CN115255689B - 一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法及装置，该方法包括：当选择第一作业模式时，由激光发射模块发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面；当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝向水平方向，由激光发射模块发射的激光束先从水平方向沿直线传递，由换向折射镜将激光束折射成竖直向上，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面；在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动振镜模块沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。本发明能够对下方的工件进行雕刻，还可以改变激光束的方向，对工件的侧立面进行雕刻。

Description

一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及激光雕刻方法及装置，具体涉及一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法及装置。

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工件上面刻写文字，这种技术刻出来的字没有刻痕，工件表面依然光滑，字迹亦不会磨损。

例如申请公布号为CN112775562A的发明申请公开的一种激光雕刻设备、激光雕刻方法及计算机可读存储介质，该激光雕刻设备通过光学镜片组提供激光光路，并通过丝杆模组精确地调整激光打孔位置和打孔深度，可以实现以激光器发出的激光加工微孔的加工方式。

上述激光雕刻装置、方法仍存在以下的不足：

由于激光头固定朝向下，只能对摆放在下方的工件的表面进行雕刻，难以对竖立的工件的侧面进行雕刻，适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法，该控制方法能够对下方的工件进行雕刻，还可以改变激光束的方向，对工件的侧立面进行雕刻，适应性较好，适用于多种雕刻场合。

本发明的另一个目的在于提供一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法，包括以下步骤：

(1)选择激光器的作业模式，该作业模式包括第一作业模式和第二作业模式，其中，第一作业模式用于对摆放在激光器下方的工件进行雕刻，所述第二作业模式用于对摆放在激光器周围的工件进行雕刻；在第一作业模式状态下，激光器中的振镜模块的镜头朝下，在第二作业模式状态下，振镜模块的镜头朝向水平方向；由激光发射模块发射的激光束在进入振镜模块之前，沿水平方向直线传递；

(2)当选择第一作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝下，此时振镜模块的入射口朝向水平方向，由激光发射模块发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面，对物料进行雕刻；

当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝向水平方向，此时振镜模块的入射口朝向下方，由激光发射模块发射的激光束先从水平方向沿直线传递，在进入振镜模块的入射口之前，由换向折射镜将激光束从水平方向折射成竖直向上，随后进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面，继而对工件的侧立面进行加工；并且在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。

本发明的一个优选方案，其中，在第一作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座进行移动，避让从激光发射模块发射出来的激光束；

在第二作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座移动指定的位置，使得出射孔与第二传动轴的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。

一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，包括用于驱动激光器的振镜模块进行转动的姿态调节机构和用于将激光束反射至激光器的振镜模块的换向折射机构；

所述姿态调节机构包括第一调节驱动机构和第二调节驱动机构，所述第一调节驱动机构的驱动调节平面与激光发射模块发射出来的激光束平行；所述第二调节驱动机构的驱动调节平面与从激光器的振镜模块折射至加工工件的激光束平行；

所述换向折射机构设置在激光发射模块与激光器的振镜模块之间，该换向折射机构包括换向折射镜、换向座以及用于驱动换向座进行移动的换向折射驱动机构；所述换向座与换向折射驱动机构的驱动端连接，该换向座上设有入射孔和出射孔，所述入射孔与出射孔连通，且该入射孔的中心延伸方向与出射孔的中心延伸方向垂直；所述换向折射镜固定设置在换向座上，该换向折射镜位于在入射孔与出射孔连通的位置上；

在第一作业模式下，从激光发射模块发射出来的激光束直线照射至激光器的振镜模块中；在第二作业模式下，激光束从激光发射模块发射出来，依次经过入射孔、换向折射镜、出射孔，再进入激光器的振镜模块中。

本发明的一个优选方案，其中，所述第一调节驱动机构包括调节安装箱、第一调节驱动电机以及第一调节传动组件；

所述调节安装箱固定连接在第一传动轴上；所述调节安装箱上设有两个用于避让从激光发射模块发射出来的激光束的避让孔，两个避让孔分别位于调节安装箱的两个相邻的侧面上；

所述第一调节驱动电机固定设置在激光发射模块的壳体上；

所述第一调节传动组件包括所述第一传动轴和第一轴承，所述第一传动轴通过所述第一轴承转动连接在所述激光发射模块的壳体上，且该第一传动轴的一端通过减速结构与所述第一调节驱动电机的输出轴连接；

所述激光发射模块的壳体上设有转向卡位；在第二作业模式下，所述调节安装箱位于所述转向卡位中。通过上述结构，在第一调节驱动电机的驱动下，可以驱动激光器的振镜模块进行竖向转动，从而调节激光束的照射方位。

进一步，所述激光发射模块的壳体上设有对转向卡位进行遮光的遮光机构，该遮光机构包括遮光板、遮光驱动电机和遮光传动组件，所述遮光驱动电机固定设置在激光发射模块的壳体上，所述遮光传动组件包括遮光传动丝杆和遮光传动丝杆螺母；在第一作业模式下，所述遮光板伸展遮挡在转向卡位的开口处。

进一步，所述第二调节驱动机构设置在第一调节驱动机构上，该第二调节驱动机构包括第二调节驱动电机和第二调节传动组件；

所述第二调节驱动电机固定设置在调节安装箱上；

所述第二调节传动组件包括传动齿轮、第二传动轴和第二轴承；所述第二传动轴的一端通过所述第二轴承管道连接在调节安装箱上，该第二传动轴的另一端与所述激光器的振镜模块固定连接；所述第二传动轴为中空结构；所述传动齿轮包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮同轴固定连接在第二调节驱动电机的输出轴上，所述从动齿轮同轴固定设置在所述第二传动轴上；

在第二作业模式下，激光束从激光发射模块发射出来，经过换向折射镜折射后，通过第二传动轴的内孔进入激光器的振镜模块中。通过上述结构，在第二调节驱动电机的驱动下，可以驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，从而环360°对工件的侧立面进行激光雕刻。

进一步，所述换向折射机构设置在所述调节安装箱上。

进一步，所述换向折射驱动机构包括换向折射驱动电机和换向折射传动组件，所述换向折射驱动电机固定设置在调节安装箱上，所述换向折射传动组件包括换向折射传动丝杆和换向折射传动丝杆螺母；

所述换向座与换向折射传动丝杆螺母固定连接。通过上述结构，在第一作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座进行移动，避让从激光发射模块发射出来的激光束；在第二作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座移动指定的位置，使得出射孔与第二传动轴的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过第一调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着竖直面往上转动90°，使得振镜模块竖立在激光发射模块的上方(镜头沿着水平方向朝向)，使得激光束可以沿着水平方向(或者与水平方向成一定的夹角的类水平方向)从振镜模块射向待加工的工件，继而对工件的侧立面进行加工。

2、通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，从而可以对360°范围内的工件的侧立面进行加工，有效地增大了激光雕刻的加工范围，不仅可以提高雕刻的工作效率，同时具有更好的通用性。

附图说明

图1-2为本发明的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置的两个不同作业模式下的立体结构示意图。

图3-4为本发明的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置的两个不同作业模式下的正视图。

图5为本发明的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置在第二作业模式下的激光束传递方向结构示意图。

图6为本发明的换向折射镜和换向座的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-6，本实施例的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，包括用于驱动激光器的振镜模块1进行转动的姿态调节机构和用于将激光束反射至激光器的振镜模块1的换向折射机构；所述姿态调节机构包括第一调节驱动机构和第二调节驱动机构，所述第一调节驱动机构的驱动调节平面与激光发射模块2发射出来的激光束平行；所述第二调节驱动机构的驱动调节平面与从激光器的振镜模块1折射至加工工件的激光束平行。

所述换向折射机构设置在激光发射模块2与激光器的振镜模块1之间，该换向折射机构包括换向折射镜3、换向座4以及用于驱动换向座4进行移动的换向折射驱动机构；所述换向座4与换向折射驱动机构的驱动端连接，该换向座4上设有入射孔4-1和出射孔4-2，所述入射孔4-1与出射孔4-2连通，且该入射孔4-1的中心延伸方向与出射孔4-2的中心延伸方向垂直；所述换向折射镜3固定设置在换向座4上，该换向折射镜3位于在入射孔4-1与出射孔4-2连通的位置上。

在第一作业模式下，从激光发射模块2发射出来的激光束直线照射至激光器的振镜模块1中；在第二作业模式下，激光束从激光发射模块2发射出来，依次经过入射孔4-1、换向折射镜3、出射孔4-2，再进入激光器的振镜模块1中。

参见图1-5，所述第一调节驱动机构包括调节安装箱5、第一调节驱动电机6以及第一调节传动组件；所述调节安装箱5固定连接在第一传动轴上；所述调节安装箱5上设有两个用于避让从激光发射模块2发射出来的激光束的避让孔，两个避让孔分别位于调节安装箱5的两个相邻的侧面上；所述第一调节驱动电机6固定设置在激光发射模块2的壳体7上；所述第一调节传动组件包括所述第一传动轴和第一轴承，所述第一传动轴通过所述第一轴承转动连接在所述激光发射模块2的壳体7上，且该第一传动轴的一端通过减速结构与所述第一调节驱动电机6的输出轴连接；所述激光发射模块2的壳体7上设有转向卡位7-1；在第二作业模式下，所述调节安装箱5位于所述转向卡位7-1中。通过上述结构，在第一调节驱动电机6的驱动下，可以驱动激光器的振镜模块1进行竖向转动，从而调节激光束的照射方位。

参见图1-4，所述激光发射模块2的壳体7上设有对转向卡位7-1进行遮光的遮光机构，该遮光机构包括遮光板8、遮光驱动电机9和遮光传动组件，所述遮光驱动电机9固定设置在激光发射模块2的壳体7上，所述遮光传动组件包括遮光传动丝杆和遮光传动丝杆螺母；在第一作业模式下，所述遮光板8伸展遮挡在转向卡位7-1的开口处。

参见图1-6，所述第二调节驱动机构设置在第一调节驱动机构上，该第二调节驱动机构包括第二调节驱动电机10和第二调节传动组件；所述第二调节驱动电机10固定设置在调节安装箱5上；所述第二调节传动组件包括传动齿轮、第二传动轴11和第二轴承12；所述第二传动轴11的一端通过所述第二轴承12管道连接在调节安装箱5上，该第二传动轴11的另一端与所述激光器的振镜模块1固定连接；所述第二传动轴11为中空结构；所述传动齿轮包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮同轴固定连接在第二调节驱动电机10的输出轴上，所述从动齿轮同轴固定设置在所述第二传动轴11上；在第二作业模式下，激光束从激光发射模块2发射出来，经过换向折射镜3折射后，通过第二传动轴11的内孔进入激光器的振镜模块1中。通过上述结构，在第二调节驱动电机10的驱动下，可以驱动激光器的振镜模块1沿着水平面进行转动，从而环360°对工件的侧立面进行激光雕刻。

参见图5-6，所述换向折射机构设置在所述调节安装箱5上，所述换向折射驱动机构包括换向折射驱动电机13和换向折射传动组件，所述换向折射驱动电机13固定设置在调节安装箱5上，所述换向折射传动组件包括换向折射传动丝杆和换向折射传动丝杆螺母；所述换向座4与换向折射传动丝杆螺母固定连接。通过上述结构，在第一作业模式下，换向折射驱动电机13驱动换向座4进行移动，避让从激光发射模块2发射出来的激光束；在第二作业模式下，换向折射驱动电机13驱动换向座4移动指定的位置，使得出射孔4-2与第二传动轴11的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。

参见图1-6，本实施例的用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法，包括以下步骤：

(1)选择激光器的作业模式，该作业模式包括第一作业模式和第二作业模式，其中，第一作业模式用于对摆放在激光器下方的工件进行雕刻，所述第二作业模式用于对摆放在激光器周围的工件进行雕刻；在第一作业模式状态下，激光器中的振镜模块1的镜头朝下，在第二作业模式状态下，振镜模块1的镜头朝向水平方向；由激光发射模块2发射的激光束在进入振镜模块1之前，沿水平方向直线传递。

(2)当选择第一作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块1的镜头朝下，此时振镜模块1的入射口朝向水平方向，由激光发射模块2发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块1中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面，对物料进行雕刻。

当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块1的镜头朝向水平方向，此时振镜模块1的入射口朝向下方，由激光发射模块2发射的激光束先从水平方向沿直线传递，在进入振镜模块1的入射口之前，由换向折射镜3将激光束从水平方向折射成竖直向上，随后进入到振镜模块1中，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面，继而对工件的侧立面进行加工；并且在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块1沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。

进一步，在第一作业模式下，换向折射驱动电机13驱动换向座4进行移动，避让从激光发射模块2发射出来的激光束；在第二作业模式下，换向折射驱动电机13驱动换向座4移动指定的位置，使得出射孔4-2与第二传动轴11的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，其特征在于，包括用于驱动激光器的振镜模块进行转动的姿态调节机构和用于将激光束反射至激光器的振镜模块的换向折射机构；

所述姿态调节机构包括第一调节驱动机构和第二调节驱动机构，所述第一调节驱动机构的驱动调节平面与激光发射模块发射出来的激光束平行；所述第二调节驱动机构的驱动调节平面与从激光器的振镜模块折射至加工工件的激光束平行；

所述换向折射机构设置在激光发射模块与激光器的振镜模块之间，该换向折射机构包括换向折射镜、换向座以及用于驱动换向座进行移动的换向折射驱动机构；所述换向座与换向折射驱动机构的驱动端连接，该换向座上设有入射孔和出射孔，所述入射孔与出射孔连通，且该入射孔的中心延伸方向与出射孔的中心延伸方向垂直；所述换向折射镜固定设置在换向座上，该换向折射镜位于在入射孔与出射孔连通的位置上；

在第一作业模式下，从激光发射模块发射出来的激光束直线照射至激光器的振镜模块中；在第二作业模式下，激光束从激光发射模块发射出来，依次经过入射孔、换向折射镜、出射孔，再进入激光器的振镜模块中；

所述第一调节驱动机构包括调节安装箱、第一调节驱动电机以及第一调节传动组件；

所述调节安装箱固定连接在第一传动轴上；所述调节安装箱上设有两个用于避让从激光发射模块发射出来的激光束的避让孔，两个避让孔分别位于调节安装箱的两个相邻的侧面上；

所述第一调节驱动电机固定设置在激光发射模块的壳体上；

所述第一调节传动组件包括所述第一传动轴和第一轴承，所述第一传动轴通过所述第一轴承转动连接在所述激光发射模块的壳体上，且该第一传动轴的一端通过减速结构与所述第一调节驱动电机的输出轴连接；

所述激光发射模块的壳体上设有转向卡位；在第二作业模式下，所述调节安装箱位于所述转向卡位中；

所述换向折射机构设置在所述调节安装箱上；

所述换向折射驱动机构包括换向折射驱动电机和换向折射传动组件，所述换向折射驱动电机固定设置在调节安装箱上，所述换向折射传动组件包括换向折射传动丝杆和换向折射传动丝杆螺母；

所述换向座与换向折射传动丝杆螺母固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，其特征在于，所述激光发射模块的壳体上设有对转向卡位进行遮光的遮光机构，该遮光机构包括遮光板、遮光驱动电机和遮光传动组件，所述遮光驱动电机固定设置在激光发射模块的壳体上，所述遮光传动组件包括遮光传动丝杆和遮光传动丝杆螺母；在第一作业模式下，所述遮光板伸展遮挡在转向卡位的开口处。

3.根据权利要求1所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，其特征在于，所述第二调节驱动机构设置在第一调节驱动机构上，该第二调节驱动机构包括第二调节驱动电机和第二调节传动组件；

所述第二调节驱动电机固定设置在调节安装箱上；

所述第二调节传动组件包括传动齿轮、第二传动轴和第二轴承；所述第二传动轴的一端通过所述第二轴承管道连接在调节安装箱上，该第二传动轴的另一端与所述激光器的振镜模块固定连接；所述第二传动轴为中空结构；所述传动齿轮包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮同轴固定连接在第二调节驱动电机的输出轴上，所述从动齿轮同轴固定设置在所述第二传动轴上。

4.根据权利要求3所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置，其特征在于，在第二作业模式下，激光束从激光发射模块发射出来，经过换向折射镜折射后，通过第二传动轴的内孔进入激光器的振镜模块中。

5.一种应用于权利要求1-4任一项所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制装置的激光器作业的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选择激光器的作业模式，该作业模式包括第一作业模式和第二作业模式，其中，第一作业模式用于对摆放在激光器下方的工件进行雕刻，所述第二作业模式用于对摆放在激光器周围的工件进行雕刻；在第一作业模式状态下，激光器中的振镜模块的镜头朝下，在第二作业模式状态下，振镜模块的镜头朝向水平方向；由激光发射模块发射的激光束在进入振镜模块之前，沿水平方向直线传递；

（2）当选择第一作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝下，此时振镜模块的入射口朝向水平方向，由激光发射模块发射的激光束从水平方向沿直线从入射口进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，将激光束引导至下方的工件表面，对物料进行雕刻；

当选择第二作业模式时，由第一调节驱动机构控制振镜模块的镜头朝向水平方向，此时振镜模块的入射口朝向下方，由激光发射模块发射的激光束先从水平方向沿直线传递，在进入振镜模块的入射口之前，由换向折射镜将激光束从水平方向折射成竖直向上，随后进入到振镜模块中，经过振镜的折射后，射向位于四周的待加工工件表面，继而对工件的侧立面进行加工；并且在加工过程中，通过第二调节驱动机构驱动激光器的振镜模块沿着水平面进行转动，对不同方位的工件侧立面进行加工。

6.根据权利要求5所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法，其特征在于，在第一作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座进行移动，避让从激光发射模块发射出来的激光束。

7.根据权利要求5所述的用于激光雕刻机的激光器作业的控制方法，其特征在于，在第二作业模式下，换向折射驱动电机驱动换向座移动指定的位置，使得出射孔与第二传动轴的内孔位于同一直线上，从而顺利传递激光束。

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