CN213857651U - 一种激光切割设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种激光切割设备，包括：工作台，具有上下料区和切割区；载料平台，用于承载工件；激光切割头，设于所述切割区，并用于与激光光路组件连接并出射所述激光光路组件所产生的激光束；平移机构组件，包括X轴平移机构和Y轴平移机构，所述X轴平移机构驱动连接所述载料平台用于驱动载料平台在所述上下料区和切割区之间运动，所述Y轴平移机构驱动连接所述激光切割头用于驱动激光切割头移动，以使所述激光切割头所出射的激光束作用在所述工件待切割部位。该设备可实现对工件的精准切割。

Description

一种激光切割设备

技术领域

本申请属于显示屏加工技术领域，更具体地说，是涉及一种激光切割设备。

背景技术

在进行电路设计以及电子设备生产时，为了屏蔽外部的信号干扰，采用了各种相关技术，如屏蔽布线系统、电磁兼容技术、屏蔽跳线、短路环等，其中短路环技术是一种比较成熟的技术，可以有效的降低电感量和电磁通量。所以我们所熟知的液晶屏端子短路环就是为了屏蔽外部干扰对内部电路连线的影响而采取的一种屏蔽技术，而液晶屏在外加IC器件时必须要切断短路环连线，而激光切割技术作为当前最先进的切割工艺之一，它的最大优点是激光光斑小，能量集中，切割的割缝小、无挂渣、几乎没有热变形，切割面光洁度高，所以有必要在显示屏短路环切割系统中设计一款应用了激光切割技术的加工设备。

实用新型内容

本申请在于提供一种激光切割设备，以解决上述背景技术所提到的的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种激光切割设备，包括：

工作台，具有上下料区和切割区；

龙门架，设于所述切割区；

载料平台，活动设于工作台上，用于承载工件；

激光切割头，设于所述龙门架上，并用于与激光光路组件连接，并出射激光束；以及

平移机构组件，包括X轴平移机构和Y轴平移机构，所述X轴平移机构驱动连接所述载料平台，用于驱动载料平台在所述上下料区和切割区之间运动，所述Y轴平移机构设于龙门架上，并驱动连接所述激光切割头，用于驱动激光切割头移动，以使所述激光切割头所出射的激光束作用在所述工件待切割部位。

进一步地，激光切割设备还包括检测组件，活动设于龙门架上，并用于对所述切割区中工件的待切割部位以及对切割轨迹进行识别定位。

进一步地，所述载料平台包括载料治具和吸附装置，所述载料治具设置在所述X轴平移机构上，所述吸附装置设置在所述载料治具用于承载工件的端面上。

进一步地，所述X轴平移机构包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴导轨固定在所述工作台上，所述X轴滑块的一端活动设置在X轴导轨上，另一端连接所述载料治具，带动所述载料治具沿X轴方向运动。

进一步地，所述Y轴平移机构包括Y轴导轨和Y轴滑块，所述Y轴导轨安装在所述龙门架上，所述Y轴滑块的一端活动设置在Y轴导轨上，所述Y轴滑块的另一端与所述激光切割头和检测组件连接，带动所述激光切割头和检测组件移动。

进一步地，激光光路组件包括激光器、第一反射镜和第二反射镜，所述激光器和第一反射镜设置在所述龙门架上，所述第二反射镜设置在所述Y轴滑块上，所述第一反射镜用于将激光器所发射的激光束反射进入到第二反射镜中，所述第二反射镜将该激光束反射进所述激光切割头。

进一步地，所述检测组件包括检测相机和连接架，所述检测相机通过连接架环形设置在所述激光切割头上远离出光口一端。

进一步地，所述切割区还设有将切割区中所产生的粉尘排出至设备外的抽尘罩，所述抽尘罩上设有吹气连接口，用于向抽尘罩内通入正压气体，所述抽尘罩的内侧还设有防止大片废料进入的进气格栅。

进一步地，所述切割区设有防止切割过程中所产生的激光束外漏的挡光板，所述挡光板安装在所述工作台上。

进一步地，所述下料区设有静电消除装置，所述静电消除装置用于消除加工完成后工件上残留的静电。

本申请提供的一种激光切割设备的有益效果在于：通过在工作台上设置载料平台、平移机构组件、激光切割头和检测组件，并利用平移机构组件驱动控制载料平台沿X轴方向运动移动工件以及驱动控制激光切割头沿Y轴方向运动移动激光切割头，并利用检测组件对工件的待切割部位进行识别定位以及对激光切割头切割时的切割轨迹进行实时监测，实现对工件的精准切割。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种激光切割设备的内部结构示意图；

图2为本申请实施例所采用的激光切割组件的结构示意图；

图3为本申请实施例所采用的平移机构组件的结构示意图；

图4为本申请实施例所采用的载料平台的结构示意图；

图5为本申请实施例所采用的激光光路组件的结构示意图；

图6为本申请实施例所采用的激光切割头的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种激光切割设备的结构示意图。

附图标记：

10、激光切割设备；100、激光切割组件；110、工作台；120、载料平台； 121、支撑架；122、载料治具；123、吸嘴；124、真空电磁阀；125、承重块； 130、激光切割头；131、安装板；140、X轴平移机构；141、X轴导轨；142、X 轴滑块；150、Y轴平移机构；151、Y轴导轨；152、Y轴滑块；153、龙门架；160、检测组件；161、连接架；170、激光光路组件；171、激光器；172、折光腔；173、扩束镜；174、第一反射镜；175、第二反射镜；180、抽尘罩；181、进气格栅；182、吹气连接口；183、连接板；190、挡光板；210、上机柜；211、上料门；212、显示器；213、操作面板；214、空气净化装置；215、调试门； 220、下机柜；221、不间断电源；230、静电消除装置；1531、支撑柱；1532、横梁。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1所示，本申请提供一种激光切割设备10，用于对工件的待切割区域进行切割，工件可以是一些电子产品上的含有金属端子短路环或非金属端子短路环，例如，在一些实施例中，激光切割设备10应用于对显示屏幕的金属端子短路环进行切割。激光切割设备10还可对其他的含短路环的工件进行切割，在此不作限定。

参阅图1和图2所示，激光切割设备10包括工作台110、载料平台120、激光切割头130、平移机构组件和检测组件160。其中，工作台110具有上下料区和切割区，可以理解的，上下料区是激光切割设备10进行上下料的区域，切割区是激光切割设备10进行加工切割的区域。

具体地，待加工的工件在该区域进行上料，已加工好的工件在该区域进行下料，相应的，切割区是激光切割设备10对工件进行焊接加工时，工件在工作台110上的位置。

进一步地，工作台110的结构可以具有多种形式，例如，在工作台110的四周可设置向内凹陷的容置位，该容置位可用于设置与激光切割设备10相关的一些元器件等，而不会因元器件设置在工作台上，对工作台上的其它加工组件造成影响，同时还可节省激光切割设备10内的空间。

龙门架153，设于切割区，用作支撑结构。

载料平台120用于承载工件，并可带动工件在上下料区和切割区之间运动，且当载料平台120带动工件位于切割区时，激光切割头130所出射的激光束作用在工件的待切割区域。

检测组件160活动设置于龙门架上153，并可随着激光切割头130同步运动，用于对所述切割区的工件的待切割部位进行识别定位、以及对激光切割头 130在切割过程中的切割轨迹进行实时监测。

参阅图2和图3所示，平移机构组件，包括X轴平移机构140和Y轴平移机构150。X轴平移机构140驱动连接所述载料平台120，用于驱动载料平台120 在上下料区和切割区之间运动；Y轴平移机构150设于龙门架153上，并驱动连接所述激光切割头130和检测组件160，用于驱动激光切割头130和检测组件160同步移动。

进一步地，X轴平移机构140还包括X轴导轨141和X轴滑块142，X轴导轨141水平铺设在工作台110上，并可同时覆盖工作台110的上下料区和切割区，X轴滑块142活动设置在X轴导轨141上，载料平台120通过X轴滑块142 可沿着X轴导轨141在上下料区和切割区之间运动。

进一步地，Y轴平移机构150还包括Y轴导轨151和Y轴滑块152。并固定在工作台110上，龙门架153上设置Y轴导轨151，Y轴滑块152活动设置在该 Y轴导轨151上，并可沿着Y轴方向移动。

激光切割头130和检测组件160连接Y轴滑块152，通过Y轴滑块152带动检测组件160和激光切割头130沿着Y轴方向同步运动，检测组件160用于对移动到切割区的工件进行定位，以使激光切割头130所出射的激光束可作用在工件的待切割部位。

具体地，X轴平移机构140和Y轴平移机构150可以是通过直线电机驱动滑块在导轨滑动，也可以是采用通过丝杆电机驱动滑块在导轨滑动，或者是采用传送带驱动等方式。

进一步地，龙门架153还包括平行设置的支撑柱1531和横梁1532，支撑柱1531分别设于X轴导轨141的两侧，并垂直固定在工作台110上，横梁1532 相对于X轴导轨141垂直设置，并连接在支撑柱1531上，Y轴平移机构150可设置在横梁1532上靠近上料区的一侧，便于驱动检测组件160和激光切割头 130作用在上料区所上料的工件上。

进一步地，支撑柱1531外侧还可设置线槽，该线槽用于收纳激光切割设备 10内设置电源线或连接线等，以使加工空间更加整洁，同时也更便于工作人员维护设备。

参阅图4所示，载料平台120包括载料治具122。载料治具122的一端用于承载工件，另一端通过X轴滑块142活动设置在X轴导轨141上，X轴滑块 142通过带动载料治具122运动，进而带动载料治具122上承载的工件在上下料区和切割区之间移动。

载料平台120还可包括吸附装置，该吸附装置设置在载料治具122上，作用于载料治具122上承载的工件，防止工件在移动过程中或切割过程中产生位移。进一步地，吸附装置包括若干个吸嘴123，该吸嘴123铺设在载料治具122 承载工件的端面上，用于吸附放置在载料治具122的工件。

具体地，吸嘴123为立柱式结构，并高于载料治具122的端面设置，以使吸嘴自身作为承载结构，用于承载工件，该结构可以使吸嘴123更好地工件进行吸附。此外，在载料治具122的端面上还可设置若干个承重块125，与吸嘴 123配合一起实现对工件的承载和固定。在其他方式中，吸嘴也可低于载料治具122端面设置，使载料治具122自身作为承载结构，用于承载工件。

进一步地，吸附装置还可包括真空电磁阀124，真空电磁阀124的一端与吸嘴123控制连接，另一端连接真空发生器，当真空发生器停止工作或电源突然中断时，真空电磁阀124能自动将真空系统封闭，并将大气通过真空发生器的进气口充入真空发生器，避免泵油返流污染真空系统。

载料平台120还可包括支撑架121，该支撑架121便于真空电磁阀124的安装，并且载料治具122可通过支撑架121固定在X轴滑块142上。

参阅图3和图5所示，激光切割头130设于切割区并用于与激光光路组件 170连接并出射激光光路组件170所产生的激光束，对切割区中的工件进行切割。

激光光路组件170包括激光器171、折光腔172、扩束镜173和反射镜，激光器171发射出激光光束后，激光光束经过折光腔172调整路径以及扩束镜173 整形之后，再经过反射镜反射之后进入激光切割头130，激光切割头130出射激光束。

进一步地，反射镜包括第一反射镜174和第二反射镜175，第一反射镜174 接收扩束镜173所发射的激光束，并将该激光束反射进入到第二反射镜175中，第二反射镜175则将该激光束反射进激光切割头130。

具体地，激光光路组件170中的激光器171、折光腔172、扩束镜173和第一反射镜174可固定在龙门架153的横梁1532上，第二反射镜175和激光切割头130通过安装板131安装在Y轴滑块152上，Y轴滑块152可带动第二反射镜175和激光切割头130沿着Y轴导轨151运动，该方式不仅可以将激光束反射进激光切割头130，也可减少Y轴滑块152上的负载。

在其它方式中，激光光路组件170中的激光器171、折光腔172、扩束镜 173、第一反射镜174和第二反射镜175可设置在Y轴滑块152上，Y轴滑块152 带动激光器171、折光腔172、扩束镜173、第一反射镜174和第二反射镜175 沿着Y轴导轨151移动。

参阅图6所示，切割区还可设有抽尘罩180，该抽尘罩180用于将切割区中所产生的粉尘颗粒排出至设备外。

具体地，抽尘罩180可以是环形中空结构，并且抽尘罩180设置在激光切割头130的出光口处，并通过连接板183固定在安装板131的底部，使其可环绕着激光切割头130所切割的区域，当Y轴平移机构150带动激光切割头130 运动时，也可同时带动抽尘罩180同步运动，使其能够更好地将切割过程中的所产生的粉尘颗粒及时排出至设备外。

抽尘罩180可通过抽尘管道(图中未标示)与激光切割设备外的烟雾净化器连接，烟雾净化器对抽尘罩180所抽出的气体进行净化，防止污染工作环境，该抽尘管道180可采用软管。

进一步地，抽尘罩180的内侧四周还可设置进气格栅181，该进气格栅181 用于防止在切割过程中所产生的大片废料被吸附进入到抽尘管道内，对抽尘管道造成堵塞或损坏。

进一步地，在抽尘罩180上与抽尘管道相对的一侧还可设置吹气连接口 182，该吹气连接口182可通过抽尘管道180与外部设备连接，可利用外部设备向抽尘罩180内通入正压气体，以使抽尘罩180能更充分地将粉尘通过抽尘管道排出。

参阅图3所示，检测组件160包括检测相机和连接架161，检测相机安装在连接架161上，该连接架161可环形设置在激光切割头130上远离出光口一端，并固定在安装板131上，当Y轴平移机构150带动激光切割头130运动时，也可同时带动检测相机同步运动，用于对待加工工件进行定位识别，以及用于对激光切割头130的切割轨迹进行实时检测。

具体地，检测相机可采用CCD相机，并在连接架161设置三台，分别用于对待加工工件进行定位识别、用于检测激光切割头130在相对于X轴方向的切割轨迹、以及用于检测激光切割头130在Y轴方向的切割轨迹。

参阅图2所示，在切割区还可设置挡光板190，该挡光板190用于在侧面方向遮挡激光束，防止在加工过程中激光束对正在上料的工作人员造成伤害，具体地，挡光板190设置在切割区靠近上料区的一侧，该挡光板190可采用龙门结构，并安装在工作台110上。

参阅图2所示，在下料区还可设置静电消除装置230，该静电消除装置230 用于消除加工完成后工件上可能残留的静电，防止静电对工作人员造成伤害。

具体地，静电消除装置230可安装在龙门架153上，并位于龙门架153中横梁1532的底部，该安装方式可节省设备内空间的同时，也可以使其正好位于 X轴平移机构140的上方，当加工完成后的工件经X轴平移机构140运送至下料区的过程中，静电消除装置230消除工件上可能残留的静电，进一步地，静电消除装置230可采用离子棒。

此外，该静电消除装置230也可安装在工作台110上位于下料区的其它位置上，例如，静电消除装置230可设置在下料区中位于X轴平移机构140的上方，并可通过连接装置固定在工作台110上，使静电消除装置230在工件下料前，消除X轴平移机构140上所运送工件中可能残留的静电。

参阅图7所示，激光切割设备10还可包括机柜，机柜用于设置激光切割设备10中的各种组件及相关的一些控制元器件。其中，机柜包括了上机柜210 和下机柜220，上机柜210和下机柜220相连接形成一个密闭的加工空间，激光切割设备10可在该加工空间内对工件进行切割加工。

上机柜210在位于加工空间内的上料区和下料区的位置处设有对应的上料门211和下料门(图中未标示)，工作人员可通过上料门211在上料区对待加工的工件进行上料，激光切割设备10将该工件运送至切割区进行加工，加工完成后再将该工件运送到下料区，通过下料门对在下料区的工件进行下料。此外，上料区和下料区两端还可连接自动上料设备和自动下料设备，实现工件的自动上下料。

进一步地，上机柜210还可设有显示器212和操作面板213和，通过显示器212和操作面板213实现对激光切割设备10的控制。

进一步地，上机柜210还可设置一个或多个空气净化装置214，用于保证加工空间内的空气洁净，提高加工的精度，具体地，空气净化装置214可采用工业空气净化器(FFU系统)，并可安装于上机柜210的顶部，对漂浮在加工空间内的粉尘或其它杂质进行净化。

下机柜220还可设置不间断电源(Uninterruptible Power Supply)221，该不间断电源221位于容置位上，用于给激光切割设备10及相关的一些对电源稳定性要求较高的电器元件提供不间断的电源，防止因突然断电造成机械设备损坏等意外事故的发生。

此外，在机柜上还可以设置一个或多少个调试门215，便于工作人员对机柜内的激光切割设备10进行维修护理。

进一步地，在机柜上还可设置一个或多少个可视窗，便于工作人员了解机柜内激光切割设备10的工作状况。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光切割设备，其特征在于，包括：

工作台，具有上下料区和切割区；

龙门架，设于所述切割区；

载料平台，活动设于工作台上，用于承载工件；

激光切割头，设于所述龙门架上，并用于与激光光路组件连接，并出射激光束；以及

平移机构组件，包括X轴平移机构和Y轴平移机构，所述X轴平移机构驱动连接所述载料平台，用于驱动载料平台在所述上下料区和切割区之间运动，所述Y轴平移机构设于龙门架上，并驱动连接所述激光切割头，用于驱动激光切割头移动，以使所述激光切割头所出射的激光束作用在所述工件待切割部位。

2.如权利要求1所述的激光切割设备，其特征在于：还包括检测组件，所述检测组件活动设于龙门架上，并用于对所述切割区中工件的待切割部位以及对切割轨迹进行识别定位。

3.如权利要求1所述的激光切割设备，其特征在于：所述载料平台包括载料治具和吸附装置，所述载料治具设置在所述X轴平移机构上，所述吸附装置设置在所述载料治具用于承载工件的端面上。

4.如权利要求3所述的激光切割设备，其特征在于：所述X轴平移机构包括X轴导轨和X轴滑块，所述X轴导轨固定在所述工作台上，所述X轴滑块的一端活动设置在X轴导轨上，另一端连接所述载料治具，带动所述载料治具沿X轴方向运动。

5.如权利要求2所述的激光切割设备，其特征在于：所述Y轴平移机构包括Y轴导轨和Y轴滑块，所述Y轴导轨安装在所述龙门架上，所述Y轴滑块的一端活动设置在Y轴导轨上，所述Y轴滑块的另一端与所述激光切割头和检测组件连接，带动所述激光切割头和检测组件移动。

6.如权利要求5所述的激光切割设备，其特征在于：激光光路组件包括激光器、第一反射镜和第二反射镜，所述激光器和第一反射镜设置在所述龙门架上，所述第二反射镜设置在所述Y轴滑块上，所述第一反射镜用于将激光器所发射的激光束反射进入到第二反射镜中，所述第二反射镜将该激光束反射进所述激光切割头。

7.如权利要求2所述的激光切割设备，其特征在于：所述检测组件包括检测相机和连接架，所述检测相机通过连接架环形设置在所述激光切割头上远离出光口一端。

8.如权利要求1所述的激光切割设备，其特征在于：所述切割区还设有将切割区中所产生的粉尘排出至设备外的抽尘罩，所述抽尘罩上设有吹气连接口，用于向抽尘罩内通入正压气体，所述抽尘罩的内侧还设有防止大片废料进入的进气格栅。

9.如权利要求1所述的激光切割设备，其特征在于：所述切割区设有防止切割过程中所产生的激光束外漏的挡光板，所述挡光板安装在所述工作台上。

10.如权利要求1所述的激光切割设备，其特征在于：所述下料区设有静电消除装置，所述静电消除装置用于消除加工完成后工件上残留的静电。

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