CN204771156U - 一种激光打孔机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光打孔机，包括：打孔执行机构和所述打孔执行机构电连接的打孔处理系统；打孔处理系统根据预设打孔图样，控制打孔执行机构根据设定的打孔图样自动调整打孔的位置进行打孔，无需人工调整测试，节约了大量的时间，提高了生产效率，同时也降低了技术人员的工作量。

Description

一种激光打孔机

技术领域

本实用新型涉及打孔领域，尤其涉及一种激光打孔机。

背景技术

随着社会的发展，人们在要求生产效率提高的同时，对于加工精度的要求也越来越高。激光打孔就是一个即要求高生产效率又要求高精度的工业生产项目。

在传统工艺中，为了保证高精度和高生产效率，技术人员必须提前设定和多次测试，过程十分繁琐，并且每当需要改动参数时，都要再次进行测试。因此设计一款可自动精确调整的激光打孔器是很有必要的。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于，提供一种激光打孔机，无需人工调整测试，节约了大量的时间，提高了生产效率，同时也降低了技术人员的工作量。

为达此目的，本实用新型包括：打孔执行机构和所述打孔执行机构电连接的打孔处理系统；

所述打孔执行机构包括：水平基板、与所述水平基板耦合连接用于安置工件的工作台、设置在所述水平基板上的横梁组件、设置在所述横梁组件上，并在所述横梁组件上水平移动，用于采集工件图像的机头组件；

所述横梁组件上设有用于传导激光束的光路组件，所述机头组件包括：用于将激光束传导至工件上进行打孔的光路通道和用于采集工件图像的图像采集装置；

所述光路组件的一端设有激光发生组件，另一端与所述光路通道连通；

所述打孔处理系统用于根据预设打孔图样，控制所述打孔执行机构对工件进行打孔。

优选地，所述光路组件包括：功率控制器；

所述功率控制器用于调节激光束的功率。

优选地，所述光路组件还包括：调光装置；

所述调光装置包括，两个位置相对应的孔径光阑；

所述孔径光阑用于使激光束通过所述孔径光阑的孔，通过调节孔径调节激光束的能量值。

优选地，所述光路组件包括：光束反射装置；

所述光束反射装置设有：反射镜、反射镜筒、反射镜调节机构、调节角度板、钢制弹性叠片、反射镜座；

所述反射镜固定于所述反射镜筒上，所述反射镜筒耦合于所述调节角度板，所述反射镜调节机构设置在所述调节角度板边缘，并通过所述钢制弹性叠片与所述反射镜座连接。

优选地，所述光路组件还包括：与所述功率控制器电连接的功率检测探头；

所述功率检测探头用于检测激光束的功率，并将功率值反馈至所述功率控制器。

优选地，所述图像采集装置包括：低倍图像采集器、高倍图像采集器、低倍光源、高倍同轴光源、高倍环形光源；

所述低倍图像采集器用于采集工件的MARK点；

所述低倍方形光源用于给予所述低倍图像采集器提供光源；

所述高倍图像采集器用于采集工件的打孔图像；

所述高倍同轴光源和所述高倍环形光源分别用于给予所述高倍图像采集器提供光源。

优选地，所述图像采集装置包括：与所述打孔处理系统电连接的视频采集器；

所述视频采集器用于采集打孔过程中的视频信号，并传输至所述打孔处理系统。

优选地，还包括：用于使激光打孔机在三维空间中X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置的X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构；

所述X轴传动机构设置在所述横梁组件上，用于使所述机头组件沿着所述横梁组件横向水平移动；

所述Y轴传动机构设置在所述工作台的底部，用于使所述工作台沿着垂直于所述横梁组件的方向移动；

所述Z轴传动机构设置在所述机头组件上，用于使所述机头组件沿着竖直方面升降。

优选地，所述打孔处理系统包括：数据预设模块、坐标生成模块、排样排序模块、控制模块、显示屏；

所述数据预设模块用于接收打孔图样，确定打孔图样的MARK点，在打孔图样上生成预设坐标系，在预设坐标系内确定孔位坐标值；

所述坐标模块用于通过所述图像采集装置获取工件打孔图像，确定工件打孔图像的MARK点，并生成工件坐标系；

所述排样排序模块用于将预设坐标系与工件坐标系结合形成打孔坐标系，并计算出以MARK点为起始点，打孔行程最短的打孔线路，生成打孔线路图样；

所述控制模块用于根据打孔线路图样，控制所述打孔执行机构分别在三维空间中的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置进行打孔；

所述显示屏用于显示打孔信息以及激光打孔机的运行信息。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

打孔处理系统根据预设打孔图样，控制打孔执行机构根据设定的打孔图样自动调整打孔的位置进行打孔，无需人工调整测试，节约了大量的时间，提高了生产效率，同时也降低了技术人员的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为激光打孔机实施例的整体结构图；

图2为激光打孔机实施例的整体结构图；

图3为激光打孔机实施例的俯视结构图；

图4为横梁组件和光路组件实施例结构图；

图5为光束反射装置实施例结构图；

图6为机头组件实施例结构图；

图7为打孔处理系统实施例示意图。

附图标记说明：

1横梁组件，2工作台，3机头组件，4激光发生组件，5光束反射装置，11功率控制器，12调光装置，13功率检测探头，31视频采集器，32低倍图像采集器，32a低倍方形光源，33高倍图像采集器，33a高倍同轴光源,33b高倍环形光源，34光路通道，51反射镜，52反射镜筒，53反射镜调节机构，54调节角度板，55钢制弹性叠片，56反射镜座，61X轴传动机构，62Y轴传动机构，63Z轴传动机构，101数据预设模块，102坐标生成模块，103排样排序模块，104控制模块，105显示屏

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

应当理解，在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。

这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。

本实施例提供一种激光打孔机，请参阅图1和图2所示，包括：打孔执行机构和打孔执行机构电连接的打孔处理系统；

打孔执行机构包括：水平基板、与水平基板耦合连接用于安置工件的工作台2；设置在水平基板上的横梁组件1、设置在横梁组件1上，并在横梁组件1上水平移动，用于采集工件图像的机头组件3；

横梁组件2上设有用于传导激光束的光路组件，机头组件3包括：用于将激光束传导至工件上进行打孔的光路通道34和用于采集工件图像的图像采集装置；光路组件的一端设有激光发生组件4，另一端与光路通道34连通；

打孔处理系统用于根据预设打孔图样，控制打孔执行机构对工件进行打孔。

可以理解的是，水平基板为激光打孔机水平基准板，通常采用大理石材料制作，在水平基板上设有工作台2，用于安放和固定打孔工件。横梁组件2横跨在工作台2上。优选的，机头组件3设置在横梁组件1的前部，光激光发生组件4设置在横梁组件1的背部，这样激光发生组件4设置在横梁组件1的背部，可以起到防止激光发生组件4发出的激光束照射操作人员，对操作人员身体健康造成影响。

光路组件起到了将激光发生组件4发出的激光束传导至工件表面，对工件进行打孔切割。机头组件3中设置光路通道34同样是光路组件的一部分，也是起到传导激光束至工件表面对工件进行打孔切割的作用。

为了能使激光打孔机在三维空间中X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置，打孔执行机构设有X轴传动机构61、Y轴传动机构62、Z轴传动机构63，请参阅图2、图3、图6所示；

X轴传动机构61设置在横梁组件1上，用于使机头组件3沿着横梁组件1横向水平移动；

Y轴传动机构62设置在工作台2的底部，用于使工作台2沿着垂直于横梁组件1的方向移动；

Z轴传动机构63设置在机头组件3上，用于使机头组件3沿着竖直方面升降。

通过X轴传动机构61、Y轴传动机构62、Z轴传动机构63使打孔执行机构能够多方位调节打孔位置，操作更加灵活，打孔位置更加精确。

具体的，X轴传动机构61、Y轴传动机构62、Z轴传动机构63可以采用伺服电机，或气缸驱动。传动方式可以采用液压气缸传动，或丝杆传动等等。

这样，打孔处理系统根据预设打孔图样，控制打孔执行机构根据设定的打孔图样自动调整打孔的位置进行打孔，无需人工调整测试，节约了大量的时间，提高了生产效率，同时也降低了技术人员的工作量。

在本实施例中，请参阅图3和图4所示，光路组件包括：功率控制器11；功率控制器11用于调节激光束的功率。具体的通过功率控制器11可以调节激光束的功率，使激光束能够对不同厚度、不同材质的材料进行打孔。

优选的，光路组件还包括：与功率控制器11电连接的功率检测探头13；功率检测探头13用于检测激光束的功率，并将功率反馈至功率控制器11，使功率检测探头13与功率控制器11形成功率闭环控制。

在激光打孔机打孔时，由于电压波动，或其他外界因素影响，造成激光束的输出功率变化，影响打孔质量。这里通过设置功率检测探头13实时检测激光束的功率值，当激光束的功率值波动变化时，通过反馈至功率控制器11，使功率控制器11对激光束的功率值进行动态调节，保证打孔质量。

功率检测探头13的检测方式是：光束反射装置在反光时，漏一部分激光束至功率检测探头13，使功率检测探头13检测激光束的功率值。

在本实施例中，光路组件还包括：调光装置12；

调光装置12包括，两个位置相对应的孔径光阑；孔径光阑用于使激光束通过孔径光阑的孔，通过调节孔径调节激光束的能量值。

孔径光阑中心设有通光孔，通光孔一般呈圆形，光阑就是控制光束通过多少的设备，主要用于调节通过的光束的强弱。

在本实施例中，请参阅图5所示，光路组件包括：光束反射装置5；

光束反射装置5设有：反射镜51、反射镜筒52、反射镜调节机构53、调节角度板54、钢制弹性叠片55、反射镜座56；

反射镜51固定于反射镜筒52上，反射镜筒52耦合于调节角度板54，反射镜调节机构53设置在调节角度板54边缘，并通过钢制弹性叠片55与反射镜座56连接。

反射镜51的主要作用是反射激光束，改变激光束传输角度，使光路组件能够将激光束传导至工件上。

钢制弹性叠片55套设在反射镜调节机构53上，反射镜调节机构53为螺栓螺母配合结构。钢制弹性叠片55和反射镜调节机构53的套设机构在光束反射装置5上优选设置四个，分别分布在调节角度板54边缘四角。在需要调整反射角度时，可以旋紧或松脱反射镜调节机构53的螺母，使钢制弹性叠片55压缩或伸长，从而调节光束反射装置5的反射角度。

使用钢制弹性叠片55不仅起到调节角度的作用，而且钢制弹性叠片55具有一定的刚性，在激光打孔机打孔时，不会引振动引起位置便宜，从而影响打孔质量。而且钢制弹性叠片55调节角度精准，能够保证打孔精度。

在本实施例中，请参阅图6所示，图像采集装置包括：低倍图像采集器32、高倍图像采集器33、低倍光源32a、高倍同轴光源33a、高倍环形光源33b；

低倍图像采集器32用于采集工件的MARK点。mark点是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点；

低倍方形光源32a用于给予低倍图像采集器32提供光源；

高倍图像采集器33用于采集工件的打孔图像；

高倍同轴光源33a和高倍环形光源33b分别用于给予高倍图像采集器33提供光源。

低倍图像采集器32视场范围大，能快速定位工件MARK点的大致位置，避免高倍相机因视野范围小而出现找不到工件MARK点的情况。高倍图像采集器33虽然视场范围小，但是采集图像的像素高，清晰度高，实现高精度定位功能。图像采集装置将低倍图像采集器32和高倍图像采集器33结合使用提高打孔效率，保证打孔的精确性。

在本实施例中，图像采集装置包括：与打孔处理系统电连接的视频采集器31；视频采集器31用于采集打孔过程中的视频信号，并传输至打孔处理系统。通过视频采集器31录制加工时的状态，并通过显示屏显示方便操作人员观察加工状况。

在本实施例中，请参阅图7所示，打孔处理系统包括：数据预设模块101、坐标生成模块102、排样排序模块103、控制模块104、显示屏；

数据预设模块101用于接收打孔图样，确定打孔图样的MARK点，在打孔图样上生成预设坐标系，在预设坐标系内确定孔位坐标值；

坐标模块102用于通过图像采集装置获取工件打孔图像，确定工件打孔图像的MARK点，并生成工件坐标系；

排样排序模块103用于将预设坐标系与工件坐标系结合形成打孔坐标系，并计算出以MARK点为起始点，打孔行程最短的打孔线路，生成打孔线路图样；

打孔处理系统建立打孔坐标系，工件上的需要加工的孔排布在打孔坐标系内，以具体的坐标值来体现孔的位置，这样打孔处理系统能够精准的找到每一个需要加工的孔。在打孔时，会存在多种打孔先后顺序，为了能够提高打孔效率，排样排序模块103以MARK点为起始点，逐一计算出加工完工件上所有孔的行程，从中选出打孔行程最短的打孔线路，生成打孔线路图样。

当然也可以通过人工的方式输入打孔行程，即数据预设模块101除了接收打孔图样，还接受打孔的行程线路。由控制模块104安装设定的行程线路进行打孔。

控制模块104用于根据打孔线路图样，控制打孔执行机构分别在三维空间中的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置进行打孔。

显示屏105用于显示打孔信息以及激光打孔机的运行信息。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种激光打孔机，其特征在于，包括：打孔执行机构和所述打孔执行机构电连接的打孔处理系统；

所述打孔执行机构包括：水平基板、与所述水平基板耦合连接用于安置工件的工作台、设置在所述水平基板上的横梁组件、设置在所述横梁组件上，并在所述横梁组件上水平移动，用于采集工件图像的机头组件；

所述横梁组件上设有用于传导激光束的光路组件，所述机头组件包括：用于将激光束传导至工件上进行打孔的光路通道和用于采集工件图像的图像采集装置；

所述光路组件的一端设有激光发生组件，另一端与所述光路通道连通；

所述打孔处理系统用于根据预设打孔图样，控制所述打孔执行机构对工件进行打孔。

2.根据权利要求1所述的激光打孔机，其特征在于：

所述光路组件包括：功率控制器；

所述功率控制器用于调节激光束的功率。

3.根据权利要求1或2所述的激光打孔机，其特征在于：

所述光路组件还包括：调光装置；

所述调光装置包括，两个位置相对应的孔径光阑；

所述孔径光阑用于使激光束通过所述孔径光阑的孔，通过调节孔径调节激光束的能量值。

4.根据权利要求1或2所述的激光打孔机，其特征在于：

所述光路组件包括：光束反射装置；

所述光束反射装置设有：反射镜、反射镜筒、反射镜调节机构、调节角度板、钢制弹性叠片、反射镜座；

所述反射镜固定于所述反射镜筒上，所述反射镜筒耦合于所述调节角度板，所述反射镜调节机构设置在所述调节角度板边缘，并通过所述钢制弹性叠片与所述反射镜座连接。

5.根据权利要求2所述的激光打孔机，其特征在于：

所述光路组件还包括：与所述功率控制器电连接的功率检测探头；

所述功率检测探头用于检测激光束的功率，并将功率值反馈至所述功率控制器。

6.根据权利要求1所述的激光打孔机，其特征在于：

所述图像采集装置包括：低倍图像采集器、高倍图像采集器、低倍光源、高倍同轴光源、高倍环形光源；

所述低倍图像采集器用于采集工件的MARK点；

所述低倍方形光源用于给予所述低倍图像采集器提供光源；

所述高倍图像采集器用于采集工件的打孔图像；

所述高倍同轴光源和所述高倍环形光源分别用于给予所述高倍图像采集器提供光源。

7.根据权利要求1或6所述的激光打孔机，其特征在于：

所述图像采集装置包括：与所述打孔处理系统电连接的视频采集器；

所述视频采集器用于采集打孔过程中的视频信号，并传输至所述打孔处理系统。

8.根据权利要求1所述的激光打孔机，其特征在于：

还包括：用于使激光打孔机在三维空间中X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置的X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构；

所述X轴传动机构设置在所述横梁组件上，用于使所述机头组件沿着所述横梁组件横向水平移动；

所述Y轴传动机构设置在所述工作台的底部，用于使所述工作台沿着垂直于所述横梁组件的方向移动；

所述Z轴传动机构设置在所述机头组件上，用于使所述机头组件沿着竖直方面升降。

9.根据权利要求1所述的激光打孔机，其特征在于：

所述打孔处理系统包括：数据预设模块、坐标生成模块、排样排序模块、控制模块、显示屏；

所述数据预设模块用于接收打孔图样，确定打孔图样的MARK点，在打孔图样上生成预设坐标系，在预设坐标系内确定孔位坐标值；

所述坐标模块用于通过所述图像采集装置获取工件打孔图像，确定工件打孔图像的MARK点，并生成工件坐标系；

所述排样排序模块用于将预设坐标系与工件坐标系结合形成打孔坐标系，确定孔位坐标值，并计算出以MARK点为起始点，打孔行程最短的打孔线路，生成打孔线路图样；

所述控制模块用于根据打孔线路图样，控制所述打孔执行机构分别在三维空间中的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向调整打孔位置进行打孔；

所述显示屏用于显示打孔信息以及激光打孔机的运行信息。