CN215393188U - 一种激光雕刻设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光雕刻设备及系统，其中，所述激光雕刻设备包括支架、转动设置于所述支架中间位置的3D激光器、滑动设置于所述支架上并绕所述3D激光器分布的多个雕刻工位，所述雕刻工位用于放置待雕刻工件，所述3D激光器可单独为各所述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻。因为将多个雕刻工位滑动设置于上述支架上并绕上述3D激光器分布，且3D激光器可单独为各上述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻，因而可以在利用3D激光器为当前雕刻工位处的待雕刻工件进行加工时，控制其他雕刻工位滑移出3D激光器的工作区域并进行待雕刻工件的取放，避免了生产过程中等待时间，从而提升加工效率。

Description

一种激光雕刻设备及系统

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件加工技术领域，特别涉及一种激光雕刻设备及系统。

背景技术

当前，激光雕刻技术广泛应用于汽车装饰零部件加工中。现阶段，汽车装饰零部件如汽车灯具零部件等造型越来越复杂、整体性越来越高且产品几何尺寸越来越大，因而对加工技术提出了更高的要求。

但是，现有的激光雕刻设备加工效率较低，且工艺局限性太大，对产品结构特征、表面粗糙度、出模角度、落差等具有较大限制，对大部分产品只能进行二维、单曲面、小尺寸、造型简单的雕刻，大尺寸产品需要拆分成多段后进行加工，破坏了产品的整体美观性，使得雕刻后产品的美观性欠佳。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种激光雕刻设备及系统，以解决现有技术中激光雕刻设备加工效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种激光雕刻设备，其中，所述激光雕刻设备包括支架、转动设置于所述支架中间位置的3D激光器、滑动设置于所述支架上并绕所述3D激光器分布的多个雕刻工位，所述雕刻工位用于放置待雕刻工件，所述3D激光器可单独为各所述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述多个雕刻工位为2个雕刻工位，所述2个雕刻工位设置于所述3D激光器两侧。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述激光雕刻设备还包括机械手臂，所述机械手臂固定于所述支架中间位置，所述3D激光器固定于所述机械手臂上。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述雕刻工位包括固定设置于所述支架上的滑轨、滑动设置于所述滑轨上的治具以及驱动所述治具沿所述滑轨滑动的驱动装置，所述治具用于对所述待雕刻工件进行支撑及固定。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述治具包括支撑板、立板及多个气缸，所述支撑板滑动设置于所述滑轨上且可在所述驱动装置的驱动下沿所述滑轨滑动，所述立板固定于所述支撑板上并用于支撑所述待雕刻工件，所述多个气缸设置于所述立板两侧并用于将所述待雕刻工件压紧于所述立板上。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述气缸为转角下压气缸。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述驱动装置及所述滑轨上罩设有风琴式防尘罩。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述机械手臂上还设置有氮气除尘装置，用于在所述3D激光器对所述待雕刻工件进行雕刻时，对所述待雕刻工件进行氮气吹扫。

进一步地，所述的激光雕刻设备中，所述激光雕刻设备还包括设置于所述支架上的集尘装置，所述集尘装置用于收集对所述待雕刻工件进行雕刻时产生的粉尘。

相对于现有技术，本实用新型所述的激光雕刻设备具有以下优势：

本实用新型实施例提供的激光雕刻设备包括支架、转动设置于上述支架中间位置的3D激光器、滑动设置于上述支架上并绕上述3D激光器分布的多个雕刻工位，上述雕刻工位用于放置待雕刻工件，上述3D激光器可单独为各上述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻。因为多个雕刻工位滑动设置于上述支架上并绕上述3D激光器分布，且3D激光器可单独为各上述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻，因而可以在利用3D激光器为当前雕刻工位处的待雕刻工件进行加工时，控制其他雕刻工位滑移出3D激光器的工作区域并进行待雕刻工件的取放，避免了生产过程中等待时间，从而提升加工效率。

本实用新型的另一目的在于提出一种激光雕刻系统，以解决现有技术中激光雕刻设备加工效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种激光雕刻系统，所述激光雕刻系统包括电器控制设备、显示设备、粉尘处理装置、光栅、报警装置及如上所述的激光雕刻设备；

所述电器控制设备与所述显示设备、所述粉尘处理装置、所述光栅、所述报警设备及所述激光雕刻设备电性连接；

所述显示设备用于调试所述粉尘处理装置、所述光栅、所述报警装置及所述激光雕刻设备的工作参数；

所述粉尘处理装置与所述集尘装置管道连接，并用于将由所述集尘装置抽出的粉尘进行过滤处理；

所述光栅安装于距离所述支架预设距离值处，并用于在操作人员的身体部位进入所述光栅所在区域时，触发所述激光雕刻设备暂停工作；所述预设距离值为所述3D激光器进行雕刻工作的安全距离值；

所述报警装置用于在生产异常、及结束对所述待雕刻工件的雕刻工序时进行报警提醒。

所述激光雕刻系统与上述激光雕刻设备相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的激光雕刻设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的激光雕刻设备系统的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1是本实用新型实施例提供的激光雕刻设备的结构示意图，如图1所示，激光雕刻设备100包括支架10、转动设置于上述支架10中间位置的3D激光器20、滑动设置于上述支架10上并绕上述3D激光器20分布的多个雕刻工位30，上述雕刻工位30用于放置待雕刻工件，上述3D激光器20可单独为各上述雕刻工位30处放置的待雕刻工件进行激光雕刻。因为多个雕刻工位30滑动设置于上述支架10上并绕上述3D激光器20分布，且3D激光器20可单独为各上述雕刻工位30处放置的待雕刻工件进行激光雕刻，因而可以在利用3D激光器20为当前雕刻工位30处的待雕刻工件进行加工时，控制其他雕刻工位30滑移出3D激光器20的工作区域并进行待雕刻工件的取放，避免了生产过程中等待时间，从而提升加工效率。

本实用新型实施例中，上述3D激光器20为自动变焦激光器，可以针对落差较大的产品进行轻松加工。具体地，上述3D激光器20总功率不低于50W，激光器功率设定可以在10％～100％范围内自由设定，单点雕刻幅面不小于600mm*600mm，雕刻落差不小于200mm，雕刻线速度满足在0～10000mm/s以下任意设定。可选地，上述3D激光器20为IPG品牌的激光器，可以针对落差在200mm内的较大的产品进行轻松加工。

进一步地，上述激光雕刻设备还包括机械手臂40，上述机械手臂40固定于上述支架10中间位置，上述3D激光器20固定于上述机械手臂40上。上述机械手臂40与3D激光器20相匹配。其中，由于匹配机械手臂40灵活，使得上述3D激光器20可以对不同法向曲面进行雕刻；而3D激光器20可自动变焦，可以针对落差较大的产品进行轻松加工。因而由机械手臂40带动3D激光器20进行动作，可以对大尺寸产品进行雕刻，保证了产品造型的整体美观性，不必要进行零部件多段拆分加工。例如尺寸在1400mm*600mm*200mm范围内的产品均可以利用上述激光雕刻设备进行雕刻。

其中，上述机械手臂40采用ABB机械手臂40，具体6轴，其中4、6轴为万向轴，避免调试过程出现死角部位，且上述机械手臂40整体坐装在一体钢结构的支架10上，采用螺栓连接，避免因震动过大对雕刻产生影响。

其中，上述待雕刻工件可以为表面喷涂漆膜、PVD/CVD镀膜膜层的塑料工件或金属工件，利用本实用新型提供的激光雕刻设备均可以进行三维立体激光雕刻。

进一步地，上述激光雕刻设备中，上述多个雕刻工位30绕上述3D激光器20均匀分布，上述多个雕刻工位30具体可以为2个、3个、4个等。在上述多个雕刻工位30为2个雕刻工位30时，上述2个第一雕刻工位30设置于上述3D激光器20两侧。也即在仅包括2个雕刻工位30时，该2个雕刻工位30分布在支架10两侧，组成双工位激光雕刻设备，可以最大程度减小2个雕刻工位30操作空间的交叠，实现空间最大化利用。

进一步地，本实用新型实施例中，雕刻工位30包括固定设置于上述支架10上的滑轨31、滑动设置于上述滑轨31上的治具32以及驱动上述治具32沿上述滑轨31滑动的驱动装置33，上述治具32用于对上述待雕刻工件进行支撑及固定。

在实际使用中，先利用驱动装置33驱动治具32沿滑轨31向支架10外围移动至取放件区，然后将待雕刻工件放置于上述治具32上，再利用驱动装置33驱动治具32沿滑轨31向支架10中间位置移动，至进入3D激光器20的雕刻工作区域供3D激光器20进行雕刻加工；待加工完毕后，继续利用驱动装置33驱动治具32沿滑轨31向支架10外围移动至取放件，并将雕刻后的工件取下，即可放置下一个待雕刻工件。其中，多个雕刻工位30的上述工序循环交替进行。

进一步地，上述的激光雕刻设备中，上述治具32包括支撑板321、立板322及多个气缸323，上述支撑板321滑动设置于上述滑轨31上且可在上述驱动装置33的驱动下沿上述滑轨31滑动，上述立板322固定于上述支撑板321上并用于支撑所述待雕刻工件，上述多个气缸323设置于上述立板322两侧并用于将上述待雕刻工件压紧于上述立板322上。上述立板322的顶部形状与待雕刻工件相匹配，例如为圆弧形，以更好地对待雕刻工件进行固定、支撑约束，保证产品雕刻外观及位置一致性。

上述驱动装置33具体可以为伺服电机，上述滑轨31载重不低于50kg，上述治具32采用铝合金或POM材质机加工制作，且支撑板321与立板322直接采用螺栓连接。

上述气缸323用于对待雕刻工件进行定位矫形，采用螺栓连接固定在上述立板322侧壁上，保证重复定位精度。可选地，上述气缸323为转角下压气缸，可以更灵活地将待雕刻工件固定在立板322上。

进一步地，上述激光雕刻设备中的驱动装置33及滑轨31上罩设有可折叠防尘罩，可以在治具32移动时始终进行伸缩折叠，但始终罩设在驱动装置33及滑轨31上方，以避免雕刻加工过程产生的粉尘掉落至滑轨31及驱动装置33上，造成机械故障，上述可折叠防尘罩具体可以为风琴式防尘罩。

进一步地，本实用新型提供的激光雕刻设备中，上述机械手臂40上还设置有氮气除尘装置50，上述氮气除尘装置50用于在上述3D激光器20对上述待雕刻工件进行雕刻时，对上述待雕刻工件进行氮气吹扫，以降雕刻过程中产生的粉尘由氮气气体吹除，表面粉尘掉落在工件表面对雕刻精度产生影响，造成外观不良的后果。其中，氮气对雕刻的粉尘进行吹除时，采用∮6mm或∮8mm的塑料软管进行吹扫，气体压力在0.5～0.8Mpa，氮气纯度在99.0％以上。

更进一步地，上述激光雕刻设备还包括设置于上述支架10上的集尘装置60，上述集尘装置60用于收集对待雕刻工件进行雕刻时产生的粉尘，也即将雕刻产生的粉尘从雕刻工位30上抽出，避免粉尘在工件上停留而造成雕刻误差。

在实际应用中，本实用新型实施例所提供的激光雕刻设备中的多个雕刻工位30循环交替执行取放件工序及雕刻工序。示例地，在上述激光雕刻设备包括2个雕刻工位30的情况下，其操作流程如下：

第一工序：将待雕刻工件分别放在2个雕刻工位30中治具32上；

第二工序：双手启动2个雕刻工位30中第一雕刻工位的启动按钮，气缸323启动并夹紧固定待雕刻工件，滑轨31带动待雕刻工件滑入3D激光器20的雕刻作业区域，机械手臂40带动3D激光器20及氮气除尘装置50对第一雕刻工位上的待雕刻工件进行激光雕刻作业，在雕刻的同时利用氮气对雕刻的粉尘进行吹除，气体压力在0.5-0.8Mpa，氮气纯度在99.0％以上；其中，设置双手启动雕刻按钮，可以避免单手操作出现伤害；

第三工序：第一雕刻工位上的工件雕刻完毕，由连接的报警装置进行声光报警，启动第一雕刻工位启动按钮，滑轨31带动工件滑出3D激光器20的雕刻作业区域；到位后气缸323松开；

第四工序：对第一雕刻工位进行取件检验，检验照明环境照度不低于1000Lx，同时双手启动2个雕刻工位30中第二雕刻工位的启动按钮，气缸323启动并夹紧固定待雕刻工件，滑轨31带动待雕刻工件滑入3D激光器20的雕刻作业区域，机械手臂40带动3D激光器20及氮气除尘装置50对第二雕刻工位上的待雕刻工件进行激光雕刻作业，在雕刻的同时利用氮气对雕刻的粉尘进行吹除；雕刻期间可将待雕刻工件放在第一雕刻工位中治具32上；

第五工序：第二雕刻工位上的工件雕刻完毕，由报警装置进行声光报警，启动第二雕刻工位启动按钮，滑轨31带动工件滑出3D激光器20的雕刻作业区域；到位后气缸323松开；

第六工序：对第二雕刻工位进行取件检验，然后继续执行第二工序。

本实用新型实施例还提供了一种激光雕刻系统200，如图2所示，上述激光雕刻系统200包括电器控制设备70、显示设备80、粉尘处理装置90、光栅110、报警装置120及上述的激光雕刻设备100；

上述电器控制设备70与上述显示设备80、上述粉尘处理装置90、上述光栅110、上述报警设备120及上述激光雕刻设备100电性连接；

上述显示设备用于调试上述粉尘处理装置90、上述光栅110、上述报警装置120及上述激光雕刻设备的工作参数100；

上述粉尘处理装置90与上述集尘装置60管道连接，并用于将由上述集尘装置60抽出的粉尘进行过滤处理，例如进行三层低中高效过滤处理，避免雕刻的粉尘掉落到产品表面，引起异物吸附，造成外观不良；

上述光栅110安装于距离所述支架10预设距离值处，并用于在操作人员的身体部位进入所述光栅110所在区域时，触发上述激光雕刻设备100暂停工作；上述预设距离值为上述3D激光器20进行雕刻工作的安全距离值；

上述报警装置120用于在生产异常、及结束对上述待雕刻工件的雕刻工序时进行报警提醒。

上述报警装置120具体可以为三色警示灯，可以进行声光报警。

可选地，上述激光雕刻系统200还包括外罩130，激光雕刻设备100设置于上述外罩130内，上述外罩130上开始有用于供上述雕刻工位30上进行取放件的窗口，上述光栅110安装于上述窗口处，可以更好地操作人员进行防护。

可以理解地，因为上述雕刻工位30设置有多个，则上述窗口也开设有多个，相应地，上述光栅110及上述报警装置120也设有多个，并分别安装于各雕刻工位30对应的上述窗口处。

综上所述，本实用新型实施例提供的激光雕刻设备及系统，因为多个雕刻工位滑动设置于上述支架上并绕上述3D激光器分布，且3D激光器可单独为各上述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻，因而可以在利用3D激光器为当前雕刻工位处的待雕刻工件进行加工时，控制其他雕刻工位滑移出3D激光器的工作区域并进行待雕刻工件的取放，避免了生产过程中等待时间，从而提升加工效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (10)

1.一种激光雕刻设备，其特征在于，所述激光雕刻设备包括支架、转动设置于所述支架中间位置的3D激光器、滑动设置于所述支架上并绕所述3D激光器分布的多个雕刻工位，所述雕刻工位用于放置待雕刻工件，所述3D激光器可单独为各所述雕刻工位处放置的待雕刻工件进行激光雕刻。

2.根据权利要求1所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述多个雕刻工位为2个雕刻工位，所述2个雕刻工位设置于所述3D激光器两侧。

3.根据权利要求1所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述激光雕刻设备还包括机械手臂，所述机械手臂固定于所述支架中间位置，所述3D激光器固定于所述机械手臂上。

4.根据权利要求2所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述雕刻工位包括固定设置于所述支架上的滑轨、滑动设置于所述滑轨上的治具以及驱动所述治具沿所述滑轨滑动的驱动装置，所述治具用于对所述待雕刻工件进行支撑及固定。

5.根据权利要求4所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述治具包括支撑板、立板及多个气缸，所述支撑板滑动设置于所述滑轨上且可在所述驱动装置的驱动下沿所述滑轨滑动，所述立板固定于所述支撑板上并用于支撑所述待雕刻工件，所述多个气缸设置于所述立板两侧并用于将所述待雕刻工件压紧于所述立板上。

6.根据权利要求5所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述气缸为转角下压气缸。

7.根据权利要求4所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述驱动装置及所述滑轨上罩设有风琴式防尘罩。

8.根据权利要求3所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述机械手臂上还设置有氮气除尘装置，用于在所述3D激光器对所述待雕刻工件进行雕刻时，对所述待雕刻工件进行氮气吹扫。

9.根据权利要求8所述的激光雕刻设备，其特征在于，所述激光雕刻设备还包括设置于所述支架上的集尘装置，所述集尘装置用于收集对所述待雕刻工件进行雕刻时产生的粉尘。

10.一种激光雕刻系统，其特征在于，所述激光雕刻系统包括电器控制设备、显示设备、粉尘处理装置、光栅、报警装置及如权利要求9所述的激光雕刻设备；

所述电器控制设备与所述显示设备、所述粉尘处理装置、所述光栅、所述报警装置及所述激光雕刻设备电性连接；

所述显示设备用于调试所述粉尘处理装置、所述光栅、所述报警装置及所述激光雕刻设备的工作参数；

所述粉尘处理装置与所述集尘装置连接，并用于将由所述集尘装置抽出的粉尘进行过滤处理；

所述光栅安装于距离所述支架预设距离值处，并用于在操作人员的身体部位进入所述光栅所在区域时，触发所述激光雕刻设备暂停工作；所述预设距离值为所述3D激光器进行雕刻工作的安全距离值；

所述报警装置用于在生产异常、及结束对所述待雕刻工件的雕刻工序时进行报警提醒。

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