CN206335253U - 一种非金属材料激光雕刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非金属材料激光雕刻机，包括机架和横梁，所述横梁上安装有X轴位移组件，所述机架上安装有Y轴位移组件；所述X轴位移组件固定连接有激光器，所述机架连接有工作台；所述X轴位移组件、Y轴位移组件、工作台和激光器构成固定龙门式结构。本实用新型通过采用简单高效的机械结构设计，实现对需要激光加工的物体进行加工的目的，操作简单，同时具有较高的加工精度，较快的加工速度；在同等高速加工、运行的条件下，该结构更加稳定，而且材料价格便宜；采用固定龙门式机构，适宜中等载荷的场所，具有机身整体刚度强，安装调试制造简单、经济实惠，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

Description

一种非金属材料激光雕刻机

技术领域

本实用新型涉及非金属雕刻和切割机器应用技术领域，具体为一种非金属材料激光雕刻机。

背景技术

激光具有高亮度、高单色性、高相干性以及方向性好的特性。激光切割原理一般指激光经过聚焦后照射到材料上，使材料温度急速升高至熔化或汽化，随着激光与被雕刻或切割材料的相对运动，在被加工材料上形成切缝从而达到雕刻或切割的目的。目前激光加工作为先进制造技术已广泛应用于国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、实现自动化、消除污染和减少材料消耗等起到重要的作用。如日本最先将激光切割系统引进汽车制造中，大大提高的劳动生产率。

随着近年来我国制造业的迅速发展，我国的雕刻机产业也获得了良好的发展机遇，但各类型的机床本体结构较为简单，价格比较便宜，因此整机的性价比较高，适用于精度要求不太高的普及应用场合。对高精度的雕刻加工，目前我国尚以进口数控雕刻机为主，进口数控雕刻机机床本体设计、刚度好、精度高，但价格昂贵，往往数倍于国产产品，因此主要应用于模具等高精度加工场合，而在切割深度要求不高的表面雕刻方面不具有针对性，只能采用大功率高耗能价格昂贵的精密激光雕刻机来完成，造成成本浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种非金属材料激光雕刻机，结构简单，使用方便。

本实用新型是以如下技术方案实现的:一种非金属材料激光雕刻机，包括机架和横梁，机架上设有工作台；所述横梁上安装有X轴位移组件；所述X轴位移组件上固定连接有激光器；所述机架上安装有Y轴位移组件；

所述Y轴位移组件包括对称安装在所述机架上且与横梁垂直的直线导轨，每个直线导轨安装一位移滑块；每个直线导轨的两端分别设有同步带传动机构，其中横梁一侧的同步带传动机构连接一XY轴传动系统，XY轴传动系统由第一步进电机提供动力；所述横梁的两端固定在两个位移滑块上；

所述X轴位移组件包括安装在横梁上的X轴位移支架和X轴传动机构；所述X轴位移支架包括两个面板，两个面板位于横梁的两侧；所述X轴传动机构包括沿横梁长度方向布置的同步带、同步带轮、两个上车轮和两个下车轮；其中一个面板的外侧固定一第二步进电机，第二步进电机与同步带轮连接；激光器)固定在另一面板的外侧；所述两个上车轮和两个下车轮分别安装在两面板之间，所述两个上车轮位于同步带轮的两侧其下端与同步带接触，所述两个下车轮上端与横梁接触。

进一步是，所述XY轴传动系统包括两个联轴器，其中一个联轴器通过光轴Ⅲ与其对应的同步带传动机构连接，另一个联轴器通过光轴Ⅳ与其对应的同步带传动机构连接；两个联轴器之间通过光轴Ⅱ连接，光轴Ⅱ上套装一同步带轮机构Ⅰ，第一步进电机固定在同步带轮机构Ⅰ上，第一步进电机轴上安装一带轮Ⅲ，同步带轮机构Ⅰ中的带轮Ⅱ与带轮Ⅲ之间通过同步带连接；

进一步是，所述同步带传动机构包括设置在两条直线导轨四端的同步带轮机构Ⅱ；每一条直线导轨两端的同步带轮机构Ⅱ之间通过同步带连接，同步带穿过该直线导轨上的位移滑块连接两个同步带轮机构Ⅱ中的带轮。

进一步是，远离同步带轮机构Ⅰ侧的两个同步带轮机构Ⅱ结构相同，包括轴承座，直线轴承，带轮Ⅰ以及光轴Ⅰ；带轮Ⅰ套接在光轴Ⅰ，光轴Ⅰ通过直线轴承安装在轴承座上；轴承座通过紧固螺丝对称固定在机架上。

进一步是，所述横梁两端通过紧固螺丝分别固定连接在两个位移滑块上。

进一步是，所述横梁采用铝型材制作。

进一步是，所述直线导轨采用SB型直线导轨。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用简单高效的机械结构设计，实现对需要激光加工的物体进行加工的目的，操作简单，同时具有较高的加工精度，较快的加工速度；在同等高速加工、运行的条件下，该结构更加稳定，而且材料价格便宜；采用固定龙门式机构，适宜中等载荷的场所，具有机身整体刚度强，安装调试制造简单、经济实惠，有良好的经济效益和社会效益，适合推广使用。

附图说明

图1为本实用新型整体结构主视图；

图2为本实用新型整体结构俯视图；

图3是同步带轮机构Ⅱ结构示意图；

图4是X轴位移支架与横梁连接示意图。

图中：1、机架，2、直线轴承，3、光轴Ⅰ，4、带轮Ⅰ，5、同步带轮，6、同步带轮机构Ⅰ，7、联轴器，8、同步带轮机构Ⅱ，9、轴承座，10、带轮Ⅱ，11、第一步进电机，12、带轮Ⅲ，13、光轴Ⅱ，14、直线导轨，15、位移滑块，16、横梁,17、下车轮，18、面板，19、光轴Ⅲ，20、激光器,21、工作台，22、X轴位移组件，23、上车轮，24、同步带，25、光轴Ⅳ.26、第二步进电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种非金属材料激光雕刻机，包括机架1和横梁16，机架1上设有工作台21；所述横梁16上安装有X轴位移组件；所述X轴位移组件上固定连接有激光器20；所述机架1上安装有Y轴位移组件、X轴位移组件22、Y轴位移组件、工作台和激光器构成固定龙门式结构。

Y轴位移组件包括对称安装在所述机架上且与横梁16垂直的直线导轨14，每个直线导轨14安装一位移滑块15；每个直线导轨的两端分别设有同步带传动机构，其中横梁一侧的同步带传动机构连接一XY轴传动系统，XY轴传动系统由第一步进电机11提供动力；所述横梁16的两端固定在两个位移滑块15上。

如图3所示，X轴位移组件22包括安装在横梁16上的X轴位移支架和X轴传动机构；所述X轴位移支架包括两个面板18，两个面板18位于横梁16的两侧；所述X轴传动机构包括沿横梁16长度方向布置的同步带24、同步带轮5、两个上车轮23和两个下车轮17；其中一个面板的外侧固定一第二步进电机26，第二步进电机26与同步带轮5连接；激光器20固定在另一面板的外侧；所述两个上车轮23和两个下车轮17分别安装在两面板18之间，所述两个上车轮23位于同步带轮5的两侧其下端与同步带接触，所述两个下车轮17上端与横梁16接触。

XY轴传动系统包括两个联轴器7，其中一个联轴器通过光轴Ⅲ19与其对应的同步带传动机构连接，另一个联轴器7通过光轴Ⅳ25与其对应的同步带传动机构连接；两个联轴器7之间通过光轴Ⅱ13连接，光轴Ⅱ13上套装一同步带轮机构Ⅰ6，第一步进电机11固定在同步带轮机构Ⅰ6上，第一步进电机11轴上安装一带轮Ⅲ12，同步带轮机构Ⅰ6中的带轮Ⅱ10与带轮Ⅲ12之间通过同步带连接。

同步带传动机构包括设置在两条直线导轨14四端的同步带轮机构Ⅱ8；每一条直线导轨14两端的同步带轮机构Ⅱ8之间通过同步带连接，同步带穿过该直线导轨上的位移滑块15连接两个同步带轮机构Ⅱ8中的带轮。

如图3所示，远离同步带轮机构Ⅰ6侧的两个同步带轮机构Ⅱ8结构相同，包括轴承座9，直线轴承2，带轮Ⅰ4以及光轴Ⅰ3；带轮Ⅰ4套接在光轴Ⅰ3，光轴Ⅰ3通过直线轴承2安装在轴承座9上；轴承座9通过紧固螺丝对称固定在机架1上。靠近同步带轮机构Ⅰ6侧的两个同步带轮机构Ⅱ8结构类似，只是其中的光轴Ⅰ3对应替换为光轴Ⅲ19、光轴Ⅳ25。

本实施例中，横梁16两端通过紧固螺丝分别固定连接在两个位移滑块15上。

本实用新型在使用时，X向移动是由X轴位移组件提供的，Y向移动是由Y轴位移组件提供的。

第二步进电机26启动带动同步带轮5转动，从而带动X轴位移支架沿着同步带24实现X轴上的运动；上车轮23下端贴着同步带24，防止其凸起；两个下车轮17上端贴着横梁16，起到定位作用。

第一步进电机11通过套接在电机轴上的带轮Ⅲ带动下方同步带轮机构Ⅰ6上的带轮Ⅱ10转动，从而带动光轴Ⅱ13发生转动，光轴Ⅱ13通过联轴器7带动两根对称的光轴(光轴Ⅲ19、光轴Ⅳ25)旋转，从而带动机架Y轴上的两个对称的同步带轮机构Ⅱ8的转动，实现两个对称的位移滑块15在Y轴上的运动。

当需要雕刻时，将需要雕刻的物体放置在小型激光雕刻机工作台21上，通过控制设备按照预定的雕刻线路参数驱动雕刻机工作，第二步进电机26驱动X轴位移支架在横梁16上沿X轴位移，安装在轴位移支架上的激光器20跟随轴位移支架移动；同理地第一步进电机11驱同步带轮机构Ⅱ8转动，同步带轮机构Ⅱ8转动时，两个位移滑块15分别在对称的直线导轨14上沿Y轴位移，因此安装在Y轴位移组件上的横梁16可以做出Y轴向移动，激光器20发射激光，在平面上雕刻或者切割出相应的图案。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种非金属材料激光雕刻机，包括机架(1)和横梁(16)，机架(1)上设有工作台(21)；所述横梁(16)上安装有X轴位移组件(22)；所述X轴位移组件(22)上固定连接有激光器(20)；所述机架(1)上安装有Y轴位移组件；

所述Y轴位移组件包括对称安装在所述机架上且与横梁(16)垂直的直线导轨(14)，每个直线导轨(14)安装一位移滑块(15)；每个直线导轨的两端分别设有同步带传动机构，其中横梁一侧的同步带传动机构连接一XY轴传动系统，XY轴传动系统由第一步进电机(11)提供动力；所述横梁(16)的两端固定在两个位移滑块(15)上；其特征在于：

所述X轴位移组件(22)包括安装在横梁(16)上的X轴位移支架和X轴传动机构；所述X轴位移支架包括两个面板(18)，两个面板(18)位于横梁(16)的两侧；所述X轴传动机构包括沿横梁(16)长度方向布置的同步带(24)、同步带轮(5)、两个上车轮(23)和两个下车轮(17)；其中一个面板的外侧固定一第二步进电机(26)，第二步进电机(26)与同步带轮(5)连接；激光器(20)固定在另一面板的外侧；所述两个上车轮(23)和两个下车轮(17)分别安装在两面板(18)之间，所述两个上车轮(23)位于同步带轮(5)的两侧其下端与同步带接触，所述两个下车轮(17)上端与横梁(16)接触。

2.根据权利要求1所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：所述XY轴传动系统包括两个联轴器(7)，其中一个联轴器通过光轴Ⅲ(19)与其对应的同步带传动机构连接，另一个联轴器(7)通过光轴Ⅳ(25)与其对应的同步带传动机构连接；两个联轴器(7)之间通过光轴Ⅱ(13)连接，光轴Ⅱ(13)上套装一同步带轮机构Ⅰ(6)，第一步进电机(11)固定在同步带轮机构Ⅰ(6)上，第一步进电机(11)轴上安装一带轮Ⅲ(12)，同步带轮机构Ⅰ(6)中的带轮Ⅱ(10)与带轮Ⅲ(12)之间通过同步带连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：所述同步带传动机构包括设置在两条直线导轨(14)四端的同步带轮机构Ⅱ(8)；每一条直线导轨(14)两端的同步带轮机构Ⅱ(8)之间通过同步带连接，同步带穿过该直线导轨上的位移滑块(15)连接两个同步带轮机构Ⅱ(8)中的带轮。

4.根据权利要求3所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：远离同步带轮机构Ⅰ(6)侧的两个同步带轮机构Ⅱ(8)结构相同，包括轴承座(9)，直线轴承(2)，带轮Ⅰ(4)以及光轴Ⅰ(3)；带轮Ⅰ(4)套接在光轴Ⅰ(3)，光轴Ⅰ(3)通过直线轴承(2)安装在轴承座(9)上；轴承座(9)通过紧固螺丝对称固定在机架(1)上。

5.根据权利要求1所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：所述横梁(16)两端通过紧固螺丝分别固定连接在两个位移滑块(15)上。

6.根据权利要求1所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：所述横梁(16)采用铝型材制作。

7.根据权利要求1所述的一种非金属材料激光雕刻机，其特征在于：所述直线导轨(14)采用SB型直线导轨。