CN218253399U

CN218253399U - 激光加工设备

Info

Publication number: CN218253399U
Application number: CN202221993776.4U
Authority: CN
Inventors: 吕园平; 谭明顺; 罗志文
Original assignee: Shenzhen Hymson Laser Intelligent Equipment Co Ltd
Current assignee: Hymson Laser Technology Group Co Ltd
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种激光加工设备。激光加工设备包括加工平台和激光加工装置，加工平台包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和工作台，第一驱动器用于驱使第二驱动器绕X轴旋转；第二驱动器用于驱使工作台旋转，第三驱动器用于驱使第一驱动器沿Y轴方向运动。激光加工装置包括第四驱动器、第五驱动器和激光加工头，第四驱动器和第五驱动器分别用于驱使激光加工头沿X轴方向、Z轴方向运动；激光加工头用于加工放置在工作台上的工件。通过第一驱动器和第二驱动器的配合，实现工件的二自由度运动，再配合激光加工头沿X轴、Z轴的运动和第一驱动器沿Y轴的运动，通过五轴联动实现对工件的多角度加工，减少加工误差，以应对形状复杂的工件。

Description

激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其是涉及一种激光加工设备。

背景技术

激光蚀刻工艺，是一种利用高光束激光聚焦材料表面，以瞬间气化材料进行无接触加工的方法，工艺简单，因而应用广泛。目前所使用的激光蚀刻设备主要是三轴(XYZ)激光加工设备，但是三轴激光加工设备无法很好的应对腔体或复杂曲面的纹理加工，因此，有必要针对该问题进行研究解决。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种激光加工设备，能够减少加工误差，以对形状复杂的工件进行加工。

根据本实用新型的第一方面实施例的激光加工设备，包括：

加工平台，所述加工平台包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和工作台，所述第二驱动器安装于所述第一驱动器的输出端，所述第一驱动器用于驱使所述第二驱动器绕X轴旋转；所述工作台安装于所述第二驱动器的输出端，所述第二驱动器用于驱使所述工作台旋转，所述第三驱动器用于驱使所述第一驱动器沿Y轴方向运动；

激光加工装置，所述激光加工装置包括第四驱动器、第五驱动器和激光加工头，所述第四驱动器用于驱使所述激光加工头沿X轴方向运动，所述第五驱动器用于驱使所述激光加工头沿Z轴方向运动；所述激光加工头用于加工放置在所述工作台上的工件。

根据本实用新型实施例的加工平台，至少具有如下有益效果：第一驱动器驱使第二驱动器绕X轴旋转，第二驱动器的输出端带动工作台沿第二驱动器的输出轴旋转，工件随着工作台的旋转一同旋转，通过第一驱动器和第二驱动器的配合，对工件的姿态进行调整，实现工件的二自由度运动，再配合激光加工头沿X轴、Z轴的运动和第三驱动器驱使第一驱动器沿Y轴的运动，通过五轴联动实现对工件的多角度加工，减少了加工误差，以使激光加工设备具有足够的加工精度对形状复杂的工件进行加工。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括第一固定座，所述第一固定座包括第一连接部和第三连接部，所述第一驱动器安装于所述第一连接部；

第二固定座，所述第二固定座包括第二连接部、第四连接部和加工面，所述第二连接部与所述第四连接部相对设置，所述加工面位于所述第二连接部和所述第四连接部之间，所述第二连接部固定连接于所述第一驱动器的输出端，所述第四连接部与所述第三连接部转动连接，所述第二驱动器安装于所述加工面。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括心轴，所述第三连接部设置有第一连接孔，所述第四连接部设置有第二连接孔，所述心轴插设于所述第一连接孔和所述第二连接孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括轴承，所述轴承套设于所述心轴，所述轴承的外表面与所述第一连接孔的内表面接触抵持。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括固定件，所述心轴设置有限位部，所述限位部与所述第四连接部固定连接，所述固定件与所述心轴可拆卸连接，所述固定件用于与所述轴承抵持固定。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括定位柱，所述定位柱固定连接于所述第一固定座。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括防护罩，所述防护罩固定于所述第一固定座，所述防护罩至少覆盖所述第一驱动器的一部分。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括多个固定块，各所述固定块可拆卸地固定于所述工作台，各所述固定块用于固定所述工件。

根据本实用新型的一些实施例，所述激光加工设备还包括多个滑块和多个预紧件，所述滑块包括滑动部和第五连接部，各所述固定块滑动且转动连接于各所述第五连接部，所述预紧件螺纹连接于所述第五连接部，所述预紧件用于控制所述滑动部与所述固定块间的距离，以使所述滑块与所述固定块夹紧固定于所述工作台；

所述工作台还设置有多个滑槽，各所述滑槽设置有第一槽道和第二槽道，所述第一槽道的宽度大于所述第二槽道的宽度，所述滑动部可沿所述第一槽道滑动，所述第五连接部可沿所述第二槽道滑动。

根据本实用新型的一些实施例，所述固定块设置有抵持部，所述抵持部用于与所述工件抵持固定，所述抵持部的设置有多个抵持凸台。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型的实施例的加工平台的示意图；

图2为本实用新型另一实施例的加工平台的示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本实用新型的实施例的固定块、预紧件和滑块的装配示意图；

图5为本实用新型的实施例的滑块与预紧件的装配示意图的示意图；

图6为本实用新型的实施例的激光加工设备的示意图。

附图标记：

加工平台100、防护罩110、第一连接部120、第一固定座130、第二驱动器140、工作台150、第三连接部160、定位柱170、固定件180、轴承190；

心轴200、螺纹201、限位部202、第四连接部210、加工面220、第二连接部230、第二固定座240、第一驱动器250；

工件300、滑槽310、第一槽道311、第二槽道312、台阶凸台315、固定块320、抵持部321、抵持凸台322、预紧件325、滑块330、滑动部331、第五连接部332；

激光加工设备400、第二固定架410、第一固定架420、第三驱动器430、第四驱动器440、第五驱动器450、激光加工头460、激光加工装置470。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面参照说明书附图，描述本实用新型实施例的激光加工设备400。

参照图1和图6，根据本实用新型的第一方面实施例的激光加工设备400，包括加工平台100和激光加工装置470。加工平台100包括第一驱动器250、第二驱动器140、第三驱动器430和工作台150，第二驱动器140安装于第一驱动器250的输出端，第一驱动器250用于驱使第二驱动器140绕X轴旋转。工作台150安装于第二驱动器140的输出端，第二驱动器140用于驱使工作台150旋转，第三驱动器430用于驱使第一驱动器250沿Y轴方向运动。激光加工装置470包括第四驱动器440、第五驱动器450和激光加工头460，第四驱动器440用于驱使激光加工头460沿X轴方向运动，第五驱动器450用于驱使激光加工头460沿Z轴方向运动。激光加工头460用于加工放置在工作台150上的工件300。

具体的，第一驱动器250和第二驱动器140，可选择为DD扭矩马达，也可以选择为本领域中常规的旋转电机，激光加工头460可以选择为激光蚀刻头、激光切割头等本领域常规的激光加工头460。第三驱动器430和第四驱动器440可以选自为直线电机模组，第五驱动器450可选择为丝杆模组。激光加工设备400可以设置有第一固定架420和第二固定架410以方便安装，激光加工头460、第四驱动器440和第五驱动器450安装于第一固定架420上，加工平台100和第三驱动器430安装于第二固定架410上。

加工平台100中可以设置有第一固定座130和第二固定座240，以实现第一驱动器250和第二驱动器140的安装。第二驱动器140的本体固定于第二固定座240上，工件300摆设在工作台150上，第一驱动器250的本体固定于第一固定座130上，第一驱动器250的输出端与第二连接部230固定。在加工过程中，第一驱动器250驱使第二固定座240绕X轴旋转，同时，第二驱动器140的输出端带动工作台150沿第二驱动器140的输出轴旋转，工件300随着工作台150的旋转一同旋转。其中，X轴轴线与第二驱动器140的输出轴轴线的夹角大于零。

第四驱动器440和第五驱动器450配合，驱使激光加工头460沿X轴方向和Z轴方向运动至工作台150的对应位置，并在加工过程中调整激光加工头460的位置，第三驱动器430同步驱使第一驱动器250沿Y轴方向运动，以带动工件300沿Y轴方向的运动，实现工件300和激光加工头460在XYZ轴上的三轴配合加工。

通过第一驱动器250和第二驱动器140的配合，对工件300的姿态进行调整，实现工件300的二自由度运动，再配合激光加工头460沿X轴、Z轴的运动和第三驱动器430驱使第一驱动器250沿Y轴的运动，通过五轴联动实现对工件300的多角度加工，减少了加工误差，以使激光加工设备400具有足够的加工精度对形状复杂的工件300进行加工。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括第一固定座130和第二固定座240，第一固定座130包括第一连接部120和第三连接部160，第一驱动器250安装于第一连接部120。第二固定座240包括第二连接部230、第四连接部210和加工面220，第二连接部230与第四连接部210相对设置，加工面220位于第二连接部230和第四连接部210之间，第二连接部230固定连接于第一驱动器250的输出端，第四连接部210与第三连接部160转动连接，第二驱动器140安装于加工面220。

具体的，第三连接部160和第四连接部210，可以通过插接孔和插接凸台的配合实现转动连接，例如，在第三连接部160上设置有插接孔，在第四连接部210上设置有插接凸台，插接凸台插设于插接孔内，并且插接凸台与插接孔的内表面抵持。

第四连接部210和第三连接部160的转动连接，实现第二固定座240远离第一驱动器250的一端与第一固定座130的结构连接，第四连接部210与第二连接部230一起，承担第二驱动器140的重力和第二固定座240摆动时的惯性力，提高加工平台100的结构强度，减小第二固定座240发生结构变形的几率，增加加工平台100的使用寿命，并且，可以放置重量更大的工件300进行加工，提高加工平台100的适用性。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括心轴200，第三连接部160设置有第一连接孔，第四连接部210设置有第二连接孔，心轴200插设于第一连接孔和第二连接孔。

具体的，心轴200分别与第一连接孔的内表面和第二连接孔的内表面抵持，可以理解的是，间接抵持和直接抵持，均可视为抵持。心轴200起到支承第四连接部210的弯矩的作用，不需要在第四连接部210或第三连接部160设置有插接凸台实现转动连接，且当设置有插接凸台时，插接凸台磨损后需要更换整个第一固定座130或第二固定座240，当心轴200磨损时，仅需单独更换心轴200即可。心轴200的材料可以选择耐磨性和结构强度较强的材料进行制作，以针对应力较集中的部位使用强度更好的材料，从而延长加工平台100的使用寿命。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括轴承190，轴承190套设于心轴200，轴承190的外表面与第一连接孔的内表面接触抵持。

具体的，轴承190可以选择为深沟球轴承190、滚子轴承190等本领域常规的轴承190。通过设置轴承190，减小心轴200与第一连接孔的内表面的摩擦力，减小第二固定座240在摆动过程中因摩擦力产生卡顿或锁死的几率，并减少摩擦力对第一驱动器250所带来的负荷。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括固定件180，心轴200设置有限位部202，限位部202与第四连接部210固定连接，固定件180与心轴200可拆卸连接，固定件180用于与轴承190抵持固定。

具体的，限位部202与第四连接部210通过螺栓、螺母等紧固件实现固定连接，限制心轴200脱离第一连接孔和第二连接孔的运动。心轴200设置有螺纹201，固定件180与心轴200之间螺纹连接，通过将固定件180旋进至与轴承190抵持，实现对轴承190的轴向固定，限制轴承190脱离第一连接孔的位移，提高加工平台100的运作稳定性。

参照图1和图2，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括定位柱170，定位柱170固定连接于第一固定座130。

具体的，激光加工头460与加工平台100配合对工件300进行加工时，通常需要先进行坐标定位，通过设置定位柱170，为激光加工头460的坐标定位提供标定参考，便于进行坐标定位，提高工作效率。

参照图3，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括多个固定块320，各固定块320可拆卸地固定于工作台150，各固定块320用于固定工件300。

具体的，工作台150上设置有螺纹孔，固定块320通过预紧件325与螺纹孔配合的方式，实现固定块320与工作台150的可拆卸连接。各固定块320分别与工件300的各端面抵持，以夹紧固定工件300，减少工件300在加工过程中产生偏移或者滑离工作台150的几率，保证加工的顺利进行。

参照图3至图5，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括多个滑块330和多个预紧件325，滑块330包括滑动部331和第五连接部332，各固定块320滑动且转动连接于各第五连接部332，预紧件325螺纹连接于第五连接部332，预紧件325用于控制滑动部331与固定块320间的距离，以使滑块330与固定块320夹紧固定于工作台150。工作台150还设置有多个滑槽310，各滑槽310设置有第一槽道311和第二槽道312，第一槽道311的宽度大于第二槽道312的宽度，滑动部331可沿第一槽道311滑动，第五连接部332可沿第二槽道312滑动。

具体的，预紧件325可以选择为螺母，通过控制预紧件325在第五连接部332上的旋进距离，即可控制滑动部331与固定块320的距离。由于第一槽道311与第二槽道312存在宽度差，第二槽道312的两侧或两侧的其中一侧会存在台阶凸台315。当固定块320确定与加工间的抵持位置后，旋进螺母，减少滑块330与固定块320之间的距离，以使固定块320与台阶凸台315远离第一槽道311的外表面抵持、滑动部331与台阶凸台315靠近第一槽道311的内表面抵持，继续旋进螺母即可将固定块320和滑块330夹紧固定于台阶凸台315上。

由于固定块320与第五连接部332转动连接，因此，固定块320在被预紧前可以相对滑块330旋转，以调整固定块320与工件300的抵持位置。通过滑块330在第一槽道311内的滑动，可以调节固定块320在工作台150上的位置，在面对尺寸与形状不同的工件300时，不需要在工作台150上额外设置螺纹孔或者更换另一个工作台150，增加工作台150的适用性。

参照图4，根据本实用新型的一些实施例，固定块320设置有抵持部321，抵持部321用于与工件300抵持固定，抵持部321的设置有多个抵持凸台322。

具体的，当工件300与固定块320的接触面为曲面、球面或者其他不规则面时，若固定块320设置为方形的规则形状，则固定块320与工件300可能仅有一个切面进行抵持，此时固定块320对工件300的固定效果较差。通过设置多个抵持凸台322，使得固定块320与工件300接触抵持时，多个抵持凸台322与固定块320多点或者多面接触，以提高固定块320对工件300的固定效果，有效应对工件300的不规则接触面，从而提高固定块320的适用性。

参照图1和图2，根据本实用新型的一些实施例，激光加工设备400还包括防护罩110，防护罩110固定于第一固定座130，防护罩110至少覆盖第一驱动器250的一部分。

具体的，防护罩110为第一驱动器250提供结构保护，减少第一驱动器250因撞击等外界因素导致损坏的几率。可以理解的是，在第二连接部230、第三连接部160和第四连接部210处也可以对应设置有防护罩110，以保护连接线缆、心轴200和轴承190。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims

1.激光加工设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，还包括：

第一固定座，所述第一固定座包括第一连接部和第三连接部，所述第一驱动器安装于所述第一连接部；

3.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，还包括心轴，所述第三连接部设置有第一连接孔，所述第四连接部设置有第二连接孔，所述心轴插设于所述第一连接孔和所述第二连接孔。

4.根据权利要求3所述的激光加工设备，其特征在于，还包括轴承，所述轴承套设于所述心轴，所述轴承的外表面与所述第一连接孔的内表面接触抵持。

5.根据权利要求4所述的激光加工设备，其特征在于，还包括固定件，所述心轴设置有限位部，所述限位部与所述第四连接部固定连接，所述固定件与所述心轴可拆卸连接，所述固定件用于与所述轴承抵持固定。

6.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，还包括定位柱，所述定位柱固定连接于所述第一固定座。

7.根据权利要求2所述的激光加工设备，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩固定于所述第一固定座，所述防护罩至少覆盖所述第一驱动器的一部分。

8.根据权利要求1所述的激光加工设备，其特征在于，还包括多个固定块，各所述固定块可拆卸地固定于所述工作台，各所述固定块用于固定所述工件。

9.根据权利要求8所述的激光加工设备，其特征在于，还包括多个滑块和多个预紧件，所述滑块包括滑动部和第五连接部，各所述固定块滑动且转动连接于各所述第五连接部，所述预紧件螺纹连接于所述第五连接部，所述预紧件用于控制所述滑动部与所述固定块间的距离，以使所述滑块与所述固定块夹紧固定于所述工作台；

10.根据权利要求8所述的激光加工设备，其特征在于，所述固定块设置有抵持部，所述抵持部用于与所述工件抵持固定，所述抵持部的设置有多个抵持凸台。