CN210387969U - 激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光切割装置，用于切割MCD刀具，该激光切割装置包括机架；旋转机构，设于所述机架，所述旋转机构包括旋转组件与所述旋转组件连接的载台，所述载台用于承载所述MCD刀具；激光切割机构，包括设于所述机架的定位机构以及设于所述定位机构的激光器，所述激光器用于对所述MCD刀具进行切割；所述定位机构驱动所述激光器移动，以使所述激光器靠近所述载台，且所述旋转组件驱动所述载台以带动所述MCD刀具旋转，以使所述激光器正对所述MCD刀具，并对所述MCD刀具进行切割。本实用新型技术方案旨在提高切割精度和效率。

Description

激光切割装置

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，特别涉及一种激光切割装置。

背景技术

MCD是Manual crystal diamond的缩写，也是我们通常讲的金刚石。MCD刀具主要用于加工非铁金属，例如铝、铜、金等金属。由于MCD本身硬度特别高，所以能达到很高的光洁度。MCD刀具通常采用铣刀进行切割，用打磨机进行研磨、抛光，不仅加工时间长而导致效率低，并且加工的成品精度较低。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种激光切割装置，旨在提高切割精度和效率。

为实现上述目的，本实用新型提出的激光切割装置包括：

机架；

旋转机构，设于所述机架，所述旋转机构包括旋转组件与所述旋转组件连接的载台，所述载台用于承载所述MCD刀具；

激光切割机构，包括设于所述机架的定位机构以及设于所述定位机构的激光器，所述激光器用于对所述MCD刀具进行切割；

所述定位机构驱动所述激光器移动，以使所述激光器靠近所述载台，且所述旋转组件驱动所述载台以带动所述MCD刀具旋转，以使所述激光器正对所述MCD刀具，并对所述MCD刀具进行切割。

进一步地，所述载台设有连接孔，所述MCD刀具包括基体和设于所述基体的金刚石，所述基体设有通孔，所述MCD刀具通过紧固件穿过所述连接孔以及所述通孔与所述载台连接。

进一步地，所述载台呈圆盘状设置，所述载台的周缘设有多个所述连接孔，且多个所述连接孔均匀且间隔设置，所述MCD刀具设有多个，每一所述MCD刀具对应一所述连接孔设置。

进一步地，所述机架包括水平工作台和设于所述水平工作台的竖直工作台，所述水平工作台和所述竖直工作台呈垂直设置，所述旋转组件可滑动地设于所述水平工作台，所述定位机构设于所述竖直工作台，所述定位机构使得所述激光器相对于所述竖直工作台滑动。

进一步地，所述旋转组件包括：

固定座，设于所述水平工作台；

第一旋转台，设于所述固定座，所述第一旋转台背向所述固定座的一侧设有安装面；

第二旋转台，设于所述安装面，所述载台设于所述第二旋转台背向所述安装面的一侧，所述第一旋转台带动所述第二旋转台转动的方向与所述第二旋转台带动所述载台转动的方向相垂直。

进一步地，所述激光切割装置还包括纵向定位组件，所述纵向定位组件包括设于所述水平工作台的纵向驱动电机、纵向滑轨以及与所述纵向驱动电机连接的纵向滑座，所述纵向滑座可滑动地设于所述纵向滑轨，所述固定座设于所述纵向滑座背向所述纵向滑轨的一侧，所述纵向驱动电机驱动所述纵向滑座沿所述纵向滑轨滑动，以带动所述固定座移动。

进一步地，所述激光切割机构还包括安装壳、振镜、透镜，所述安装壳设于所述定位机构，所述安装壳开设有入口和出口，所述激光器设于所述安装壳的入口处，所述振镜位于所述安装壳内，所述透镜设于所述安装壳的开口处，所述激光器产生的激光穿过所述振镜和透镜，以对所述MCD刀具进行切割。

进一步地，所述激光切割装置还包括视觉检测器，所述视觉检测器设于所述安装壳，并用于对所述MCD刀具进行扫描。

进一步地，所述定位机构包括：

横向定位组件，包括设于所述竖直工作台的横向驱动电机、横向滑轨以及与所述横向驱动电机连接的横向滑座，所述横向滑座可滑动地设于所述横向滑轨，所述横向驱动电机驱动所述横向滑座沿所述横向滑轨滑动；

升降组件，包括升降驱动电机、丝杆以及升降座，所述升降驱动电机设于所述横向滑座，所述安装壳以及所述视觉检测器设于所述升降座，所述丝杆的一端与所述升降座连接，另一端与所述升降驱动电机连接，所述升降驱动电机驱动所述丝杆带动所述升降座上下移动。

进一步地，所述激光切割装置还包括设于所述机架的控制器，所述旋转组件、定位机构以及所述激光器均与所述控制器电连接。

本实用新型技术方案利用激光对MCD刀具进行切割，不仅切口边缘光滑、精度高，提高了切割质量，而且切割效率高，并通过载台对MCD刀具进行固定，利用旋转组件带动载台转动，从而能够通过精确控制载台的转动角度来调整MCD刀具的位置，还通过定位机构对激光器进行定位，从而实现MCD刀具和激光器相对位置的调整，以使激光器按照预定路径对MCD刀具进行切割，从而满足MCD刀具精度的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型激光切割装置一实施例的结构示意图；

图2为图1中激光切割装置的主视图；

图3为图1中激光切割装置的右视图；

图4为图1中旋转机构的结构示意图；

图5为图4中A处的局部放大图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种激光切割装置100。

请参照图1和图5，该激光切割装置100包括：

机架10；

旋转机构，设于机架10，旋转机构包括旋转组件20与旋转组件20连接的载台24，载台24用于承载MCD刀具200；

激光切割机构40，包括设于机架10的定位机构30以及设于定位机构30的激光器41，激光器41用于对MCD刀具200进行切割；

定位机构30驱动激光器41移动，以使激光器41靠近载台24，且旋转组件20驱动载台24以带动MCD刀具200旋转，以使激光器41正对MCD刀具200，并对MCD刀具200进行切割。

在本实施例中，机架10可由铝合金型材拼接形成一体式，机架10形成有承载平面，旋转机构、定位机构30和激光器41均设于承载平面上。可以将利用紧固件或限位卡槽等将MCD刀具200直接固定在载台24上，防止在切割过程中MCD刀具200出现松动或晃动而影响切割精度。

需要说明的是，旋转组件20可以用DD马达控制，DD马达可以直接与运动装置连接，因此才称其为直驱动电机，由于采取了直驱方式，从而能够实现转动角度的精准控制，进而能够对MCD刀具200实现转动角度的精准控制。定位机构30采用伺服电机控制，从而可以使切割精度达到微米级别。

本实用新型技术方案通过定位机构30使得激光器41移动，旋转组件20驱动载台24转动，从而实现激光器41和MCD刀具200相对位置的精确调整，使激光器41按照预定的切割路径对MCD刀具200进行切割，满足MCD刀具200精度的要求，而且切口边缘光滑，不需要进行打磨抛光，切割速度快、效率高。

适用于本实用新型的激光切割装置100不限定于五轴立式切割装置，也可以是三轴、四轴切割装置，切割装置也可以是立式或卧式，在此不做限制。

请参照图4和图5，载台24设有连接孔，MCD刀具200包括基体201和设于基体201的金刚石202，基体201设有通孔2011，MCD刀具200通过紧固件(未图示)穿过连接孔(未标示)以及通孔2011与载台24连接。

具体地，MCD刀具200包括基体201和金刚石202，焊接基体201的一端与金刚石202的一端焊接固定，且金刚石202和基体201因焊接而部分重合。焊接基体201的另一端设有通孔2011，载台24对应通孔2011设有连接孔，紧固件穿过连接孔和通孔2011将基体201固定于载台24，并使金刚石202的刀刃超出载台24的边缘，便于激光器41对刀刃进行切割。

请继续参照图4和图5，载台24呈圆盘状设置，载台24的周缘设有多个连接孔，且多个连接孔均匀且间隔设置，MCD刀具200设有多个，每一MCD刀具200与一连接孔对应。

在本实施例中，载台24的边缘设有均匀间隔设有多个连接孔，使得MCD刀具200均匀分布于载台24，确保载台24能够稳定的转动。可以理解的是，以此可以将多个MCD刀具200固定于载台24上，避免安装MCD刀具200而导致激光切割装置100不断的开启与停止，从而提高加工效率。

请参照图1至图3，机架10包括水平工作台121和设于水平工作台121的竖直工作台122，水平工作台121和竖直工作台122呈垂直设置，旋转组件20可滑动地设于水平工作台121，定位机构30设于竖直工作台122，定位机构30使得激光器41相对于竖直工作台122滑动。

水平工作台121和竖直工作台122设于支撑架上，竖直工作台122有两个，两个竖直工作台122相对设置，两个竖直工作台122之间架设有一横梁123，且水平工作台121、竖直工作台122和横梁123均采用大理石材质，大理石能够保工作台的平整性，从而提高加工精度。

可以定义水平工作台121和竖直工作台122相交的直线为Y轴，位于水平工作台121且与Y轴处垂直的直线为X轴，位于竖直工作台122且同时与X轴和Y轴垂直的直线为Z轴。旋转组件20可沿Y轴滑动，定位机构30可沿X轴和Z轴滑动，从而带动使得激光器41沿X轴和Z轴滑动；当然，旋转组件20也可以沿X轴滑动，定位机构30也可以沿Y轴和Z轴滑动，在此不做限制。可以理解的是，旋转组件20和定位机构30使得激光器41和MCD刀具200相对移动或转动，从而对MCD刀具200进行任意路径的切割。

请参照图4和图5，旋转组件20包括：

固定座21，设于水平工作台121；

第一旋转台22，设于固定座21，第一旋转台22背向固定座21的一侧设有安装面221；

第二旋转台23，设于安装面221，载台24设于第二旋转台23背向安装面221的一侧，第一旋转台22带动第二旋转台23转动的方向与第二旋转台23带动载台24转动的方向相垂直。

具体地，旋转组件20包括相互连接的第一旋转台22和第二旋转台23，第一旋转台22呈圆台状，圆台的表面设有安装面221，第二旋转台23外罩设有外壳(未标示)，且外壳与安装面221固定，第二旋转台23的输出轴231凸出于外壳以便固定载台24，第一旋转台22和第二旋转台23带动载台24旋转，从而对MCD刀具200实现精密切割。需要说明的是，第一旋转台22的转轴与Y轴平行，第二旋转台23的转轴与X轴平行，以实现MCD刀具200两个维度的旋转。

优选地，固定座21上还设有收纳结构，收纳机构对应载台24设置，以收集加工的碎屑，避免碎屑随意洒落而造成安全隐患，收纳结构可以为承载板或收纳盒。

请参照图1和图2，激光切割装置100还包括纵向定位组件60，纵向定位组件60包括设于水平工作台121的纵向驱动电机、纵向滑轨以及与纵向驱动电机连接的纵向滑座61，纵向滑座61可滑动地设于纵向滑轨，固定座21设于纵向滑座61背向纵向滑轨的一侧，纵向驱动电机驱动纵向滑座61沿纵向滑轨滑动，以带动固定座21移动。

为了实现第一旋转台22和第二旋转台23的移动，在水平工作台121上设有纵向定位组件60，纵向定位组件60使第一旋转台22和第二旋转台23沿Y轴移动。具体地，纵向驱动电机驱动纵向滑座61在纵向滑轨上滑动，从而带动置于纵向滑座61上的固定座21移动，以此调整MCD刀具200位于激光器41的正下方。纵向滑轨除了导向作用外，还可以对纵向滑座61其支撑作用。纵向驱动电机为伺服电机，以实现微小距离的调整。

请参照图3，激光切割机构40还包括安装壳42、振镜(未标示)、透镜43，安装壳42设于定位机构30，安装壳42开设有入口和出口，激光器41设于安装壳42的入口处，振镜位于安装壳42内，透镜43设于安装壳42的开口处，激光器41产生的激光穿过振镜和透镜43，以对MCD刀具200进行切割。

需要说明的是，激光经过振镜扫描可以产生与切割路径相匹配的任意形状的光斑。切割直线时，通过激光器41以及MCD刀具200在沿X轴/Y轴/Z轴带动待切割刀具产生直线运动，激光器41产生条形光斑投射到预定切割路径；加工弧线时，可以控制X轴、Y轴和Z轴任意移动以及旋转组件20带动激光器41和MCD刀具200产生复合运动，振镜产生弧形光斑，并使光斑与预定切割路径吻合。激光通过振镜扫描后，经过透镜43聚焦在MCD刀具200的表面。在切割时，将MCD刀具200移动到振镜的扫描范围内，提高激光的定位精度，从而提高切割精度。

请继续参照图3，激光切割装置100还包括视觉检测器50，视觉检测器50设于安装壳42，并用于对MCD刀具200进行扫描。

视觉检测器50对MCD刀具200表面的形状和轮廓进行扫描，从而准确计算MCD刀具200的具体位置，以便激光器41按照预设路径对MCD刀具200进行切割，以提高切割精度。具体的，视觉检测器50可以为CCD，CCD还可以检测MCD刀具200的直线度、轮廓形状、角度和平行度等。

请参照图1至图3，定位机构30包括：

横向定位组件31，包括设于竖直工作台122的横向驱动电机、横向滑轨以及与横向驱动电机连接的横向滑座311，横向滑座311可滑动地设于横向滑轨，横向驱动电机驱动横向滑座311沿横向滑轨滑动；

升降组件32，包括升降驱动电机321、丝杆以及升降座322，升降驱动电机321设于横向滑座311，安装壳42以及视觉检测器50设于升降座322，丝杆的一端与升降座322连接，另一端与升降驱动电机321连接，升降驱动电机321驱动丝杆带动升降座322上下移动。

横向定位组件31和升降组件32分别使激光切割机构40沿X轴和Z轴移动。具体地，横向滑轨平行于X轴设置，横向驱动电机带动横向滑座311沿横向滑轨滑动，丝杆平行与Z轴设置，升降驱动电机321带动升降座322上下移动，以此实现激光器41、振镜、透镜43以及视觉检测器50与MCD刀具200之间的距离，以对MCD刀具200进行切割。此外，升降座322带动振镜上下移动可以调节激光的焦距。

进一步地，激光切割装置100还包括设于机架10的控制器，旋转组件20、定位机构30以及激光器41均与控制器电连接。

控制器具体的与纵向驱动电机、横向驱动电机、升降驱动电机321、旋转组件20、激光器41以及视觉检测器50电连接。加工时，首先将MCD刀具200固定与载台24，然后根据控制器内预置的程序，控制视觉检测器50对MCD刀具200进行扫描，同时确定其具体位置，并反馈金刚石202的轮廓信息，接收到相关信息后，控制器控制纵向驱动电机、横向驱动电机、升降驱动电机321移动或控制旋转组件20转动，确定激光器41和MCD刀具200处于合适的距离以及角度后，激光器41发出激光对其进行切割。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光切割装置，用于切割MCD刀具，其特征在于，包括：

机架；

旋转机构，设于所述机架，所述旋转机构包括旋转组件与所述旋转组件连接的载台，所述载台用于承载所述MCD刀具；

激光切割机构，包括设于所述机架的定位机构以及设于所述定位机构的激光器，所述激光器用于对所述MCD刀具进行切割；

所述定位机构驱动所述激光器移动，以使所述激光器靠近所述载台，且所述旋转组件驱动所述载台以带动所述MCD刀具旋转，以使所述激光器正对所述MCD刀具，并对所述MCD刀具进行切割。

2.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述载台设有连接孔，所述MCD刀具包括基体和设于所述基体的金刚石，所述基体设有通孔，所述MCD刀具通过紧固件穿过所述连接孔以及所述通孔与所述载台连接。

3.如权利要求2所述的激光切割装置，其特征在于，所述载台呈圆盘状设置，所述载台的周缘设有多个所述连接孔，且多个所述连接孔均匀且间隔设置，所述MCD刀具设有多个，每一MCD刀具对应一所述连接孔设置。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的激光切割装置，其特征在于，所述机架包括水平工作台和设于所述水平工作台的竖直工作台，所述水平工作台和所述竖直工作台呈垂直设置，所述旋转组件可滑动地设于所述水平工作台，所述定位机构设于所述竖直工作台，所述定位机构使得所述激光器相对于所述竖直工作台滑动。

5.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于，所述旋转组件包括：

固定座，设于所述水平工作台；

第一旋转台，设于所述固定座，所述第一旋转台背向所述固定座的一侧设有安装面；

第二旋转台，设于所述安装面，所述载台设于所述第二旋转台背向所述安装面的一侧，所述第一旋转台带动所述第二旋转台转动的方向与所述第二旋转台带动所述载台转动的方向相垂直。

6.如权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光切割装置还包括纵向定位组件，所述纵向定位组件包括设于所述水平工作台的纵向驱动电机、纵向滑轨以及与所述纵向驱动电机连接的纵向滑座，所述纵向滑座可滑动地设于所述纵向滑轨，所述固定座设于所述纵向滑座背向所述纵向滑轨的一侧，所述纵向驱动电机驱动所述纵向滑座沿所述纵向滑轨滑动，以带动所述固定座移动。

7.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光切割机构还包括安装壳、振镜、透镜，所述安装壳设于所述定位机构，所述安装壳开设有入口和出口，所述激光器设于所述安装壳的入口处，所述振镜位于所述安装壳内，所述透镜设于所述安装壳的开口处，所述激光器产生的激光穿过所述振镜和透镜，以对所述MCD刀具进行切割。

8.如权利要求7所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光切割装置还包括视觉检测器，所述视觉检测器设于所述安装壳，并用于对所述MCD刀具进行扫描。

9.如权利要求8所述的激光切割装置，其特征在于，所述定位机构包括：

横向定位组件，包括设于所述竖直工作台的横向驱动电机、横向滑轨以及与所述横向驱动电机连接的横向滑座，所述横向滑座可滑动地设于所述横向滑轨，所述横向驱动电机驱动所述横向滑座沿所述横向滑轨滑动；

升降组件，包括升降驱动电机、丝杆以及升降座，所述升降驱动电机设于所述横向滑座，所述安装壳以及所述视觉检测器设于所述升降座，所述丝杆的一端与所述升降座连接，另一端与所述升降驱动电机连接，所述升降驱动电机驱动所述丝杆带动所述升降座上下移动。

10.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述激光切割装置还包括设于所述机架的控制器，所述旋转组件、定位机构以及所述激光器均与所述控制器电连接。

Images