CN110666357B - 激光雕刻装置及其旋转治具 - Google Patents
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Abstract
一种激光雕刻装置,适用于对一工件进行激光雕刻,该激光雕刻装置包含一工作台、一激光雕刻单元,以及一旋转治具。该激光雕刻单元设于该工作台且具有一聚焦于一聚焦平面的激光镜头。该旋转治具设于该工作台且包含一基座,一承载单元,及一驱动单元,该承载单元包括一可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座的旋转座,以及一设于该旋转座的承载件,该承载件具有一适用于供该工件设置且随该旋转座转动而转换位置的承载部,通过该承载部转换不同位置能使该工件的不同待刻面转换至位于一与该聚焦平面齐平的工作平面,该驱动单元连接并驱动该旋转座。
Description
技术领域
本发明涉及一种雕刻装置,特别是涉及一种激光雕刻装置及其旋转治具。
背景技术
激光雕刻是一项目前十分普及的外观加工方式,其常见于手机、笔记本电脑等等的电子产品,一般来说,激光雕刻一次只能针对一个面进行雕刻,但以手机为例,一般手机的外壳具有多个面,如何方便的针对各个面进行激光雕刻加工便是一门课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有旋转治具的激光雕刻装置。
本发明激光雕刻装置,适用于对一工件进行激光雕刻,该工件具有多个待刻面。该激光雕刻装置包含一工作台、一激光雕刻单元,以及一旋转治具。该激光雕刻单元设于该工作台且包括一适用于对该工件进行雕刻且聚焦于一高度固定的聚焦平面的激光镜头。该旋转治具设于该工作台且适用于供该工件装设,该旋转治具包含一基座,一承载单元,及一驱动单元,该承载单元包括一可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座的旋转座,以及一设于该旋转座的承载件,该承载件具有一适用于供该工件设置的承载部,该承载部配合该工件的形状并能随该旋转座转动而转换位置,通过该承载部转换位置能将该工件的其中一待刻面转换至位于一与该聚焦平面齐平且高度固定的工作平面,且通过该承载部转换不同位置能使该工件的不同待刻面轮流地转换至位于该工作平面,该驱动单元连接于该承载单元的旋转座并能驱动该旋转座转动,以带动该承载件的承载部转换位置。
在一些实施例中,该旋转座具有可绕该旋转中心轴旋转地穿设于该基座的一第一轴段与一第二轴段,以及连接于该第一轴段与该第二轴段之间的座体,该承载件还具有一设于该座体的本体,该承载部是自该本体朝远离该旋转中心轴的方向延伸形成,该工件设于该承载部时,各个待刻面平行于该旋转中心轴,各个待刻面至该旋转中心轴之间的距离相等于工作平面至该旋转中心轴之间的距离。
在一些实施例中,该承载部为一自该承载件的本体延伸形成且长度方向与该旋转中心轴平行的矩形凸块。
在一些实施例中,该矩形凸块具有三个沿该旋转中心轴的方向延伸的承载面,每一承载面与相邻的承载面垂直,该驱动单元可驱动该旋转座旋转以使该承载部固定在分别使该三个承载面朝向该工作平面的三个位置。
在一些实施例中,该基座形成有中心位于该旋转中心轴的一第一轴承孔以及一第二轴承孔,该旋转座具有分别位于两相反端的一第一轴段以及一第二轴段,该第一轴段以及该第二轴段分别可转动地穿设于该第一轴承孔以及该第二轴承孔,以使该承载单元的旋转座能相对于该基座绕该旋转中心轴旋转,该驱动单元是连接于该第一轴段以驱动该旋转座。
在一些实施例中,该承载单元内部形成有一流道,该承载部还具有一供该工件覆盖的承载面,该承载面上形成有至少一连通于该流道的吸附孔,该旋转治具还包含一连通于该流道且能将气体自该流道抽出的负压单元。
在一些实施例中,该旋转治具还包含一设于该基座且朝向该承载部的光纤感应单元,光纤感应单元适用于识别装设在该承载部的该工件的种类并根据该工件的种类发出一感测讯号,该激光雕刻装置还包含一耦接于该光纤感应单元与激光雕刻单元的控制单元,该控制单元能接收该感测讯号并根据该感测讯号发出一控制讯号至该激光雕刻单元,该激光雕刻单元依照该控制讯号在该工件上雕刻对应该工件的种类的雕刻图案。
本发明激光雕刻装置,适用于对一工件进行激光雕刻,该工件具有一正面及位于该正面两相反侧的两侧面。该激光雕刻装置包含一激光雕刻单元、一基座、一旋转座、一承载件,及一驱动单元。该激光雕刻单元用于提供适用于对该工件进行雕刻且聚焦于一高度固定的聚焦平面的激光。该旋转座可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座。该承载件设于该旋转座而能随该旋转座旋转,该承载件是用于供该工件设置,且当该工件设置于该承载件上时,可随该承载件旋转至一该工件的正面对齐该激光雕刻单元的聚焦平面的位置,及另一该工件的其中一侧面同样对齐该激光雕刻单元的聚焦平面的位置。该驱动单元用于驱动该旋转座绕该旋转中心轴旋转。
此外,本发明的另一目的在于提供一种能应用于激光雕刻装置的旋转治具。
本发明旋转治具,适用于供一工件装设,该工件具有多个待刻面。该旋转治具包含一基座、一承载单元,以及一驱动单元。该承载单元包括一可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座的旋转座,以及一设于该旋转座的承载件,该承载件具有一适用于供该工件设置的承载部,该承载部配合该工件的形状并能随该旋转座转动而转换位置,通过该承载部转换位置能将该工件的其中一待刻面转换至位于一高度固定的工作平面,且通过该承载部转换不同位置能使该工件的不同待刻面轮流地转换至位于该工作平面。该驱动单元连接于该承载单元的旋转座并能驱动该旋转座转动,以带动该承载件的承载部转换位置。
在一些实施例中,该旋转座具有可绕该旋转中心轴旋转地穿设于该基座的一第一轴段与一第二轴段,以及连接于该第一轴段与该第二轴段之间的座体,该承载件还具有一设于该座体的本体,该承载部是自该本体朝远离该旋转中心轴的方向延伸形成,该工件设于该承载部时,各个待刻面平行于该旋转中心轴,各个待刻面至该旋转中心轴之间的距离相等于工作平面至该旋转中心轴之间的距离。
在一些实施例中,该承载部为一自该承载件的本体延伸形成且长度方向与该旋转中心轴平行的矩形凸块。
在一些实施例中,该矩形凸块具有三个沿该旋转中心轴的方向延伸的承载面,每一承载面与相邻的承载面垂直,该驱动单元可驱动该旋转座旋转以使该承载部固定在分别使该三个承载面朝向该工作平面的三个位置。
在一些实施例中,该基座形成有中心位于该旋转中心轴的一第一轴承孔以及一第二轴承孔,该旋转座具有分别位于两相反端的一第一轴段以及一第二轴段,该第一轴段以及该第二轴段分别可转动地穿设于该第一轴承孔以及该第二轴承孔,以使该承载单元的旋转座能相对于该基座绕该旋转中心轴旋转,该驱动单元是连接于该第一轴段以驱动该旋转座。
本发明的有益的效果在于:借由配合该工件的形状并能随该旋转座转动而转换位置的承载部,以使该承载部转换不同位置时能使该工件的不同待刻面轮流地转换至位于与该聚焦平面齐平的该工作平面,进而使对各个待刻面进行激光雕刻时无需调整该激光镜头的位置或是其聚焦平面的位置。
附图说明
图1是一立体图,说明本发明激光雕刻装置的一实施例;
图2是一类似图1的立体图,其中,该实施例的一罩体在本图中未示出;
图3是一立体图,说明该实施例的一旋转治具;
图4为图3的一立体分解图;
图5至图7为三个前视图,分别说明该旋转治具的一承载部固定于三个位置时的状态;以及
图8为图3的一剖视图;以及
图9为图4的一局部放大图,说明该实施例的承载部。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1、2,本发明激光雕刻装置10的一实施例,适用于对一工件6进行激光雕刻,工件6具有多个待刻面61,在本实施例中,工件6为一手机外壳。激光雕刻装置10包含一工作台1、一激光雕刻单元2,以及一旋转治具3。
在本实施例中,工作台1包括一位于侧缘处顶部的控制面板11。且在本实施例中,激光雕刻装置10还包含一设于工作台1内且与控制面板11耦接并可借由控制面板11操作的控制单元(图未示)。
激光雕刻单元2设于工作台1且包括一适用于对工件6进行雕刻且聚焦于一高度固定的聚焦平面20的激光镜头21。在本实施例中,激光雕刻单元2是包括一设于工作台1的支架22、以及一设于支架22上的机体23,激光镜头21是外露地设于机体23并朝向工作台1的方向,且激光雕刻单元2的激光镜头21与控制单元耦接并依照控制单元发出的一控制讯号进行激光雕刻,聚焦平面20位于激光镜头21与工作台1之间。另外,激光雕刻单元2在本实施例还包括一局部外露地设于机体23并能帮助机体23散热的散热系统24。另外,在本实施例中激光雕刻装置10还具有连接于工作台1且罩设于旋转治具3的一罩体4,而激光雕刻单元2的机体23贯穿罩体4顶部地外露,以加强激光雕刻单元2的机体23的散热性。
参阅图2至4,旋转治具3设于工作台1且适用于供工件6装设,旋转治具3包含一基座31,一承载单元32,及一驱动单元33。承载单元32包括一可绕一旋转中心轴A旋转地设于基座31的旋转座321,以及一设于旋转座321的承载件322,承载件322具有一适用于供工件6设置的承载部322b。在本实施例中,基座31具有一设于工作台1的底板311,以及竖直地设于底板311且彼此平行地相间隔的一第一侧板312与一第二侧板313,基座31分别在第一侧板312与第二侧板313上形成有中心位于旋转中心轴A的一第一轴承孔312a以及一第二轴承孔313a,旋转座321具有分别位于两相反端的一第一轴段321a与一第二轴段321b,以及连接于第一轴段321a与第二轴段321b之间的座体321c,第一轴段321a以及第二轴段321b分别可转动地穿设于第一轴承孔312a以及第二轴承孔313a,以使承载单元32的旋转座321能相对于基座31绕旋转中心轴A旋转。承载件322还具有一设于座体321c的本体322a,承载部322b是自本体322a朝远离旋转中心轴A的方向延伸形成。
承载部322b配合工件6的形状并能随旋转座321转动而转换位置,通过承载部322b转换位置能将工件6的其中一待刻面61转换至位于一与聚焦平面20齐平且高度固定的工作平面30,且通过承载部322b转换不同位置能使工件6的不同待刻面61轮流地转换至位于工作平面30。驱动单元33连接于承载单元32的旋转座321并能驱动旋转座321转动,以带动承载件322的承载部322b转换位置,在本实施例中,驱动单元33为一旋转汽缸且连接于第一轴段321a以驱动旋转座321,并且驱动单元33是耦接于控制单元并依照控制单元发出的一旋转讯号进行旋转,但在其他实施例中,驱动单元33也可以为一马达或其他驱动装置。更具体来说,承载部322b的长度、高度及宽度是配合工件6的形状而设计,其中,承载部322b的高度与工件6相配合,以使工件6设于承载部322b时,各个待刻面61平行于旋转中心轴A,且各个待刻面61至旋转中心轴A之间的距离相等于工作平面30至旋转中心轴A之间的距离,所以,当任一个待刻面61朝向激光镜头21时,其都能位于固定高度的工作平面30处;另外,承载部322b的长度以及宽度也与工件6相配合,以使工件6能够装设于承载件322的承载部322b上。
以本实施例来说明,工件6为整体厚度大致为一致的壳件且具有三个待刻面61,其中,每一待刻面61与相邻的待刻面61垂直,承载部322b是自本体322a朝远离旋转中心轴A的方向延伸形成且长度方向与旋转中心轴A平行的一矩形凸块(以下统一称之为承载部322b),承载部322b供工件6套设且具有三个沿旋转中心轴A的方向延伸的承载面322c,每一承载面322c与相邻的承载面322c垂直,当工件6套设于承载部322b时,三个待刻面61分别对应且平行于三个承载面322c。驱动单元33可驱动旋转座321旋转以使承载部322b固定在分别使三个承载面322c朝向工作平面30的三个位置,而使工件6可以固定在分别使三个待刻面61位于工作平面30的三个位置。如图5所示,第一个位置可以使面积最大的待刻面61(即工件6的正面)位于工作平面30的位置;如图6所示,第二个位置可以使工件6位于侧边的其中一待刻面61(例如工件6的左侧面)位于工作平面30的位置;如图7所示,第三个位置可以使工件6位于侧边的另一待刻面61(例如工件6的右侧面)位于工作平面30的位置。借由使不同待刻面61轮流地转换至与聚焦平面20齐平的工作平面30,进而使对各个待刻面61进行激光雕刻时无需调整激光镜头21的位置或是其聚焦的聚焦平面20的位置。
据此,本实施例可以对应不同的工件6尺寸更换相应的承载部322b,以使对不同工件6的多个待刻面61进行激光雕刻时,各个待刻面61都能在激光雕刻过程中轮流地转换至与聚焦平面20齐平的工作平面30。
参阅图4、图8及图9,另外,在本实施例中,承载单元32内部形成有一流道323,三个承载面322c位于面积最大的一者上形成有多个连通于流道323的吸附孔322d。旋转治具3还包含一连通于流道323且能将气体自流道323抽出的负压单元34。更具体地说,旋转座321的座体321c自顶面形成有供流体通过的一第一流通部323a,而承载件322内部形成有供流体通过且连通于吸附孔322d的一第二流通部323b,第二流通部323b实质上是自吸附孔322d朝座体321的第一流通部323a方向延伸而成,当承载件322装设于旋转座321时第一流通部323a与第二流通部323b连通以共同构成上述流道323。旋转座321的座体321c的底面还形成有一与第一流通部323a连通的抽气孔321d,负压单元34具有一能产生负压的真空帮浦(图未示出)以及连接于真空帮浦与抽气孔321d之间以使两者连通的连接件341,此外,所述承载面322c还形成有围绕于吸附孔322d且用于安装一密封圈322e的一环状凹槽322f,以及多个纵横交错地位于环状凹槽322f所围绕的范围内且与吸附孔322d相连通的长条凹槽322g。工件6盖设于承载面322c时,在工件6与承载面322c之间由密封圈322e围绕的区域形成一吸附空间,并借由真空帮浦通过吸附孔322d及长条凹槽322g将吸附空间中的空气抽出而呈负压状态,进而使工件6能被真空吸附固定于承载部322b。
参阅图2至图4,此外,在本实施例中,旋转治具3还包含一设于基座31且朝向承载部322b的光纤感应单元35,光纤感应单元35适用于识别装设在承载部322b的工件6的种类并根据工件6的种类发出一感测讯号。激光雕刻装置10还包含一耦接于光纤感应单元35与激光雕刻单元2的控制单元,控制单元能接收感测讯号并根据感测讯号发出控制讯号至激光雕刻单元2,激光雕刻单元2依照控制讯号在工件6上雕刻对应工件6的种类的雕刻图案。在本实施例中,光纤感应单元35是借由工件6上的一特征孔(图未示)来识别工件6种类,但不以此为限制。另外,更进一步地说,光纤感应单元35具有一设于基座31的支撑架351,以及设于支撑架351上且朝向承载部322b的光纤传感器352,支撑架351具有两个彼此平行间隔地设于第二侧板313的支撑部351a,以及一个可相对于支撑部351a沿着平行旋转中心轴A的方向移动地设于支撑部351a的移动部351b,光纤传感器352是设置于移动部351b,借此使光纤传感器352与工件6之间距离可以被调节。
值得一提的是,本实施例中各个构件主要是借由多个销钉5连接,以减少各个构件组装上的误差,进而加强激光雕刻的精度。
特别说明的是,在本实施例中,是将旋转治具3应用于激光雕刻,但在其他实施例中,旋转治具3也可以应用于检测、焊接等等领域,不以此为限制。
综上所述,本发明激光雕刻装置10及其旋转治具3,借由配合工件6的形状并能随旋转座321转动而转换位置的承载部322b,以使承载部322b转换不同位置时能使工件6的不同待刻面61轮流地转换至位于与聚焦平面20齐平的工作平面30,进而使对各个待刻面61进行激光雕刻时无需调整激光镜头21的位置或是其聚焦平面20的位置。
以上所述,仅为本发明的实施例而已,不能以此限定本发明实施的范围,凡是根据本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (13)
1.一种激光雕刻装置,适用于对一工件进行激光雕刻,该工件具有多个待刻面;其特征在于,该激光雕刻装置包含:
一工作台;
一激光雕刻单元,设于该工作台且具有一适用于对该工件进行雕刻且聚焦于一高度固定的聚焦平面的激光镜头;及
一旋转治具,设于该工作台且适用于供该工件装设,该旋转治具包含一基座,一承载单元,及一驱动单元,该承载单元包括一可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座的旋转座,以及一设于该旋转座的承载件,该承载件具有一适用于供该工件设置的承载部,该承载部配合该工件的形状并能随该旋转座转动而转换位置,通过该承载部转换位置能将该工件的其中一待刻面转换至位于一与该聚焦平面齐平且高度固定的工作平面,且通过该承载部转换不同位置能使该工件的不同待刻面轮流地转换至位于该工作平面,该驱动单元连接于该承载单元的旋转座并能驱动该旋转座转动,以带动该承载件的承载部转换位置。
2.如权利要求1所述的激光雕刻装置,其特征在于:该旋转座具有可绕该旋转中心轴旋转地穿设于该基座的一第一轴段与一第二轴段,以及连接于该第一轴段与该第二轴段之间的座体,该承载件还具有一设于该座体的本体,该承载部是自该本体朝远离该旋转中心轴的方向延伸形成,该工件设于该承载部时,各个待刻面平行于该旋转中心轴,各个待刻面至该旋转中心轴之间的距离相等于工作平面至该旋转中心轴之间的距离。
3.如权利要求2所述的激光雕刻装置,其特征在于:该承载部为一自该承载件的本体延伸形成且长度方向与该旋转中心轴平行的矩形凸块。
4.如权利要求3所述的激光雕刻装置,其特征在于:该矩形凸块具有三个沿该旋转中心轴的方向延伸的承载面,每一承载面与相邻的承载面垂直,该驱动单元可驱动该旋转座旋转以使该承载部固定在分别使该三个承载面朝向该工作平面的三个位置。
5.如权利要求1所述的激光雕刻装置,其特征在于:该基座形成有中心位于该旋转中心轴的一第一轴承孔以及一第二轴承孔,该旋转座具有分别位于两相反端的一第一轴段以及一第二轴段,该第一轴段以及该第二轴段分别可转动地穿设于该第一轴承孔以及该第二轴承孔,以使该承载单元的旋转座能相对于该基座绕该旋转中心轴旋转,该驱动单元是连接于该第一轴段以驱动该旋转座。
6.如权利要求1所述的激光雕刻装置,其特征在于:该承载单元内部形成有一流道,该承载部还具有一供该工件覆盖的承载面,该承载面上形成有至少一连通于该流道的吸附孔,该旋转治具还包含一连通于该流道且能将气体自该流道抽出的负压单元。
7.如权利要求1所述的激光雕刻装置,其特征在于:该旋转治具还包含一设于该基座且朝向该承载部的光纤感应单元,光纤感应单元适用于识别装设在该承载部的该工件的种类并根据该工件的种类发出一感测讯号,该激光雕刻装置还包含一耦接于该光纤感应单元与激光雕刻单元的控制单元,该控制单元能接收该感测讯号并根据该感测讯号发出一控制讯号至该激光雕刻单元,该激光雕刻单元依照该控制讯号在该工件上雕刻对应该工件的种类的雕刻图案。
8.一种旋转治具,适用于供一工件装设,该工件具有多个待刻面;其特征在于,该旋转治具包含:
一基座;
一承载单元,包括一可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座的旋转座,以及一设于该旋转座的承载件,该承载件具有一适用于供该工件设置的承载部,该承载部配合该工件的形状并能随该旋转座转动而转换位置,通过该承载部转换位置能将该工件的其中一待刻面转换至位于一高度固定的工作平面,且通过该承载部转换不同位置能使该工件的不同待刻面轮流地转换至位于该工作平面;及
一驱动单元,连接于该承载单元的旋转座并能驱动该旋转座转动,以带动该承载件的承载部转换位置。
9.如权利要求8所述的旋转治具,其特征在于:该旋转座具有可绕该旋转中心轴旋转地穿设于该基座的一第一轴段与一第二轴段,以及连接于该第一轴段与该第二轴段之间的座体,该承载件还具有一设于该座体的本体,该承载部是自该本体朝远离该旋转中心轴的方向延伸形成,该工件设于该承载部时,各个待刻面平行于该旋转中心轴,各个待刻面至该旋转中心轴之间的距离相等于工作平面至该旋转中心轴之间的距离。
10.如权利要求9所述的旋转治具,其特征在于:该承载部为一自该承载件的本体延伸形成且长度方向与该旋转中心轴平行的矩形凸块。
11.如权利要求10所述的旋转治具,其特征在于:该矩形凸块具有三个沿该旋转中心轴的方向延伸的承载面,每一承载面与相邻的承载面垂直,该驱动单元可驱动该旋转座旋转以使该承载部固定在分别使该三个承载面朝向该工作平面的三个位置。
12.如权利要求8所述的旋转治具,其特征在于:该基座形成有中心位于该旋转中心轴的一第一轴承孔以及一第二轴承孔,该旋转座具有分别位于两相反端的一第一轴段以及一第二轴段,该第一轴段以及该第二轴段分别可转动地穿设于该第一轴承孔以及该第二轴承孔,以使该承载单元的旋转座能相对于该基座绕该旋转中心轴旋转,该驱动单元是连接于该第一轴段以驱动该旋转座。
13.一种激光雕刻装置,适用于对一工件进行激光雕刻,该工件具有一正面及位于该正面两相反侧的两侧面;其特征在于,该激光雕刻装置包含:
一激光雕刻单元,用于提供适用于对该工件进行雕刻且聚焦于一高度固定的聚焦平面的激光;
一基座;
一旋转座,可绕一旋转中心轴旋转地设于该基座;
一承载件,设于该旋转座而能随该旋转座旋转,该承载件是用于供该工件设置,且当该工件设置于该承载件上时,可随该承载件旋转至一该工件的正面对齐该激光雕刻单元的聚焦平面的位置,及另一该工件的其中一侧面同样对齐该激光雕刻单元的聚焦平面的位置;及
一驱动单元,用于驱动该旋转座绕该旋转中心轴旋转。
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