CN108372368B - 加工装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种加工装置及其工作方法，包括用于承载并固定所述待加工工件的载台、用于对所述待加工工件进行激光加工的激光元件以及位置回馈单元。所述激光元件包括可动机构以及固定于所述可动机构上的激光头，所述可动机构用于调整所述激光头相对于所述待加工工件的位置并带动所述激光头进行激光加工。所述位置回馈单元设置于所述可动机构上，所述位置回馈单元包括一个弹性接触部以及一个警示电路，所述弹性接触部在所述激光头与所述待加工工件位于最小容许距离内时与所述待加工工件接触并被压缩，所述警示电路在所述弹性接触部被压缩时导通并发出警示信号。
Description
本申请是申请号为：201310155039.6，申请日：2013年04月29日，发明名称为“激光加工装置”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种加工装置，尤其涉及一种激光加工装置。
背景技术
在激光加工领域，例如激光切割、激光微结构雕刻以及模仁加工等，需要将激光头发射的激光束聚焦到所加工的工件表面，由于不同的加工工件具有不同的厚度，因此，所述激光头需要依据所加工工件的不同厚度调整其高度。然而，在调整过程中，如果操作不慎，所述激光头容易与所述工件表面碰撞，造成所述激光头或者所述加工工件的损坏，影响激光加工的效率，同时在成加工的成本上升。
发明内容
有鉴于此，有必要一种提供能够防止加工误操作的激光加工装置。
一种激光加工装置，包括用于承载并固定所述待加工工件的载台、用于对所述待加工工件进行激光加工的激光元件以及位置回馈单元。所述激光元件包括可动机构以及固定于所述可动机构上的激光头，所述可动机构用于调整所述激光头相对于所述待加工工件的位置并带动所述激光头进行激光加工。所述位置回馈单元设置于所述可动机构上，所述位置回馈单元包括一个弹性接触部以及一个警示电路，所述弹性接触部在所述激光头与所述待加工工件位于最小容许距离内时与所述待加工工件接触并被压缩，所述警示电路在所述弹性接触部被压缩时导通并发出警示信号。
相对于现有技术，所述激光加工装置采用具有所述警示装置的位置回馈装置，当所述激光加工状之有与待加工工件发生碰撞的风险时，所述警示装置则发出警示信号，因此可以防止所述激光元件在调整过程中与所述待加工工件发生接触或者碰撞，避免待加工工件以及所述激光元件的损坏，提高了激光加工的效率，并降低了激光加工的成本。
附图说明
图1是本发明实施方式的激光加工装置的示意图。
图2是图1的激光加工装置的位置回馈单元的原理示意图。
主要元件符号说明
| 激光加工装置 | 100 |
| 载台 | 10 |
| 工作面 | 11 |
| 激光元件 | 20 |
| 可动机构 | 21 |
| 激光头 | 22 |
| 位置回馈单元 | 30 |
| 弹性接触部 | 31 |
| 上部 | 311 |
| 第一座体 | 3111 |
| 套筒 | 3112 |
具体实施方式
请参阅图1及图2，所示为本发明实施方式的激光加工装置100的示意图，所述激光加工装置100用于对待加工工件200进行激光加工。所述激光加工装置100包括用于承载并固定所述待加工工件200的载台10、用于对所述待加工工件200进行激光加工的激光元件20以及固定于所述激光元件20上的位置回馈单元30。
所述载台10包括一个工作面11，所述待加工工件200固定于所述工作面11上预定的加工位置。不同的所述待加工工件200相对于所述工作面11具有不同的高度。
所述激光元件20设置于所述载台10的工作面11上方，并且可以在平行于所述工作面11的平面内以及垂直于所述工作面11的方向上移动，以对所述待加工工件200的不同位置进行激光加工。所述激光元件20包括一个可动机构21以及一个固定于所述可动机构21上的激光头22。所述可动机构21用于带动所述激光头22进行移动，依据不同的需求所述可动机构21能够带动所述激光头22在平行于所述工作面11的平面内以及垂直于所述工作面11的方向上移动，具体的，所述可动机构21可以为可在三维方向上运动的机械手臂。所述激光头22用于产生激光并将所述激光汇聚，在此将所述激光头22的末端至激光的汇聚点的距离称为所述激光头22的焦距D，应当说明，所述焦距D仅为激光头22的末端至激光的汇聚点的距离，由于所述激光头22的构造的差异，因此并不一定等同于所述激光头22的实际有效焦距。所述焦距D即为所述激光头22在激光加工过程中与所述待加工工件200表面所需间隔的距离。
所述位置回馈单元30固定于所述可动机构21上并且相对于所述激光头22的位置固定。所述位置回馈单元30包括一个弹性接触部31以及一个警示电路32。所述弹性接触部31包括一个上部311、一个与所述上部311相连的下部312以及一个位于所述上部311以及所述下部312之间的弹性件313。所述上部311固定于所述可动机构21上，包括一个第一座体3111以及一个连接于所述第一座体3111上的套筒3112。所述下部312可滑动地与所述上部311相连，所述下部312包括一个第二座体3121、一个连接于所述第二座体3121一侧表面上的导柱3122以及一个形成于所述第二座体3121另一侧表面上的凸柱3123。所述导柱3122可滑动地插入所述套筒3112内，为防止所述导柱3122自所述套筒3112内脱出，可以在所述导柱导柱3122与所述套筒3112之间设置限位结构(图未示)，所述限位结构可以依据本领域技术人员的常规选择做不同的设计，例如凸块和凹槽的配合结构。所述凸柱3123朝向所述载台10的工作面11凸出，且所述凸柱3123的远离所述第二座体3121的末端的表面为球面，所述球面能够减缓所述凸柱3123与所述待加工工件200的接触及碰撞的强度，防止所述凸柱3123对所述待加工工件200造成损坏。所述弹性件313弹性抵持于所述第一座体3111以及所述第二座体3121之间，本实施方式中，所述弹性件313为螺旋弹簧，所述弹性件313套设于所述套筒3112以及所述导柱3122上，且两端分别抵持与所述第一座体3111以及所述第二座体3121上。
实际使用中，在所述弹性接触部31最大压缩状态下，所述凸柱3123的末端凸出所述可动机构21的距离大于所述激光头22末端凸出所述可动机构21的距离，而在所述弹性接触部31处于自由状态下，所述凸柱3123以及所述激光头22凸出所述可动机构21的距离之差小于所述激光头22的焦距D，如此，所述弹性接触部31既能够在调整所述激光头22加工位置时发挥作用，又能够防止所述凸柱3123对激光加过程的影响。
所述警示电路32用于在所述激光头22末端距离小于预定距离的情况下发出提示，防止所述激光头22因误操作碰触所述待加工工件200。所述警示电路32包括电源321、警示装置322、第一电极323以及与所述第一电极323相对并间隔的第二电极324。所述第一电极323连接至所述电源321的正极并固定于所述第一座体3111上，所述第二电极324连接至所述电源321的负极并固定于所述第二座体3121上。本实施方式中，所述第一电极323为导电片，所述第二电极324包括一个固定于所述第二座体3121上的底座3241、一个形成于所述底座3241上并且朝向所述第一电极323凸出的支撑柱3242以及一个形成于所述支撑柱3242末端的极片3243。所述支撑柱3242由弹性材料制成，所述极片3243通过穿过所述底座3241以及所述支撑柱3242的导线(图未示)连接至所述电源的负极。当然，在其他实施方式中，所述第一电极323也可以采用于所述第二电极324类似的结构，或者所述第一电极323以及所述第二电极324的结构互换。所述警示装置322用于在所述第一电极323以及所述第二电极324接触发出警示信号，所述警示装置322的警示信号可以为声音信号、光信号或者其他信号，具体的，所述警示装置322可以为蜂鸣器或者发光二极体。
所述第一电极323以及所述第二电极324之间的间隔可以依据实际情况具体设计。本实施方式中，所述激光头22与所述待加工工件200之间设定有最小容许距离，所述最小容许距离即在所述激光元件20相对于所述待加工工件200调整加工位置时，所述激光头22与所述待加工工件200所述之间的可容许的最小距离，如果所述激光头22与所述待加工工件200之间的距离达到或者小于所述最小容许距离，则所述位置回馈单元30会产生警示信号。可以理解，本实施方式中，可以设计当所述第一电极323与所述第二电极324相接触时，所述激光元件20与所述待加工工件200之间的距离为所述最小容许距离。优选地，所述最小容许距离小于所述激光头22的焦距D。
所述激光加工装置100在使用时，首先将所述待加工工件200固定于所述载台10的工作面11上的预定位置处，然后依据所述待加工工件200的高度调整所述激光元件20的加工位置，使得所述激光头22的焦点位于所述待加工工件200表面，调整完成后，所述激光元件20可以开始对所述待加工工件200进行激光加工。在调整的过程中，如果所述激光头22末端与所述待加工工件200之间的距离达到或者小于所述最小容许距离，则所述弹性接触部31与所述待加工工件200接触，所述待加工工件200向所述凸柱3123施以朝向所述可动机构21方向的力，所述第二座体3121在所述的力作用下，朝向所述第一座体3111移动，在此过程中，所述第一电极323以及所述第二电极324相互接触，所述警示装置322发出警示信息，提醒操作者注意，因此可以防止所述激光元件20在调整过程中与所述待加工工件200发生接触或者碰撞，避免待加工工件200以及所述激光元件20的损坏，提高了激光加工的效率，并降低了激光加工的成本。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种加工装置，包括用于对待加工工件进行激光加工的激光元件，所述激光元件包括可动机构以及固定于所述可动机构上的激光头，所述可动机构用于调整所述激光头相对于所述待加工工件的位置并带动所述激光头进行激光加工，其特征在于：所述加工装置包括设置于所述可动机构上的位置回馈单元，所述位置回馈单元包括一个警示电路，所述警示电路用于在所述激光头末端距离待加工工件小于预定距离的情况下发出提示；
所述位置回馈单元固定于所述可动机构上并且相对于所述激光头的位置固定；所述位置回馈单元还包括一个弹性接触部，所述弹性接触部在所述激光头与所述待加工工件位于最小容许距离内时与所述待加工工件接触并被压缩，所述警示电路在所述弹性接触部被压缩时导通并发出警示信号；所述弹性接触部包括一个上部、一个与所述上部可滑动地相连的下部以及一个位于所述上部以及所述下部之间的弹性件，所述上部固定于所述可动机构上，所述弹性件弹性抵持于所述上部以及所述下部之间；所述上部包括一个第一座体以及一个连接于所述第一座体上的套筒，所述下部包括一个第二座体、一个连接于所述第二座体一侧表面上的导柱，所述导柱可滑动地插入所述套筒内，所述弹性件套设于所述套筒以及所述导柱上，且两端分别抵持于所述第一座体以及所述第二座体上；
所述第二座体与所述第一座体相背离的一侧表面上形成有一个朝向载台凸出的凸柱；所述弹性件为螺旋弹簧；
所述警示电路包括电源、警示装置、第一电极以及与所述第一电极相对并间隔设置的第二电极，所述第一电极连接至所述电源的正极并固定于所述第一座体上，所述第二电极连接至所述电源的负极并固定于所述第二座体上；所述警示装置为蜂鸣器或者发光二极体。
2.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于：所述第二电极包括一个固定于所述第二座体上的底座、一个形成于所述底座上并且朝向所述第一电极凸出的支撑柱以及一个形成于所述支撑柱末端的极片；所述支撑柱由弹性材料制成。
3.如权利要求1所述的加工装置，其特征在于：所述凸柱的远离所述第二座体的末端的表面为球面。
4.如权利要求1-3任意一项中所述加工装置的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：
所述加工装置在使用时，首先将所述待加工工件固定于载台的工作面上的预定位置处；
然后依据所述待加工工件的高度调整所述激光元件的加工位置，使得所述激光头的焦点位于所述待加工工件表面；
调整完成后，所述激光元件开始对所述待加工工件进行激光加工。
5.如权利要求4中所述的工作方法，其特征在于，在调整的过程中，如果所述激光头末端与所述待加工工件之间的距离达到或者小于所述最小容许距离，则所述弹性接触部与所述待加工工件接触，所述待加工工件向所述凸柱施以朝向所述可动机构方向的力，所述第二座体在所述的力作用下，朝向所述第一座体移动，在此过程中，所述第一电极以及所述第二电极相互接触，所述警示装置发出警示信息。
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