CN216227545U - 一种全方位立体激光雕刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全方位立体激光雕刻机，包括圆环导轨、导轨支架、底座、两个伸缩杆和两个激光雕刻装置，所述圆环导轨的轴线水平，所述导轨支架呈半圆环形，其半径大于所述圆环导轨的半径，所述导轨支架同轴位于所述圆环导轨的外侧，其两端分别与所述圆环导轨转动配合连接，两个所述伸缩杆以所述圆环导轨的圆心为中心竖向对称设于所述圆环导轨内，外端均与所述圆环导轨转动配合，内端均设有支撑爪，两个所述激光雕刻装置分别位于所述圆环导轨的竖向直径的两侧，均与所述圆环导轨导向配合，所述底座固定设于所述导轨支架的底端。本实用新型可以使激光雕刻头以不同的位姿、从任意的角度对工件进行激光加工，从而实现对立体产品的激光雕刻。

Description

一种全方位立体激光雕刻机

技术领域

本实用新型涉及一种激光雕刻机，尤其涉及一种全方位立体激光雕刻机。

背景技术

现有技术下的激光雕刻机通常采用两轴联动、三轴联动或五轴联动的方式控制激光雕刻头的位姿，在雕刻立体产品时需要编辑复杂的控制程序来控制激光雕刻头的移动，结构复杂、控制繁琐、成本高，通常仅应用于大型工厂或专业机构，不利于广泛应用。

另外，现有技术下的激光雕刻机通常只设有一个激光雕刻头，只能对产品的各待加工部位逐一进行雕刻，工作效率低。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种全方位立体激光雕刻机，其结构简单、控制容易、激光雕刻装置的运动空间大、雕刻灵活性高。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种全方位立体激光雕刻机，包括圆环导轨、导轨支架、底座、两个伸缩杆和两个激光雕刻装置，所述圆环导轨的轴线水平，所述导轨支架呈半圆环形，其半径大于所述圆环导轨的半径，所述导轨支架同轴位于所述圆环导轨的外侧，其两端分别与所述圆环导轨转动配合连接，设有驱动所述圆环导轨转动的第一驱动电机，两个所述伸缩杆以所述圆环导轨的圆心为中心竖向对称设于所述圆环导轨内，外端均与所述圆环导轨转动配合，内端均设有支撑爪，两个所述激光雕刻装置分别位于所述圆环导轨的竖向直径的两侧，均与所述圆环导轨导向配合，两个所述激光雕刻装置均设有驱动其沿所述圆环导轨移动的第二驱动电机，所述底座固定设于所述导轨支架的底端。

优选的，所述圆环导轨沿其环形设有导向槽，所述激光雕刻装置与所述导向槽之间设有相配合的齿轮齿条传动机构。

优选的，所述导向槽设于所述圆环导轨的内侧面上。

优选的，所述齿轮齿条传动机构包括齿轮和齿条，所述齿条设于所述导向槽的侧壁上，所述第二驱动电机设于所述激光雕刻装置上，所述齿轮同轴固定连接在所述第二驱动电机的电机轴上，并与所述齿条啮合。

优选的，所述第二驱动电机的电机轴的轴线与所述圆环导轨的直径重合。

优选的，所述激光雕刻装置设有激光雕刻头，所述激光雕刻头的激光发射端朝向所述圆环导轨的圆心。

优选的，所述第一驱动电机固定设于所述导轨支架的一端内侧，其电机轴竖直向所述导轨支架的圆心伸出，并与所述圆环导轨固定连接，所述导轨支架的另一端内侧设有竖直向其圆心伸出的转动轴，所述转动轴与所述圆环导轨转动配合连接。

优选的，所述转动轴侧的伸缩杆的外端与所述转动轴同轴固定连接。

优选的，所述伸缩杆为气动伸缩杆或伸缩式液压缸。

优选的，所述支撑爪包括多个支撑条，所述支撑条的一端与相应的所述伸缩杆的端部固定连接，自所述伸缩杆的端部向所述圆环导轨的圆心方向由内向外伸出，多个所述支撑条沿同一圆周均匀分布。

优选的，所述底座包括多个长条状的支腿，所述支腿的顶端与所述导轨支架的底端固定连接，自上向下由内向外伸出，多个所述支腿沿同一圆周均匀分布，多个所述支腿的底端处于同一水平面内，任意相邻的两个所述支腿之间设有加强筋。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过所述圆环导轨的水平转动以及两个所述激光雕刻装置沿所述圆环导轨的大范围精准移动，使所述激光雕刻头可以以不同的位姿、从任意的角度对待雕刻工件进行激光加工，从而实现对立体产品的激光雕刻，具有结构简单、控制容易、激光雕刻头运动空间大、雕刻灵活性高、实用性强和成本低等特点，不仅适用于对大型工件的加工，也适用于对小型物品的雕刻，可广泛应用于各种立体产品激光雕刻的需求场合。本实用新型的两个所述激光雕刻装置可同时对待雕刻工件的不同部位进行激光加工，工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型公开了一种全方位立体激光雕刻机，包括圆环导轨1、导轨支架2、底座3、两个伸缩杆4和两个激光雕刻装置5，所述圆环导轨的轴线水平，所述导轨支架呈半圆环形，其半径大于所述圆环导轨的半径，所述导轨支架同轴位于所述圆环导轨的外侧，其两端分别与所述圆环导轨转动配合连接，既可以支撑所述圆环导轨，又使所述圆环导轨可以水平转动，所述圆环导轨设有驱动其转动的第一驱动电机6，为其水平转动提供动力。两个所述伸缩杆以所述圆环导轨的圆心为中心竖向对称设于所述圆环导轨内，外端（指背向所述圆环导轨的圆心的一端）均与所述圆环导轨转动配合，使所述圆环导轨在水平转动时，两个所述伸缩杆不随之转动（静止不动），内端（指朝向所述圆环导轨的圆心的一端）均设有支撑爪7，用于夹持固定待雕刻工件，通过两个所述伸缩杆的伸缩，可以调节两个所述支撑爪之间的间距，实现对不同尺寸的待雕刻工件的夹持固定。两个所述激光雕刻装置分别位于所述圆环导轨的竖向直径的两侧，均与所述圆环导轨导向配合，使两个所述激光雕刻装置可以沿各自所在侧的半个圆环导轨移动，两个所述激光雕刻装置均设有驱动其沿所述圆环导轨移动的第二驱动电机，为各自的移动提供动力。所述底座固定设于所述导轨支架的底端，用于支撑所述导轨支架。

所述圆环导轨优选沿其环形设有导向槽，所述激光雕刻装置与所述导向槽之间设有相配合的齿轮齿条传动机构。

所述导向槽可以为内外贯穿所述圆环导轨的的通槽，也可以为不贯穿所述圆环导轨的槽，当所述导向槽为不贯穿所述圆环导轨的槽时，所述导向槽设于所述圆环导轨的内侧面上。

所述齿轮齿条传动机构优选包括齿轮和齿条，所述齿条设于所述导向槽的侧壁上，所述第二驱动电机设于所述激光雕刻装置上，所述齿轮同轴固定连接在所述第二驱动电机的电机轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，或者所述齿轮与所述激光雕刻装置的外端（指背向所述圆环导轨的圆心的一端）转动配合连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述第二驱动电机位于所述圆环导轨的外侧，其电机轴与所述齿轮同轴固定连接（适于导向槽为内外贯穿圆环导轨的通槽的情况）。

所述第二驱动电机的电机轴的轴线优选与所述圆环导轨的直径重合，即所述圆环导轨的圆心位于所述第二驱动电机的电机轴的轴线所在的直线上。

所述齿条在所述导向槽的侧壁上的设置方式可以采用以下任意一种：

（1）所述导向槽的两个侧壁上均设有所述齿条，两个所述齿条的齿牙相对设置且位置一一对应，此时，所述齿轮与两个所述齿条同时啮合；

（2）所述导向槽的一个侧壁上设有所述齿条，此时，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿轮与所述导向槽的另一个侧壁之间留有间距，所述第二驱动电机和/或所述激光雕刻装置与所述导向槽的不设有齿条的侧壁滑动配合连接。

所述齿条可以是固定设于所述导向槽的侧壁上的独立齿条，也可以是由沿环形设于所述导向槽的侧壁上的齿牙构成的与导向槽呈一体结构的齿条。

所述激光雕刻装置设有激光雕刻头，所述激光雕刻头的激光发射端优选朝向所述圆环导轨的圆心。

所述第一驱动电机与所述圆环导轨之间通常采用电机直驱的驱动方式，具体的连接和驱动结构可以为：所述第一驱动电机固定设于所述导轨支架的一端内侧，或者所述导轨支架的一端内侧设有竖直向其圆心伸出支撑柱（支撑柱的轴线与所述导轨支架的竖向直径重合），所述第一驱动电机固定连接在支撑柱的内端（指朝向所述导轨支架的圆心的一端），所述第一驱动电机的电机轴竖直向所述导轨支架的圆心伸出（电机轴的轴线与所述导轨支架的竖向直径重合），并与所述圆环导轨固定连接，所述导轨支架的另一端内侧固定设有竖直向其圆心伸出的转动轴（转动轴的轴线与所述导轨支架的竖向直径重合）8，所述转动轴与所述圆环导轨转动配合连接（例如通过轴承连接）。所述第一驱动电机优选为伺服电机。

所述转动轴可以向内伸出所述圆环导轨的内缘，也可以不向内伸出所述圆环导轨的内缘，当所述转动轴向内伸出所述圆环导轨的内缘时，所述转动轴侧的伸缩杆的外端与所述转动轴同轴固定连接；当所述转动轴不向内伸出所述圆环导轨的内缘时，所述转动轴侧的伸缩杆的外端与所述转动轴同轴固定连接，并与所述圆环导轨转动配合或留有转动间隙，所述圆环导轨上设有适于所述伸缩杆插入并与所述转动轴连接的孔或槽，或者所述伸缩杆从所述导向槽插入后与所述转动轴连接。

所述伸缩杆可以为气动伸缩杆或伸缩式液压缸（或称液压伸缩杆），优选呈圆柱状，伸缩端指向所述圆环导轨的圆心。两个所述伸缩杆的伸缩动作优选同步，可以采用同一个供气装置或供液装置进行同步控制，以使两个所述支撑爪无论夹持何种大小的待雕刻工件，工件的中心均与所述圆环导轨的圆心同心。

所述支撑爪优选包括多个支撑条，所述支撑条呈长条状，其一端与相应的所述伸缩杆的端部固定连接，自所述伸缩杆的端部向所述圆环导轨的圆心方向由内向外伸出，多个所述支撑条沿同一圆周均匀分布（即沿周向均匀分布于同一个圆锥面上），多个所述支撑条的另一端（朝向所述圆环导轨的圆心方向的一端）处于同一水平面内。所述支撑条的数量可以为四个。

所述底座优选包括多个长条状的支腿，所述支腿的顶端与所述导轨支架的底端固定连接，自上向下由内向外伸出，多个所述支腿沿同一圆周均匀分布（即沿周向均匀分布于同一个圆锥面上），多个所述支腿的底端处于同一水平面内。任意相邻的两个所述支腿之间设有加强筋，以提高结构强度。所述支腿的数量可以为四个。所述支腿可以设有高度调节机构，例如采用气缸控制的伸缩柱或伸缩架，或者采用现有技术下任意适宜的高度调节装置，便于所述导轨支架和所述圆环导轨调平。

激光雕刻机可以依据现有技术设置配套的控制装置（例如PLC控制器）对各电机及激光雕刻头进行控制，实现对立体产品的自动化雕刻加工。

本实用新型的工作原理为：调整两个所述伸缩杆的伸缩量，将待雕刻工件夹持于两个所述支撑爪之间，通过所述圆环导轨的水平转动以及两个所述激光雕刻装置沿所述圆环导轨的大范围精准移动，使所述激光雕刻头可以以不同的位姿、从任意的角度对待雕刻工件进行激光加工，从而实现对立体产品的激光雕刻。

本实用新型可以制成不同的大小，以适于对不同大小的工件进行激光雕刻加工。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种全方位立体激光雕刻机，其特征在于包括圆环导轨、导轨支架、底座、两个伸缩杆和两个激光雕刻装置，所述圆环导轨的轴线水平，所述导轨支架呈半圆环形，其半径大于所述圆环导轨的半径，所述导轨支架同轴位于所述圆环导轨的外侧，其两端分别与所述圆环导轨转动配合连接，设有驱动所述圆环导轨转动的第一驱动电机，两个所述伸缩杆以所述圆环导轨的圆心为中心竖向对称设于所述圆环导轨内，外端均与所述圆环导轨转动配合，内端均设有支撑爪，两个所述激光雕刻装置分别位于所述圆环导轨的竖向直径的两侧，均与所述圆环导轨导向配合，两个所述激光雕刻装置均设有驱动其沿所述圆环导轨移动的第二驱动电机，所述底座固定设于所述导轨支架的底端。

2.如权利要求1所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述圆环导轨沿其环形设有导向槽，所述激光雕刻装置与所述导向槽之间设有相配合的齿轮齿条传动机构。

3.如权利要求2所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述导向槽设于所述圆环导轨的内侧面上。

4.如权利要求3所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述齿轮齿条传动机构包括齿轮和齿条，所述齿条设于所述导向槽的侧壁上。

5.如权利要求4所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述第二驱动电机设于所述激光雕刻装置上，所述齿轮同轴固定连接在所述第二驱动电机的电机轴上，并与所述齿条啮合。

6.如权利要求5所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述第二驱动电机的电机轴的轴线与所述圆环导轨的直径重合。

7.如权利要求1所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述激光雕刻装置设有激光雕刻头，所述激光雕刻头的激光发射端朝向所述圆环导轨的圆心。

8.如权利要求1所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述第一驱动电机固定设于所述导轨支架的一端内侧，其电机轴竖直向所述导轨支架的圆心伸出，并与所述圆环导轨固定连接。

9.如权利要求8所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述导轨支架的另一端内侧设有竖直向其圆心伸出的转动轴，所述转动轴与所述圆环导轨转动配合连接。

10.如权利要求9所述的全方位立体激光雕刻机，其特征在于所述转动轴侧的伸缩杆的外端与所述转动轴同轴固定连接。

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