CN114871587B - 一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面的激光雕刻工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面激光雕刻工艺，激光雕刻组件包括运输通道、移位架、旋转机构、夹紧机构、接料板；实现陶坯的自动前进、夹紧、喷水、雕刻、下料、出料等多个步骤。激光雕刻组件及其对应的陶瓷坯品或制品表面激光雕刻工艺主要用于实现批量激光雕刻的自动化操作，操作人员仅需要将需要雕刻的陶坯摆入至运输通道内，即可实现所有批量的自动雕刻，最大限度解放操作人工劳动力，降低工作强度。工作强度。同时现场工人操作区域远离激光雕刻机，进一步提高生产的安全性。

Description

一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面的激光雕刻工艺

技术领域

本发明涉及陶瓷用激光雕刻工艺，具体为一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面的激光雕刻工艺。

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。

目前在陶瓷激光雕刻加工过程中，通过激光照射在陶坯表面，致使陶坯表层剥落形成雕刻的图案。

若陶坯为瓷杯，尤其是激光雕刻的面为曲面时，一般是将陶坯0固定在旋转结构上，参见图11，在激光雕刻机上加装旋转驱动器12、三爪卡盘11、两个橡胶夹板10和伸缩架13，将陶坯放入至两个夹板10之间，通过伸缩架13将陶坯0夹紧，之后旋转驱动器12带动陶坯0旋转使需要雕刻的面朝上，用于配合激光头在表面进行加工，最终在陶坯侧壁雕刻形成纹路。

由于激光雕刻时，产生大量热量，因此需要操作人员先在陶坯侧面喷洒水雾，以降低激光雕刻时对表面的灼烧，提高雕刻纹路的精度。

因此，导致每个陶坯在装入激光雕刻机、喷淋等过程均需要工人进行逐个操作，难以形成批量全自动化的生产，导致生产速度不足。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面的激光雕刻工艺。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，包括运输通道、移位架、旋转机构、夹紧机构、接料板；运输通道用于陶坯的运输，运输通道末端对准移位架，运输通道末端设有喷淋头，所述喷淋头对准移位架；旋转机构包括以此固定的旋转驱动器、卡盘和夹板；夹紧机构包括伸缩架和夹紧驱动器，所述伸缩架朝向旋转机构的一侧同样设有夹板；接料板上表面设有托架，托架对准移位架；所述移位架由两个角度为90°的弧形板组成，移位架包括内接面、过渡面和上接面，移位架沿旋转驱动器的轴心活动，内接面可拼合形成包裹在陶坯外壁的半圆，内接面可拼合形成用于承接运输通道输送来陶坯的半圆；

优选的，运输通道分为上板和下板，上板和下板之间的间距与陶坯宽度对应，运输通道倾斜设置，运输通道的末端位于其水平高度的最低处，上板表面开设有激光孔，所述激光孔对准移位架。

优选的，下板或上板表面开始限位顶块，所述限位顶块可在下板或上板顶出以限制陶坯的滚动，限位顶块之间间距大于陶坯外径，所述限位顶块用于分隔陶坯以使相邻陶坯之间不会接触。

优选的，过渡面位于内接面和上接面之间，过渡面表面设有滚柱。

优选的，过渡面上至少设有三组滚柱，滚柱分别位于过渡面和上接面的交界处、过渡面和内接面的交界处、过渡面中心位置。

优选的，所述移位架的内接面上设有多处落料孔。

优选的，移位架设有多个立板，所述上接面位于立板上，立板之间留有间隔槽，所述间隔槽与落料孔连通。

优选的，所述上板、下板、限位顶块、托架上均设有柔性表层。

优选的，所述运输通道的截面为方形，对应柱状陶坯平面的运输通道表面由光滑塑料制成，对应柱状陶坯环形曲面的表面均设有柔性表层。

本发明还公开了一种陶瓷坯品或制品表面的激光雕刻工艺，包括上述激光雕刻组件，具体步骤如下：

1）上料：将需要批量雕刻的陶坯放入至运输通道内，限位顶块逐个下移并上顶，将陶坯挡在相邻的限位顶块之间，相邻陶坯之间留有间距且不接触；

2）预装：两个移位架向上翻转，上接面对合形成开口朝上的半圆形弧面，靠近运输通道的第一个限位顶块下落，最前方的陶坯不再受限位顶块阻挡，开始向前移动并落入到上接面上；

3）填装：两个移位架向下翻转，过渡面之间形成缺口并逐渐扩大，陶坯沿缺口并进入至移位架内部的内接面；

4）前移：所有的限位顶块由前至后依次下降并重新升起，使运输通道内所有的陶坯依次往前前进一格；

5）喷淋：当两个移位架向下翻转至最大角度后，喷淋头对准移位架的中部喷洒液滴；

6）夹紧：夹紧驱动器推动伸缩架朝向旋转驱动器一侧移动，陶坯牢牢的夹持在两个夹板中部；

7）雕刻及旋转：旋转驱动器带动陶坯旋转，同时激光头在陶坯上方照射激光并雕刻出相应的纹路；

8）下料：完成雕刻后，夹紧驱动器后退，使陶坯两端松开，陶坯由移位架托举，此时移位架向上翻折，移位架下方缺口变大直至陶坯从内接面掉落至下方接料板的托架上；

9）出料：接料板移动一个工位，下一个空的托架对准移位架。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件及表面的激光雕刻工艺，具有如下有益效果：

一、采用本发明的激光雕刻组件，通过新增运输通道、移位架、旋转机构、夹紧机构、接料板；实现陶坯的自动前进、夹紧、喷水、雕刻、下料、出料等多个步骤。主要用于实现批量激光雕刻的自动化操作，操作人员仅需要将需要雕刻的陶坯摆入至运输通道内，即可实现所有批量的自动雕刻，最大限度解放操作人工劳动力，降低工作强度。

二、操作工人与激光头之间的间距拉大，工人操作端无需频繁进出激光雕刻机，也在一定程度上降低了违规操作带来的风险，进一步提高生产的安全性。

附图说明

图1为本发明激光雕刻组件实施例1的使用示意图。

图2为实施例1中激光雕刻组件的结构示意图。

图3为实施例1中旋转机构和移位架的结构示意图。

图4为实施例1中激光雕刻组件的侧视图。

图5为实施例1中移位架的结构示意图。

图6为实施例1中移位架的使用示意图。

图7为实施例1中激光雕刻组件的使用示意图。

图8为实施例1中激光雕刻组件的使用示意图。

图9为实施例2中移位架的结构示意图。

图10为实施例2中移位架的结构示意图。

图11为现有技术中圆柱形陶坯在激光雕刻机中的使用示意图。

附图标记：0、陶坯；10、夹板；11、卡盘；12、旋转驱动器；13、伸缩架；14、夹紧驱动器；2、运输通道；20、喷淋头；21、上板；210、激光孔；22、下板；23、限位顶块；3、移位架；30、内接面；31、上接面；32、过渡面；33、滚柱；34、落料孔；35、立板；36、间隔槽；4、接料板；40、托架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

如图1至8所示的一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，包括运输通道2、移位架3、旋转机构、夹紧机构、接料板4。

陶坯0的外形呈圆柱形，本实施中的陶坯0主要是指陶瓷杯，且形状趋近于圆柱体。

参见图4，旋转机构包括以此固定的旋转驱动器12、卡盘11和夹板10；夹紧机构包括伸缩架13和夹紧驱动器14，伸缩架13朝向旋转机构的一侧同样设有夹板10；三爪卡盘11可以夹紧夹板10，夹板10采用具有一定硬度的橡胶或硅胶。

参见图2，运输通道2用于陶坯0的运输，运输通道2的截面为方形，对应柱状陶坯0环形曲面的表面均设有柔性表层，由于陶坯0表面容易受到其他陶坯的磕碰而产生擦痕和磕痕，因此需要在运输通道2的下板22上表面增加一层柔性表面。由于陶坯0在通道2内移动时，扭转时容易卡死在通道内壁，因此对应柱状陶坯0平面（杯口和杯底）的运输通道2（即对应左右两侧）表面由光滑塑料制成，以降低摩擦的方式避免陶坯0在通道内因扭转而卡住无法移动。

运输通道2分为上板21和下板22，上板21和下板22之间的间距与陶坯0宽度对应，运输通道2倾斜设置，运输通道2的末端位于其水平高度的最低处，在无外力驱动下，运输通道2内的陶坯0可以在重力作用下自动往前滚动。上板21表面开设有激光孔210，激光孔210对准移位架3，运输通道2末端对准移位架3，运输通道2末端设有喷淋头20，喷淋头20对准移位架3。

下板22表面开始限位顶块23，限位顶块23可在下板22顶出以限制陶坯0的滚动，限位顶块23之间间距大于陶坯0外径，限位顶块23用于分隔陶坯0以使相邻陶坯0之间不会接触，避免擦痕产生。

如图5和图6所示，移位架3由两个角度为90°的弧形板组成，移位架3包括内接面30、过渡面32和上接面31，移位架3沿旋转驱动器12的轴心活动，内接面30可拼合形成包裹在陶坯0外壁的半圆，拼合后的内接面主要是用于在雕刻前，将陶坯0托住，同时用于夹紧。

上接面31可拼合形成用于承接运输通道2输送来陶坯0的半圆，半圆形的上接面31可以接住从运输通道2落下的陶坯0，并使其对准移位架3，在陶坯0落入到上接面31时，受重力作用，陶坯0将定位在移位架3正中间位置，同时在移位架3打开后，陶坯0下落过程也是一直处于移位架3的正中间位置，避免了陶坯0跑偏。

过渡面32位于内接面30和上接面31之间，过渡面32表面设有滚柱33。过渡面32上至少设有三组滚柱33，滚柱33分别位于过渡面32和上接面31的交界处、过渡面32和内接面30的交界处、过渡面32中心位置。滚柱33表面设有一层柔性表层。

由于在移位架3向下翻转过程中，陶坯0表面一次经过过渡面32的内侧、中部、外侧，因此需要在过渡面32的至少3个位置增设滚柱33，以降低移位架3对于陶坯0的刮擦。

接料板4上表面设有托架40，托架40对准移位架3，由于。

本实施例还公开了上述激光雕刻组件其对应的陶瓷坯品或制品表面的激光雕刻工艺，包括以下步骤：

1）上料：将需要批量雕刻的陶坯0放入储放区域，储放区域连接至运输通道2开端，限位顶块23逐个下移并上顶，将陶坯0一个一个往移位架3方向运送，限位顶块23挡在相邻的限位顶块23之间，相邻陶坯0之间留有间距且不接触，参见图7a所示。

2）预装：当上一个陶坯①由激光雕刻完后，两个移位架3向上翻转（参见图7b），上接面31对合形成开口朝上的半圆形弧面（参见图7c），运输通道2的第一个限位顶块23下落，最前方的陶坯②不再受限位顶块23阻挡，开始向前移动并落入到上接面31上。

3）填装：两个移位架3向下翻转（参见图8a），过渡面32之间形成缺口并逐渐扩大，陶坯0沿缺口并进入至移位架3内部的内接面30。

4）前移：在步骤3-7这个过程中，所有的限位顶块23由前至后依次下降并重新升起，使运输通道2内所有的陶坯0依次往前前进一格，参见图7a-c图8a-b，陶坯②前移后，陶坯③才开始前移，陶坯③到达后陶坯④开始移动，这样的移动确保陶坯在向前滚动时，滚动距离相对较近，由势能转化的动能也相对较低，陶坯在碰撞限位顶块23时晃动较小，不容易碰撞前方陶坯。

5）喷淋：参见图8b，当两个移位架3向下翻转至最大角度后，喷淋头20对准移位架3的中部喷洒液滴，通过在陶坯表面喷洒水滴，降低激光灼烧时的焦痕。

6）夹紧：参见图4夹紧驱动器14推动伸缩架13朝向旋转驱动器12一侧移动，陶坯0牢牢的夹持在两个夹板10中部。

7）雕刻及旋转：参见图8c，旋转驱动器12带动陶坯0旋转，同时激光头在陶坯0上方照射激光并雕刻出相应的纹路。

8）下料：完成雕刻后，夹紧驱动器14后退，使陶坯0两端松开，陶坯0由移位架3托举，此时移位架3向上翻折，移位架3下方缺口变大直至陶坯0从内接面30掉落至下方接料板4的托架40上（参见图7c）。

9出料：接料板4移动一个工位，下一个空的托架40对准移位架3。

实施例2：

相较于实施例1，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中，移位架3的内接面30上设有多处落料孔34。移位架3设有多个立板35，上接面31位于立板35上，立板35之间留有间隔槽36，间隔槽36与落料孔34连通。

由于陶坯在激光雕刻时，会产生部分陶瓷粉末碎屑，因此通过在移位架3上开设有落料孔34和间隔槽36，使得这些碎屑可以从其中落到下方，同时配合移位架3的翻转活动、旋转驱动器12，陶坯上产生的碎屑可以透过落料孔34下落到下方，避免内接面30堆积颗粒，防止陶坯表面旋转而产生刮擦。

实施例3：

在实施例1中，激光雕刻工艺的步骤8下料过程中，是先松开夹紧驱动器14，再向上旋转移位架3，使移位架3下方缺口打开雕刻完的陶坯0才下落至托架40上，由于移位架3旋转过程中，可能会带动陶坯0小幅旋转，而下落过程中由于陶坯0侧表面接触受力不均，在极端情况下甚至导致陶坯0的雕刻面朝下撞击托架40，激光雕刻的花纹朝下撞击托架40表面时，由于激光在破坏陶坯表面层时，产生了大量疏松的结构，此时受到撞击会导致花纹小幅变形而产生瑕疵风险。

因此在本实施例中，在步骤8下料的过程如下：完成雕刻后，移位架3向上翻折至最大角度后，陶坯0下方的缺口打开至最大，夹紧驱动器14后退，使陶坯0两端松开，陶坯0从内接面30掉落至下方接料板4的托架40上，此时由于陶坯0不再受到左右旋转的力，因此保持雕刻面朝上落在托架40上，最大限度保证雕刻工艺的精准性。

以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：包括运输通道（2）、移位架（3）、旋转机构、夹紧机构、接料板（4）；

运输通道（2）用于陶坯（0）的运输，运输通道（2）末端对准移位架（3），运输通道（2）末端设有喷淋头（20），所述喷淋头（20）对准移位架（3）；

陶坯（0）的外形呈圆柱形，

旋转机构包括依次固定的旋转驱动器（12）、卡盘（11）和夹板（10）；

夹紧机构包括伸缩架（13）和夹紧驱动器（14），所述伸缩架（13）朝向旋转机构的一侧同样设有夹板（10）；

接料板（4）上表面设有托架（40），托架（40）对准移位架（3），接料板（4）位于移位架（3）下方；

所述移位架（3）由两个角度为 90°的弧形板组成，移位架（3）包括内接面（30）、过渡面（32）和上接面（31），移位架（3）沿旋转驱动器（12）的轴心活动，内接面（30）可拼合形成包裹在陶坯（0）外壁的半圆，上接面（31）可拼合形成用于承接运输通道（2）输送来陶坯（0）的半圆；

当两个移位架（3）向上旋转时，所述内接面（30）下方打开形成缺口，陶坯（0）沿缺口从内接面（30）脱出掉落在托架（40）上，上接面（31）拼合形成半圆形的弧形表面，沿运输通道（2）移动的陶坯（0）可掉落在上接面（31）上；

当两个移位架（3）向下旋转时，陶坯（0）经过过渡面（32）从上接面（31）进入至内接面（30）内，喷淋口对准过渡面（32）之间的缺口喷洒水雾；

过渡面（32）位于内接面（30）和上接面（31）之间，过渡面（32）表面设有滚柱（33）。

2.根据权利要求 1 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：运输通道（2）分为上板（21）和下板（22），上板（21）和下板（22）之间的间距与陶坯（0）宽度对应，运输通道（2）倾斜设置，运输通道（2）的末端位于其水平高度的最低处，上板（21）表面开设有激光孔（210），所述激光孔（210）对准移位架（3）。

3.根据权利要求 2 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：下板（22）或上板（21）表面开设有限位顶块（23），所述限位顶块（23）可在下板（22）或上板（21）顶出以限制陶坯（0）的滚动，限位顶块（23）之间间距大于陶坯（0）外径，所述限位顶块（23）用于分隔陶坯（0）以使相邻陶坯（0）之间不会接触。

4.根据权利要求 3 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：过渡面（32）上至少设有三组滚柱（33），滚柱（33）分别位于过渡面（32）和上接面（31）的交界处、过渡面（32）和内接面（30）的交界处、过渡面（32）中心位置。

5.根据权利要求 1 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：所述移位架（3）的内接面（30）上设有多处落料孔（34）。

6.根据权利要求 5 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：移位架（3）设有多个立板（35），所述上接面（31）位于立板（35）上，立板（35）之间留有间隔槽（36），所述间隔槽（36）与落料孔（34）连通。

7.根据权利要求 3 所述的陶瓷坯品或制品激光雕刻组件，其特征在于：所述运输通道（2）的截面为方形，对应柱状陶坯（0）平面的运输通道（2）表面由光滑塑料制成，对应柱状陶坯（0）环形曲面的表面均设有柔性表层。

8.一种陶瓷坯品或制品表面的激光雕刻工艺，其特征在于：包括权利要求 3-7 任意一项所述的激光雕刻组件，具体步骤如下：

1）上料：将需要批量雕刻的陶坯（0）放入至运输通道（2）内，限位顶块（23）逐个下移并上顶，将陶坯（0）挡在相邻的限位顶块（23）之间，相邻陶坯（0）之间留有间距且不接触；

2）预装：两个移位架（3）向上翻转，上接面（31）对合形成开口朝上的半圆形弧面，靠近运输通道（2）的第一个限位顶块（23）下落，最前方的陶坯（0）不再受限位顶块（23）阻挡，开始向前移动并落入到上接面（31）上；

3）填装：两个移位架（3）向下翻转，过渡面（32）之间形成缺口并逐渐扩大，陶坯（0）沿缺口并进入至移位架（3）内部的内接面（30）；

4）前移：所有的限位顶块（23）由前至后依次下降并重新升起，使运输通道（2）内所有的陶坯（0）依次往前前进一格；

5）喷淋：当两个移位架（3）向下翻转至最大角度后，喷淋头（20）对准移位架（3）的中部喷洒液滴；

6）夹紧：夹紧驱动器（14）推动伸缩架（13）朝向旋转驱动器（12）一侧移动，陶坯（0）牢牢的夹持在两个夹板（10）中部；

7）雕刻及旋转：旋转驱动器（12）带动陶坯（0）旋转，同时激光头在陶坯（0）上方照射激光并雕刻出相应的纹路；

8）下料：完成雕刻后，夹紧驱动器（14）后退，使陶坯（0）两端松开，陶坯（0）由移位架（3）托举，此时移位架（3）向上翻折，移位架（3）下方缺口变大直至陶坯（0）从内接面（30）掉落至下方接料板（4）的托架（40）上；

9）出料：接料板（4）移动一个工位，下一个空的托架（40）对准移位架（3）。

9.一种陶瓷坯品或制品表面的激光雕刻工艺，其特征在于：包括权利要求 3-7 任意一项所述的激光雕刻组件，具体步骤如下：

1）上料：将需要批量雕刻的陶坯（0）放入至运输通道（2）内，限位顶块（23）逐个下移并上顶，将陶坯（0）挡在相邻的限位顶块（23）之间，相邻陶坯（0）之间留有间距且不接触；

2）预装：两个移位架（3）向上翻转，上接面（31）对合形成开口朝上的半圆形弧面，靠近运输通道（2）的第一个限位顶块（23）下落，最前方的陶坯（0）不再受限位顶块（23）阻挡，开始向前移动并落入到上接面（31）上；

3）填装：两个移位架（3）向下翻转，过渡面（32）之间形成缺口并逐渐扩大，陶坯（0）沿缺口并进入至移位架（3）内部的内接面（30）；

4）前移：所有的限位顶块（23）由前至后依次下降并重新升起，使运输通道（2）内所有的陶坯（0）依次往前前进一格；

5）喷淋：当两个移位架（3）向下翻转至最大角度后，喷淋头（20）对准移位架（3）的中部喷洒液滴；

6）夹紧：夹紧驱动器（14）推动伸缩架（13）朝向旋转驱动器（12）一侧移动，陶坯（0）牢牢的夹持在两个夹板（10）中部；

7）雕刻及旋转：旋转驱动器（12）带动陶坯（0）旋转，同时激光头在陶坯（0）上方照射激光并雕刻出相应的纹路；

8）下料：完成雕刻后，移位架（3）向上翻折至最大角度，移位架（3）下方缺口变大至允许陶坯（0）下落，之后夹紧驱动器（14）后退，使陶坯（0）两端松开，陶坯（0）从内接面（30）掉落至下方接料板（4）的托架（40）上；

9）出料：接料板（4）移动一个工位，下一个空的托架（40）对准移位架（3）。