CN110560926A - 激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光加工设备，包括机架、旋转机构、摇摆机构以及激光头；旋转机构设于机架上，且旋转机构设有用于夹持工件的夹具；摇摆机构设于机架上；激光头设于摇摆机构上，激光头的激光出射口朝下设置，且高于旋转机构的旋转轴线；摇摆机构带动激光头摆动，以使激光出射口射出的激光从不同角度与工件接触，以对工件进行加工。本发明技术方案通过将激光头设置在摇摆机构上，摇摆机构做摇摆运动，带动激光头摆动，以使激光出射口射出的激光能够从不同角度与工件接触加工，实现了增加加工角度范围的功能，增强激光设备的加工性能，以能够满足不同工件切割复合角度的工艺要求。

Description

激光加工设备

技术领域

本发明涉及激光加工设备领域，特别涉及一种激光加工设备。

背景技术

目前，在机械加工制造行业，激光加工技术越来越被广泛应用。但是，现有的传统的激光加工设备在对工件、特别是对PCD(Polycrystalline diamond，聚晶金刚石)材料进行激光加工时，激光头只能够垂直于工件进行切割，无法满足不同产品工艺要求切割复合角度的PCD刀粒。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种激光加工设备，旨在增加激光头切割工件的角度范围，增强激光设备的加工性能，以能够满足不同工件切割复合角度的工艺要求。

为实现上述目的，本发明提出的激光加工设备，包括机架、旋转机构、摇摆机构以及激光头；所述旋转机构设于所述机架上，且所述旋转机构设有用于夹持工件的夹具；所述摇摆机构设于所述机架上；所述激光头设于所述摇摆机构上，所述激光头的激光出射口朝下设置，且高于所述旋转机构的旋转轴线；所述摇摆机构带动所述激光头摆动，以使所述激光出射口射出的激光从不同角度与工件接触，以对工件进行加工。

在本发明一实施例中，所述激光加工设备还包括设置在机架上的升降机构，所述摇摆机构设于所述升降机构，所述升降机构带动所述摇摆机构上下运动，以带动所述激光头上下运动；所述摇摆机构带动所述激光头在竖直平面上做摇摆运动，以使所述激光出射口射出的激光在竖直平面上做摇摆运动。

在本发明一实施例中，所述摇摆机构包括第一固定座和第一移动件，所述第一固定座固定安装于所述升降机构上，所述第一移动件滑动安装于所述第一固定座，所述激光头设于所述第一移动件；所述第一移动件的滑动路径在竖直平面上呈弧形设置。

在本发明一实施例中，所述摇摆机构还包括设置在所述第一固定座上的第一直线导轨和弧形导轨、设置在所述第一直线导轨上的第一滑块以及设置在所述弧形导轨上的第二滑块，所述第一直线导轨位于所述弧形导轨的外侧；所述第一移动件与所述第一滑块活动连接，所述第一移动件与所述第二滑块固定连接；所述第一滑块沿所述第一直线导轨运动，所述第二滑块沿所述弧形导轨运动，以使所述第一移动件在所述第一固定座上做摇摆运动。

在本发明一实施例中，所述摇摆机构还包括连接件和第一驱动机构，所述连接件连接在所述第一滑块与所述第一移动件之间，所述第一驱动机构与所述连接件驱动连接；所述连接件与所述第一滑块转动连接，所述第一移动件与所述连接件滑动连接；所述第一驱动机构驱动所述连接件运动，带动所述第一滑块做直线运动，以带动所述第一移动件做摇摆运动。

在本发明一实施例中，所述连接件上设有交叉滚子滑轨，所述交叉滚子滑轨的其中之一与所述第一移动件固定连接。

在本发明一实施例中，所述激光加工设备还包括设置在所述机架上的第一水平移动机构和第二水平移动机构；所述第二水平移动机构的移动方向与所述第一水平移动机构的移动方向呈夹角设置；所述旋转机构设于所述第一水平移动机构上；所述升降机构设于所述第二水平移动机构上。

在本发明一实施例中，所述旋转机构的转动轴线的延伸方向与所述第一水平移动机构的运动方向垂直。

在本发明一实施例中，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的测量传感器，所述摇摆机构带动所述测量传感器摇摆运动；

及/或，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的光电传感器，所述摇摆机构带动所述光电传感器摇摆运动；

及/或，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的图像传感器，所述摇摆机构带动所述图像传感器摇摆运动。

在本发明一实施例中，所述激光加工设备还包括抽尘组件，所述抽尘组件包括设置在机架上的接料盒以及抽尘通道，所述抽尘通道一端与所述接料盒连通，另一端与外界的集尘器连接；所述接料盒对应工件的下方设置。

本发明技术方案通过将激光头设置在摇摆机构上，旋转机构带动夹具所夹持的工件高速旋转，通过激光头的激光出射口射出激光与工件接触实现对工件的加工功能；摇摆机构做摇摆运动，带动激光头摆动，以使激光出射口射出的激光能够从不同角度与工件接触加工，实现了增大加工角度范围的功能，提高了激光设备的加工性能，以能够满足不同工件切割复合角度的工艺要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明激光加工设备一实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中第二水平移动机构、升降机构、摇摆机构以及激光头的安装结构示意图；

图3为本发明实施例中摇摆机构的结构示意图；

图4为本发明实施例中摇摆机构的正视图；

图5为本发明实施例中摇摆机构中未安装第一移动件的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种激光加工设备。

在本发明实施例中，如图1所示，该激光加工设备包括机架100、旋转机构200、摇摆机构300以及激光头400；该旋转机构200设于机架100上，且旋转机构200设有用于夹持工件的夹具210；摇摆机构300设于机架100上；激光头400设置在摇摆机构300上，该激光头400的激光出射口410朝下设置，且高于旋转机构200的旋转轴线；该摇摆机构300带动激光头400摆动，以使激光出射口410射出的激光从不同角度与工件接触，以对工件进行加工。

旋转机构200设置在机架100上，该旋转机构200设有用于夹持工件的夹具210，使得工件进行加工时，旋转机构200能够带动工件进行高速旋转。激光头400的激光出射口410朝下设置，且高于旋转机构200的旋转轴线，使得激光头400的激光出射口410高于待加工的工件，同时该激光头400设置在摇摆机构300上，摇摆机构300做摇摆运动带动激光头400做摇摆运动，进而带动激光出射口410做摇摆运动，从而使得从激光出射口410射出的激光在加工过程中能够发生摆动，以实现激光能够从不同角度与工件接触，以达到多角度对工件加工的效果，提高了激光设备的加工效率。

可以理解的是，该摇摆机构300的具体位置可根据实际情况而定，如可在竖直方向上摇摆也可在水平方向上摇摆，摇摆机构300的具有结构也可根据实际情况而定，如可直接设置转盘结构，或者也可设置弧形导轨通过弧形导向作用实现摇摆，只要能够带动激光头400摆动即可。

该激光加工设备的结构紧凑，可专门针对小体积或者硬度高的工件进行加工，如聚合金刚石、高硬度钢等材料的加工。

在实际应用过程中，机架100的材料可采用强度高的钢结构，以对各个部件具有足够的支撑强度。机架100优选采用具有相互垂直的长度方向、宽度方向和高度方向三个方向的框体结构，定义分别对应机架100的长度方向、宽度方向和高度方向的三个方向为X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。

本发明技术方案通过将激光头400设置在摇摆机构300上，旋转机构200带动夹具210所夹持的工件高速旋转，通过激光头400的激光出射口410射出激光与工件接触实现对工件的加工功能；摇摆机构300做摇摆运动，带动激光头400摆动，以使激光出射口410射出的激光能够从不同角度与工件接触加工，实现了增大加工角度范围的功能，提高了激光设备的加工性能，以能够满足不同工件切割复合角度的工艺要求。

进一步地，参照图1和图2，该激光加工设备还包括设置在机架100上的升降机构500，摇摆机构300设于升降机构500，升降机构500带动摇摆机构300上下运动，以带动激光头400上下运动；摇摆机构300带动激光头400在竖直平面上做摇摆运动，以使激光出射口410射出的激光在竖直平面上做摇摆运动。升降机构500设置在机架100上，摇摆机构300设置在升降机构500上，且激光头400设置于摇摆机构300上，则升降机构500带动摇摆机构300上下运动，能够带动激光头400做上下运动，同时摇摆机构300能够带动激光头400做摇摆运动，则激光头400在升降机构500和摇摆机构300的复合作用下既能够做上下升降运动，也能够在竖直平面上做摇摆运动。此时激光头400的激光出射口410射出的激光的摇摆方向是在竖直方向上的摆动，以实现对工件多角度的加工。

可以理解的是，升降机构500带动摇摆机构300上下运动的方向与上述实施例中的Z轴方向一致，此时，旋转机构200的旋转轴线可与X轴方向一致、也可与Y轴方向一致或者处于X轴和Y轴之间的位置，只要能够保证激光能够顺利与工件接触加工即可。

在实际应用过程中，该升降机构500的具体结构可根据实际情况而定，如可采用丝杆-螺母组合，也可采用轮滑结构等。

进一步地，参照图2、图3和图4，摇摆机构300包括第一固定座310和第一移动件320，第一固定座310固定安装于升降机构500上，第一移动件320滑动安装于第一固定座310，激光头400设于第一移动件320；第一移动件320的滑动路径在竖直平面上呈弧形设置。第一固定座310固定安装于升降机构500，第一移动件320与第一固定座310滑动连接，则升降机构500带动第一固定座310上下运动时，会带动第一移动件320上下运动，进而带动激光头400上下运动。第一移动件320与第一固定座310滑动连接，且该第一移动件320的滑动路径在竖直平面上呈弧形设置，使得第一移动件320带动激光头400的滑动路径在竖直平面上也呈弧形，从而实现了激光头400在竖直平面上的摆动动作，进而实现激光从不同角度对工件进行加工。

进一步地，参照图3、图4和图5，该摇摆机构300还包括设置在第一固定座310上的第一直线导轨330和弧形导轨340、设置在第一直线导轨330上的第一滑块350以及设置在弧形导轨340上的第二滑块360，第一直线导轨330位于弧形导轨340的外侧；第一移动件320与第一滑块350活动连接，第一移动件320与第二滑块360固定连接；第一滑块350沿第一直线导轨330运动，第二滑块360沿弧形导轨340运动，以使第一移动件320在第一固定座310上做摇摆运动。

第一固定座310上设有第一直线导轨330和弧形导轨340，且对应第一直线导轨330设有第一滑块350，对应弧形导轨340设有第二滑块360，则第一滑块350可沿着第一直线导轨330做直线滑动运动，第二滑块360可沿弧形导轨340做弧线滑动运动。第一移动件320与第一滑块350活动连接，第一移动件320与第二滑块360固定连接，则当第一滑块350沿第一直线导轨330做直线运动时，会带动第一移动件320一起运动，而由于第一移动件320与第二滑块360固定连接，第二滑块360会对第一移动件320产生一个限制力，以限制第一移动件320跟随第二滑块360的运动路径一起运动，从而使得第一移动件320与第一滑块350连接的一端沿第一直线导轨330运动，第一移动件320与第二滑块360连接的一端沿弧形导轨340运动，从而使得第一移动件320能够顺利摆动运动的功能。

可以理解的是，该第一直线导轨330和弧形导轨340的位置关系可根据实际情况而定，如该第一直线导轨330可设置在弧形导轨340的外侧，也可设置在弧形导轨340的内侧。此时，第一固定座310的延伸方向是与Z轴平行的，以使得第一移动件320能够顺利在竖直平面上做摇摆运动。

进一步地，参照图5，摇摆机构300还包括连接件370和第一驱动机构380，连接件370连接在第一滑块350与第一移动件320之间，第一驱动机构380与连接件370驱动连接；连接件370与第一滑块350转动连接，第一移动件320与连接件370滑动连接；第一驱动机构380驱动连接件370运动，带动第一滑块350做直线运动，以带动第一移动件320做摇摆运动。

连接件370连接在第一滑块350与第一移动件320之间，且该连接件370与第一滑块350转动连接，与第一移动件320滑动连接，以实现第一滑块350与第一移动件320之间相对滑动且相对转动的功能。第一驱动机构380与连接件370驱动连接，则第一驱动机构380驱动连接件370运动，以带动第一滑块350沿第一直线导轨330做直线运动，带动第一移动件320做摇摆运动。

在实际应用过程中，该第一驱动机构380可采用电机-丝杠的组合，连接件370内设有套设在丝杆上的螺母座，使得丝杠转动能够带动连接件370做直线运动。连接件370与第一滑块350之间可通过轴承实现转动连接，同时连接件370可通过滑轨-滑块组合与第一移动件320实现滑动连接。

在本发明一实施例中，该连接件370上设有交叉滚子滑轨371，该交叉滚子滑轨371具有成对设置且能够相互滑动的两个直线滑轨，则两个直线滑轨中的其中之一与第一移动件320固定连接，从而实现了第一移动件320与连接件370之间的滑动连接。

进一步地，参照图1，激光加工设备还包括设置在机架100上的第一水平移动机构600和第二水平移动机构700；第二水平移动机构700的移动方向与第一水平移动机构600的移动方向呈夹角设置；旋转机构200设于第一水平移动机构600上；升降机构500设于第二水平移动机构700上。

第一水平移动机构600设置在机架100上，旋转机构200设置在第一水平移动机构600上，使得第一水平移动机构600在移动过程中，能够带动旋转机构200一起移动，旋转机构200上设有用于夹持工件的夹具210，从而第一水平移动机构200能够带动工件一起运动，直至工件加工所需要的位置处。第二水平移动机构700设置在机架100上，升降机构500设置在第二水平移动机构700上，摇摆机构300设置在升降机构500上，而激光头400设置在摇摆机构300上，使得第二水平移动机构700在移动过程中能够带动激光头400水平移动，同时升降机构500能够带动激光头400上下运动，摇摆机构300能够带动激光头400摇摆运动，使得激光头400能够根据实际需要调整激光发射的位置，进而对夹具310上的工件进行激光加工。

可以理解的是，第一水平移动机构600的移动方向和第二水平移动机构700的移动方向呈夹角设置，其夹角的角度大小可根据实际情况而定，在本实施例中，可优选对应为Y轴方向和X轴方向设置，同时升降机构500优选对应为Z轴方向设置。

在本发明一实施例中，该第一水平移动机构600包括第二固定座610和第二移动件620，该第二固定座610安装于机架100上；第二移动件620滑动安装于第二固定座610上；旋转机构200安装在第二移动件620上；其中该第二固定座610沿第一方向延伸，该第二移动件620的运动方向与第一方向一致。第二固定座610安装在机架100上，且沿第一方向延伸，第二移动件620的运动方向与第一方向一致，使得第二移动件600在移动的过程中更加稳定，从而使得旋转机构200的运动更加稳定，进而使得夹具210上的工件的运动更加稳定。可以理解的是，该第一方向实际上是Y轴方向，第二移动件620沿Y轴方向运动。

在实际应用过程中，该第一水平移动机构600可采用电机驱动-丝杆的组合。旋转机构200中的夹具210可采用自动夹持机构也可采用手动夹持机构，在工件进行加工的过程中，旋转机构200可带动工件处于360度连续旋转状态，也可带动工件呈翻转加工状态，以能够先加工完正面，翻转到背面加工背面，以提高加工效率。

在本发明一实施例中，该第二水平移动机构700包括第三固定座710和第三移动件720，该第三固定座710固定安装于机架100上；第三移动件720滑动安装于第三固定座710上；该升降机构500安装在第三移动件720；其中，第三固定座710沿第二方向延伸，第三移动件720的运动方向与第二方向一致，该第二方向与第一方向呈夹角设置。第三固定座710设置在机架100上，且该第三固定座710沿第二方向延伸，第三移动件720沿第二方向运动，使得第三移动件720在运动过程中更加稳定，从而使得升降机构500在水平方向上的运动更加稳定，进而使得激光头400在水平方向上的运动更加稳定。第二方向与第一方向呈夹角设置，使得工件在水平方向上的运动能够与激光头400在水平方向上的运动有交点，使得激光头400能够顺利对工件进行加工。

优选地，该第一方向与第二方向垂直设置。此时第三移动件720的移动方向沿X轴方向运动，第二移动件620沿Y轴方向运动，以实现在水面上的运动。

进一步地，参照图1，该旋转机构200安装在第二移动件620的侧壁，使得旋转机构200带动工件旋转的过程中不会与第二移动件620发生干涉。旋转机构200的转动轴线的延伸方向与第一水平移动机构600的运动方向垂直，该第一方向为Y轴方向，则该旋转机构200的轴向方向与X轴平行，使得夹具210夹持的工件的转动轴线与X轴平行。

在本发明一实施例中，参照图2，该激光加工设备还包括设置在摇摆机构300上的测量传感器800，该摇摆机构300带动测量传感器800摇摆运动。测量传感器800与激光头400一起运动，激光头400对工件进行加工的同时，测量传感器800自动测量工件的厚度或工件表面平面度等参数尺寸，以降低人工失误的概率。

在本发明一实施例中，请参阅图2，该激光加工设备还包括设置在摇摆机构300上的光电传感器900，该摇摆机构300带动光电传感器900摇摆运动。光电传感器900与激光头400一起运动，激光头400对工件进行加工的同时，光电传感器900自动识别工件表面层的材料组成，以自动检测工件的正反面，防止工件放反，降低损失，提高加工效率。

在本发明一实施例中，请参阅图2，激光加工设备还包括设置在摇摆机构300上的图像传感器A00，摇摆机构300带动图像传感器A00摇摆运动。图像传感器A00的主要作用是实现自动定位切割功能，优选采用CCD结构自动定位，以节省人工定位的时间以及提高准确性。

进一步地，请参阅图1，该激光加工设备还包括抽尘组件B00，该抽尘组件B00包括设置在机架100上的接料盒B10以及抽尘通道B20，该抽尘通道B20一端与接料盒B10连通，另一端与外界的集尘器连接；该接料盒B10对应工件的下方设置。工件在被加工的过程中，输气管对工件进行吹气，将工件上的废屑和灰尘吹落到接料盒B10中，然后通过外界的集尘器进行抽尘动作，落入接料盒B10中的废屑和灰尘通过抽尘通道B20被吸到集尘器中。

在本申请一实施例中，参照图1，该接料盒B10呈漏斗状设置，该接料盒B10的上开口对应工件朝上设置，该接料盒B10的下开口处设有滤网B11。漏斗状的接料盒B10的上开口大，能够更大范围的收集废屑和灰尘；在下开口处设置滤网B11，防止在抽尘过程中，工件落入到抽尘通道B20内的情况发生。同时，当工件加工完毕时，可直接打开夹具210，让工件落入到接料盒B10的滤网B11上，方便工作人员拿取。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光加工设备，其特征在于，包括：

机架；

旋转机构，所述旋转机构设于所述机架上，且所述旋转机构设有用于夹持工件的夹具；

摇摆机构，所述摇摆机构设于所述机架上；以及

激光头，所述激光头设于所述摇摆机构上，所述激光头的激光出射口朝下设置，且高于所述旋转机构的旋转轴线；

所述摇摆机构带动所述激光头摆动，以使所述激光出射口射出的激光从不同角度与工件接触，以对工件进行加工。

2.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备还包括设置在机架上的升降机构，所述摇摆机构设于所述升降机构，所述升降机构带动所述摇摆机构上下运动，以带动所述激光头上下运动；所述摇摆机构带动所述激光头在竖直平面上做摇摆运动，以使所述激光出射口射出的激光在竖直平面上做摇摆运动。

3.如权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，所述摇摆机构包括第一固定座和第一移动件，所述第一固定座固定安装于所述升降机构上，所述第一移动件滑动安装于所述第一固定座，所述激光头设于所述第一移动件；所述第一移动件的滑动路径在竖直平面上呈弧形设置。

4.如权利要求3所述的激光加工设备，其特征在于，所述摇摆机构还包括设置在所述第一固定座上的第一直线导轨和弧形导轨、设置在所述第一直线导轨上的第一滑块以及设置在所述弧形导轨上的第二滑块，所述第一直线导轨位于所述弧形导轨的外侧；所述第一移动件与所述第一滑块活动连接，所述第一移动件与所述第二滑块固定连接；

所述第一滑块沿所述第一直线导轨运动，所述第二滑块沿所述弧形导轨运动，以使所述第一移动件在所述第一固定座上做摇摆运动。

5.如权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，所述摇摆机构还包括连接件和第一驱动机构，所述连接件连接在所述第一滑块与所述第一移动件之间，所述第一驱动机构与所述连接件驱动连接；所述连接件与所述第一滑块转动连接，所述第一移动件与所述连接件滑动连接；

所述第一驱动机构驱动所述连接件运动，带动所述第一滑块做直线运动，以带动所述第一移动件做摇摆运动。

6.如权利要求5所述的激光加工设备，其特征在于，所述连接件上设有交叉滚子滑轨，所述交叉滚子滑轨的其中之一与所述第一移动件固定连接。

7.如权利要求2至6中任意一项所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备还包括设置在所述机架上的第一水平移动机构和第二水平移动机构；所述第二水平移动机构的移动方向与所述第一水平移动机构的移动方向呈夹角设置；所述旋转机构设于所述第一水平移动机构上；所述升降机构设于所述第二水平移动机构上。

8.如权利要求7所述的激光加工设备，其特征在于，所述旋转机构的转动轴线的延伸方向与所述第一水平移动机构的运动方向垂直。

9.如权利要求1至6中任意一项所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的测量传感器，所述摇摆机构带动所述测量传感器摇摆运动；

及/或，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的光电传感器，所述摇摆机构带动所述光电传感器摇摆运动；

及/或，所述激光加工设备还包括设置在所述摇摆机构上的图像传感器，所述摇摆机构带动所述图像传感器摇摆运动。

10.如权利要求1至6中任意一项所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备还包括抽尘组件，所述抽尘组件包括设置在机架上的接料盒以及抽尘通道，所述抽尘通道一端与所述接料盒连通，另一端与外界的集尘器连接；所述接料盒对应工件的下方设置。