CN215615871U - 一种基于脆性材料的双头加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光设备技术领域，具体涉及一种基于脆性材料的双头加工系统，本双头加工系统包括：XY位移平台、产品治具、Z轴移动架、激光切割机构、旁轴视觉定位机构和上位机；其中旁轴视觉定位机构采集工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息，以使上位机控制激光切割机构向工件输出激光；本实用新型通过旁轴视觉定位机构将工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息快速发送至上位机，同时控制两个激光切割机构对工件进行激光加工，并通过Z轴移动架实现调整与工件之间的距离，通过合适的距离实现更好的加工效率、加工效果，对工件本身不造成热变形，可实现连续加工，提高加工效率。

Description

一种基于脆性材料的双头加工系统

技术领域

本实用新型属于激光设备技术领域，具体涉及一种基于脆性材料的双头加工系统。

背景技术

目前脆性材料切割基本以超快激光和高精度平台为主，在效果上以及效率上都明显好于机械切割，随着产能的逐渐增加，之前的设备数量已经不能满足生产交付，现阶段只能增加设备来满足生产。然而增加设备会造成成本增加的问题，同时每台设备需要配备一个人员，人工成本也会增加。

因此，亟需开发一种新的基于脆性材料的双头加工系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于脆性材料的双头加工系统，以解决上述背景技术所提及的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于脆性材料的双头加工系统，其包括：XY位移平台、至少一个产品治具、Z轴移动架、至少一个激光切割机构、旁轴视觉定位机构和上位机；其中所述产品治具固定在XY位移平台上，所述Z轴移动架竖直设置，所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构与Z轴移动架平行且连接在Z轴移动架的活动部，以使所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构位于产品治具的上方；所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构与上位机电性相连；所述产品治具适于夹持工件，所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构适于沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具之间的距离，即所述旁轴视觉定位机构适于采集工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息，以使所述上位机控制激光切割机构向工件输出激光；以及所述XY位移平台适于带动产品治具按设定路径移动，以使所述激光切割机构对工件进行加工。

在其中一个实施例中，所述产品治具的顶部中央位置处开设有放置槽，以用于夹持工件；所述产品治具的顶部还开设有至少两个取件槽，各所述取件槽沿放置槽的边沿至产品治具的边沿设置，且两个所述取件槽对向设置，以用于将所述放置槽内工件取出。

在其中一个实施例中，所述Z轴移动架包括：竖直设置的Z轴导轨、位于Z轴导轨内的丝杆和驱动丝杆转动的丝杆电机；所述丝杆上安装有活动部，所述丝杆电机适于驱动丝杆转动，以使所述活动部在丝杠上移动，从而带动所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构沿Z轴导轨进行纵向移动。

在其中一个实施例中，所述活动部包括：固定在丝杆的丝杆螺母上的活动板；所述激光切割机构固定在活动板上，所述旁轴视觉定位机构通过千分头调节器活动连接在活动板上；所述活动板带动激光切割机构、旁轴视觉定位机构沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具之间的距离，即当拧松所述千分头调节器时，调节所述旁轴视觉定位机构在活动板上的位置；当拧紧所述千分头调节器时，将所述旁轴视觉定位机构固定在活动板上。

在其中一个实施例中，所述激光切割机构包括：激光组件、反射镜座和切割头；所述激光组件适于朝向反射镜座发射激光，以通过所述反射镜座将激光导入切割头内，从而通过所述切割头形成聚焦光斑作用在工件上。

在其中一个实施例中，所述激光组件包括：安装壳体、位于安装壳体内的激光器和扫描振镜；所述安装壳体开设有输出口，且所述扫描振镜对准输出口设置，即所述激光器发出激光，并经所述扫描振镜后从输出口朝向反射镜座射出。

在其中一个实施例中，所述旁轴视觉定位机构包括：连接杆和与上位机电性相连的CCD相机；所述连接杆与Z轴移动架平行且连接在Z轴移动架的活动部，所述CCD相机位于连接杆的下端部处，即所述CCD相机适于采集工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息，以发送至所述上位机。

在其中一个实施例中，设置有两个产品治具和两个激光切割机构，两个所述激光切割机构分别对应设置在两个产品治具的上方，且所述旁轴视觉定位机构位于两个激光切割机构之间，即所述旁轴视觉定位机构适于采集两个工件的图像信息及两个工件在XY位移平台上的定位信息，以使所述上位机控制相应激光切割机构向与其对应的工件输出激光；所述XY位移平台适于带动两个产品治具按设定路径移动，以使相应激光切割机构对其对应的工件进行加工。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过旁轴视觉定位机构将工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息快速发送至上位机，同时控制两个激光切割机构对工件进行激光加工，并通过Z轴移动架实现调整与工件之间的距离，通过合适的距离实现更好的加工效率、加工效果，对工件本身不造成热变形，可实现连续加工，提高加工效率，主要应用于脆性材料类的激光加工、以及其他领域平面材料微加工。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1是本实用新型的基于脆性材料的双头加工系统的结构图；

图2是本实用新型的产品治具的结构图；

图3是本实用新型的激光切割机构的结构图；

图4是本实用新型的旁轴视觉定位机构的结构图。

图中：

XY位移平台1；

产品治具2、放置槽201、取件槽202；

Z轴移动架3、Z轴导轨301、丝杆302、活动板303、千分头调节器304；

激光切割机构4、激光组件401、安装壳体4011、切割头402；

旁轴视觉定位机构5、连接杆501、CCD相机502；

工件6。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1

在本实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种基于脆性材料的双头加工系统，其包括：XY位移平台1、至少一个产品治具2、Z轴移动架3、至少一个激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5和上位机；其中所述产品治具2固定在XY位移平台1上，所述Z轴移动架3竖直设置，所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5与Z轴移动架3平行且连接在Z轴移动架3的活动部，以使所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5位于产品治具2的上方；所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5与上位机电性相连；所述产品治具2适于夹持工件6，所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5适于沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具2之间的距离，即所述旁轴视觉定位机构5适于采集工件6的图像信息及工件6在XY位移平台1上的定位信息，以使所述上位机控制激光切割机构4向工件6输出激光；以及所述XY位移平台1适于带动产品治具2按设定路径移动，以使所述激光切割机构4对工件6进行加工。

在本实施例中，本实施例通过旁轴视觉定位机构将工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息快速发送至上位机，同时控制两个激光切割机构对工件进行激光加工，并通过Z轴移动架实现调整与工件之间的距离，通过合适的距离实现更好的加工效率、加工效果，对工件本身不造成热变形，可实现连续加工，提高加工效率，主要应用于脆性材料类的激光加工、以及其他领域平面材料微加工。

在本实施例中，所述产品治具2的顶部中央位置处开设有放置槽201，以用于夹持工件6；所述产品治具2的顶部还开设有至少两个取件槽202，各所述取件槽202沿放置槽201的边沿至产品治具2的边沿设置，且两个所述取件槽202对向设置，以用于将所述放置槽201内工件6取出。

在本实施例中，产品治具2通过螺钉固定在XY位移平台1，能够在XY位移平台1带动下按设定路径移动，从而实现对工件6进行加工。

在本实施例中，通过设置对向的取件槽202，能够方便将放置槽201内工件6取出来。

在本实施例中，所述Z轴移动架3包括：竖直设置的Z轴导轨301、位于Z轴导轨301内的丝杆302和驱动丝杆302转动的丝杆电机；所述丝杆302上安装有活动部，所述丝杆电机适于驱动丝杆302转动，以使所述活动部在丝杠上移动，从而带动所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5沿Z轴导轨301进行纵向移动。

在本实施例中，Z轴导轨301固定在相应固定架上，且固定架并未在图中画出，同时通过在Z轴导轨301内设置丝杆302和驱动丝杆302转动的丝杆电机，能够实现自动化控制激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5升降。

在本实施例中，所述活动部包括：固定在丝杆302的丝杆螺母上的活动板303；所述激光切割机构4固定在活动板303上，所述旁轴视觉定位机构5通过千分头调节器304活动连接在活动板303上；所述活动板303带动激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具2之间的距离，即当拧松所述千分头调节器304时，调节所述旁轴视觉定位机构5在活动板303上的位置；当拧紧所述千分头调节器304时，将所述旁轴视觉定位机构5固定在活动板303上。

在本实施例中，通过设置千分头调节器304能够调整旁轴视觉定位机构5在活动板303上的位置，能够在根据工件6尺寸、加工需求不同在合适位置采集工件6图像。

在本实施例中，作为激光切割机构4的一种可选实施方式，所述激光切割机构4包括：激光组件401、反射镜座和切割头402；所述激光组件401适于朝向反射镜座发射激光，以通过所述反射镜座将激光导入切割头402内，从而通过所述切割头402形成聚焦光斑作用在工件6上。

在本实施例中作为激光切割机构4的另一种可选实施方式，所述激光切割机构4内激光组件401直接与切割头402相连，激光组件401直接将激光导入切割头402内，从而通过所述切割头402形成聚焦光斑作用在工件6上。

在本实施例中，所述激光组件401包括：安装壳体4011、位于安装壳体4011内的激光器和扫描振镜；所述安装壳体4011开设有输出口，且所述扫描振镜对准输出口设置，即所述激光器发出激光，并经所述扫描振镜后从输出口朝向反射镜座射出。

在本实施例中，扫描振镜由XY光学扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片组成，实现从激光器发出激光的角度可调。

在本实施例中，切割头402内设置有光束准直镜、扩束镜以及聚焦镜，从而使激光聚焦成光斑。

在本实施例中，所述旁轴视觉定位机构5包括：连接杆501和与上位机电性相连的CCD相机502；所述连接杆501与Z轴移动架3平行且连接在Z轴移动架3的活动部，所述CCD相机502位于连接杆501的下端部处，即所述CCD相机502适于采集工件6的图像信息及工件6在XY位移平台1上的定位信息，以发送至所述上位机。

在本实施例中，连接杆501通过千分头调节器304活动连接在活动板303上，从而实现调整CCD相机502的位置。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例设置有两个产品治具2和两个激光切割机构4，两个所述激光切割机构4分别对应设置在两个产品治具2的上方，且所述旁轴视觉定位机构5位于两个激光切割机构4之间，即所述旁轴视觉定位机构5适于采集两个工件6的图像信息及两个工件6在XY位移平台1上的定位信息，以使所述上位机控制相应激光切割机构4向与其对应的工件6输出激光；所述XY位移平台1适于带动两个产品治具2按设定路径移动，以使相应激光切割机构4对其对应的工件6进行加工。

在本实施例中，本实施例通过旁轴视觉定位机构5将工件6的图像信息及工件6在XY位移平台1上的定位信息快速发送至上位机，同时激光切割机构4带有扫描振镜、激光输出功能，并通过Z轴移动架3实现调整与工件6之间的距离，通过合适的距离实现更好的加工效率、加工效果，使激光模组自带扫描振镜、视觉定位功能，使激光加工更简易便捷，高效率。

在本实施例中，所述产品治具2的顶部中央位置处开设有放置槽201，以用于夹持工件6；所述产品治具2的顶部还开设有至少两个取件槽202，各所述取件槽202沿放置槽201的边沿至产品治具2的边沿设置，且两个所述取件槽202对向设置，以用于将所述放置槽201内工件6取出。

在本实施例中，产品治具2通过螺钉固定在XY位移平台1，能够在XY位移平台1带动下按设定路径移动，从而实现对工件6进行加工。

在本实施例中，通过设置对向的取件槽202，能够方便将放置槽201内工件6取出来。

在本实施例中，所述Z轴移动架3包括：竖直设置的Z轴导轨301、位于Z轴导轨301内的丝杆302和驱动丝杆302转动的丝杆电机；所述丝杆302上安装有活动部，所述丝杆电机适于驱动丝杆302转动，以使所述活动部在丝杠上移动，从而带动所述激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5沿Z轴导轨301进行纵向移动。

在本实施例中，Z轴导轨301固定在相应固定架上，且固定架并未在图中画出，同时通过在Z轴导轨301内设置丝杆302和驱动丝杆302转动的丝杆电机，能够实现自动化控制激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5升降。

在本实施例中，所述活动部包括：固定在丝杆302的丝杆螺母上的活动板303；所述激光切割机构4固定在活动板303上，所述旁轴视觉定位机构5通过千分头调节器304活动连接在活动板303上；所述活动板303带动激光切割机构4、旁轴视觉定位机构5沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具2之间的距离，即当拧松所述千分头调节器304时，调节所述旁轴视觉定位机构5在活动板303上的位置；当拧紧所述千分头调节器304时，将所述旁轴视觉定位机构5固定在活动板303上。

在本实施例中，通过设置千分头调节器304能够调整旁轴视觉定位机构5在活动板303上的位置，能够在根据工件6尺寸、加工需求不同在合适位置采集工件6图像。

在本实施例中，作为激光切割机构4的一种可选实施方式，所述激光切割机构4包括：激光组件401、反射镜座和切割头402；所述激光组件401适于朝向反射镜座发射激光，以通过所述反射镜座将激光导入切割头402内，从而通过所述切割头402形成聚焦光斑作用在工件6上。

在本实施例中作为激光切割机构4的另一种可选实施方式，所述激光切割机构4内激光组件401直接与切割头402相连，激光组件401直接将激光导入切割头402内，从而通过所述切割头402形成聚焦光斑作用在工件6上。

在本实施例中，所述激光组件401包括：安装壳体4011、位于安装壳体4011内的激光器和扫描振镜；所述安装壳体4011开设有输出口，且所述扫描振镜对准输出口设置，即所述激光器发出激光，并经所述扫描振镜后从输出口朝向反射镜座射出。

在本实施例中，扫描振镜由XY光学扫描头、电子驱动放大器和光学反射镜片组成，实现从激光器发出激光的角度可调。

在本实施例中，切割头402内设置有光束准直镜、扩束镜以及聚焦镜，从而使激光聚焦成光斑。

在本实施例中，所述旁轴视觉定位机构5包括：连接杆501和与上位机电性相连的CCD相机502；所述连接杆501与Z轴移动架3平行且连接在Z轴移动架3的活动部，所述CCD相机502位于连接杆501的下端部处，即所述CCD相机502适于采集工件6的图像信息及工件6在XY位移平台1上的定位信息，以发送至所述上位机。

在本实施例中，连接杆501通过千分头调节器304活动连接在活动板303上，从而实现调整CCD相机502的位置。

综上所述，本实用新型通过旁轴视觉定位机构将工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息快速发送至上位机，同时控制两个激光切割机构对工件进行激光加工，并通过Z轴移动架实现调整与工件之间的距离，通过合适的距离实现更好的加工效率、加工效果，对工件本身不造成热变形，可实现连续加工，提高加工效率，主要应用于脆性材料类的激光加工、以及其他领域平面材料微加工。

本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本申请所涉及的软件程序均为现有技术，本申请不涉及对软件程序作出任何改进。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，包括：

XY位移平台、至少一个产品治具、Z轴移动架、至少一个激光切割机构、旁轴视觉定位机构和上位机；其中

所述产品治具固定在XY位移平台上，所述Z轴移动架竖直设置，所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构与Z轴移动架平行且连接在Z轴移动架的活动部，以使所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构位于产品治具的上方；

所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构与上位机电性相连；

所述产品治具适于夹持工件，所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构适于沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具之间的距离，即

所述旁轴视觉定位机构适于采集工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息，以使所述上位机控制激光切割机构向工件输出激光；以及

所述XY位移平台适于带动产品治具按设定路径移动，以使所述激光切割机构对工件进行加工。

2.如权利要求1所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述产品治具的顶部中央位置处开设有放置槽，以用于夹持工件；

所述产品治具的顶部还开设有至少两个取件槽，各所述取件槽沿放置槽的边沿至产品治具的边沿设置，且两个所述取件槽对向设置，以用于将所述放置槽内工件取出。

3.如权利要求1所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述Z轴移动架包括：竖直设置的Z轴导轨、位于Z轴导轨内的丝杆和驱动丝杆转动的丝杆电机；

所述丝杆上安装有活动部，所述丝杆电机适于驱动丝杆转动，以使所述活动部在丝杠上移动，从而带动所述激光切割机构、旁轴视觉定位机构沿Z轴导轨进行纵向移动。

4.如权利要求3所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述活动部包括：固定在丝杆的丝杆螺母上的活动板；

所述激光切割机构固定在活动板上，所述旁轴视觉定位机构通过千分头调节器活动连接在活动板上；

所述活动板带动激光切割机构、旁轴视觉定位机构沿Z移动架上高度方向移动以调节与产品治具之间的距离，即

当拧松所述千分头调节器时，调节所述旁轴视觉定位机构在活动板上的位置；

当拧紧所述千分头调节器时，将所述旁轴视觉定位机构固定在活动板上。

5.如权利要求1所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述激光切割机构包括：激光组件、反射镜座和切割头；

所述激光组件适于朝向反射镜座发射激光，以通过所述反射镜座将激光导入切割头内，从而通过所述切割头形成聚焦光斑作用在工件上。

6.如权利要求5所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述激光组件包括：安装壳体、位于安装壳体内的激光器和扫描振镜；

所述安装壳体开设有输出口，且所述扫描振镜对准输出口设置，即

所述激光器发出激光，并经所述扫描振镜后从输出口朝向反射镜座射出。

7.如权利要求1所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

所述旁轴视觉定位机构包括：连接杆和与上位机电性相连的CCD相机；

所述连接杆与Z轴移动架平行且连接在Z轴移动架的活动部，所述CCD相机位于连接杆的下端部处，即

所述CCD相机适于采集工件的图像信息及工件在XY位移平台上的定位信息，以发送至所述上位机。

8.如权利要求1所述的基于脆性材料的双头加工系统，其特征在于，

设置有两个产品治具和两个激光切割机构，两个所述激光切割机构分别对应设置在两个产品治具的上方，且所述旁轴视觉定位机构位于两个激光切割机构之间，即

所述旁轴视觉定位机构适于采集两个工件的图像信息及两个工件在XY位移平台上的定位信息，以使所述上位机控制相应激光切割机构向与其对应的工件输出激光；

所述XY位移平台适于带动两个产品治具按设定路径移动，以使相应激光切割机构对其对应的工件进行加工。

Images