CN216177538U - 激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工设备，具有至少一个激光加工工位及至少一个上下料工位；包括与激光加工工位对应的激光加工模组及承载片状物料的承载装置；承载装置包括至少两个用于承载单个片状物料的承载单元及驱动承载单元在激光加工工位及上下料工位之间切换的第一驱动装置；承载单元包括物料盘及驱动物料盘沿水平方向转动且转动预定角度后停止的第二驱动装置；激光加工模组的单个加工区域能够与加工位置的片状物料的分区对应设置；片状物料的分区至少覆盖拼接区域；拼接区域为以片状物料的旋转中心点为顶点的两条边延伸至片状物料的边缘且与片状物料的边缘围成的区域；两条边的夹角角度为预定角度。上述激光加工设备，提高加工精度。

Description

激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工设备技术领域，特别涉及一种激光加工设备。

背景技术

在太阳能电池片的激光加工领域，大部分采用激光加工模组对位于激光加工工位的电池片表面进行激光加工。激光加工模组包括发出激光的激光器及由振镜和场镜配合组成的激光加工组件。随着当前更大尺寸硅片发展趋势，此加工方式无法完全满足大尺寸硅片、高光斑质量及高精度的要求。虽然可以通过增加场镜的加工幅面来满足要求，但是会在光斑质量和精度上有损失。

目前，自动化激光加工设备在加工过程中，先将一片大尺寸的片状物料划分成至少两个加工分区，再分别在至少两个激光加工工位对加工分区进行加工，以实现片状物料的分区拼接加工。但是，上述方法因为是将同一片片状物料移动至多个加工工位并在各个工位对应的激光加工组件下完成的拼接加工，其仍存在一定的加工误差，需要进一步提高加工精度。

因此，如何提高加工精度，是本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种激光加工设备，以提高加工精度。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光加工设备，所述激光加工设备具有至少一个激光加工工位及至少一个上下料工位；

所述激光加工设备包括与所述激光加工工位对应设置的激光加工模组及承载片状物料的承载装置；

所述承载装置包括：至少两个用于承载单个所述片状物料的承载单元及驱动所述承载单元在所述激光加工工位及所述上下料工位之间切换的第一驱动装置；

所述承载单元包括用于放置所述片状物料的物料盘及驱动所述物料盘沿水平方向转动的第二驱动装置，所述第二驱动装置能够驱动所述物料盘转动预定角度后停止；

所述激光加工模组的单个加工区域能够与加工位置的所述片状物料的分区对应设置；

所述单个加工区域为所述激光加工模组发出且用于对单个片状物料进行加工的激光形成的加工区域；

加工位置的所述片状物料为位于所述激光加工工位的所述承载单元承载的所述片状物料；

所述片状物料的分区至少覆盖拼接区域；所述拼接区域为以所述片状物料的旋转中心点为顶点的两条边延伸至所述片状物料的边缘且与所述片状物料的边缘围成的区域；所述两条边的夹角角度为所述预定角度。

可选地，上述激光加工设备中，所述激光加工工位的数量为至少两个，所述激光加工模组包括与至少两个所述激光加工工位一一对应设置的多个所述激光加工组件；

所述上下料工位的数量为至少两个；

所述承载单元的数量为多个；在加工或上下料过程中，多个所述承载单元分别与多个工位一一对应，多个所述工位包括全部所述激光加工工位及全部所述上下料工位；

所述第一驱动装置能够驱动多个承载单元中的一部分所述承载单元在至少两个所述激光加工工位中的一部分加工工位及至少两个所述上下料工位中的一部分上下料工位之间切换；所述第一驱动装置能够驱动多个承载单元中的另一部分所述承载单元在至少两个所述激光加工工位中的另一部分加工工位及至少两个所述上下料工位中的另一部分上下料工位之间切换。

可选地，上述激光加工设备中，所述激光加工工位包括第一激光加工工位及第二激光加工工位，所述激光加工模组包括分别与所述第一激光加工工位对应设置的第一激光加工组件及与所述第二激光加工工位对应设置的第二激光加工组件；

所述上下料工位包括第一上下料工位及第二上下料工位；

所述承载单元的数量为四个；在加工或上下料过程中，四个所述承载单元分别与所述第一激光加工工位、所述第二激光加工工位、所述第一上下料工位及所述第二上下料工位一一对应；

所述第一驱动装置能够驱动四个承载单元中的两个所述承载单元在所述第一激光加工工位与所述第二激光加工工位中的一个加工工位及所述第一上下料工位与所述第二上下料工位中的一个上下料工位之间切换；所述第一驱动装置能够驱动四个承载单元中的另外两个所述承载单元在所述第一激光加工工位与所述第二激光加工工位中的另一个加工工位及所述第一上下料工位与所述第二上下料工位中的另一个上下料工位之间切换。

可选地，上述激光加工设备中，所述承载装置还包括水平设置且中心对称的支撑架；

所述第一驱动装置为旋转驱动装置，所述第一驱动装置的驱动轴竖直设置且与所述支撑架的中心处连接；

至少两个所述承载单元安装于所述支撑架上，至少两个所述承载单元到所述支撑架的中心处的距离相等，至少两个所述承载单元沿所述支撑架的周向等距分布。

可选地，上述激光加工设备中，所述第一驱动装置为能够实现正转及反转的驱动马达；

所述第一驱动装置单次正转的旋转角度为180°，所述第一驱动装置单次反转的旋转角度为180°；

所述第一驱动装置能够通过单次转动驱动所述承载单元在所述激光加工工位与所述上下料工位之间切换。

可选地，上述激光加工设备中，所述预设角度为90°，所述第二驱动装置驱动所述物料盘单次转动角度为90°；

所述片状物料的形状为矩形，所述片状物料具有四个分区，

所述四个分区由四条边划分，相邻的两条边划分一个分区；

所述两条边中任意一条边与其延伸至所述片状物料的边缘相互垂直。

可选地，上述激光加工设备中，所述预设角度为180°，所述第二驱动装置能够驱动所述物料盘沿水平方向正转及反转，所述第二驱动装置驱动所述物料盘单次转动角度为180°；

所述片状物料的形状为矩形，所述片状物料具有两个分区，

所述两个分区由两条边划分，两条边位于同一直线上；

所述两条边中任意一条边与其延伸至所述片状物料的边缘相互垂直。

可选地，上述激光加工设备中，还包括用于对所述上下料工位进行视觉定位的相机，所述相机与所述上下料工位对应设置。

可选地，上述激光加工设备中，还包括与所述上下料工位对应设置的上下料装置；

所述上下料装置包括用于向所述激光加工设备的所述上下料工位上料及下料的机械手。

可选地，上述激光加工设备中，所述机械手为旋转机械手；

所述旋转机械手包括用于向所述上下料工位上料的第一机械臂、用于向所述上下料工位下料的第二机械臂，及驱动所述第一机械臂和所述第二机械臂同步转动的旋转驱动装置；

所述第一机械臂及所述第二机械臂均具有至少一个片状物料取放部件，至少一个所述片状物料取放部件与至少一个所述上下料工位一一对应设置。

可选地，上述激光加工设备中，所述机械手为直线驱动机械手；

所述直线驱动机械手包括直线机械臂及驱动所述直线机械臂沿直线方向移动的直线驱动装置；

所述直线机械臂上具有多个片状物料取放部件，多个所述片状物料取放部件包括用于向所述上下料工位上料的上料片状物料取放部件及用于对所述上下料工位下料的下料片状物料取放部件。

可选地，上述激光加工设备中，还包括上料传输单元；

所述机械手具有用于向所述上下料工位上料的上料片状物料取放部件，所述上料片状物料取放部件的数量为N个，N≥2；

所述上料传输单元包括相互独立的N个上料传输带；

N个所述上料片状物料取放部件与N个所述上料传输带一一对应设置；

N个所述上料传输带均具有检测所述片状物料位置的位置检测器。

可选地，上述激光加工设备中，所述物料盘为真空吸盘。

可选地，上述激光加工设备中，所述片状物料的分区的拼接中心点为所述片状物料的旋转中心点。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的激光加工设备，在承载单元承载单个片状物料被第一驱动装置切换至激光加工工位上后，通过第二驱动装置驱动物料盘沿水平方向转动；其中，激光加工模组用于与加工位置的片状物料的分区对应设置，使得激光加工模组发出且用于加工单个片状物的激光形成的单个加工区域无需覆盖整个片状物料，仅需使得加工区域覆盖片状物料的一个分区，以便于对片状物料的分区进行加工，加工完这个分区后，第二驱动装置驱动物料盘转动预定角度后停止，此时，已加工完成的分区移出激光加工模组的单个加工区域，片状物料未加工的分区移到激光加工模组的单个加工区域进行加工。因此，在激光加工工位上，通过第二驱动装置驱动物料盘转动多次预定角度后停止，可以使得片状物料的多个分区在第二驱动装置的驱动作用下依次与激光加工模组的单个加工区域对应设置，由于第二驱动装置能够驱动物料盘沿水平方向转动，因此，仅覆盖片状物料的分区的单个加工区域可以对片状物料的全部分区进行激光加工。

通过上述设置，使得激光加工模组的单个加工区域无需覆盖整个片状物料，只需覆盖片状物料的一个分区即可，使得激光加工模组的场镜可以选择幅面更小且焦距更短的规格，以便于更好的控制激光加工出的光斑质量，提高激光加工的精度；并且，在一个激光加工工位上即可完成片状物料的完整激光加工，无需采用多个激光加工组件(包括振镜等)的加工区域对单个片状物料进行拼接加工，避免了单个片状物料上采用多个激光加工组件的加工区域加工分区而产生的拼接误差，也避免了多个激光加工组件因自身差异而导致多个加工区域的不同，避免片状物料的多个分区加工不一致的情况；也无需将单个片状物料移动至多个加工工位，有效避免了切换工位造成的拼接误差，提高了加工精度。

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获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的承载装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的承载装置的工位划分示意图；

图3为本实用新型实施例提供的片状物料的第一种分区示意图；

图4为本实用新型实施例提供的片状物料的第二种分区示意图；

图5为本实用新型实施例提供的激光加工设备的第一种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的激光加工设备的第二种结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种激光加工设备，以提高加工精度。

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。

如图1-图6所示，本实用新型实施例提供了一种激光加工设备，激光加工设备具有至少一个激光加工工位A及至少一个上下料工位B；激光加工设备包括与激光加工工位A对应设置的激光加工模组及承载片状物料6的承载装置5；承载装置5包括：至少两个用于承载单个片状物料6的承载单元及驱动承载单元在激光加工工位A及上下料工位B之间切换的第一驱动装置4；承载单元包括用于定位片状物料6的物料盘1及驱动物料盘1沿水平方向转动的第二驱动装置2，第二驱动装置2能够驱动物料盘1转动预定角度后停止。可以理解的是，在第二驱动装置驱动物料盘1转动时，位于物料盘1上的片状物料6同步转动。激光加工模组的单个加工区域能够与加工位置的片状物料6的分区对应设置，单个加工区域为激光加工模组发出且用于对单个片状物进行加工的激光形成的加工区域；加工位置的片状物料6为位于激光加工工位A的承载单元承载的片状物料6；片状物料6的分区至少覆盖拼接区域；拼接区域为以片状物料6的旋转中心点为顶点的两条边延伸至片状物料6的边缘且与片状物料6的边缘围成的区域；两条边的夹角角度为预定角度。

可以理解的是，因为片状物料6是放置在第二驱动装置2上的，因此，当第二驱动装置2带着片状物料6进行选择时，片状物料6的旋转中心点即为第二驱动装置2的旋转中心点。

本实用新型实施例提供的激光加工设备，在承载单元承载单个片状物料6被第一驱动装置4切换至激光加工工位A上后，通过第二驱动装置2驱动物料盘1沿水平方向转动；其中，激光加工模组用于与加工位置的片状物料6的分区对应设置，使得激光加工模组发出且用于加工单个片状物的激光形成的单个加工区域无需覆盖整个片状物料，仅需使得加工区域覆盖片状物料的一个分区，以便于对片状物料6的分区进行加工，加工完这个分区后，第二驱动装置2驱动物料盘1转动预定角度后停止，此时，已加工完成的分区移出激光加工模组的单个加工区域，片状物料6未加工的分区移到与激光加工模组的单个加工区域进行加工。因此，在激光加工工位A上，通过第二驱动装置2驱动物料盘1转动多次预定角度后停止，可以使得片状物料6的多个分区在第二驱动装置的驱动作用下依次与激光加工模组的单个加工区域对应设置，由于第二驱动装置2能够驱动物料盘1沿水平方向转动，因此，仅覆盖片状物料的分区的单个加工区域可以对片状物料6的全部分区进行激光加工。通过上述设置，使得激光加工模组的单个加工区域无需覆盖整个片状物料6，只需覆盖片状物料6的一个分区即可，使得激光加工模组的场镜可以选择幅面更小且焦距更短的规格，以便于更好的控制激光加工出的光斑质量，提高激光加工的精度；并且，在一个激光加工工位A上即可完成片状物料6的完整激光加工，无需采用多个激光加工组件(包括振镜等)的加工区域对单个片状物料进行拼接加工，避免了单个片状物料上采用多个加工区域加工分区而产生的拼接误差，也避免了多个激光加工组件因自身差异而导致多个加工区域的不同，避免片状物料的多个分区加工不一致的情况；也无需将单个片状物料6转移至多个加工工位，有效避免了切换工位造成的拼接误差，提高了加工精度。

可以理解的是，激光加工模组可以仅具有一个激光加工组件，也可以具有至少两个激光加工组件，激光加工模组的具体结构不做限制。激光加工组件可以包括振镜、场镜及其他结构等。

由于片状物料6的分区至少覆盖拼接区域，因此，片状物料6的分区大于或等于覆盖拼接区域。由于拼接区域为以片状物料6的旋转中心点为顶点的两条边延伸至片状物料6的边缘且与片状物料6的边缘围成的区域，因此，片状物料6的分区的拼接中心点(多个片状物料6的分区均重合的点)可以为片状物料6的旋转中心点，也可以不是片状物料6的旋转中心点。

其中，单个加工区域小于或等于激光加工模组的单个激光加工组件(如场镜等)的加工幅面。其中，单个加工区域既可以为振镜与场镜所确定的加工范围(加工幅面)，对应精密加工对光斑要求高的场景，也可以小于振镜与场镜所确定的加工范围(加工幅面)。因此，单个加工区域受激光加工组件(如场镜等)的加工幅面限制。由于对片状物料6进行了分区，因此，加工区域的尺寸要求降低了，也降低了对激光加工组件(如场镜等)的需求，避免增加激光加工组件的加工幅面来满足要求。

此外，本实用新型实施例提供的激光加工设备，结构简单，稳定性好，且设计合理。

本实施例中，第一驱动装置4为尺寸相对较大的大DD(direct driver，直接驱动)马达，大DD马达可带动位于其上方的至少两个第二驱动装置2旋转，第二驱动装置2为尺寸相对较小的小DD马达，小DD马达可带动位于其上方的片状物料6进行旋转，而且可以分为多次旋转预设角度，如每次旋转90°，旋转3次。

可以理解的是，位于激光加工工位A的承载单元上的片状物料6进行激光加工的过程中，上下料工位B的承载单元可以同时进行上料及下料的操作，有效避免上下料浪费的时间，提高了加工效率。激光加工模组可以包括激光器及激光加工组件。其中，激光加工组件可以包括振镜、场镜及其他结构，。片状物料6可以为硅片，也可以为其他需要激光加工的片状物。

为了提高加工效率的考虑，激光加工工位A的数量为至少两个，激光加工模组包括与至少两个激光加工工位A一一对应设置的多个激光加工组件；上下料工位B的数量为至少两个；承载单元的数量为多个；在加工或上下料过程中，多个承载单元分别与多个工位一一对应，多个工位包括全部激光加工工位A及全部上下料工位B；第一驱动装置4能够驱动多个承载单元中的一部分承载单元在至少两个激光加工工位A中的一部分加工工位及至少两个上下料工位B中的一部分上下料工位之间切换；第一驱动装置4能够驱动多个承载单元中的另一部分承载单元在至少两个激光加工工位A中的另一部分加工工位及至少两个上下料工位B中的另一部分上下料工位之间切换。通过上述设置，增加了加工工位，也方便了同时加工操作，进而提高了加工效率。

优选地，激光加工工位A的数量与上下料工位B的数量相同，以便于使得同样数量的承载单元在激光加工工位A与上下料工位B之间切换，占用全部激光加工工位A与上下料工位B。

在一种具体实施方式中，激光加工工位A与上下料工位B的数量均为两个。即。激光加工工位A包括第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2，激光加工模组包括分别为与第一激光加工工位A1对应设置的第一激光加工组件11及与第二激光加工工位A2对应设置的第二激光加工组件12。可以理解的是，激光加工模组可以包括激光器、第一激光加工组件11及第二激光加工组件12。

上下料工位B包括第一上下料工位B1及第二上下料工位B2；承载单元的数量为四个。因此，在本实施例中，小DD马达的数量也为对应的4个；在加工或上下料过程中，四个承载单元分别与第一激光加工工位A1、第二激光加工工位A2、第一上下料工位B1及第二上下料工位B2一一对应。

第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的两个承载单元在第一激光加工工位A1与第二激光加工工位A2中的一个加工工位及第一上下料工位B1与第二上下料工位B2中的一个上下料工位之间切换；第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的另外两个承载单元在第一激光加工工位A1与第二激光加工工位A2中的另一个加工工位及第一上下料工位B1与第二上下料工位B2中的另一个上下料工位之间切换。

本实施例中，第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的两个承载单元在第一激光加工工位A1及第一上下料工位B1之间切换；第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的另外两个承载单元在第二激光加工工位A2及第二上下料工位B2之间切换。

在另一种实施例中，第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的两个承载单元在第一激光加工工位A1及第二上下料工位B2之间切换；第一驱动装置4能够驱动四个承载单元中的另外两个承载单元在第二激光加工工位A2及第一上下料工位B1之间切换。

其中，第一驱动装置4驱动四个承载单元中的两个承载单元的切换方式取决于第一驱动装置4的单次旋转角度及四个工位(第一激光加工工位A1、第二激光加工工位A2、第一上下料工位B1及第二上下料工位B2)的排列方式，在此不做具体限制且均在保护范围之内。

由于四个承载单元在第一驱动装置4的驱动下可以转动，因此，四个承载单元均可以在加工工位A和上下料工位B之间切换。通过上述设置，可以实现两个激光加工模组(第一激光加工组件11及第二激光加工组件12)同时加工两个硅片，有效提高了加工效率。

并且，位于第一激光加工组件11及第二激光加工组件12的承载单元可以在加工完成后通过第一驱动装置4切换至第一上下料工位B1及第二上下料工位B2进行下料，而下料完成后位于第一上下料工位B1及第二上下料工位B2的承载单元可再进行上料，上料完成后又可以通过第一驱动装置4将第一上下料工位B1及第二上下料工位B2的承载单元切换至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2上再次加工，如此反复进行。

第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的承载单元上的片状物料6进行激光加工时，第一上下料工位B1及第二上下料工位B2的承载单元进行上料及下料的操作，有效避免上下料浪费的时间，提高了加工效率。

也可以将激光加工工位A与上下料工位B的数量设置为其他数量，在此不做具体限制且均在保护范围之内。

在第一种实施例中，预定角度为90°，第二驱动装置2能够驱动物料盘1沿水平方向单向转动270°，第二驱动装置2驱动所述物料盘1单次转动角度为90°。如图3所示，在本实施例中，将片状物料6的分区分成四个矩形结构，分别为第一分区S1、第二分区S2、第三分区S3及第四分区S4。即，片状物料6的四个分区呈“田”字分布。可以理解的是，在单个片状物料6的加工过程中，第二驱动装置2驱动物料盘1转动三次。在第一个分区进行加工时，不转动物料盘1。即，在一个激光加工工位A上，第二驱动装置2旋转3次90°(预定角度)，即可在一个激光加工工位A上完成四次激光图形加工，实现四个区域的拼接加工。

具体加工方式如下：

第一激光加工组件11(附图中为示意图)及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第一分区S1进行第一次激光加工，完成第一分区S1的图形加工。

第一次激光加工完成之后，第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2对应的承载单元的第二驱动装置2驱动片状物料6共同旋转90°；此时，片状物料6的第二分区S2被转移至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的正下方，然后，第一激光加工组件11及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第二分区S2进行第二次激光加工，完成第二分区S2的图形加工。

第二次激光加工完成之后，第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2对应的承载单元的第二驱动装置2驱动片状物料6共同旋转90°；此时，片状物料6的第三分区S3被转移至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的正下方，然后，第一激光加工组件11及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第三分区S3进行第三次激光加工，完成第三分区S3的图形加工。

第三次激光加工完成之后，第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2对应的承载单元的第二驱动装置2驱动片状物料6共同旋转90°；此时，片状物料6的第四分区S4被转移至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的正下方，然后，第一激光加工组件11及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第四分区S4进行第四次激光加工，完成第四分区S4的图形加工。

上述四次激光加工后，片状物料6上需要加工的区域，即划分形成的第一分区S1、第二分区S2、第三分区S3及第四分区S4的图案都已经加工完成，继而完成了片状物料6上需要加工的区域的拼接加工。

在另一种实施例中，预设角度为180°，第二驱动装置2能够驱动物料盘1沿水平方向正转及反转，第二驱动装置2驱动物料盘1单次转动角度为180°；片状物料6的形状为矩形，片状物料6具有两个分区，两个分区由两条边划分，两条边位于同一直线上；两条边中任意一条边与其延伸至所述片状物料6的边缘相互垂直。如图4所示，本实施例中，将片状物料6的分区分成两个矩形结构，分别为第一分区S5及第二分区S6。即，片状物料6的四个分区呈“日”字分布。可以理解的是，在单个片状物料6的加工过程中，第二驱动装置2驱动物料盘1转动一次。在第一个分区进行加工时，不转动物料盘1。即，在一个激光加工工位A上，第二驱动装置2旋转1次180°(预定角度)，即可在一个激光加工工位A上完成两次激光图形加工，实现两个区域的拼接加工。第二驱动装置2能够正转及反转180°旋转的方式，可以无需增加气路和电路上的气滑环和电滑环结构，极大程度上简化了结构和节省了成本。本实施例中，第二驱动装置2为马达。

具体加工方式如下：

第一激光加工组件11(附图中为示意图)及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第一分区S5进行第一次激光加工，完成第一分区S5的图形加工。

第一次激光加工完成之后，第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2对应的承载单元的第二驱动装置2驱动片状物料6共同旋转180°；此时，片状物料6的第二分区S6被转移至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的正下方，然后，第一激光加工组件11及第二激光加工组件12的激光分别同时对第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2的片状物料6的第二分区S6进行第二次激光加工，完成第二分区S6的图形加工，继而完成了片状物料6上需要加工的区域的拼接加工。

也可以使得预设角度为180°，第二驱动装置2能够驱动物料盘1沿水平方向单方向360°旋转，第二驱动装置2驱动物料盘1单次转动角度为180°。在此不再一一累述且均在保护范围之内。

在上述两种实施例中，片状物料6的分区的拼接中心点为片状物料6的旋转中心点。即，上述两条边相交的顶点为片状物料6的旋转中心点。

当然，也可以使得片状物料6的分区的拼接中心点与片状物料6的旋转中心点不同，在此实施方式中，片状物料6的分区覆盖拼接区域，且片状物料6的分区大于拼接区域。

接下来，第一驱动装置4切换至激光加工工位A与上下料工位B，使得原来上下料工位B对应的承载单元切换至激光加工工位A，对该承载单元的片状物料6进行加工(在对激光加工工位A加工的过程中，上下料工位B完成下料和上料)。

作为另一个实施例，激光加工工位A的数量为三个，如第一激光加工工位、第二激光加工工位及第三激光加工工位，激光加工模组包括与三个激光加工工位(第一激光加工工位、第二激光加工工位及第三激光加工工位)一一对应设置的三个激光加工组件；上下料工位B的数量为三个，如第一上下料工位、第二上下料工位及第三上下料工位；承载单元的数量为六个，分别与三个激光加工工位(第一激光加工工位、第二激光加工工位及第三激光加工工位)及三个上下料工位(第一上下料工位、第二上下料工位及第三上下料工位)一一对应；第一驱动装置4能够驱动第一激光加工工位、第二激光加工工位及第三激光加工工位同时与第一上下料工位、第二上下料工位及第三上下料工位进行位置切换，其中在切换时，如第一驱动装置4旋转180°，激光加工工位中的任意一个与上下料工位中的任意一个对应切换。

作为另一个实施例，如图1所示，承载装置5还包括水平设置且中心对称的支撑架3，第一驱动装置4为旋转驱动装置，第一驱动装置4的驱动轴竖直设置且与支撑架3的中心处连接；至少两个承载单元安装于支撑架3上，至少两个承载单元到支撑架3的中心处的距离相等，至少两个承载单元沿支撑架3的周向等距分布。通过上述设置，方便将至少两个承载单元沿第一驱动装置4的转动中心均匀布置。

支撑架3可以为十字臂治具，十字臂治具上中心对称设置四个支撑臂，相邻两个支撑臂之间的夹角为90°。四个支撑臂上分别设置四个承载单元，以便于减轻支撑架3的整体质量。

也可以将支撑架3设置为圆盘治具，通过将四个支撑臂圆盘治具的非圆心位置，且四个承载单元到支撑架3的圆心(中心)处的距离相等，四个承载单元沿支撑架3的周向等距分布。

也可以在支撑架3上设置其他数量为承载单元，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

本实施例中，第一驱动装置4为能够实现正转及反转的驱动马达；第一驱动装置4单次正转的旋转角度为180°，第一驱动装置4单次反转的旋转角度为180°，第一驱动装置4能够通过单次转动驱动承载单元在激光加工工位A与上下料工位B之间切换。在本实施例中，全部激光加工工位A可以排列在一起，并且，全部上下料工位B排列在一起，通过第一驱动装置4单次正转或单次反转，能够实现全部承载单元的切换。当然，也可以使得激光加工工位A与上下料工位B交叉排列或以其他排列方式布置，仅需在第一驱动装置4通过单次转动驱动任意一个承载单元在激光加工工位A与上下料工位B之间的切换即可。

进一步地，本实施例中，支撑架3具有四个连接臂；第一驱动装置4为旋转驱动装置，第一驱动装置4的驱动轴竖直设置且与支撑架3的中心处连接；四个承载单元安装于支撑架3上，四个承载单元到支撑架3的中心处的距离相等，四个承载单元沿支撑架3的周向等距分布。通过上述设置，仅需第一驱动装置4驱动支撑架3旋转即可实现驱动承载单元在激光加工工位A及上下料工位B之间切换，节省了承载装置5的整体占用空间。

当然，也可以将第一驱动装置4设置为直线往复驱动装置，在此不做具体限制。

在一种具体实施方式中，第一驱动装置4为能够实现正转及反转的驱动马达。其中，第一驱动装置4单次正转的旋转角度为180°，第一驱动装置4单次反转的旋转角度为180°；第一激光加工工位A1与第二激光加工工位A2相邻设置。可以理解的是，第一上下料工位B1与第二上下料工位B2也相邻设置。通过上述设置，可以更灵活地控制承载单元在激光加工工位A及上下料工位B之间的切换。通过上述设置，使得第一激光加工组件11及第二激光加工组件12相邻设置，方便了激光加工模组的结构布置；并且，由于第一上下料工位B1与第二上下料工位B2相邻设置，也方便采用上下料设备(如机械手)对第一上下料工位B1与第二上下料工位B2共同进行上下料操作。并且，与常规的一直沿同一个方向旋转的结构相比，本实施例这种正反180°旋转的方式，可以无需增加气路和电路上的气滑环和电滑环结构，极大程度上简化了结构和节省了成本。当然，也可以将第一驱动装置4设置为单向旋转的驱动马达。

工作时，如两张片状物料6已分别上料至第一上下料工位B1及第二上下料工位B2(在此工位可进行相应操作如视觉定位)，然后通过第一驱动装置4顺时针旋转180°，则之前位于第一上下料工位B1与第二上下料工位B2上的片状物料6分别位于第一激光加工组件11与第二激光加工组件12下方。当片状物料6加工完成后，再通过第一驱动装置4逆时针旋转180°，则片状物料6又回到第一上下料工位B1与第二上下料工位B2，接着在此工位可进行下料操作。

也可以使得第一驱动装置4单次正转的旋转角度为90°，第一驱动装置4单次反转的旋转角度为90°。在本实施例中，第一激光加工工位A1与第一上下料工位B1相邻设置。即，第一上下料工位B1与第二上下料工位B2分别设置于第一激光加工工位A1的两侧，同样地，第一上下料工位B1与第二上下料工位B2也分别设置于第二激光加工工位A2的两侧，使得两个加工工位(第一激光加工工位A1与第一上下料工位B1)与两个上下料工位(第一上下料工位B1与第二上下料工位B2)交叉设置。通过上述设置，缩短了第一驱动装置4切换工位所需的旋转角度，进而缩短了切换时间。

为了确保片状物料6的各个分区形状一致，以便于提高激光加工过程中的拼接效果，预设角度为90°，其中，第二驱动装置2驱动物料盘1单次转动角度为90°。片状物料6的形状为矩形，片状物料6具有四个分区，四个分区由四条边划分，相邻的两条边划分一个分区；两条边(上述相邻的两条边)中任意一条边与其延伸至片状物料6的边缘相互垂直。如图3所示，片状物料6的形状为正方形，使得两条边相互垂直，将正方形的片状物料6分为四个中心对称的正方形分区。

当然，也可以将片状物料6设置为长方形等其他结构，如图4所示，片状物料6的形状为矩形，片状物料6具有两个分区，两个分区由两条边划分，两条边位于同一直线上；两条边中任意一条边与其延伸至片状物料6的边缘相互垂直。

还可以为其他结构，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

作为另一个实施例，为了便于对上下料工位B的承载单元上的片状物料6进行视觉定位，本实施例提供的激光加工设备还包括用于对上下料工位B进行视觉定位的相机。本实施例中，相机与上下料工位B对应设置。

并且，由于进行视觉定位的过程是对位于上下料工位B上的片状物料6进行的操作，因此，上述进行视觉定位的过程不影响激光加工工位A的承载单元上的片状物料6进行激光加工。

优选地，在一种具体实施方式中，相机包括与第一上下料工位B1对应设置的第一相机21及与第二上下料工位B2对应设置的第二相机22。通过本实施例提出的设备，位于激光加工工位的承载单元上的片状物料6在进行激光加工的同时，在上下料工位的片状物料可同步进行视觉定位，从而提高产能。

本实施例中，第一激光加工组件11、第二激光加工组件12、第一相机21及第二相机22以第一驱动装置4的旋转轴为中心对称设置。工作时，先将两张片状物料分别上料至第一上下料工位B1及第二上下料工位B2，然后第一相机21与第二相机22同时对下方第一上下料工位B1及第二上下料工位B2上的片状物料进行拍照，此时视觉定位已完成，接下来可进行后续激光加工，如通过第一驱动装置4(大DD马达)将片状物料旋转至第一激光加工工位A1及第二激光加工工位A2。

为了提高自动化程度，激光加工设备还包括与上下料工位B对应设置的上下料装置；上下料装置包括用于向激光加工设备的上下料工位B上料及下料的机械手。

在一种具体实施方式中，上下料装置包括用于向激光加工设备的第一上下料工位B1及激光加工设备的第二上下料工位B2共同上料及共同下料的机械手。

如图5所示，在本实施例中，机械手为旋转机械手30；旋转机械手30包括用于向上下料工位B上料的第一机械臂、用于向上下料工位B下料的第二机械臂及驱动第一机械臂和第二机械臂同步转动的旋转驱动装置；第一机械臂及第二机械臂均具有至少一个片状物料取放部件，至少一个片状物料取放部件与至少一个上下料工位B一一对应设置。

在一种具体实施方式中，旋转机械手30包括用于向第一上下料工位B1及第二上下料工位B2共同上料的第一机械臂、用于对第一上下料工位B1及第二上下料工位B2共同下料的第二机械臂及驱动第一机械臂和第二机械臂同步转动的旋转驱动装置；第一机械臂及第二机械臂均具有两个片状物料取放部件，两个片状物料取放部件分别用于与第一上下料工位B1及第二上下料工位B2对应设置。通过旋转驱动装置驱动第一机械臂及第二机械臂的旋转，实现片状物料6的上下料操作。利用一个机械手，即可同时实现上料与下料，结构简单。当然，第一机械臂和第二机械臂可以依据上下料工位B的具体数量进行调整。

本实施例中，第一机械臂及第二机械臂为一体式结构，第一机械臂及第二机械臂之间呈90°夹角设置。

具体工作过程如下：当激光加工结束后，两个片状物料6通过第一驱动装置4(大DD马达)旋转180°再次回到上下料工位B，此时第二机械臂上的两个片状物料取放部件位于第一上下料工位B1及第二上下料工位B2上方，第一机械臂上的两个片状物料取放部件位于上料传输单元上方，然后同步驱动第一机械臂与第二机械臂上的片状物料取放部件运行，使得第二机械臂上的两个片状物料取放部件获取加工完的两个片状物料，同时第一机械臂上的两个片状物料取放部件分别获取第一上料传输带41及第二上料传输带42上未加工的片状物料，然后通过旋转驱动装置驱动第一机械臂及第二机械臂的旋转90°(如顺时针)，再同步驱动第一机械臂与第二机械臂上的片状物料取放部件运行，使得第二机械臂上的两个片状物料取放部件将加工完的两个片状物料放至下料传输单元43上，同时第一机械臂上的两个片状物料取放部件将未加工的两个片状物料放至第一上下料工位B1及第二上下料工位B2上。接着通过旋转驱动装置驱动第一机械臂及第二机械臂再次旋转90°(如顺时针)回到最初的位置，如此反复进行上下料。其中，上料传输单元是用于将片状物料6向机械手运输的运输装置，以便于机械手能够由上料传输单元上获取未加工的片状物料6并放置于上下料工位。下料传输单元43是用于将加工完成的片状物料6向下一工序运输的运输装置，机械手由上下料工位获取加工完成的片状物料6并放置于下料传输单元43上。

如图6所示，在另一种实施例中，机械手为直线驱动机械手；直线驱动机械手包括直线机械臂31及驱动直线机械臂31沿直线方向移动的直线驱动装置32；直线机械臂31上具有多个片状物料取放部件，多个片状物料取放部件包括用于向上下料工位B上料的上料片状物料取放部件及用于对上下料工位B下料的下料片状物料取放部件。

在一种具体实施方式中，直线驱动机械手包括直线机械臂31及驱动直线机械臂31沿直线方向移动的直线驱动装置32；直线机械臂31上具有至少四个片状物料取放部件，四个片状物料取放部件分别为用于向第一上下料工位B1上料的第一片状物料取放部件311、用于向第二上下料工位B2上料的第二片状物料取放部件312、用于对第一上下料工位B1下料的第三片状物料取放部件313及用于对第二上下料工位B2下料的第四片状物料取放部件314。通过上述设置，实现了对第一上下料工位B1及第二上下料工位B2的上下料操作。

具体工作过程如下：当激光加工结束后，两个片状物料6通过第一驱动装置4(大DD马达)旋转180°再次回到上下料工位B，此时，第三片状物料取放部件313及第四片状物料取放部件314位于第一上下料工位B1及第二上下料工位B2上方，第一片状物料取放部件311及第二片状物料取放部件312位于上料传输单元上方，然后同步驱动直线机械臂31上的四个片状物料取放部件运行，使得第三片状物料取放部件313及第四片状物料取放部件314获取加工完的两个片状物料6，并且，第一片状物料取放部件311及第二片状物料取放部件312分别获取第一上料传输带41及第二上料传输带42上未加工的片状物料6，然后通过直线机械臂31的直线运动使得第三片状物料取放部件313及第四片状物料取放部件314移动至下料传输单元43，同步驱动第一片状物料取放部件311及第二片状物料取放部件312将未加工的两个片状物料放至第一上下料工位B1及第二上下料工位B2上。接着通过直线机械臂31的直线反向运动回到最初的位置，如此反复进行上下料。

当然，也可以将机械手设置为其他结构，如六轴机械手等，在此不做具体限制且均在保护范围之内。

进一步地，还包括上料传输单元；其中，机械手具有用于向上下料工位B上料的上料片状物料取放部件，上料片状物料取放部件的数量为N个，N≥2；上料传输单元包括相互独立的N个上料传输带；N个上料片状物料取放部件与N个上料传输带一一对应设置；N个上料传输带均具有检测片状物料位置的位置检测器。

在一种具体实施方式中，上料传输单元包括相互独立的第一上料传输带41及第二上料传输带42，第一上料传输带41及第二上料传输带42分别与机械手用于对激光加工设备的第一上下料工位B1及激光加工设备的第二上下料工位B2进行上料的片状物料取放部件对应设置。并且，第一上料传输带41及第二上料传输带42均具有检测片状物料6位置的位置检测器。通过位置检测器的检测，可以调节第一上料传输带41上片状物料6的位置及第二上料传输带42上片状物料6的位置。即，使得第一上料传输带41及第二上料传输带42可以单独调节其上片状物料6的位置，由于第一上料传输带41及第二上料传输带42相对位置不变，通过调节两个片状物料6(第一上料传输带41上的片状物料6及第二上料传输带42上的片状物料6)之间的间距(即片状物料的位置)，以便于两个片状物料的位置与机械手上的片状物料取放部件的位置对应从而方便机械手直接由片状物料取放部件抓取，确保两个片状物料6设置于第一上料传输带41及第二上料传输带42后的位置准确性。

进一步地，还包括下料传输单元43。并且，下料传输单元43具有与机械手用于对激光加工设备的第一上下料工位B1及激光加工设备的第二上下料工位B2进行下料的片状物料取放部件对应设置的片状物料承载部。本实施例中的下料传输单元43，优选为传输带结构，当然，也可以为其他传输结构，如传输链结构或传动辊结构等。

优选地，物料盘1为真空吸盘。通过上述设置，方便了物料盘1对片状物料6的取放操作，避免物料盘1携带片状物料6移动的过程中片状物料6发生位置移动。

进一步地，片状物料取放部件也可以设置为真空吸盘。

上述实施例中，优选将片状物料6的分区的拼接中心点作为片状物料6的旋转中心点。如图3所示，本实施例中，片状物料6的分区的拼接中心点为四个分区相互重合的交点。如图4所示，本实施例中，片状物料6的分区的拼接中心点为两个分区的拼接线上的中点。也可以将片状物料6的分区的非拼接中心点作为片状物料6的旋转中心点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种激光加工设备，其特征在于，所述激光加工设备具有至少一个激光加工工位(A)及至少一个上下料工位(B)；

所述激光加工设备包括与所述激光加工工位(A)对应设置的激光加工模组及承载片状物料(6)的承载装置(5)；

所述承载装置(5)包括：至少两个用于承载单个所述片状物料(6)的承载单元及驱动所述承载单元在所述激光加工工位(A)及所述上下料工位(B)之间切换的第一驱动装置(4)；

所述承载单元包括用于放置所述片状物料(6)的物料盘(1)及驱动所述物料盘(1)沿水平方向转动的第二驱动装置(2)，所述第二驱动装置(2)能够驱动所述物料盘(1)转动预定角度后停止；

所述激光加工模组的单个加工区域能够与加工位置的所述片状物料(6)的分区对应设置；

所述单个加工区域为所述激光加工模组发出且用于对单个片状物料进行加工的激光形成的加工区域；

加工位置的所述片状物料(6)为位于所述激光加工工位(A)的所述承载单元承载的所述片状物料(6)；

所述片状物料(6)的分区至少覆盖拼接区域；所述拼接区域为以所述片状物料(6)的旋转中心点为顶点的两条边延伸至所述片状物料(6)的边缘且与所述片状物料(6)的边缘围成的区域；所述两条边的夹角角度为所述预定角度。

2.如权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工工位(A)的数量为至少两个，所述激光加工模组包括与至少两个所述激光加工工位(A)一一对应设置的多个所述激光加工组件；

所述上下料工位(B)的数量为至少两个；

所述承载单元的数量为多个；在加工或上下料过程中，多个所述承载单元分别与多个工位一一对应，多个所述工位包括全部所述激光加工工位(A)及全部所述上下料工位(B)；

所述第一驱动装置(4)能够驱动多个承载单元中的一部分所述承载单元在至少两个所述激光加工工位(A)中的一部分加工工位及至少两个所述上下料工位(B)中的一部分上下料工位之间切换；所述第一驱动装置(4)能够驱动多个承载单元中的另一部分所述承载单元在至少两个所述激光加工工位(A)中的另一部分加工工位及至少两个所述上下料工位(B)中的另一部分上下料工位之间切换。

3.如权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，所述激光加工工位(A)包括第一激光加工工位(A1)及第二激光加工工位(A2)，所述激光加工模组包括分别与所述第一激光加工工位(A1)对应设置的第一激光加工组件(11)及与所述第二激光加工工位(A2)对应设置的第二激光加工组件(12)；

所述上下料工位(B)包括第一上下料工位(B1)及第二上下料工位(B2)；

所述承载单元的数量为四个；在加工或上下料过程中，四个所述承载单元分别与所述第一激光加工工位(A1)、所述第二激光加工工位(A2)、所述第一上下料工位(B1)及所述第二上下料工位(B2)一一对应；

所述第一驱动装置(4)能够驱动四个承载单元中的两个所述承载单元在所述第一激光加工工位(A1)与所述第二激光加工工位(A2)中的一个加工工位及所述第一上下料工位(B1)与所述第二上下料工位(B2)中的一个上下料工位之间切换；所述第一驱动装置(4)能够驱动四个承载单元中的另外两个所述承载单元在所述第一激光加工工位(A1)与所述第二激光加工工位(A2)中的另一个加工工位及所述第一上下料工位(B1)与所述第二上下料工位(B2)中的另一个上下料工位之间切换。

4.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，所述承载装置(5)还包括水平设置且中心对称的支撑架(3)；

所述第一驱动装置(4)为旋转驱动装置，所述第一驱动装置(4)的驱动轴竖直设置且与所述支撑架(3)的中心处连接；

至少两个所述承载单元安装于所述支撑架(3)上，至少两个所述承载单元到所述支撑架(3)的中心处的距离相等，至少两个所述承载单元沿所述支撑架(3)的周向等距分布。

5.如权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，所述第一驱动装置(4)为能够实现正转及反转的驱动马达；

所述第一驱动装置(4)单次正转的旋转角度为180°，所述第一驱动装置(4)单次反转的旋转角度为180°；

所述第一驱动装置(4)能够通过单次转动驱动所述承载单元在所述激光加工工位(A)与所述上下料工位(B)之间切换。

6.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，所述预设角度为90°，所述第二驱动装置(2)驱动所述物料盘(1)单次转动角度为90°；

所述片状物料(6)的形状为矩形，所述片状物料(6)具有四个分区，

所述四个分区由四条边划分，相邻的两条边划分一个分区；

所述两条边中任意一条边与其延伸至所述片状物料(6)的边缘相互垂直。

7.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，所述预设角度为180°，所述第二驱动装置(2)能够驱动所述物料盘(1)沿水平方向正转及反转，所述第二驱动装置(2)驱动所述物料盘(1)单次转动角度为180°；

所述片状物料(6)的形状为矩形，所述片状物料(6)具有两个分区，

所述两个分区由两条边划分，两条边位于同一直线上；

所述两条边中任意一条边与其延伸至所述片状物料(6)的边缘相互垂直。

8.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，还包括用于对所述上下料工位(B)进行视觉定位的相机，所述相机与所述上下料工位(B)对应设置。

9.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，还包括与所述上下料工位(B)对应设置的上下料装置；

所述上下料装置包括用于向所述激光加工设备的所述上下料工位(B)上料及下料的机械手。

10.如权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于，所述机械手为旋转机械手(30)；

所述旋转机械手(30)包括用于向所述上下料工位(B)上料的第一机械臂、用于向所述上下料工位(B)下料的第二机械臂，及驱动所述第一机械臂和所述第二机械臂同步转动的旋转驱动装置；

所述第一机械臂及所述第二机械臂均具有至少一个片状物料取放部件，至少一个所述片状物料取放部件与至少一个所述上下料工位(B)一一对应设置。

11.如权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于，所述机械手为直线驱动机械手；

所述直线驱动机械手包括直线机械臂(31)及驱动所述直线机械臂(31)沿直线方向移动的直线驱动装置(32)；

所述直线机械臂(31)上具有多个片状物料取放部件，多个所述片状物料取放部件包括用于向所述上下料工位(B)上料的上料片状物料取放部件及用于对所述上下料工位(B)下料的下料片状物料取放部件。

12.如权利要求9所述的激光加工设备，其特征在于，还包括上料传输单元；

所述机械手具有用于向所述上下料工位(B)上料的上料片状物料取放部件，所述上料片状物料取放部件的数量为N个，N≥2；

所述上料传输单元包括相互独立的N个上料传输带；

N个所述上料片状物料取放部件与N个所述上料传输带一一对应设置；

N个所述上料传输带均具有检测所述片状物料位置的位置检测器。

13.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，所述物料盘(1)为真空吸盘。

14.如权利要求1、2或3所述的激光加工设备，其特征在于，所述片状物料(6)的分区的拼接中心点为所述片状物料(6)的旋转中心点。

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