CN112388176A - 一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机 - Google Patents

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朱益斌
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郭益深
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Abstract

本发明公开的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，包括工件支座，其特征在于：所述工件支座内设置有开口向上的工件移动滑槽，所述工件移动滑槽内可转动的设置有工件移动丝杠，所述工件移动丝杠的后端动力连接于固定设置在所述工件移动滑槽后侧内壁内的移动电机上，所述工件移动滑槽内可滑动的设置有与所述工件移动丝杠螺纹连接的工件移动滑块，所述工件移动滑块的上侧端面上固定设置有与所述工件支座的上侧端面滑动连接的工件基座，所述工件基座内设置有工件卡槽所述工件支座的上侧固定设置有吊架，所述吊架的内圈壁上固定设置有第一环形齿轮，本例旨在设计一种具有多个自由度，以此适应在各种平面上进行雕刻工作的六轴联动激光雕刻机。

Description

一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机
技术领域
本发明涉及激光加工技术领域，具体为一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机。
背景技术
激光雕刻加工是利用数控技术为基础，激光为加工媒介。加工材料在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性，能使激光雕刻达到加工的目的。激光镌刻就是运用激光技术在物件上面刻写文字，这种技术刻出来的字没有刻痕，物体表面依然光滑，字迹亦不会磨损。激光雕刻与材料表面没有接触，不受机械运动影响，表面不会变形，一般无需固定。不受材料的弹性、柔韧影响，方便对软质材料。加工精度高，速度快，应用领域广泛。
但是，当前激光雕刻装置多为三自由度，仅能实现相对于工件的上下方向、左右方向及前后方向上的移动，因此仅能在工件平面上进行激光雕刻，在圆弧形面或凹凸面上的加工性能较差，因此，本例旨在设计一种具有多个自由度，以此适应在各种平面上进行雕刻工作的六轴联动激光雕刻机。
发明内容
为解决上述问题，本例设计了一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，包括有固定设置于地面上的工件支座，所述工件支座内设置有开口向上的工件移动滑槽，所述工件移动滑槽内可转动的设置有工件移动丝杠，所述工件移动丝杠的后端动力连接于固定设置在所述工件移动滑槽后侧内壁内的移动电机上，所述工件移动滑槽内可滑动的设置有与所述工件移动丝杠螺纹连接的工件移动滑块，所述工件移动滑块的上侧端面上固定设置有与所述工件支座的上侧端面滑动连接的工件基座，所述工件基座内设置有用于放置工件的工件卡槽；
所述工件支座的上侧固定设置有环状的吊架，所述吊架的内圈壁上固定设置有第一环形齿轮，所述吊架内可转动的设置有转动支座，所述所述转动支座内设置有开口向右的第一驱动腔，所述第一驱动腔的上侧内壁内固定设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的下端动力连接有可在所述第一驱动腔内转动且与所述第一环形齿轮啮合连接的第一驱动齿轮；
所述转动支座内上下贯穿的设置有贯通腔，所述贯通腔左侧内壁上固定设置有移动支架，所述移动支架内设置有开口向下的移动滑槽，所述移动滑槽的左侧内壁内固定设置有移动驱动电机，所述移动驱动电机的右端动力连接有螺纹杆，所述移动滑槽内可滑动的设置有与所述螺纹杆螺纹连接的移动滑块，所述移动滑块的下侧端面上固定设置有滑杆，所述滑杆上设置有滑套，所述滑套内上下贯穿的设置套孔，所述滑杆贯穿于所述套孔，所述滑套的右侧端面上通过连接架固定连接有激光雕刻头组件；
所述贯通腔的右侧内壁上固定设置有转动支座，所述转动支座的左端固定连接有转动绞盘，所述转动绞盘上可转动的设置有第一铰支座，所述第一铰支座的左端固定设置有第一转杆，所述第一转杆的左端可转动的设置有第二铰支座，所述第二铰支座上固定设置有第二转杆，所述第二转杆的下端动力连接于所述激光雕刻头组件，通过所述第一转杆、所述第二转杆的摆动，并配合于所述移动滑块的移动可对所述激光雕刻头组件进行移动，并实现移动，以此可对放置于所述工件卡槽内的原件进行雕刻加工。
可优选的，所述激光雕刻头组件包括固定设置于所述连接架右侧端面上的雕刻基座，所述雕刻基座的右侧端面上固定设置有第三铰支座，所述第三铰支座内固定设置有转动驱动电机，所述第二转杆的下端伸入所述第三铰支座内并动力连接于所述转动驱动电机上，通过所述转动驱动电机的驱动并配合于所述移动驱动电机的驱动可带动所述雕刻基座在空间内实现移动；
所述雕刻基座内设置有环形且开口向外的环形槽，所述环形槽的内壁相连通的设置有第二驱动腔，所述第二驱动腔的右侧内壁内固定设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的左端动力连接有第二驱动齿轮，所述雕刻基座外可转动的套设有转动座，所述转动座的内侧弧形面上固定设置有与所述第二驱动齿轮啮合连接的第二环形齿轮，通过所述第二驱动电机可带动所述第二驱动齿轮转动进而带动所述转动座转动，以此配合于所述转动驱动电机及所述移动驱动电机的转动可带动所述转动座转动，并实现六个维度上的运转，所述转动座的上侧弧形面上固定设置有激光雕刻头，带动所述激光雕刻头靠近工件表面并通过所述激光雕刻头发出激光即可对工件表面发生物理变化并完成雕刻。
可优选的，所述转动座的上侧弧形面上固定设置四组超声测距器，该四组所述超声测距器关于所述激光雕刻头环形阵列分布，所述激光雕刻头通过超声的方式对工件与所述转动座的距离进行检测并将检测信息回馈至所述转动驱动电机及所述移动驱动电机的控制器内，通过所述超声测距器可预防所述激光雕刻头撞击至工件。
可优选的，所述滑杆的下侧端面上固定设置有限制板，所述限制板用于限制所述滑套的移动范围。
可优选的，所述滑套与所述滑杆在竖直方向上滑动连接，所述滑套与所述滑杆不发生转动。
可优选的，所述移动驱动电机、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述转动驱动电机及所述激光雕刻头均由外部电源进行供能。
本发明的有益效果：在使用时，装置可实现激光雕刻头相对于工件六个自由度上的运动，以此可适应在不同类型表面上的雕刻加工过程，较以往单一平面的雕刻方式具有显著特点。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机的整体结构示意图；
图2为一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机的俯视图；
图3为图1的部分结构示意图；
图4为图1中“A”的放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图4对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，如附图1-附图4所示的所述联动激光雕刻机包括有固定设置于地面上的工件支座128，所述工件支座128内设置有开口向上的工件移动滑槽132，所述工件移动滑槽132内可转动的设置有工件移动丝杠133，所述工件移动丝杠133的后端动力连接于固定设置在所述工件移动滑槽132后侧内壁内的移动电机上，所述工件移动滑槽132内可滑动的设置有与所述工件移动丝杠133螺纹连接的工件移动滑块134，所述工件移动滑块134的上侧端面上固定设置有与所述工件支座128的上侧端面滑动连接的工件基座129，所述工件基座129内设置有用于放置工件的工件卡槽131；
所述工件支座128的上侧固定设置有环状的吊架101，所述吊架101的内圈壁上固定设置有第一环形齿轮156，所述吊架101内可转动的设置有转动支座102，所述所述转动支座102内设置有开口向右的第一驱动腔157，所述第一驱动腔157的上侧内壁内固定设置有第一驱动电机155，所述第一驱动电机155的下端动力连接有可在所述第一驱动腔157内转动且与所述第一环形齿轮156啮合连接的第一驱动齿轮158；
所述转动支座102内上下贯穿的设置有贯通腔111，所述贯通腔111左侧内壁上固定设置有移动支架105，所述移动支架105内设置有开口向下的移动滑槽106，所述移动滑槽106的左侧内壁内固定设置有移动驱动电机103，所述移动驱动电机103的右端动力连接有螺纹杆107，所述移动滑槽106内可滑动的设置有与所述螺纹杆107螺纹连接的移动滑块108，所述移动滑块108的下侧端面上固定设置有滑杆125，所述滑杆125上设置有滑套126，所述滑套126内上下贯穿的设置套孔141，所述滑杆125贯穿于所述套孔141，所述滑套126的右侧端面上通过连接架142固定连接有激光雕刻头组件；
所述贯通腔111的右侧内壁上固定设置有转动支座116，所述转动支座116的左端固定连接有转动绞盘115，所述转动绞盘115上可转动的设置有第一铰支座113，所述第一铰支座113的左端固定设置有第一转杆114，所述第一转杆114的左端可转动的设置有第二铰支座121，所述第二铰支座121上固定设置有第二转杆122，所述第二转杆122的下端动力连接于所述激光雕刻头组件，通过所述第一转杆114、所述第二转杆122的摆动，并配合于所述移动滑块108的移动可对所述激光雕刻头组件进行移动，并实现移动，以此可对放置于所述工件卡槽131内的原件进行雕刻加工。
有益的，由附图1及附图3可看出，所述激光雕刻头组件包括固定设置于所述连接架142右侧端面上的雕刻基座143，所述雕刻基座143的右侧端面上固定设置有第三铰支座123，所述第三铰支座123内固定设置有转动驱动电机153，所述第二转杆122的下端伸入所述第三铰支座123内并动力连接于所述转动驱动电机153上，通过所述转动驱动电机153的驱动并配合于所述移动驱动电机103的驱动可带动所述雕刻基座143在空间内实现移动；
所述雕刻基座143内设置有环形且开口向外的环形槽152，所述环形槽152的内壁相连通的设置有第二驱动腔151，所述第二驱动腔151的右侧内壁内固定设置有第二驱动电机148，所述第二驱动电机148的左端动力连接有第二驱动齿轮149，所述雕刻基座143外可转动的套设有转动座144，所述转动座144的内侧弧形面上固定设置有与所述第二驱动齿轮149啮合连接的第二环形齿轮147，通过所述第二驱动电机148可带动所述第二驱动齿轮149转动进而带动所述转动座144转动，以此配合于所述转动驱动电机153及所述移动驱动电机103的转动可带动所述转动座144转动，并实现六个维度上的运转，所述转动座144的上侧弧形面上固定设置有激光雕刻头146，带动所述激光雕刻头146靠近工件表面并通过所述激光雕刻头146发出激光即可对工件表面发生物理变化并完成雕刻。
有益的，由附图3可看出，所述转动座144的上侧弧形面上固定设置四组超声测距器145，该四组所述超声测距器145关于所述激光雕刻头146环形阵列分布，所述激光雕刻头146通过超声的方式对工件与所述转动座144的距离进行检测并将检测信息回馈至所述转动驱动电机153及所述移动驱动电机103的控制器内，通过所述超声测距器145可预防所述激光雕刻头146撞击至工件。
有益的，由附图1可看出，所述滑杆125的下侧端面上固定设置有限制板127，所述限制板127用于限制所述滑套126的移动范围。
有益的，所述滑套126与所述滑杆125在竖直方向上滑动连接，所述滑套126与所述滑杆125不发生转动。
有益的，所述移动驱动电机103、所述第一驱动电机155、所述第二驱动电机148、所述转动驱动电机153及所述激光雕刻头146均由外部电源进行供能。
初始状态时，所述激光雕刻头146指向向上，所述工件基座129在所述工件支座128上最大限度后移，所述滑套126在所述滑杆125上最大限度下移。
在使用时，使用人员将待进行表面雕刻的板状或圆柱形工件夹持于所述工件卡槽131内，此时，通过预设程序可实现以下动作：
通过所述移动驱动电机103带动所述螺纹杆107转动，进而带动所述移动滑块108移动，并配合于所述转动驱动电机153的驱动，进而带动所述第二转杆122及所述第三铰支座123之间的相对转动，此时可实现所述雕刻基座143在竖直平面上的上下移动及左右移动，此时可对工件平面进行左右及上下维度上的雕刻；
所述移动电机启动带动所述工件移动丝杠133转动，进而带动所述工件移动滑块134在前方向上移动，进而可带动放置于所述工件卡槽131内的工件前后方向上的移动，此时配合于所述移动驱动电机103及所述转动驱动电机153的转动可实现所述激光雕刻头146相对于工件上下方向，前后方向及左右方向上的移动；
所述第二驱动电机148启动可带动所述转动座144相对于所述雕刻基座143转动，所述第一驱动电机155转动可带动所述转动支座102在所述吊架101内转动，进而带动所述移动支架105及所述转动支座116转动，以此配合于所述移动驱动电机103、所述转动驱动电机153及所述第二驱动电机148可实现相对于工件六个自由度上的雕刻工作；
在进行雕刻工作过程中，所述超声测距器145可实时监控所述激光雕刻头146与工件之间的距离，并反馈回控制器，并在所述激光雕刻头146与工件距离小于预设值时停机，以此预防所述激光雕刻头146与工件发生撞击造成损失。
本发明的有益效果：在使用时，装置可实现激光雕刻头相对于工件六个自由度上的运动，以此可适应在不同类型表面上的雕刻加工过程，较以往单一平面的雕刻方式具有显著特点。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。

Claims (6)

1.一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，包括工件支座，其特征在于：所述工件支座内设置有开口向上的工件移动滑槽，所述工件移动滑槽内可转动的设置有工件移动丝杠，所述工件移动丝杠的后端动力连接于固定设置在所述工件移动滑槽后侧内壁内的移动电机上，所述工件移动滑槽内可滑动的设置有与所述工件移动丝杠螺纹连接的工件移动滑块，所述工件移动滑块的上侧端面上固定设置有与所述工件支座的上侧端面滑动连接的工件基座，所述工件基座内设置有工件卡槽；
所述工件支座的上侧固定设置有吊架，所述吊架的内圈壁上固定设置有第一环形齿轮，所述吊架内可转动的设置有转动支座，所述所述转动支座内设置有开口向右的第一驱动腔，所述第一驱动腔的上侧内壁内固定设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的下端动力连接有可在所述第一驱动腔内转动且与所述第一环形齿轮啮合连接的第一驱动齿轮；
所述转动支座内上下贯穿的设置有贯通腔，所述贯通腔左侧内壁上固定设置有移动支架，所述移动支架内设置有开口向下的移动滑槽，所述移动滑槽的左侧内壁内固定设置有移动驱动电机，所述移动驱动电机的右端动力连接有螺纹杆，所述移动滑槽内可滑动的设置有与所述螺纹杆螺纹连接的移动滑块，所述移动滑块的下侧端面上固定设置有滑杆，所述滑杆上设置有滑套，所述滑套内上下贯穿的设置套孔，所述滑杆贯穿于所述套孔，所述滑套的右侧端面上通过连接架固定连接有激光雕刻头组件；
所述贯通腔的右侧内壁上固定设置有转动支座，所述转动支座的左端固定连接有转动绞盘，所述转动绞盘上可转动的设置有第一铰支座，所述第一铰支座的左端固定设置有第一转杆，所述第一转杆的左端可转动的设置有第二铰支座，所述第二铰支座上固定设置有第二转杆，所述第二转杆的下端动力连接于所述激光雕刻头组件。
2.如权利要求1所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，其特征在于：所述激光雕刻头组件包括固定设置于所述连接架右侧端面上的雕刻基座，所述雕刻基座的右侧端面上固定设置有第三铰支座，所述第三铰支座内固定设置有转动驱动电机，所述第二转杆的下端伸入所述第三铰支座内并动力连接于所述转动驱动电机上；
所述雕刻基座内设置有环形且开口向外的环形槽，所述环形槽的内壁相连通的设置有第二驱动腔，所述第二驱动腔的右侧内壁内固定设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的左端动力连接有第二驱动齿轮，所述雕刻基座外可转动的套设有转动座，所述转动座的内侧弧形面上固定设置有与所述第二驱动齿轮啮合连接的第二环形齿轮，所述转动座的上侧弧形面上固定设置有激光雕刻头。
3.如权利要求1所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，其特征在于：所述转动座的上侧弧形面上固定设置四组超声测距器，该四组所述超声测距器关于所述激光雕刻头环形阵列分布，所述激光雕刻头通过超声的方式对工件与所述转动座的距离进行检测并将检测信息回馈至所述转动驱动电机及所述移动驱动电机的控制器内。
4.如权利要求1所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，其特征在于：所述滑杆的下侧端面上固定设置有限制板，所述限制板用于限制所述滑套的移动范围。
5.如权利要求1所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，其特征在于：所述滑套与所述滑杆在竖直方向上滑动连接，所述滑套与所述滑杆不发生转动。
6.如权利要求1所述的一种基于卧式导轨的六轴联动激光雕刻机，其特征在于：所述移动驱动电机、所述第一驱动电机、所述第二驱动电机、所述转动驱动电机及所述激光雕刻头均由外部电源进行供能。
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