CN202156215U - 一种扫描式同步仿雕系统 - Google Patents

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Abstract

本新型提供了一种扫描式同步仿雕系统，它包括机架、激光头、CCD激光位移驱动传感器、与工件表面垂直的Z轴驱动机构、与激光头连接的X轴运动机构、Y轴运动机构以及用于驱动激光头动作的上位控制器，本实用新型采用Z轴驱动机构调节激光头与工件之间的距离，能够实现大范围自动调焦、实现异形平面雕刻，由于Y轴运动机构采用齿轮齿条配合传动，且设置有滑槽和滑块，使得雕刻系统在工作时，Y向运行平稳，雕刻的图案更加精确。

Description

一种扫描式同步仿雕系统
技术领域
本实用新型涉及一种机电设备，尤其涉及一种扫描式同步仿雕系统。
背景技术
雕刻机，常常用于雕刻木板、塑料上的图案，现有技术中的雕刻机，存在以下不足：1.其Y向运动机构的稳定性和精度不高；2.只能实现对平面材料的雕刻。
发明内容
为了克服上述的缺陷，本实用新型的目的是提供一种能够实现动态调焦、在雕刻过程中实时调焦、实现异形平面雕刻的扫描式同步仿雕系统。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种扫描式同步仿雕系统，它包括机架、激光头、CCD激光位移驱动传感器、与工件表面垂直的Z轴驱动机构、与激光头连接的X轴运动机构、Y轴运动机构以及用于驱动激光头动作的上位控制器，所述上位控制器包括用于控制X轴运动机构、Y轴运动机构的形成并设定激光头的轨迹的雕刻加工模块，所述雕刻加工模块连接X轴运动机构、Y轴运动机构，所述Y轴运动机构包括墙板、电机、减速机、齿轮、齿条、滑块和滑槽，墙板上安装有电机，电机下方安装有减速机，电机与减速机通过皮带连接，减速机的输出轴上连接齿轮，机架的外侧安装齿条，齿轮、齿条相互啮合，机架的外侧安装有滑块，墙板上与滑块相对应的位置安装有滑槽，所述滑槽与滑块相互配合，所述Z轴驱动机构包括Z轴传动机构、控制电机，所述Z轴传动机构连接激光头，所述Z轴传动机构与CCD激光位移传感器固定连接。
所述上位控制器还包括用于依据CCD激光位移传感器探测激光头与工件之间的距离，并生产工件表面的三维地形图的扫描测焦模块和用于依据三维地形图，并满足激光头的焦点位于工件的表面，依照加工的工序点计算各个行程的激光头的位置，在各个工序点向控制电机发出控制指令的仿形雕刻控制模块。
所述CCD激光位移传感器连接扫描测焦模块，所述扫描测焦模块连接雕刻加工模块、仿形雕刻控制模块，所述仿形雕刻控制模块连接控制电机。
它还包括旋转雕刻机构，所述的激光头安装在旋转雕刻机构上。
上述技术方案的有益之处在于：
本实用新型采用Z轴驱动机构调节激光头与工件之间的距离，能够实现大范围自动调焦、实现异面平面雕刻，由于Y轴运动机构采用齿轮齿条配合传动，且设置有滑槽和滑块，使得雕刻系统在工作时，Y向运行平稳，雕刻的图案更加精确。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图１为本新型的示意图；
图2为X轴运动机构的示意图；
图3为Y轴运动机构的示意图；
图4为激光头的结构图示意图；
图5为Z轴驱动机构的结构示意图；
图6为CCD激光机位移传感器的结构示意图；
图7为CCD激光位移传感器的原理示意图；
图8为尚未控制器的原理框图。
具体实施方式
实施例
如图1-8所示的一种扫描式同步仿雕系统，它包括机架1、激光头2、CCD激光位移驱动传感器3、与工件表面垂直的Z轴驱动机构4、与激光头2连接的X轴运动机构5、Y轴运动机构6以及用于驱动激光头动作的上位控制器7，所述上位控制器7包括用于控制X轴运动机构5、Y轴运动机构6的形成并设定激光头的轨迹的雕刻加工模块8，所述雕刻加工模块8连接X轴运动机构5、Y轴运动机构6，所述Y轴运动机构7包括墙板8、电机9、减速机10、齿轮11、齿条12、滑块13和滑槽14，墙板8上安装有电机9，电机9下方安装有减速机10，电机9与减速机10通过皮带21连接，减速机10的输出轴上连接齿轮11，机架1的外侧安装齿条12，齿轮11、齿条12相互啮合，机架1的外侧安装有滑块13，墙板8上与滑块13相对应的位置安装有滑槽14，所述滑槽14与滑块13相互配合，所述Z轴驱动机构4包括Z轴传动机构15、控制电机16，所述Z轴传动机构15连接激光头2，所述Z轴传动机构15与CCD激光位移传感器3固定连接。所述上位控制器7还包括用于依据CCD激光位移传感器3探测激光头2与工件之间的距离，并生产工件表面的三维地形图的扫描测焦模块17和用于依据三维地形图，并满足激光头的焦点位于工件的表面，依照加工的工序点计算各个行程的激光头2的位置，在各个工序点向控制电机16发出控制指令的仿形雕刻控制模块18。所述CCD激光位移传感器3连接扫描测焦模块17，所述扫描测焦模块17连接雕刻加工模块20、仿形雕刻控制模块18，所述仿形雕刻控制模块18连接控制电机16。它还包括旋转雕刻机构19，所述的激光头2安装在旋转雕刻机构19上。
工作原理：本实用新型采用一个CCD激光位移传感器来探测激光头与被加工件之间的距离，生成被雕刻材料三维地形图，通过PID控制算法来控制激光头的位置，确保激光的焦点落在被加工件的表面，从而实现异形平面雕刻，也可以利用辅助的旋转雕刻装置实现对异形圆筒的雕刻。

Claims (4)

1.一种扫描式同步仿雕系统，其特征在于：它包括机架、激光头、CCD激光位移驱动传感器、与工件表面垂直的Z轴驱动机构、与激光头连接的X轴运动机构、Y轴运动机构以及用于驱动激光头动作的上位控制器，所述上位控制器包括用于控制X轴运动机构、Y轴运动机构的形成并设定激光头的轨迹的雕刻加工模块，所述雕刻加工模块连接X轴运动机构、Y轴运动机构，所述Y轴运动机构包括墙板、电机、减速机、齿轮、齿条、滑块和滑槽，墙板上安装有电机，电机下方安装有减速机，电机与减速机通过皮带连接，减速机的输出轴上连接齿轮，机架的外侧安装齿条，齿轮、齿条相互啮合，机架的外侧安装有滑块，墙板上与滑块相对应的位置安装有滑槽，所述滑槽与滑块相互配合，所述Z轴驱动机构包括Z轴传动机构、控制电机，所述Z轴传动机构连接激光头，所述Z轴传动机构与CCD激光位移传感器固定连接。
2.如权利要求1所述的一种扫描式同步仿雕系统，其特征在于：所述上位控制器还包括用于依据CCD激光位移传感器探测激光头与工件之间的距离，并生产工件表面的三维地形图的扫描测焦模块和用于依据三维地形图，并满足激光头的焦点位于工件的表面，依照加工的工序点计算各个行程的激光头的位置，在各个工序点向控制电机发出控制指令的仿形雕刻控制模块。
3.如权利要求2所述的一种扫描式同步仿雕系统，其特征在于：所述CCD激光位移传感器连接扫描测焦模块，所述扫描测焦模块连接雕刻加工模块、仿形雕刻控制模块，所述仿形雕刻控制模块连接控制电机。
4.如权利要求1所述的一种扫描式同步仿雕系统，其特征在于：它还包括旋转雕刻机构，所述的激光头安装在旋转雕刻机构上。
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