CN113560711A - 圆锯刀头激光加工设备及圆锯刀头激光加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种圆锯刀头激光加工设备，包括机架、滑移立架、升降滑座、升降驱动机构、滑移驱动机构、角度调整机构、皮秒激光器及挂刀机构。挂刀机构装于机架，滑移立架位于挂刀机构的旁边并滑于机架；滑移驱动机构装于机架并驱使滑移立架滑移；升降滑座滑于滑移立架，升降驱动机构装于滑移立架并驱使升降滑座做升降滑移；皮秒激光器可还绕第一枢摆中心线枢摆地装于升降滑座；角度调整机构装于升降滑座并驱使皮秒激光器枢摆；其中，皮秒激光器在角度调整机构、升降驱动机构、滑移驱动机构及挂刀机构的协调配合下加工圆锯中的每个刀头的刀面，以提高加工效率的目的。另，本发明还公开一种圆锯刀头激光加工方法。

Description

圆锯刀头激光加工设备及圆锯刀头激光加工方法

技术领域

本发明涉及圆锯刀头的加工领域，尤其涉及一种圆锯刀头激光加工设备及圆锯刀头激光加工方法。

背景技术

众所周知，圆锯广泛地应用于各种切割加工的场合，例如对木材加工等。为了提高圆锯的使用寿命，通常的做法就是将由超硬材料(例如但不限于此金刚石)制成的刀头焊接于圆锯基体处的预先加工好的齿牙中，由于刀头采用超硬材料制成，而圆锯基体为柔性较好且硬质相对刀头低的材料制成，因此，这样的结合方式有效地增加了圆锯的使用命。

其中，在刀头焊接于圆锯基体上后，还需要对刀头的后刀面和侧刀面进行切割加工后才能获得最终的成品。但是，对焊接于圆锯基体上的刀头之后刀面和侧刀面的加工常采用放电加工设备，而放电加工设备对圆锯基体上的刀头之后刀面和侧刀面的加工存在效率低的缺陷。

因此，亟需一种加工效率高且加工可靠的圆锯刀头激光加工设备及圆锯刀头激光加工方法来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种加工效率高且加工可靠的圆锯刀头激光加工设备。

本发明的另一目的在于提供一种加工效率高且加工可靠的圆锯刀头激光加工方法。

为实现上述目的，本发明的圆锯刀头激光加工设备适用对圆锯中的刀头之刀面进行激光加工，包括机架、滑移立架、升降滑座、升降驱动机构、滑移驱动机构、角度调整机构、皮秒激光器及至少用于挂装所述圆锯并对该圆锯拨齿的挂刀机构。所述挂刀机构装配于所述机架，所述滑移立架位于所述挂刀机构侧向的旁边，所述滑移立架还滑设于所述机架并可做靠近或远离所述挂刀机构的滑移，所述滑移驱动机构装配于所述机架并驱使所述滑移立架滑移；所述升降滑座沿所述机架的上下方向滑设于所述滑移立架，所述升降驱动机构装配于所述滑移立架并驱使所述升降滑座做升降滑移；所述皮秒激光器与所述挂刀机构上的圆锯中的处于加工工位的刀头相对应，所述皮秒激光器可还绕一相对水平线平行或倾斜的第一枢摆中心线枢摆地装配于所述升降滑座，所述角度调整机构装配于所述升降滑座并驱使所述皮秒激光器绕所述第一枢摆中心线枢摆；其中，所述皮秒激光器在所述角度调整机构、升降驱动机构、滑移驱动机构及挂刀机构的协调配合下加工所述圆锯中的每个刀头的刀面。

较佳地，所述角度调整机构包含转动电机、丝杆及丝母，所述转动电机沿所述机架的上下方向与所述皮秒激光器呈一上一下隔开的对应布置，所述转动电机还可绕一与所述第一枢摆中心线平行的第二枢摆中心线枢摆地装配于所述升降滑座，所述丝杆装配于所述转动电机的输出轴并与该输出轴直线对接，所述丝母可滑动地套装于所述丝杆，所述丝母还可绕一与所述第一枢摆中心线平行的第三枢摆中心线枢摆地装配于所述皮秒激光器；其中，所述丝母在沿所述丝杆滑移过程中带动所述皮秒激光器绕所述第一枢摆中心线枢摆。

较佳地，本发明的圆锯刀头激光加工设备还包括CCD视觉装置及为所述CCD视觉装置提供光源的照明器具，所述CCD视觉装置和照明器具各位于所述皮秒激光器的对应下方，所述CCD视觉装置还沿所述机架的左右方向与所述照明器具在所述升降滑座上呈一左一右隔开的对应布置，所述升降滑座的左右两侧各安装有可沿所述机架的前后方向做直线伸缩滑移的伸缩驱动器，所述伸缩驱动器的输出端朝靠近所述挂刀机构的方向布置，所述CCD视觉装置和照明器具装配于各自对应的伸缩驱动器的输出端。

较佳地，本发明的圆锯刀头激光加工设备还包括枢摆座及枢摆驱动机构，所述枢摆座可绕一沿所述机架的上下方向布置的上下枢摆中心线枢摆地装配于所述机架，所述挂刀机构装配于所述枢摆座，以使所述挂刀机构通过所述枢摆座装配于所述机架，所述枢摆驱动机构装配于所述机架并驱使所述枢摆座连同所述挂刀机构及该挂刀机构上的圆锯一起绕所述上下枢摆中心线枢摆，所述皮秒激光器在所述角度调整机构、升降驱动机构、滑移驱动机构、枢摆驱动机构及挂刀机构的协调配合下加工所述圆锯中的每个刀头的后刀面和侧刀面。

较佳地，所述机架包含大理石台板及用于固定且承托所述大理石台板的脚架，所述枢摆座可绕所述上下枢摆中心线枢摆地装配于所述大理石台板，所述滑移立架位于所述大理石台板的上方并滑设于所述大理石台板，所述滑移驱动机构位于所述大理石台板的上方并装配于所述大理石台板，所述枢摆驱动机构位于所述大理石台板的上方并装配于所述大理石台板。

较佳地，所述枢摆驱动机构包含旋转电机、固定座、齿轮及圆环齿条，所述固定座从上方与所述大理石台板固定连接，所述圆环齿条固定于所述枢摆座，所述圆环齿条的内侧可转动地套装于所述固定座，所述圆环齿条的外侧与所述齿轮啮合传动，所述圆环齿条的中心线与所述上下枢摆中心线相重合，所述旋转电机呈输出轴朝下布置的固定于所述固定座，所述齿轮套装于所述旋转电机的输出轴。

较佳地，本发明的圆锯刀头激光加工设备还包括废气收集处理装置，所述废气收集处理装置包含收集管及与所述收集管连通的过滤器，所述过滤器装配于所述脚架内，所述固定座和大理石台板各开设有沿所述机架上下方向对接并连通的避空孔，所述收集管位于所述避空孔中并向上穿出所述固定座。

较佳地，所述挂刀机构包含可做靠近或远离所述滑移立架滑移的承载立架、用于驱使所述承载立架滑移的立架驱动装置及装配于所述承载立架用于挂装所述圆锯并使该圆锯绕该圆锯的中心线旋转拨齿的承载拨齿装置。

较佳地，所述挂刀机构包含承载立架、上下枢摆架体、水平滑座、滑座驱动装置、挂轴结构、上下枢摆驱动装置及机械式拨齿装置，所述上下枢摆架体与所述承载立架层叠布置，所述上下枢摆架体还绕一水平枢摆中心线与所述承载立架枢接，所述上下枢摆驱动装置位于所述承载立架背对所述上下枢摆架体的一侧并驱使所述上下枢摆架体做上下枢摆，所述水平滑座滑设于所述上下枢摆架体背对所述承载立架的一侧处，所述滑座驱动装置装配于所述上下枢摆架体并使所述水平滑座做靠近或远离所述滑移立架的平移，所述挂轴结构装配于所述水平滑座，所述机械式拨齿装置装配于所述水平滑座并位于所述挂轴结构对应上方。

较佳地，所述挂刀机构还包括装配于所述上下枢摆架体用于对所述挂轴结构所挂装的圆锯进行夹紧的夹紧装置、绕所述挂轴结构旋转的旋转座及装配于所述水平滑座用于驱使所述旋转座绕所述挂轴结构旋转的旋转驱动装置，所述机械式拨齿装置装配于所述旋转座，所述旋转驱动装置位于所述旋转座的下方。

为了实现上述的目的，本发明的圆锯刀头激光加工方法包括如下步骤：

(1)提供一待加工的圆锯，将待加工的圆锯挂装于挂刀机构上；

(2)挂刀机构使其所挂装的圆锯中的一个刀头旋转至加工工位；

(3)角度调整机构驱使皮秒激光器绕第一枢摆中心线做角度调整的枢摆，从而使得皮秒激光器与处于加工工位的刀头的刀面保持匹配位置；

(4)皮秒激光器的焦点在滑移驱动机构和升降驱动机构的协调配合下对刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面进行逐层烧结，直到刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面完成加工为止；以及

(5)不断重复步骤(2)至(4)，直到圆锯中的每个刀头的刀面完成加工为止；其中，在逐层烧结过程中，皮秒激光器的焦点按螺旋线轨迹进行运动，且每层厚度为0.2至0.4丝。

与现有技术相比，通过角度调整机构驱使皮秒激光器绕第一枢摆中心线做角度调整的枢摆，从而使得皮秒激光器与挂刀机构所挂装的圆锯中的处于加工工位的刀头之刀面保持匹配位置，以满足皮秒激光器对刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面加工的形状要求；且皮秒激光器的焦点在滑移驱动机构和升降驱动机构的协调配合下对刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面进行逐层快速烧结，直到刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面完成加工为止；因而提高了加工效率；同时，在逐层快速烧结过程中，皮秒激光器的焦点在滑移驱动机构和升降驱动机构的协调配合下按螺旋线轨迹的运动，使得按螺旋线轨迹运动的皮秒激光器的焦点产生螺旋旋切效果，这样有效地确保皮秒激光器的焦点所扫过的部位的烧结废渣被快速排走，避免残留的烧结废渣影响了皮秒激光器对其它部位的烧结，因而加工更可靠。

附图说明

图1是本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备在装配有待加工的圆锯时的立体结构示意图。

图2是图1所示的圆锯刀头激光加工设备中的机架及机架上的废气收集处理装置的立体结构示意图。

图3是图1所示的圆锯刀头激光加工设备中装配在一起的枢摆座、枢摆驱动机构、挂刀机构及待加工的圆锯的立体结构示意图。

图4是图1所示的圆锯刀头激光加工设备中装配在一起的枢摆座和枢摆驱动机构由下往上看时的平面结构示意图。

图5是图1所示的圆锯刀头激光加工设备中的滑移立架及其上的升降滑座、升降驱动机构、角度调整机构和皮秒激光器的立体结构示意图。

图6是图1所示的圆锯刀头激光加工设备中的升降滑座及其上的皮秒激光器和角度调整机构的立体结构示意图。

图7是图6所示的立体分解结构示意图。

图8是本发明第二实施例的圆锯刀头激光加工设备的立体结构示意图。

图9是图8所示的圆锯刀头激光加工设备中装配在一起的枢摆座、枢摆驱动机构及挂刀机构的立体结构示意图。

图10是图9所示的立体分解结构示意图。

图11是图9在另一角度的立体结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1，本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100适用对圆锯200中的刀头210之刀面(例如后刀面211和两侧刀面212)进行激光加工，以实现对圆锯200中的刀头210之刀面的激光加工需要。其中，本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100包括机架10、滑移立架20a、升降滑座20b、升降驱动机构30a、滑移驱动机构30b、角度调整机构40、皮秒激光器50及挂刀机构60。挂刀机构60装配于机架10处，由机架10为挂刀机构60提供支撑作用及装配的场所；滑移立架20a位于挂刀机构60侧向(例如但不限于水平方向)的旁边，滑移立架20a还滑设于机架10，使得滑移立架20a可做靠近或远离挂刀机构60的滑移，较优的是，在图1中，滑移立架20a的滑移方向为机架10的前后方向，以更合理地将机架10的长度利用起来，但不以此为限；滑移驱动机构30b装配于机架10，由机架10为滑移驱动机构30b提供支撑作用及装配的场所，滑移驱动机构30b可驱使滑移立架20a滑移；升降滑座20b沿机架10的上下方向滑设于滑移立架20a，使得升降滑座20b除了能跟随滑移立架20a一起相对机架10滑移外，还能相对滑移立架20a做升降滑移；升降驱动机构30a装配于滑移立架20a，由滑移立架20a为升降驱动机构30a提供支撑作用及装配的场所，升降驱动机构30a还驱使升降滑座20b做升降滑移；皮秒激光器50与挂刀机构60上的圆锯200中的处于加工工位的刀头210相对应，皮秒激光器50可还绕一相对水平线(即地平线)平行的第一枢摆中心线L2枢摆地装配于升降滑座20b，以满足皮秒激光器50对处于加工工位的刀头210之刀面加工的形状要求，当然，第一枢摆中心线L2根据实际需要可做成相对水平线倾斜，故不以此为限；角度调整机构40装配于升降滑座20b，由升降滑座20b为角度调整机构40提供支撑作用及装配的场所，角度调整机构40还驱使皮秒激光器50绕第一枢摆中心线L2枢摆，以满足皮秒激光器50角度的自动调整需要。其中，皮秒激光器50在角度调整机构40、升降驱动机构30a、滑移驱动机构30b及挂刀机构60的协调配合下加工圆锯200中的每个刀头210的刀面。具体地，结合图3，本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100还包括枢摆座70a及枢摆驱动机构70b；枢摆座70a可绕一沿机架10的上下方向布置的上下枢摆中心线L1枢摆地装配于机架10，以使得枢摆座70a可绕上下枢摆中心线L1相对机架10枢摆，较优的是，上下枢摆中心线L1呈竖直布置，这样确保枢摆座70a绕上下枢摆中心线L1做水平的枢摆，但不以此为限；挂刀机构60装配于枢摆座70a，以使挂刀机构60通过枢摆座70a装配于机架10；枢摆驱动机构70b装配于机架10并驱使枢摆座70a连同挂刀机构60及该挂刀机构60上的圆锯200一起绕上下枢摆中心线L1枢摆，以借助枢摆座70a和枢摆驱动器70b的配合，使得皮秒激光器50选择性地与挂刀机构60上的圆锯200中的刀头210之后刀面211或侧刀面212保持相匹配的位置，从而满足皮秒激光器50对相匹配位置的后刀面211或侧刀面212的加工；故，皮秒激光器50在角度调整机构40、升降驱动机构30a、滑移驱动机构30b、枢摆驱动机构70b及挂刀机构60的协调配合下加工圆锯200中的每个刀头210的后刀面211和侧刀面212。更具体地，如下：

如图1及图4所示，枢摆座70a在枢摆驱动机构70b的驱使下做正负95度范围内的枢摆，即是说，枢摆座70a绕上下枢摆中心线L1所能枢摆的角度范围是0至190度，例如，在图4中，设定枢摆座70a在初始位置为0度，当枢摆座70a绕上下枢摆中心线L1顺时针旋转至95度时处于第一极限位置，当枢摆座70a绕上下枢摆中心线L1由初始位置逆时针旋转至95度时处于第二极限位置，因此，第一极限位置和第二极限位置之间的夹角为190度。

如图1及图7所示，皮秒激光器50在角度调整机构40的驱使下绕第一枢摆中心线L2做0至27度范围内的枢摆，较优的是，第一枢摆中心线L2沿机架10的左右方向水平布置，这样设计能减少机架10的宽度尺寸，但不以此为限。

如图1及图3所示，挂刀机构60包含可做靠近或远离滑移立架20a滑移的承载立架61、用于驱使承载立架61滑移的立架驱动装置62及装配于承载立架61用于挂装圆锯200并使该圆锯200绕该圆锯200的中心线C旋转拨齿的承载拨齿装置63。以借助立架驱动装置62去驱使承载立架61连同承载拨齿装置63一起相对滑移立架20a进行位置调整，从而使得承载拨齿装置63能适用不同规格的圆锯200，故使得本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100的通用性更好。举例而言，承载拨齿装置63主要由步进电机和装配于步进电机之输出轴的挂轴结构组成，故通过步进电机的步进而控制挂轴结构上所挂装的圆锯200的旋转角度，从而达到控制圆锯200的拨齿目的，但不以此为限。需要说明的是，当第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100还包括枢摆座70a及枢摆驱动机构70b时，此时包含承载立架61、立架驱动装置62及承载拨齿装置63的挂刀机构60中的承载立架61是滑设于枢摆座70a处，立架驱动装置62是装配于枢摆座70a处；当第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100不包括枢摆座70a和枢摆驱动机构70b时，此时包含承载立架61、立架驱动装置62及承载拨齿装置63的挂刀机构60中的承载立架61是滑设于机架10处，立架驱动装置62是装配于机架10，故不以上述说明为限。

如图1和图2所示，为减少共振且提升加工精度，机架10包含大理石台板11及用于固定且承托大理石台板11的脚架12。对应地，枢摆座70a可绕上下枢摆中心线L1枢摆地装配于大理石台板11，滑移立架20a位于大理石台板11的上方并滑设于大理石台板11，滑移驱动机构30b位于大理石台板11的上方并装配于大理石台板11；枢摆驱动机构70b位于大理石台板11的上方并装配于大理石台板11，以借助将枢摆驱动机构70b装配于大理石台板11的上方，避免因枢摆驱动机构70b安装于大理石台板11的下方而造成大理石台板11需要开设供枢摆驱动机构70b向上穿出的避让空间，以及因避让空间的开设而造成大理石台板11的刚度不足，进而造成共振大而影响加工精度。具体地，在图1、图3及图4中，枢摆驱动机构70b包含旋转电机71、固定座72、齿轮73及圆环齿条74；固定座72从上方与大理石台板11固定连接，圆环齿条74固定于枢摆座70a，圆环齿条74的内侧741可转动地套装于固定座72，圆环齿条74的外侧742与齿轮73啮合传动，圆环齿条74的中心线与上下枢摆中心线L1相重合，旋转电机71呈输出轴711朝下布置的固定于固定座72，较优的是，旋转电机71沿机架10的前后方向位于上下枢摆中心线L1和滑移立架20a之间，以使得旋转电机71的布置更合理，确保枢摆座70a能绕上下枢摆中心线L1做大范围的枢摆，但不以此为限；齿轮73套装于旋转电机71的输出轴711；故在旋转电机71驱使齿轮73旋转时，由转动的齿轮73带动圆环齿条74连同枢摆座70a一起绕上下枢摆中心线L1枢摆，从而实现枢摆驱动机构70b驱使枢摆座70a绕上下枢摆中心线L1自动枢摆的目的；以借助旋转电机71、固定座72、齿轮73及圆环齿条74而使得枢摆驱动机构70b的结构更紧凑合理。其中，为了垫高作用，故在大理石台板11与枢摆座70a之间垫设有一中间板13，当垫设中间板13时，此时的枢摆座70a可绕上下枢摆中心线L1枢摆地装配于中间板13，枢摆驱动机构70b装配于中间板13，因此，枢摆座70a及枢摆驱动机构70b是通过中间板13装配于大理石台板11。为了提高枢摆座70a的枢摆精准，故旋转电机71采用步进电机，但不以此为限。

如图1及图2所示，为避免加工中产生有毒废气对环境造成污染和对操作人员造成损害，本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100还包括废气收集处理装置80。废气收集处理装置80包含收集管81及与收集管81连通的过滤器82，过滤器82装配于脚架12内，固定座72和大理石台板11各开设有沿机架10上下方向对接并连通的避空孔721(111)，收集管81位于避空孔721(111)中并向上穿出固定座72，较优的是，收集管81是位于处于加工工位的刀头210对应下方，更有效地对加工中的废气进行吸走，但不以此为限。

如图5至图7所示，角度调整机构40包含转动电机41、丝杆42及丝母43。转动电机41沿机架10的上下方向与皮秒激光器50呈一上一下隔开的对应布置，例如转动电机41是位于皮秒激光器50的对应上方，但不以此为限，转动电机41还可绕一与第一枢摆中心线L2平行的第二枢摆中心线L3枢摆地装配于升降滑座20b，丝杆42装配于转动电机41的输出轴411并与该输出轴411直线对接，丝母43可滑动地套装于丝杆42，丝母43还可绕一与第一枢摆中心线L2平行的第三枢摆中心线L4枢摆地装配于皮秒激光器50；故使得丝母43在沿丝杆42滑移过程中带动皮秒激光器50绕第一枢摆中心线L2枢摆，具体过程是，在转动电机41驱使丝杆42去带动丝母43沿丝杆42做远离或靠近转动电机41的滑移过程中，转动电机41还绕第二枢摆中心线L3做适应性的枢摆，从而使得做远离或靠近转动电机41滑移的丝母42带动皮秒激光器50绕第一枢摆中心线L2进行角度调整，以实现皮秒激光器50的角度精准调整。具体地，在图7中，转动电机41位于皮秒激光器60b的后上方，丝杆42相对机架10的上下方向倾斜，使得丝杆42的上端向前倾斜而下端向后倾斜，皮秒激光器50的位于第一枢摆中心线L2后方的位置与丝母43枢接，从而使得由丝母43与皮秒激光器50枢接形成出的第三枢摆中心线L4位于第一枢摆中心线L2的后方，这样设计使得转动电机41通过丝杆42和丝母43的配合能更容易、更顺畅及更精准地调整皮秒激光器50的角度，更好地使皮秒激光器50与处于加工工位的后刀面211或侧刀面212保持匹配的位置。举例而言，转动电机41为步进电机，以进一步地提高角度调整精准，但不以此举例为限。

如图1所示，为实时监控加工情况，本发明第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100还包括CCD视觉装置30c及为CCD视觉装置30c提供光源的照明器具30d。CCD视觉装置30c和照明器具30d各位于皮秒激光器50的对应下方，CCD视觉装置30c还沿机架10的左右方向与照明器具30d在升降滑座20b上呈一左一右隔开的对应布置，以使得CCD视觉装置30c、照明器具30d及皮秒激光器50三者的布置更合理和更紧凑。具体地，在图1中，升降滑座20b的左右两侧各安装有可沿机架10的前后方向做直线伸缩滑移的伸缩驱动器30e，伸缩驱动器30e的输出端朝靠近挂刀机构60的方向布置，CCD视觉装置30c和照明器具30d装配于各自对应的伸缩驱动器30e的输出端，以在装拆圆锯200时使CCD视觉装置30c和照明器具30d两者往升降滑座20b的后方滑移，避免装拆过程中的圆锯200分别存在与CCD视觉装置30c和照明器具30d碰撞的风险。

请参阅图8至图11，本发明第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`与第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100的结构基本相同，区别点在于两者的挂刀机构不同。下面就第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`中的挂刀机构60`的具体结构进行说明：

在第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`中，其挂刀机构60`包含承载立架61`、上下枢摆架体64、水平滑座65、滑座驱动装置66、挂轴结构67、上下枢摆驱动装置68及机械式拨齿装置69。上下枢摆架体64与承载立架61`层叠布置，以使得两者之间的间隙更小，从而更紧凑；上下枢摆架体64还绕一水平枢摆中心线L5与承载立架61`枢接，以使得上下枢摆架体64可水平枢摆中心线L5相对承载立架61`枢摆，较优的是，水平枢摆中心线L5朝靠近滑移立架20a的方向布置，也可理解为与枢摆座70a的上下枢摆中心线L1相邻。上下枢摆驱动装置68位于承载立架61`背对上下枢摆架体64的一侧，上下枢摆驱动装置68还驱使上下枢摆架体64做上下枢摆，为上下枢摆架体64的上下枢摆提供动力；水平滑座65滑设于上下枢摆架体64背对承载立架61`的一侧处，使得上下枢摆驱动装置68和水平滑座65两者在上下枢摆架体64上呈相对的异侧布置，以确保布置合理性，还使得水平滑座65随上下枢摆架体64一起上下枢摆；滑座驱动装置66装配于上下枢摆架体64，使得滑座驱动装置66随上下枢摆架体64一起上下枢摆，滑座驱动装置66还驱使水平滑座65做靠近或远离滑移立架20a的平移；挂轴结构67装配于水平滑座65，使得挂轴结构67受水平滑座65支撑并随水平滑座65一起滑移，由水平滑座65在滑座驱动装置66的驱动下调整挂轴结构67相对滑移立架20a的位置，从而满足将不同规格尺寸的圆锯200；机械式拨齿装置69a装配于水平滑座65，使机械式拨齿装置69a受水平滑座65支撑并随水平滑座65一起滑移，机械式拨齿装置69a还位于挂轴结构67对应上方；以借助机械式拨齿装置69a，实现对圆锯200的机械式拨齿，从而使得圆锯200的拨齿控制更简单，避免了第一实施例中的承载拨齿装置63因借助步进电机来实现拨齿而存在控制器的程序编程和控制十分复杂的缺陷；另，借助上下枢摆驱动装置68驱使上下枢摆架体64绕水平枢摆中心线L5做上下枢摆，从而改变了挂轴结构67上的圆锯200之中心线C相对机架10的位置，从而更好地匹配不同规格的圆锯200。其中，在图9、图10及图11中，为避免圆锯200在加工过程中产生晃动，并能对不同规格的圆锯200进行拨齿，挂刀机构60`还包括装配于上下枢摆架体64用于对挂轴结构67所挂装的圆锯200进行夹紧的夹紧装置69b、绕挂轴结构67旋转的旋转座69c及装配于水平滑座65用于驱使旋转座69c绕挂轴结构67旋转的旋转驱动装置69d；机械式拨齿装置69a装配于旋转座69c，旋转驱动装置69d位于旋转座69c的下方；故在旋转驱动装置69d驱使旋转座69c绕挂轴结构67做上下枢摆的过程中，由旋转座69c带动机械式拨齿装置69a绕挂轴结构67做适应性的枢摆，从而使得机械式拨齿装置69a相对挂装于挂轴结构67处的圆锯200处于适合的位置，因此确保拨齿的可靠性。举例而言，于本实施例中，上下枢摆驱动装置68为可做上下直线伸缩的电动推杆，电动推杆的伸缩杆681朝上布置并与上下枢摆架体64枢接，以形成出一第六枢摆中心线L8，电动推杆的缸体682与承载立架61`枢，以形成与第六枢摆中心线L8平行的第七枢摆中心线L9，这样设计以简化上下枢摆驱动装置68的结构；另，在图11中，旋转驱动装置69d包含自转电机691、自转丝杆692及自转丝母693，自转电机691可绕一第四枢摆中心线L6与水平滑座65枢接，自转电机691的输出轴朝上布置并与自转丝杆692呈固定的直线对接，自转丝母693滑套于自转丝杆692并绕一第五枢摆中心线L7与旋转座69c，第五枢摆中心线L7与第四枢摆中心线L6平行；故使得自转丝母693在沿自转丝杆692滑移过程中驱使旋转座69c绕挂轴结构67做上下枢摆，具体过程是，在自转电机691驱使自转丝杆692去带动自转丝母693沿自转丝杆692做远离或靠近自转电机691的滑移过程中，自转电机691还绕第五枢摆中心线L7做适应性的枢摆，从而使得做远离或靠近自转电机691滑移的自转丝母692驱使旋转座69c绕挂轴结构67做上下枢摆，以实现机械式拨齿装置69a相对挂轴结构67上的圆锯200之位置的精准调整。

可理解的是，当第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`还包括枢摆座70a及枢摆驱动机构70b时，此时包含承载立架61`、上下枢摆架体64、水平滑座65、滑座驱动装置66、挂轴结构67、上下枢摆驱动装置68及机械式拨齿装置69的挂刀机构60`中的承载立架61`是固定于枢摆座70a上；当第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`不包括枢摆座70a和枢摆驱动机构70b时，此时包含承载立架61`、上下枢摆架体64、水平滑座65、滑座驱动装置66、挂轴结构67、上下枢摆驱动装置68及机械式拨齿装置69的挂刀机构60`中的承载立架61`是固定于机架10处，故不以上述说明为限。

综上，本发明的圆锯刀头激光加工方法包括步骤有：(1)提供一待加工的圆锯200，将待加工的圆锯200挂装于挂刀机构60(60`)上；挂刀机构60(60`)使其所挂装的圆锯200中的一个刀头210旋转至加工工位；(3)角度调整机构40驱使皮秒激光器50绕第一枢摆中心线L2做角度调整的枢摆，从而使得皮秒激光器50与处于加工工位的刀头210的刀面保持匹配位置；(4)皮秒激光器50的焦点在滑移驱动机构30b和升降驱动机构30a的协调配合下对刀头210的与皮秒激光器50保持匹配位置的刀面进行逐层烧结，直到刀头210的与皮秒激光器50保持匹配位置的刀面完成加工为止；以及(5)不断重复步骤(2)至(4)，直到圆锯200中的每个刀头210的刀面完成加工为止；其中，在逐层烧结过程中，皮秒激光器50的焦点按螺旋线轨迹进行运动，且每层厚度为0.2至0.4丝(即0.002至0.004毫米)。举例而言，皮秒激光器60b的焦点为0.02毫米大小，但不以此举例为限。

其中，为实现圆锯200在挂刀机构60(60`)上的一次装夹而完成圆锯200中所有刀头210的后刀面211和两侧刀面212加工，无论是对于第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100还是第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100`来说，它们都需要枢摆座70a和枢摆驱动器70b两者的配合，以借助枢摆座70a和枢摆驱动器70b的配合而使得皮秒激光器50选择性地与挂刀机构60(60`)上的圆锯200中的每个刀头210的后刀面211、左侧的侧刀面212或右侧的侧刀面213保持匹配位置。而对于删除枢摆座70a和枢摆驱动器70b的圆锯刀头激光加工设备，假如把滑移立架20a、升降滑座20b、升降驱动机构30a、滑移驱动机构30b、角度调整机构40及皮秒激光器50看成一套加工单元时，则删除枢摆座70a和枢摆驱动器70b的圆锯刀头激光加工设备需在机架10额外增加两套加工单元，即由三套加工单元负责各自所对应的后刀面211、左侧的侧刀面212和右侧刀面212的同时加工，此时的挂刀机构只需负责圆锯200的拨齿即可。需要说明的是，第一实施例的圆锯刀头激光加工设备100中的挂刀机构60在圆锯200中所有刀头210的后刀面211和两侧刀面212加工过程中负责圆锯200的拨齿及不同规格的圆锯200调整；而第二实施例的圆锯刀头激光加工设备100中的挂刀机构60`在圆锯200中所有刀头210的后刀面211和两侧刀面212加工过程中负责圆锯200的拨齿、不同规格的圆锯200调整、拨齿角度调整及圆锯200夹紧。

与现有技术相比，通过角度调整机构40驱使皮秒激光器50绕第一枢摆中心线L2做角度调整的枢摆，从而使得皮秒激光器50与挂刀机构60(60`)所挂装的圆锯200中的处于加工工位的刀头210之刀面保持匹配位置，以满足皮秒激光器50对刀头210的与皮秒激光器50保持匹配位置的刀面加工的形状要求；且皮秒激光器50的焦点在滑移驱动机构30b和升降驱动机构30a的协调配合下对刀头210的与皮秒激光器50保持匹配位置的刀面进行逐层快速烧结，直到刀头210的与皮秒激光器50保持匹配位置的刀面完成加工为止；因而提高了加工效率；同时，在逐层快速烧结过程中，皮秒激光器50的焦点在滑移驱动机构30b和升降驱动机构30a的协调配合下按螺旋线轨迹的运动，使得按螺旋线轨迹运动的皮秒激光器50的焦点产生螺旋旋切效果，这样有效地确保皮秒激光器50的焦点所扫过的部位的烧结废渣被快速排走，避免残留的烧结废渣影响了皮秒激光器50对其它部位的烧结，因而加工更可靠。

需要说明的是，在附图中，箭头A所指方向为机架10由左至右的方向，箭头B所指的方向为机架10由前至后的方向，箭头C所指方向为机架10由上至下的方向。另，滑移驱动机构30b、立架驱动装置62、滑座驱动装置66及升降驱动机构30a各可采用由步进电机、步进丝杆和步进丝母组成的组合结构，也可直接采用线性电机，只要确保滑移驱动机构30b能驱使滑移立架20a在机架10上滑移，立架驱动装置62驱使承载立架61于枢摆座70a上滑移，滑座驱动装置66驱使水平滑座65于上下枢摆架体64上滑移，以及升降驱动机构30a驱使升降滑座20b在滑移立架20a上做升降滑移即可。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种圆锯刀头激光加工设备，适用对圆锯中的刀头之刀面进行激光加工，其特征在于，包括机架、滑移立架、升降滑座、升降驱动机构、滑移驱动机构、角度调整机构、皮秒激光器及至少用于挂装所述圆锯并对该圆锯拨齿的挂刀机构，所述挂刀机构装配于所述机架，所述滑移立架位于所述挂刀机构侧向的旁边，所述滑移立架还滑设于所述机架并可做靠近或远离所述挂刀机构的滑移，所述滑移驱动机构装配于所述机架并驱使所述滑移立架滑移，所述升降滑座沿所述机架的上下方向滑设于所述滑移立架，所述升降驱动机构装配于所述滑移立架并驱使所述升降滑座做升降滑移，所述皮秒激光器与所述挂刀机构上的圆锯中的处于加工工位的刀头相对应，所述皮秒激光器可还绕一相对水平线平行或倾斜的第一枢摆中心线枢摆地装配于所述升降滑座，所述角度调整机构装配于所述升降滑座并驱使所述皮秒激光器绕所述第一枢摆中心线枢摆；其中，所述皮秒激光器在所述角度调整机构、升降驱动机构、滑移驱动机构及挂刀机构的协调配合下加工所述圆锯中的每个刀头的刀面。

2.根据权利要求1所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述角度调整机构包含转动电机、丝杆及丝母，所述转动电机沿所述机架的上下方向与所述皮秒激光器呈一上一下隔开的对应布置，所述转动电机还可绕一与所述第一枢摆中心线平行的第二枢摆中心线枢摆地装配于所述升降滑座，所述丝杆装配于所述转动电机的输出轴并与该输出轴直线对接，所述丝母可滑动地套装于所述丝杆，所述丝母还可绕一与所述第一枢摆中心线平行的第三枢摆中心线枢摆地装配于所述皮秒激光器；其中，所述丝母在沿所述丝杆滑移过程中带动所述皮秒激光器绕所述第一枢摆中心线枢摆。

3.根据权利要求1所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，还包括CCD视觉装置及为所述CCD视觉装置提供光源的照明器具，所述CCD视觉装置和照明器具各位于所述皮秒激光器的对应下方，所述CCD视觉装置还沿所述机架的左右方向与所述照明器具在所述升降滑座上呈一左一右隔开的对应布置，所述升降滑座的左右两侧各安装有可沿所述机架的前后方向做直线伸缩滑移的伸缩驱动器，所述伸缩驱动器的输出端朝靠近所述挂刀机构的方向布置，所述CCD视觉装置和照明器具装配于各自对应的伸缩驱动器的输出端。

4.根据权利要求1所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，还包括枢摆座及枢摆驱动机构，所述枢摆座可绕一沿所述机架的上下方向布置的上下枢摆中心线枢摆地装配于所述机架，所述挂刀机构装配于所述枢摆座，以使所述挂刀机构通过所述枢摆座装配于所述机架，所述枢摆驱动机构装配于所述机架并驱使所述枢摆座连同所述挂刀机构及该挂刀机构上的圆锯一起绕所述上下枢摆中心线枢摆，所述皮秒激光器在所述角度调整机构、升降驱动机构、滑移驱动机构、枢摆驱动机构及挂刀机构的协调配合下加工所述圆锯中的每个刀头的后刀面和侧刀面。

5.根据权利要求4所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述机架包含大理石台板及用于固定且承托所述大理石台板的脚架，所述枢摆座可绕所述上下枢摆中心线枢摆地装配于所述大理石台板，所述滑移立架位于所述大理石台板的上方并滑设于所述大理石台板，所述滑移驱动机构位于所述大理石台板的上方并装配于所述大理石台板，所述枢摆驱动机构位于所述大理石台板的上方并装配于所述大理石台板。

6.根据权利要求5所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述枢摆驱动机构包含旋转电机、固定座、齿轮及圆环齿条，所述固定座从上方与所述大理石台板固定连接，所述圆环齿条固定于所述枢摆座，所述圆环齿条的内侧可转动地套装于所述固定座，所述圆环齿条的外侧与所述齿轮啮合传动，所述圆环齿条的中心线与所述上下枢摆中心线相重合，所述旋转电机呈输出轴朝下布置的固定于所述固定座，所述齿轮套装于所述旋转电机的输出轴。

7.根据权利要求5所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，还包括废气收集处理装置，所述废气收集处理装置包含收集管及与所述收集管连通的过滤器，所述过滤器装配于所述脚架内，所述固定座和大理石台板各开设有沿所述机架上下方向对接并连通的避空孔，所述收集管位于所述避空孔中并向上穿出所述固定座。

8.根据权利要求1所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述挂刀机构包含可做靠近或远离所述滑移立架滑移的承载立架、用于驱使所述承载立架滑移的立架驱动装置及装配于所述承载立架用于挂装所述圆锯并使该圆锯绕该圆锯的中心线旋转拨齿的承载拨齿装置。

9.根据权利要求1所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述挂刀机构包含承载立架、上下枢摆架体、水平滑座、滑座驱动装置、挂轴结构、上下枢摆驱动装置及机械式拨齿装置，所述上下枢摆架体与所述承载立架层叠布置，所述上下枢摆架体还绕一水平枢摆中心线与所述承载立架枢接，所述上下枢摆驱动装置位于所述承载立架背对所述上下枢摆架体的一侧并驱使所述上下枢摆架体做上下枢摆，所述水平滑座滑设于所述上下枢摆架体背对所述承载立架的一侧处，所述滑座驱动装置装配于所述上下枢摆架体并使所述水平滑座做靠近或远离所述滑移立架的平移，所述挂轴结构装配于所述水平滑座，所述机械式拨齿装置装配于所述水平滑座并位于所述挂轴结构对应上方。

10.根据权利要求9所述的圆锯刀头激光加工设备，其特征在于，所述挂刀机构还包括装配于所述上下枢摆架体用于对所述挂轴结构所挂装的圆锯进行夹紧的夹紧装置、绕所述挂轴结构旋转的旋转座及装配于所述水平滑座用于驱使所述旋转座绕所述挂轴结构旋转的旋转驱动装置，所述机械式拨齿装置装配于所述旋转座，所述旋转驱动装置位于所述旋转座的下方。

11.一种根据权利要求1至10任一项所述的圆锯刀头激光加工设备的圆锯刀头激光加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)提供一待加工的圆锯，将待加工的圆锯挂装于挂刀机构上；

(2)挂刀机构使其所挂装的圆锯中的一个刀头旋转至加工工位；

(3)角度调整机构驱使皮秒激光器绕第一枢摆中心线做角度调整的枢摆，从而使得皮秒激光器与处于加工工位的刀头的刀面保持匹配位置；

(4)皮秒激光器的焦点在滑移驱动机构和升降驱动机构的协调配合下对刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面进行逐层烧结，直到刀头的与皮秒激光器保持匹配位置的刀面完成加工为止；以及

(5)不断重复步骤(2)至(4)，直到圆锯中的每个刀头的刀面完成加工为止；其中，在逐层烧结过程中，皮秒激光器的焦点按螺旋线轨迹进行运动，且每层厚度为0.2至0.4丝。

Images