（5-8）的U形口处与所述的左滑动杆组（5-7）配合连接，所述的转动体（5-8）的上部开设有螺纹通孔，所述的通孔内设有定位螺杆（5-9），所述的右侧边滑槽（5-2）前后分别设有右滑动杆组，所述的右滑动杆组与定位滑块（5-10）固定连接，所述的定位滑块（5-10）朝向所述的滑动支承座（5-5）的一侧开设有T形槽，所述的T形槽外端面形成夹紧面，所述的定位螺杆（5-9）与所述的定位滑块（5-10）的夹紧面配合形成对所述的被打孔的工件的定位夹紧。

5.根据权利要求1所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的滑动侧板（1-2）的周向上设有用于定位固定所述的置放板（1-3）的定位固定块（1-4），所述的置放板（1-3）的上表面设有呈均匀分布的防滑片（1-5）。

6.根据权利要求1所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的激光打孔发生装置（4）为光纤激光器，为所述的激光打孔发生装置（4）的透镜采用采用双焦距透镜，聚焦头采用自动感应式的聚焦头，每次切割前切割头与工件保持在 1.2mm 左右的距离。

7.根据权利要求1所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的底座（1）为电气工控机箱，所述的机箱上设有分别设有装置开关、复位开关、滑板操控开关、激光打孔发生装置控制开关、驱动气缸微控按钮、位移装置微控按钮和显示面板。

8.根据权利要求7所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的固定装置的下底面嵌设有温度、烟雾浓度传感器，以及打孔直径微测量仪，检测到的温度、烟雾浓度及其打孔直径显示于所述的显示面板上。

9.根据权利要求8所述的一种阵列式智能激光打孔机构，其特征在于，所述的打孔直径微测量仪包括光源系统、接收系统和处理系统，所述的光源系统为氛灯作为灯源的多波段光源系统，所述的接收系统包括红外带通干涉滤光装置和微型摄像装置，所述的处理系统包括图像分析与增强装置。

10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的阵列式智能激光打孔机构的使用方法，其特征在于，该阵列式智能激光打孔机构的使用步骤如下：

1）检查整个机构，核实各个部件是否正常，确定被打孔的工件所要打孔的区域，

2）将被打孔的工件置放于滑动支承座的夹口内，调整好位置，调节好定位螺杆，将定位螺杆的顶端抵紧于被打孔的工件的端面，被打孔的工件的另一端面抵紧于定位滑块的夹紧面，根据实际打孔的需要，调整滑动支承座、转动体的位置，

3）打开装置开关，通过操控滑板操控开关、驱动气缸微控按钮、位移装置微控按钮，选择需要作业的激光打孔发生装置，并调节各个部件移动到合适的位置，

4）打开激光打孔发生装置控制开关，执行打孔作业工序，每次切割前自动感应式的聚焦头工作，保证切割头与工件保持在 1.2mm 左右的距离，

5）当打孔轮廓基本成型后，观测显示面板的打孔直径，其中，对于不符合要求的孔处，调节激光功率、切割速度、气体压力、脉冲频率，重复进行细致打工，以保证孔径达到要求，

6）切割完毕后，将整个机构部件复位，关闭装置开关，松开定位螺杆，拿下被被打孔的工件。