CN114260581A - 飞行三维光学加工组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了飞行三维光学加工组件，包括用于对工件进行加工的工作台、设置在工作台上沿着Y轴进行移动的支撑机构，所述支撑机构上设有X轴移动加工机构，所述X轴移动加工机构连接端连接有连接套，所述连接套上设有升降板，所述升降板上安装有液压缸，且液压缸输出端连接有其激光头，所述连接套外侧安装有支撑块，且支撑块上设有支撑组件，所述支撑组件输出端连接有用于对工件弧形面进行距离进行检测的检测机构，此飞行三维光学加工组件，在激光头对连续不规则弧面形状工件进行加工时，能够预先对激光头距离工件的角度以及高度进行调节的作用，进一步的使激光头能够保持与工件表面呈垂直角度，实现对工件进行精准雕刻。

Description

飞行三维光学加工组件

技术领域

本发明涉及激光雕刻技术领域，具体为飞行三维光学加工组件。

背景技术

雕刻机的作用是对材料进行三维立体雕刻，而所需要的形状一般通过专业雕刻软件来进行设计。在设计的时候为了达到预想的效果，往往要经过多次修改才行。三维扫描的原理是利用激光束对物体表面进行位置点的坐标判定，生产相应的数据文件。在扫描时需将扫描头固定在运动机构上，才能完成整个扫描过程。由于扫描后形成的数据文件如能被雕刻机使用，则可以大大减少雕刻机外形设计的工作量，因此三维扫描和三维雕刻之间存在密切的应用关系。

目前，现有的三维激光雕刻机在对工件进行加工时，通常工件放置在工作台上，实现对工件进行三维扫描雕刻，然而针对于立体连续不规则弧形面的工件进行加工时，其无法根据工件的弧形面进行精准的调节其雕刻角度，进而影响工件的加工，为此，我们提出飞行三维光学加工组件。

发明内容

本发明的目的在于提供飞行三维光学加工组件，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：飞行三维光学加工组件，包括用于对工件进行加工的工作台、设置在工作台上沿着Y轴进行移动的支撑机构，所述支撑机构上设有X轴移动加工机构，所述X轴移动加工机构连接端连接有连接套，所述连接套上设有升降板，所述升降板上安装有液压缸，且液压缸输出端连接有其激光头，所述连接套外侧安装有支撑块，且支撑块上设有支撑组件，所述支撑组件输出端连接有用于对工件弧形面进行距离进行检测的检测机构；

所述液压缸输出端且位于激光头之间设有同步调节件，所述检测机构预先检测激光头与工件弧形面的距离，并将检测数据传送至控制器，控制器控制激光头位置。

优选的，所述支撑组件包括设置在支撑块上的支撑轴，所述支撑块上设有凹槽，所述支撑轴转动连接在支撑块上，且支撑轴位于支撑块内部的一端安装有角度测量机构；

所述支撑块外侧安装有转动机构，所述支撑轴位于支撑块外侧的一端固定连接有定位套，且检测机构安装在定位套上。

优选的，所述角度测量机构包括固定安装在支撑轴位于凹槽内部一端的角度传感器。

优选的，所述转动机构包括固定套接在支撑轴外侧的从动齿轮，所述从动齿轮外侧啮合连接有转动齿轮，所述支撑块外侧安装有用于对转动齿轮进行驱动的驱动电机。

优选的，所述检测机构包括固定安装在定位套上的导向轴，且导向轴与激光头在同一X轴的轴线上，所述导向轴底端安装有激光测距传感器。

优选的，所述检测机构包括设置在定位套安装壳，且安装壳上设有移动机构，所述安装壳内部设有聚光机构，且安装壳底部对应聚光机构的位置设有通孔；

所述安装壳外侧设有用于对反射光进行接收的反射光接收板，通过设有的检测机构，从而实现对激光头相对于工件的位置进行检测的作用。

优选的，所述移动机构包括固定安装在定位套上的电动推杆，所述电动推杆输出端固定安装在安装壳上，所述安装壳与定位套滑动连接，通过设有的移动机构，从而实现对聚光机构相对于工件的位置进行调节的作用。

优选的，所述聚光机构包括设置在安装壳内部的光源，所述光源下方且位于安装壳内部安装有聚光镜，通过设有的聚光机构，从而实现对弧形面进行聚光检测的作用。

优选的，所述同步调节件包括设置在液压缸输出端的定位板，所述激光头位于定位板内侧，所述定位板与激光头之间设有对激光头角度进行调节的旋转件，通过设有的同步调节件，从而实现对激光头的角度进行同步调节。

优选的，所述旋转件包括固定安装在激光头上的旋转轴，且旋转轴通过轴承与定位板固定连接；

所述旋转轴外侧固定套接有第一旋转齿轮，且第一旋转齿轮外侧啮合连接有第二旋转齿轮，所述定位板上安装有用于对第二旋转齿轮进行驱动的旋转电机，通过设有的旋转件，从而实现对激光头的角度进行调节的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在进行使用时，通过在连接套外侧设有的支撑组件以及检测组件，从而在激光头对连续不规则弧面形状工件进行加工时，能够预先对激光头距离工件的角度以及高度进行调节的作用，进一步的使激光头能够保持与工件表面呈垂直角度，实现对工件进行精准雕刻。

2、本发明通过设有的同步调节件，从而实现对激光头的雕刻角度进行精准调节的作用。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明X轴移动加工机构结构示意图；

图3为本发明激光头结构示意图；

图4为本发明同步调节件结构示意图；

图5为本发明支撑组件结构示意图；

图6为本发明支撑块结构示意图；

图7为本发明安装壳内部结构示意图；

图8为本发明实施例二结构示意图；

图9为本发明安装壳安装壳内部结构示意图。

图中：1-工作台；11-支撑机构；12-X轴移动加工机构；13-连接套；14-升降板；15-液压缸；16-激光头；2-支撑块；3-支撑组件；31-支撑轴；32-角度测量机构；321-角度传感器；33-转动机构；331-从动齿轮；332-转动齿轮；33-驱动电机；34-定位套；4-检测机构；40-导向轴；41-安装壳；42-移动机构；421-电动推杆；422-光源；423-聚光镜；43-聚光机构；44-反射光接收板；5-激光测距传感器；6-同步调节件；61-定位板；62-旋转件；621-旋转轴；622-第一旋转齿轮；623-第二旋转齿轮；624-旋转电机；7-驱动丝杆；71-微型电机；72-同步齿轮；73-齿轮链；74-限位套。

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做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。

请参阅图1-7，实施例一

飞行三维光学加工组件，包括用于对工件进行加工的工作台1、设置在工作台1上沿着Y轴进行移动的支撑机构11，支撑机构11上设有X轴移动加工机构12，X轴移动加工机构12连接端连接有连接套13，连接套13上设有升降板14，升降板14上安装有液压缸15，且液压缸15输出端连接有其激光头16，连接套13外侧安装有支撑块2，且支撑块2上设有支撑组件3；

支撑组件3包括设置在支撑块2上的支撑轴31，支撑块2上设有凹槽，支撑轴31转动连接在支撑块2上，且支撑轴31位于支撑块2内部的一端安装有角度测量机构32；

支撑块2外侧安装有转动机构33，支撑轴31位于支撑块2外侧的一端固定连接有定位套34，且检测机构4安装在定位套34上。

角度测量机构32包括固定安装在支撑轴31位于凹槽内部一端的角度传感器321。

转动机构33包括固定套接在支撑轴31外侧的从动齿轮331，从动齿轮331外侧啮合连接有转动齿轮332，支撑块2外侧安装有用于对转动齿轮332进行驱动的驱动电机333；

支撑组件3输出端连接有用于对工件弧形面进行距离进行检测的检测机构4；

液压缸15输出端且位于激光头16之间设有同步调节件6，检测机构4预先检测激光头16与工件弧形面的距离，并将检测数据传送至控制器，控制器控制激光头16位置；

检测机构4包括固定安装在定位套34上的导向轴40，且导向轴40与激光头16在同一X轴的轴线上，导向轴40底端安装有激光测距传感器5。

从而在激光头16对工件进行雕刻时，支撑块2设置在激光头16沿着X轴方向移动的位置处，从而在激光头16对工件进行雕刻前，激光测距传感器5将红外发送红外信号，由于工件表面为弧形状设置，因此红外激光发送后，无法进行接收，为此，驱动电机333同步运行，进而使转动齿轮332带动从动齿轮331进行转动，进一步的使支撑轴31通过定位套34同步带动激光测距传感器5进行一定角度的转动，直到激光测距传感器5检测到信号后，此时，将信号发送至控制器，于此同时，角度传感器321将信号发送至控制器，从而使激光头16在移动至该位置点后，液压缸15以及旋转电机624运行，进一步的调节激光头16与工件表面的距离，并保持激光头16与工件表面相互垂直，实现对工件精准切割。

检测机构4包括设置在定位套34上的安装壳41，且安装壳41上设有移动机构42，移动机构42包括固定安装在定位套34上的电动推杆421，电动推杆421输出端固定安装在安装壳41上，安装壳41与定位套34滑动连接，安装壳41内部设有聚光机构43，且安装壳41底部对应聚光机构43的位置设有通孔，且通孔处安装有透明板，从而实现对安装壳41内部进行防护的作用，聚光机构43包括设置在安装壳41内部的光源422，光源422下方且位于安装壳41内部安装有聚光镜423；

安装壳41外侧设有用于对反射光进行接收的反射光接收板44。

从而在激光头16对工件进行雕刻时，支撑块2设置在激光头16沿着X轴方向移动的位置处，从而在激光头16对工件进行雕刻前，将光源422打开，其与聚光镜423之间形成的焦点距离一定，同时配合反射光接收板44实现对焦点的光进行接收，而由于工件为弧形面，为此，配合电动推杆421伸出，以及安装壳41在支撑轴31的角度调节下，实现对焦点位置与工件表面相互垂直，此时，电动推杆421以及角度传感器321则将信号发送至控制器，控制器则进行控制激光头16的位置。

同步调节件6包括设置在液压缸15输出端的定位板61，激光头16位于定位板61内侧，定位板61与激光头16之间设有对激光头16角度进行调节的旋转件62，旋转件62包括固定安装在激光头16上的旋转轴621，且旋转轴621通过轴承与定位板61固定连接；

旋转轴621外侧固定套接有第一旋转齿轮622，且第一旋转齿轮622外侧啮合连接有第二旋转齿轮623，定位板61上安装有用于对第二旋转齿轮623进行驱动的旋转电机624；

从而当控制器将信号发送至支撑机构11、X轴移动加工机构12、液压缸15时，则进行调节激光头16的相对于工件表面的位置，同时，通过旋转电机624运行，进一步的使第二旋转齿轮623带动第一旋转齿轮622进行转动，从而实现激光头16与待雕刻工件表面相互垂直的位置，实现对工件进行精准雕刻。

请参阅图1-5、8-9，实施例二

飞行三维光学加工组件，包括用于对工件进行加工的工作台1、设置在工作台1上沿着Y轴进行移动的支撑机构11，支撑机构11上设有X轴移动加工机构12，X轴移动加工机构12连接端连接有连接套13，连接套13上设有升降板14，升降板14上安装有液压缸15，且液压缸15输出端连接有其激光头16，连接套13外侧安装有支撑块2，且支撑块2上设有支撑组件3，支撑组件3输出端连接有用于对工件弧形面进行距离进行检测的检测机构4；

液压缸15输出端且位于激光头16之间设有同步调节件6，检测机构4预先检测激光头16与工件弧形面的距离，并将检测数据传送至控制器，控制器控制激光头16位置，同步调节件6包括设置在液压缸15输出端的定位板61，激光头16位于定位板61内侧，定位板61与激光头16之间设有对激光头16角度进行调节的旋转件62。

旋转件62包括固定安装在激光头16上的旋转轴621，且旋转轴621通过轴承与定位板61固定连接；

旋转轴621外侧固定套接有第一旋转齿轮622，且第一旋转齿轮622外侧啮合连接有第二旋转齿轮623，定位板61上安装有用于对第二旋转齿轮623进行驱动的旋转电机624。

支撑组件3包括设置在支撑块2上的支撑轴31，支撑块2上设有凹槽，支撑轴31转动连接在支撑块2上，且支撑轴31位于支撑块2内部的一端安装有角度测量机构32；

支撑块2外侧安装有转动机构33，支撑轴31位于支撑块2外侧的一端固定连接有定位套34，且检测机构4安装在定位套34上。

角度测量机构32包括固定安装在支撑轴31位于凹槽内部一端的角度传感器321。

转动机构33包括固定套接在支撑轴31外侧的从动齿轮331，从动齿轮331外侧啮合连接有转动齿轮332，支撑块2外侧安装有用于对转动齿轮332进行驱动的驱动电机333。

检测机构4包括设置在定位套34上的安装壳41，且安装壳41上设有移动机构42，安装壳41内部设有聚光机构43，且安装壳41底部对应聚光机构43的位置设有通孔；

安装壳41外侧设有用于对反射光进行接收的反射光接收板44。

移动机构42包括设置在安装壳41内部的两个驱动丝杆7，两个驱动丝杆7底端通过轴承转动连接在安装壳41内部，安装壳41与定位套34固定连接，安装壳41内部的顶端固定安装有微型电机71，且微型电机71输出端与其中一个驱动丝杆7固定连接，两个驱动丝杆7外侧均固定套接有同步齿轮72，两个同步齿轮72相互之间传动连接有齿轮链73，两个驱动丝杆7相互之间转动调节有限位套74。

聚光机构43包括设置在安装壳41内部的光源422，光源422下方设有聚光镜423，聚光镜423与限位套74内圈固定连接。

从而在光源422发射的同时，微型电机71同步运行，进一步的通过两个同步齿轮72以及一个齿轮链73，进一步的带动限位套74相对于安装壳41内部的位置进行调节，当限位套74调节的同时，进一步的调节聚光镜423与光源422之间形成的焦点位置，同时配合支撑轴31的转动下，使发射光接收板将发射光进行接收，且接收的同时，控制器根据驱动电机333的转数以及转轴转动的角度，进一步的使激光头16同步调节其移动高度以及角度，进一步的实现对工件进行精准调节。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.飞行三维光学加工组件，包括用于对工件进行加工的工作台（1）、设置在工作台（1）上沿着Y轴进行移动的支撑机构（11），所述支撑机构（11）上设有X轴移动加工机构（12），所述X轴移动加工机构（12）连接端连接有连接套（13），所述连接套（13）上设有升降板（14），所述升降板（14）上安装有液压缸（15），且液压缸（15）输出端连接有其激光头（16），特征在于：所述连接套（13）外侧安装有支撑块（2），且支撑块（2）上设有支撑组件（3），所述支撑组件（3）输出端连接有用于对工件弧形面进行距离进行检测的检测机构（4）；

所述液压缸（15）输出端且位于激光头（16）之间设有同步调节件（6），所述检测机构（4）预先检测激光头（16）与工件弧形面的距离，并将检测数据传送至控制器，控制器控制激光头（16）位置。

2.根据权利要求1所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述支撑组件（3）包括设置在支撑块（2）上的支撑轴（31），所述支撑块（2）上设有凹槽，所述支撑轴（31）转动连接在支撑块（2）上，且支撑轴（31）位于支撑块（2）内部的一端安装有角度测量机构（32）；

所述支撑块（2）外侧安装有转动机构（33），所述支撑轴（31）位于支撑块（2）外侧的一端固定连接有定位套（34），且检测机构（4）安装在定位套（34）上。

3.根据权利要求2所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述角度测量机构（32）包括固定安装在支撑轴（31）位于凹槽内部一端的角度传感器（321）。

4.根据权利要求2所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述转动机构（33）包括固定套接在支撑轴（31）外侧的从动齿轮（331），所述从动齿轮（331）外侧啮合连接有转动齿轮（332），所述支撑块（2）外侧安装有用于对转动齿轮（332）进行驱动的驱动电机（333）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述检测机构（4）包括固定安装在定位套（34）上的导向轴（40），且导向轴（40）与激光头（16）在同一X轴的轴线上，所述导向轴（40）底端安装有激光测距传感器（5）。

6.根据权利要求1-4任一项所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述检测机构（4）包括设置在定位套（34）上的安装壳（41），且安装壳（41）上设有移动机构（42），所述安装壳（41）内部设有聚光机构（43），且安装壳（41）底部对应聚光机构（43）的位置设有通孔；

所述安装壳（41）外侧设有用于对反射光进行接收的反射光接收板（44）。

7.根据权利要求6所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述移动机构（42）包括固定安装在定位套（34）上的电动推杆（421），所述电动推杆（421）输出端固定安装在安装壳（41）上，所述安装壳（41）与定位套（34）滑动连接。

8.根据权利要求7所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述聚光机构（43）包括设置在安装壳（41）内部的光源（422），所述光源（422）下方且位于安装壳（41）内部安装有聚光镜（423）。

9.根据权利要求1所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述同步调节件（6）包括设置在液压缸（15）输出端的定位板（61），所述激光头（16）位于定位板（61）内侧，所述定位板（61）与激光头（16）之间设有对激光头（16）角度进行调节的旋转件（62）。

10.根据权利要求9所述的飞行三维光学加工组件，其特征在于：所述旋转件（62）包括固定安装在激光头（16）上的旋转轴（621），且旋转轴（621）通过轴承与定位板（61）固定连接；

所述旋转轴（621）外侧固定套接有第一旋转齿轮（622），且第一旋转齿轮（622）外侧啮合连接有第二旋转齿轮（623），所述定位板（61）上安装有用于对第二旋转齿轮（623）进行驱动的旋转电机（624）。

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