CN205147600U - 用于激光机的弧面输料设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激光机的弧面输料设备，其包括：其上表面为弧面的用于承托待模切材料的模切台；用于将待模切材料输送至模切台的弧面上的输料装置；其中，在对待模切材料进行激光模切过程中，振镜按扫描路径将聚焦的激光束投射到位于模切台弧面的待模切材料上，且使所述激光束按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料上。本实用新型的设备，结构简单，使用方便，确保激光束焦点始终落在待模切材料上，从而提高模切质量，减少激光束的能量损失。

Description

用于激光机的弧面输料设备

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种用于激光机的弧面输料设备。

背景技术

现有技术中，常采用激光机对模切材料进行模切处理，而激光机模切处理的方式有透镜前扫描和透镜后扫描。其中，现有技术采用的透镜后扫描系统的结构如图1所示，激光发射器发出的激光通过聚光镜2聚焦后投射到振镜10上，再由振镜10在待模切材料上按照扫描路径完成模切过程。

发明人经过长期观察发现，当振镜10按照扫描路径进行转动以便完成模切过程时，经振镜投射的激光束9的焦点形成圆弧形的焦点轨迹(如图1所示)，这种情况下，模切台工作面上的待模切材料与焦点轨迹只有在中心点A处才是重合的，此时焦点恰好在待模切材料上，而在中心点A以外，焦点轨迹和模切台工作面上的待模切材料则是分离的，振镜扫描的角度越大，分离的距离越大，在待模切材料的边缘B处相离最大，同时振镜的旋转半径(即振镜与工作面之间的垂直距离)越小，分离的距离也会越大。在边缘B处，激光束先聚成点后又发散，实际聚焦点在C处。焦点发散后在待模切材料的B点形成一个较大尺寸的光斑，造成激光能量密度降低，或者模切精度的降低，因此，严重影响了激光模切的质量。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于激光机的弧面输料设备，其结构简单，使用方便，确保激光束焦点始终落在待模切材料上，从而提高模切质量，减少激光束的能量损失。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供一种激光机的弧面输料设备，其包括：其上表面为弧面的用于承托待模切材料的模切台；用于将待模切材料输送至模切台的弧面上的输料装置；其中，在对待模切材料进行激光模切过程中，振镜按扫描路径将聚焦的激光束投射到位于模切台弧面的待模切材料上，且使所述激光束按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料上。

其中，所述模切台包括：呈弧形的模切板；与模切板连接的用于支撑所述模切板的支撑框。

优选的，所述支撑框包括：底板；安装于底板上且与所述待模切材料进给方向平行的一对纵向支撑板；安装于底板上且与所述待模切材料进给方向垂直的一对横向支撑板；其中，所述模切板与所述一对纵向支撑板和所述一对横向支撑板的顶端分别连接。

进一步的，还包括设置于模切台上的用于使所述待模切材料贴合于所述模切台上的吸附装置。

优选的，所述吸附装置包括开设于所述模切板上的通孔。

进一步的，所述吸附装置还包括开设于所述横向支撑板上的抽气孔。

其中，所述抽气孔通过管路与抽气泵相连。

其中，所述模切板的弧面半径与所述振镜中心到所述模切板弧面中心的垂直高度相等。

或者，还包括设置于模切台上的用于使所述待模切材料贴合于所述模切台上的压纸装置。

优选的，所述模切台的所述弧面的半径可调。

优选的，所述弧面的半径与所述振镜中心到所述模切板弧面中心的垂直高度相等。

与现有技术相比，本实用新型的用于激光机的弧面输料设备具有如下优点：

1、本实用新型具有呈弧形的模切板，其使输送至其上的待模切材料也呈弧形，进而使激光束按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料上，从而可减少激光能量密度的发散，提高模切质量；

2、本实用新型的设备中，通过吸附装置或压纸装置的作用，使待模切材料可以顺畅进给到模切板上并与模切板的上表面紧密贴合，确保激光束按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料上，从而减少激光能量密度的发散，提高模切质量。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是现有技术的采用透镜后扫描系统的激光机的结构示意图；

图2是本实用新型的用于激光机的弧面输料设备的第一种结构示意图；

图3是本实用新型的用于激光机的弧面输料设备的第二种结构示意图；

图4是图3所示结构中模切台的结构示意图；

图5是本实用新型的压料装置的结构示意图；

图6是图3所示结构中弧度调节装置的结构示意图。

具体实施方式

如图2、图3所示，为本实用新型提供的用于激光机的弧面输料设备的两种结构的结构示意图，需要说明的是，本实用新型的激光机可以是采用透镜后扫描方式工作的激光模切机，也可以是激光切割机，还可以是激光雕刻机，即，本实用新型的设备适用于采用透镜后扫描方式工作的激光模切机，或者激光切割机，或者激光雕刻机，而本实用新型仅以弧面输料设备用于激光模切机为例，对其结构进行描述。

由图2、图3可知，本实用新型的弧面输料设备包括：其上表面为弧面的用于承托待模切材料5的模切台6；用于将待模切材料5输送至模切台6的弧面上的输料装置；其中，在利用激光发射器1发出的激光对待模切材料5进行激光模切过程中，激光发射器1发出的激光先经过聚焦镜2聚焦，再由振镜3和振镜10按扫描路径将聚焦的激光束9投射到位于模切台6弧面的待模切材料5上，在投射过程中，激光束9按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上。

本实用新型的输料装置具有设置于模切台6两侧的至少一对输料胶辊4(如图2所示)，位于模切台6左侧的输料胶辊4在动力驱动组件(图中未示出)的驱动下转动，以便把待模切材料5输入至模切台6的弧面上，而位于模切台6右侧的输料胶辊(图中未示出)把模切后的产品输送至下一工序。通过在模切台6上设置弧面，使得待模切材料5被输送至模切台6上时呈弧形，即待模切材料5可以在模切台6上实现弧形进给，从而使激光束9按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上，解决了现有技术中激光束的焦点轨迹与待模切材料相分离的问题，提高了投射到待模切材料上的激光能量密度，进而提高激光模切的质量。

具体的，本实用新型提供的弧面输料设备可以采用如图2所示的第一种结构，该种结构的模切台6包括：呈弧形的模切板61，其可由呈长方形的钢板折弯而成；与模切板61四侧边连接的用于支撑住模切板61的支撑框。

其中，本实用新型的用于支撑模切板61的支撑框包括：底板66、安装于底板66上且与待模切材料5进给方向平行的一对纵向支撑板62；安装于底板66上且与待模切材料5进给方向垂直的一对横向支撑板63。其中，模切板61可以与一对纵向支撑板62和一对横向支撑板63的顶端分别连接(如图2所示)，构成一个箱体；或者，模切板61也可以仅与一对横向支撑板63的顶端分别连接(如图4所示)、与一对纵向支撑板62中部连接，从而构成一个箱体。

由于模切板61的弧度与激光模切过程中的振镜10的扫描半径有关(该扫描半径为振镜10到激光束焦点的距离)，因此，在模切过程中，为了能够使激光束9形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上，以便减少激光束9能量密度的发散，提高模切质量，在设计本实用新型的设备时，应使模切板61的弧面半径与振镜10中心到模切板61弧面中心的垂直高度相等。

而为了使待模切材料5能与模切板61的弧面紧密贴合，本实用新型的设备还包括设置于模切板车上的用于使待模切材料5贴合于模切板弧面上的吸附装置。

优选的，吸附装置包括开设于模切板61上的若干通孔8以及开设于一对横向支撑板63中的一个横向支撑板上的抽气孔7，其中，抽气孔7通过管路与抽气泵相连(图中未示出)。

优选的，抽气泵采用真空泵，通过真空泵在通孔8处产生负压，使待模切材料5能够与模切板61的弧面贴合，使得激光束9形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上，减少能量损失，从而提高激光模切质量，减少模切过程中产生的热能。

或者，在使用如图4所示的模切台时，本实用新型的设备还可以在模切板61上方安置用于将待模切材料5压合在模切板61上表面的压料装置65(如图5所示)，从而使待模切材料5能与模切板61的弧面紧密贴合。

具体的，如图5所示，压料装置65包括：压料轴653，其两端分别安装在一对纵向支撑板62上；安装在压料轴653两端且可在压料轴上滑动并相对压料轴转动的一对压紧块651；固定安装在每个压紧块651底部的压料板652，压料板呈条状，且其一部分与待模切材料接触；其中，每个压紧块651与压料轴653通过紧固螺栓654连接为一体。

在使用时，根据待模切材料的厚度和模切板的弧面半径，调节压料板652相对待模切材料的角度，达到调节压料板与待模切材料接触时两者摩擦力的目的，以便待模切材料可以贴合于弧形的模切板上并顺畅进给。并且，由于压紧块可以在压料轴上滑动，所以，可以根据待模切材料的模切尺寸调节一对压紧块之间的距离，以保证压料板与待模切材料相接触的目的。

而调节压料板652与待模切材料之间的角度可以采用手动调节的方法，比如，根据进给的实际情况，使一对压紧块651分别相对压料轴653旋转，以便带动与每个压紧块固定连接的压料板652改变其与待模切材料之间的角度，当压料板相对待模切材料的角度达到要求时，利用紧固螺栓将压紧块锁紧在压料轴上，使压紧块不能再相对压料轴运动。下面，结合图2，仅对具有如图2所示的模切台的第一种结构的弧面输纸设备的输纸方法进行具体描述。

首先，把模切台6的上表面制成弧面，其包括如下步骤：

对钢板进行折弯处理，以形成呈下凹弧形的模切板61；

利用底板66、一对纵向支撑板62和一对横向支撑板63形成用于其顶部开口的支撑框，其中，一对横向支撑板63的形状与尺寸相同，一对纵向支撑板62的形状与尺寸相同，且一对纵向支撑板62的顶端呈下凹弧形，弧形的弧度与模切板61的弧度相同；

将模切板61安置在支撑框的顶端，且将模切板61与支撑框固定连接，固定连接的方式有多种，比如焊接。

接着，利用输料装置的输料胶辊4，将待模切材料5输送至模切板61的上表面。

然后，将激光发射器1、聚焦镜2、振镜3、振镜10按预定位置安装好，使激光发射器1发出的激光经聚焦镜2聚焦、聚焦后再经由振镜3和振镜10折射后的激光束9可以折射到输送至模切板61上表面的待模切材料5上。优选的，该待模切材料为纸张，而输料胶辊4输送的可以是卷筒纸，也可以是单张纸。

由于振镜10到模切板弧形表面中心点的距离与模切板弧面半径相等，因此，在模切过程中，激光束9形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上，从而减少了激光束9能量密度的发散，提高了模切质量。

而由于模切板的弧度与激光模切过程中的振镜10的扫描半径有关(该扫描半径为振镜10到激光束焦点的距离)，扫描半径越大，能够模切的尺寸越大，需要的模切板弧度相应减小；扫描半径越小，能模切的尺寸越小，需要的模切板弧度就越大。因此，为了使模切台的弧度可以根据待模切材料的尺寸进行调整，本实用新型的弧面输料设备还可以采用如图3、图4所示的结构。

具体的，如图3、图4所示，本实用新型第二种结构设备的模切台6包括：呈弧形的模切板61，其可由呈长方形的钢板折弯而成；与模切板61底面中部固定连接的工作台(图中未示出)；安装在工作台上的用于支撑住模切板61的支撑框，其由和待模切材料5进给方向平行的一对纵向支撑板62(图3中仅示出一个纵向支撑板)和垂直于进给方向的一对横向支撑板63构成，模切板61的一对横向侧边分别搭置于与该对横向侧边相对应的一对横向支撑板纵向支撑板横向支撑板上。

其中，在模切板61两侧且分别靠近相对应的横向侧边的位置处分别安置一个弧度调节装置，通过一对弧度调节装置对模切板61的弧面半径进行调节。

优选的，如图6所示，第二种结构设备中的每个弧度调节装置包括：凸轮组件64，具有凸轮轴641和安置在凸轮轴641两端的一对凸轮642，凸轮轴641的两端分别转动安置在一对纵向支撑板62上。其中，凸轮组件64安置在模切板61下方，其一对凸轮642分别与模切板61底部相接触，通过使凸轮轴641旋转，带动与其对应的一对凸轮642随其同步旋转，从而改变凸轮轴641与模切板61底部之间的距离，达到通过凸轮642改变模切板61弧面半径的目的。

此外，为了使弧度调节装置的凸轮轴641可以旋转，弧度调节装置还包括固定安装在凸轮轴641的外伸于纵向支撑板62的部分上的一个手柄643，通过旋转手柄643调节凸轮轴旋转。并且，为了当凸轮轴旋转到位后防止凸轮轴继续旋转，还可以在操作手柄一侧的纵向支撑板62上固定安装一个定位块(图中未示出)，凸轮轴穿过该定位块的中心孔，且凸轮轴可相对定位孔转动。在定位块上设置与其中心孔连通的紧固孔，以便在凸轮轴旋转到位后，将紧固螺钉穿设在紧固孔内以便把凸轮轴紧固于定位块上，从而防止凸轮轴继续旋转。

一对弧度调节装置对称安置在模切板61底部两侧，在需要对模切板61的弧度进行调节时，使一对弧度调节装置的一对凸轮轴641同步旋转，比如，当需要使模切板61的弧度增大(即模切板的曲率半径减小)时，可以通过旋转安装在左侧的凸轮轴641上的手柄643，使图3所示的位于左侧的凸轮轴641沿逆时针方向旋转，通过旋转安装在右侧凸轮轴上的手柄使位于右侧的凸轮轴沿顺时针方向旋转，而且使两个凸轮轴旋转的角度相同即可；反之亦然。

当然，调节一对凸轮轴同步旋转，除了上述的手动调节的方式之外，还可以通过其它的方式，比如，通过电机驱动一对凸轮轴同步反向旋转即可实现，通过电机驱动一对凸轮轴同步反向旋转的传动结构可以采用现有技术的传动结构，在此不对其结构进行介绍。

此外，如图3、图4所示，本实用新型第二种结构的设备除了上述结构之外，还包括安置在模切板61上方且用于将待模切材料5压合在模切板61上表面的压料装置65。

具体的，如图4、图5所示，压料装置65包括：压料轴653，其两端分别安装在一对纵向支撑板62上；安装在压料轴653两端且可在压料轴上滑动并相对压料轴转动的一对压紧块651；固定安装在每个压紧块651底部的压料板652，压料板呈条状，且其一部分与待模切材料接触；其中，每个压紧块651与压料轴653通过紧固螺栓654连接为一体。

在使用时，根据待模切材料的厚度和模切板的弧面半径，调节压料板652相对待模切材料的角度，达到调节压料板与待模切材料接触时两者摩擦力的目的，以便待模切材料可以贴合于弧形的模切板上并顺畅进给。并且，由于压紧块可以在压料轴上滑动，所以，可以根据待模切材料的模切尺寸调节一对压紧块之间的距离，以保证压料板与待模切材料相接触的目的。

而调节压料板652与待模切材料之间的角度可以采用手动调节的方法，比如，根据进给的实际情况，使一对压紧块651分别相对压料轴653旋转，以便带动与每个压紧块固定连接的压料板652改变其与待模切材料之间的角度，当压料板相对待模切材料的角度达到要求时，利用紧固螺栓将压紧块锁紧在压料轴上，使压紧块不能再相对压料轴运动。

下面，结合图3对本实用新型第二种结构的弧面可调式输纸设备的输纸方法进行具体描述。

首先，把模切台6的上表面制成弧面，其包括如下步骤：

把呈弧形的模切板61的中部固定安置在工作台上；

在工作台安装由一对纵向支撑板62和一对横向支撑板63构成的支撑框；

利用支撑框的一对横向支撑板支撑住模切板61的横向两侧边，并使横向的两侧边可以相对横向支撑板上下移动；

将一对弧度调节装置对称安置在模切板61底部两侧，以便对模切板61的弧面半径进行调节。

接着，利用输料装置的输料胶辊4，将待模切材料5输送至模切板的上表面，并且利用已组装好的压料装置将待模切材料压合在模切板的上表面。

然后，将激光发射器1、聚焦镜2、振镜3、振镜10按预定位置安装好，使激光发射器1发出的激光经聚焦镜2聚焦、聚焦后再经由振镜3和振镜10折射后的激光束9可以折射到输送至模切板上表面的待模切材料上。优选的，该待模切材料为纸张，而输料胶辊4输送的可以是卷筒纸，也可以是单张纸。

由于模切板的弧度与激光模切过程中的振镜10的扫描半径有关，该扫描半径为振镜10到激光束焦点的距离，扫描半径越大，能够模切的尺寸越大，需要的模切板弧度相应减小；扫描半径越小，能模切的尺寸越小，需要的模切板弧度就越大。

为了在模切过程中，能够使激光束9形成的焦点轨迹始终落在待模切材料5上，以便减少激光束9能量密度的发散，提高模切质量，因此，根据待模切材料的模切尺寸，调整振镜10中心到模切板弧面中心的垂直高度，并相应调整模切板的弧面半径，以使模切板的弧面半径与振镜10中心到模切板弧面中心的垂直高度相等，从而可以采用一套设备模切不同尺寸的材料，提高设备通用性，并节约设备采购成本。

其中，调整模切板的弧面半径是通过对称安置在模切板61底部两侧的一对弧度调节装置实现，弧度调节装置对模切板的弧面半径进行调节包括如下步骤：

先组装凸轮组件，然后将组装好的凸轮组件安置在模切板底部，并使凸轮组件的一对凸轮分别接触模切板底部，以便通过凸轮支撑模切板；

在需要对模切板61的弧度进行调节时，使一对弧度调节装置的凸轮轴641同步旋转，比如，当需要使模切板61的弧度增大(即模切板的曲率半径减小)时，可以通过旋转安装在左侧的凸轮轴641上的手柄643，使图2所示的位于左侧的凸轮轴641沿逆时针方向旋转，通过旋转安装在右侧凸轮轴上的手柄使位于右侧的凸轮轴沿顺时针方向旋转，而且使两个凸轮轴旋转的角度相同即可；反之亦然。

本实用新型第二种结构的设备通过弧度调节装置对模切板的弧面半径进行调节，从而使模切板可以适用于模切不同尺寸的待模切纸张，并且，模切板弧度的调节量可以根据振镜10的扫描半径来确定，不论扫描半径为多少，都可以使振镜10按扫描路径将聚焦的激光束9投射到位于模切台6弧面的待模切纸张上，使激光束9按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切纸张上。

相对于现有技术的激光机透镜后扫描系统来说，本实用新型两种结构的输纸设备都采用具有弧形表面的模切板，其解决了激光束的焦点轨迹与待模切纸张相分离的问题，从而提高了激光模切的质量，减少了传统模切中由于扫描轨迹与工作平面相离产生的光斑扩大、激光能量密度下降的问题。

本实用新型的待模切纸张无论是通过吸附装置还是压纸装置的作用，都可以与模切板的弧形工作面紧密贴合，因此，确保了待模切纸张能够弧形走纸，从而使激光束的焦点轨迹始终落在待模切纸张上，解决焦点轨迹与待模切纸张相分离的问题。

另外，本实用新型第二种结构的设备还可以在一定范围内根据激光模切的扫描半径调整弧形模切板的弧度，从而在提高激光模切质量、减少能量损失的同时，还提高弧形模切台的适应性，减少设备采购成本。

尽管上文对本实用新型作了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于激光机的弧面输料设备，其特征在于，包括：

其上表面为呈弧形的模切板的用于承托待模切材料的模切台；

用于将待模切材料输送至模切板的弧面上的输料装置；

其中，在对待模切材料进行激光模切过程中，振镜按扫描路径将聚焦的激光束投射到位于模切板弧面的待模切材料上，且使所述激光束按扫描路径运动形成的焦点轨迹始终落在待模切材料上。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模切台还包括：

与模切板连接的用于支撑所述模切板的支撑框。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述支撑框包括：

底板；

安装于底板上且与所述待模切材料进给方向平行的一对纵向支撑板；

安装于底板上且与所述待模切材料进给方向垂直的一对横向支撑板；

其中，所述模切板与所述一对纵向支撑板和所述一对横向支撑板的顶端分别连接。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括设置于模切台上的用于使所述待模切材料贴合于所述模切台上的吸附装置。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述吸附装置包括开设于所述模切板上的通孔。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述吸附装置还包括开设于所述横向支撑板上的抽气孔。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述抽气孔通过管路与抽气泵相连。

8.根据权利要求1-6任一项所述的设备，其特征在于，所述模切板的弧面半径与所述振镜中心到所述模切板弧面中心的垂直高度相等。

9.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括设置于模切台上的用于使所述待模切材料贴合于所述模切台上的压纸装置。

10.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述模切台的所述弧面的半径可调。