CN212286314U - 一种不规格面激光雕刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不规格面激光雕刻机，具体涉及激光雕刻领域，包括支撑立轴、激光器和自重调焦激光聚焦机构，支撑立轴的顶面安装有轴偏转机构，轴偏转机构的输入端电性连接有控制器，轴偏转机构的输出端固定连接有滑轨偏移机构，滑轨偏移机构的输出端滑动安装有活动套座，激光器固定套接于活动套座的内部，自重调焦激光聚焦机构的底面固定安装有跟踪聚焦定位球。本实用新型通过设置轴偏转机构和滑轨偏移机构，利用轴偏转机构和滑轨偏移机构的共同作用实现激光器的多维运动并配合自重调焦激光聚焦机构实现对不规则面的多维度加工，对不同表面工件进行激光雕刻，提高其实用性。

Description

一种不规格面激光雕刻机

技术领域

本实用新型涉及激光雕刻技术领域，更具体地说，本实用新型具体为一种不规格面激光雕刻机。

背景技术

激光雕刻机能提高雕刻的效率，使被雕刻处的表面光滑、圆润，迅速地降低被雕刻的非金属材料的温度，减少被雕刻物的形变和内应力；可广泛地用于对各种非金属材料进行精细雕刻的领域，激光雕刻加工是利用数控技术为基础，激光为加工媒介，机电传动为动力，加工材料在激光束的作用下瞬间使材料表面热变气化，使激光雕刻达到加工的目的，激光加工特点：在激光束聚焦范围内热溶面积小，切缝窄，表面不变形，加工精度高，速度快等，应用领域广泛。

但对于不规格面，由于激光焦距的不断变化，严重影响加工效果，激光雕刻大多都是平面雕刻，在不规格面的加工过程中，调焦跟踪的方式一般为非接触传感跟踪等方式，特别是在不规格面的大曲度过渡时，跟踪速度慢，雕刻效率低效果差，且装置结构复杂，具有操作不便成本高的缺点。

因此亟需提供一种不规格面激光雕刻机。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种不规格面激光雕刻机，通过设置轴偏转机构和滑轨偏移机构，利用轴偏转机构和滑轨偏移机构的共同作用实现激光器的多维运动并配合自重调焦激光聚焦机构实现对不规则面的多维度加工，且利用跟踪聚焦定位球对工件表面进行实时扫描，并通过控制结构控制轴偏转机构和滑轨偏移机构的自动运动，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种不规格面激光雕刻机，包括支撑立轴、激光器和自重调焦激光聚焦机构，所述自重调焦激光聚焦机构包括安装板、聚焦微调装置和聚焦镜，所述聚焦微调装置和聚焦镜的一侧与安装板的表面固定连接，所述支撑立轴的顶面固定安装有轴偏转机构，所述轴偏转机构的输入端电性连接有控制器，所述轴偏转机构的输出端固定连接有滑轨偏移机构，所述滑轨偏移机构的输出端滑动安装有活动套座，所述激光器固定套接于活动套座的内部，所述激光器的输出端与自重调焦激光聚焦机构的顶端固定连接，所述自重调焦激光聚焦机构的底面固定安装有跟踪聚焦定位球，所述跟踪聚焦定位球的输出端与控制器的输入端电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述轴偏转机构包括Z轴伺服电机、偏转运动块和Y轴伺服电机，所述Z轴伺服电机的底端与支撑立轴的顶面固定连接，所述Z轴伺服电机的输出端与偏转运动块的底端固定连接，所述偏转运动块的一侧与Y轴伺服电机的端部固定连接，所述Y轴伺服电机的输出端与滑轨偏移机构的一侧固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述Z轴伺服电机和Y轴伺服电机的输入端与控制器的输出端电性连接，所述控制器的输入端电性连接有控制终端，所述控制器的内部设有三维数据转换模块，所述三维数据转换模块用于将所述控制终端的输出信号转换为轴偏转机构和滑轨偏移机构的控制数据。

在一个优选地实施方式中，所述滑轨偏移机构包括偏转支撑块和移动滑套，所述偏转支撑块的一端与移动滑套的侧面固定连接，所述移动滑套的内侧固定安装有电磁滑轨，所述活动套座的侧面与电磁滑轨的表面滑动连接。

在一个优选地实施方式中，所述移动滑套的内侧固定安装有距离传感器，所述活动套座的一侧固定安装有定位准星，所述定位准星与距离传感器位于同一直线上且方向相对，所述距离传感器的输出端与控制器的输入端电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述激光器的输出端输出有激光束，所述激光束的输出方向与聚焦微调装置的顶面垂直，所述聚焦微调装置的底面与聚焦镜的顶面固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述激光器为二氧化碳激光器结构，所述激光器的输入端固定连接有循环水冷却机。

本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过设置轴偏转机构和滑轨偏移机构，利用轴偏转机构和滑轨偏移机构的共同作用实现激光器的多维运动并配合自重调焦激光聚焦机构实现对不规则面的多维度加工，对不同表面工件进行激光雕刻，提高其实用性；

2、本实用新型通过设置跟踪聚焦定位球结构，利用跟踪聚焦定位球对工件表面进行实时扫描，并通过控制结构控制轴偏转机构和滑轨偏移机构的自动运动，实现整个激光雕刻的辅助变焦和偏转运动的自动化，结构简单，方便实用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的滑轨偏移机构结构示意图。

图3为本实用新型的图2的A处结构示意图。

图4为本实用新型的轴偏转机构安装结构示意图。

图5为本实用新型的激光器和自重调焦激光聚焦机构结构示意图。

附图标记为：1、支撑立轴；2、轴偏转机构；3、控制器；4、滑轨偏移机构；5、活动套座；6、激光器；7、自重调焦激光聚焦机构；8、跟踪聚焦定位球；21、Z轴伺服电机；22、偏转运动块；23、Y轴伺服电机；41、偏转支撑块；42、移动滑套；43、电磁滑轨；421、距离传感器；71、安装板；72、聚焦微调装置；73、聚焦镜；74、激光束。

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。

如附图1-5所示的一种不规格面激光雕刻机，包括支撑立轴1、激光器6和自重调焦激光聚焦机构7，自重调焦激光聚焦机构7包括安装板71、聚焦微调装置72和聚焦镜73，聚焦微调装置72和聚焦镜73的一侧与安装板71的表面固定连接，支撑立轴1的顶面固定安装有轴偏转机构2，轴偏转机构2的输入端电性连接有控制器3，轴偏转机构2的输出端固定连接有滑轨偏移机构4，滑轨偏移机构4的输出端滑动安装有活动套座5，激光器6固定套接于活动套座5的内部，激光器6的输出端与自重调焦激光聚焦机构7的顶端固定连接，自重调焦激光聚焦机构7的底面固定安装有跟踪聚焦定位球8，跟踪聚焦定位球8的输出端与控制器3的输入端电性连接。

实施方式具体为：通过设置轴偏转机构2和滑轨偏移机构4，利用轴偏转机构2和滑轨偏移机构4的共同作用实现激光器6的多维运动并配合自重调焦激光聚焦机构7实现对不规则面的多维度加工，对不同表面工件进行激光雕刻，提高其实用性；另外，本实用新型通过设置跟踪聚焦定位球8结构，利用跟踪聚焦定位球8对工件表面进行实时扫描，并通过控制结构控制轴偏转机构2和滑轨偏移机构4的自动运动，实现整个激光雕刻的辅助变焦和偏转运动的自动化，结构简单，方便实用。

参考说明书附图4所示，轴偏转机构2包括Z轴伺服电机21、偏转运动块22和Y轴伺服电机23，Z轴伺服电机21的底端与支撑立轴1的顶面固定连接，Z轴伺服电机21的输出端与偏转运动块22的底端固定连接，偏转运动块22的一侧与Y轴伺服电机23的端部固定连接，Y轴伺服电机23的输出端与滑轨偏移机构4的一侧固定连接，实现滑轨偏移机构4和激光器6的偏转运动。

其中，Z轴伺服电机21和Y轴伺服电机23的输入端与控制器3的输出端电性连接，控制器3的输入端电性连接有控制终端，控制器3的内部设有三维数据转换模块，三维数据转换模块用于将控制终端的输出信号转换为轴偏转机构2和滑轨偏移机构4的控制数据，根据三维数据建模信息确定轴偏转机构2偏转控制量。

参考说明书附图2所示，滑轨偏移机构4包括偏转支撑块41和移动滑套42，偏转支撑块41的一端与移动滑套42的侧面固定连接，移动滑套42的内侧固定安装有电磁滑轨43，活动套座5的侧面与电磁滑轨43的表面滑动连接，实现激光器6的X轴偏移。

参考说明书附图3所示，移动滑套42的内侧固定安装有距离传感器421，活动套座5的一侧固定安装有定位准星，定位准星与距离传感器421位于同一直线上且方向相对，距离传感器421的输出端与控制器3的输入端电性连接，对活动套座5的移动进量进行校准。

参考说明书附图5所示，激光器6的输出端输出有激光束74，激光束74的输出方向与聚焦微调装置72的顶面垂直，聚焦微调装置72的底面与聚焦镜73的顶面固定连接，实现激光雕刻的辅助变焦。

其中，激光器6为二氧化碳激光器结构，激光器6的输入端固定连接有循环水冷却机，便于激光器6的散热。

其中，Z轴伺服电机21和Y轴伺服电机23的定好位FUV-23S型；跟踪聚焦定位球8的型号为RTG43RF-V型；控制器3的型号为FX3U-24MT型。

本实用新型工作原理：

第一步：将待加工工件表面进行3D建模，将加工工件的建模数据转换为轴偏转机构2和滑轨偏移机构4的控制进量数据输入控制器3的内部，将工件摆放至装置下方，开启电源进行工作；

第二步：控制器3根据输入的控制数据，驱动Z轴伺服电机21和Y轴伺服电机23进行偏转运动，并控制活动套座5在滑轨偏移机构4的内部进行电磁滑动，在激光器6的运动过程中通过距离传感器421对激光器6的运动数据进行实时监测，并将数据信息传递至控制器3内，对活动套座5的移动进量进行校准；

第三步：激光器6在轴偏转机构2和滑轨偏移机构4的运动带动下，通过跟踪聚焦定位球8对自重调焦激光聚焦机构7底端与工件表面的距离进行监测并控制聚焦微调装置72和聚焦镜73进行自动调教，改变激光器6发出的激光束74的焦点，从而对工件表面进行精确激光蚀刻。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不规格面激光雕刻机，包括支撑立轴（1）、激光器（6）和自重调焦激光聚焦机构（7），所述自重调焦激光聚焦机构（7）包括安装板（71）、聚焦微调装置（72）和聚焦镜（73），所述聚焦微调装置（72）和聚焦镜（73）的一侧与安装板（71）的表面固定连接，其特征在于：所述支撑立轴（1）的顶面固定安装有轴偏转机构（2），所述轴偏转机构（2）的输入端电性连接有控制器（3），所述轴偏转机构（2）的输出端固定连接有滑轨偏移机构（4），所述滑轨偏移机构（4）的输出端滑动安装有活动套座（5），所述激光器（6）固定套接于活动套座（5）的内部，所述激光器（6）的输出端与自重调焦激光聚焦机构（7）的顶端固定连接，所述自重调焦激光聚焦机构（7）的底面固定安装有跟踪聚焦定位球（8），所述跟踪聚焦定位球（8）的输出端与控制器（3）的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述轴偏转机构（2）包括Z轴伺服电机（21）、偏转运动块（22）和Y轴伺服电机（23），所述Z轴伺服电机（21）的底端与支撑立轴（1）的顶面固定连接，所述Z轴伺服电机（21）的输出端与偏转运动块（22）的底端固定连接，所述偏转运动块（22）的一侧与Y轴伺服电机（23）的端部固定连接，所述Y轴伺服电机（23）的输出端与滑轨偏移机构（4）的一侧固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述Z轴伺服电机（21）和Y轴伺服电机（23）的输入端与控制器（3）的输出端电性连接，所述控制器（3）的输入端电性连接有控制终端，所述控制器（3）的内部设有三维数据转换模块，所述三维数据转换模块用于将所述控制终端的输出信号转换为轴偏转机构（2）和滑轨偏移机构（4）的控制数据。

4.根据权利要求1所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述滑轨偏移机构（4）包括偏转支撑块（41）和移动滑套（42），所述偏转支撑块（41）的一端与移动滑套（42）的侧面固定连接，所述移动滑套（42）的内侧固定安装有电磁滑轨（43），所述活动套座（5）的侧面与电磁滑轨（43）的表面滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述移动滑套（42）的内侧固定安装有距离传感器（421），所述活动套座（5）的一侧固定安装有定位准星，所述定位准星与距离传感器（421）位于同一直线上且方向相对，所述距离传感器（421）的输出端与控制器（3）的输入端电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述激光器（6）的输出端输出有激光束（74），所述激光束（74）的输出方向与聚焦微调装置（72）的顶面垂直，所述聚焦微调装置（72）的底面与聚焦镜（73）的顶面固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种不规格面激光雕刻机，其特征在于：所述激光器（6）为二氧化碳激光器结构，所述激光器（6）的输入端固定连接有循环水冷却机。

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