CN219310368U - 激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种激光加工装置，包括：移载机构，设有第一工位、第二工位和第三工位，用于承载工件及带动工件移动至第一工位、第二工位和第三工位；视觉机构，对应于第一工位设置，用于拍摄工件以获取工件的轮廓尺寸信息以形成工件加工轨迹；标记机构，对应于第二工位设置，包括连接的标记组件和移动组件，移动组件用于带动标记组件靠近或远离工件，标记组件用于对工件加工预设标记；激光加工机构，对应于第三工位设置，用于向第三工位中的预设位置发射激光，其中，移载机构还用于移动工件使预设标记处于预设位置，及带动工件参照预设位置按工件加工轨迹运动，以进行激光加工。上述的激光加工装置在加工时工件不易受损，且省时省力。

Description

激光加工装置

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，特别是一种激光加工装置。

背景技术

目前，对于一些玻璃工件，在使用时需要对其外周进行倒角加工，现有中常采用机床控制金属刀具加工玻璃工件的倒角。然而，此种方式会使玻璃工件易受损，加工质量较低，不良率较高。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种激光加工装置，以解决现有的工件在加工时易受损及加工质量低的技术问题。

本实用新型提出了一种激光加工装置，包括：移载机构，设有第一工位、第二工位和第三工位，用于承载工件及带动工件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位；视觉机构，对应于所述第一工位设置，用于拍摄工件以获取工件的轮廓尺寸信息以形成工件加工轨迹；标记机构，对应于所述第二工位设置，包括连接的标记组件和移动组件，所述移动组件用于带动所述标记组件靠近或远离所述工件，所述标记组件用于对所述工件加工预设标记；激光加工机构，对应于所述第三工位设置，用于向所述第三工位中的预设位置发射激光，其中，所述移载机构还用于移动工件使所述预设标记处于所述预设位置，及带动工件参照所述预设位置按工件加工轨迹运动，以进行激光加工。

上述的激光加工装置，先通过移载机构带动工件移动至第一工位，使得视觉机构拍摄工件以获取工件的轮廓尺寸信息以形成工件加工轨迹；然后移载机构带动工件移动至第二工位，移动组件带动标记组件靠近工件，以对工件加工预设标记；接着移载机构带动工件移动至第三工位，激光加工机构向第三工位中的预设位置发射激光，之后移载机构移动工件使预设标记处于预设位置及带动工件参照预设位置按工件加工轨迹运动以进行激光加工，由于采用激光加工，工件不易受损，且省时省力，另外工件的加工精度较高，质量较好。

在一些实施例中，所述移载机构包括：定位组件，包括用于承载工件的承载件，所述承载件上设有吸附孔，以吸附固定工件；移载驱动组件，与所述定位组件连接，用于驱动所述定位组件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位。

在一些实施例中，所述定位组件还包括：两个抵推件，间隔设置于所述承载件的相邻两侧，用于推动所述承载件上的工件以对工件定位。

在一些实施例中，所述移载驱动组件包括：第一滑台；第二滑台，与所述第一滑台连接，被所述第一滑台驱动沿第一方向移动；支承件，与所述第二滑台连接，所述抵推件和所述承载件均设于所述支承件上，所述第二滑台驱动所述支承件沿与所述第一方向垂直的第二方向移动；其中，所述第一滑台和所述第二滑台配合，以带动工件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位。

在一些实施例中，还包括：升降机构，包括移动件和滑动驱动件，所述视觉机构和所述移动组件并排设置于所述移动件上，所述滑动驱动件与所述移动件连接，用于驱动所述移动件靠近或远离所述移载驱动组件移动。

在一些实施例中，还包括：应力消除机构，设于所述移动件上，且与所述视觉机构和所述移动组件分别间隔设置，用于朝工件的加工位置喷射冷却介质，以消除工件的加工位置上的应力。

在一些实施例中，所述激光加工机构包括：激光发射器，用于发射激光；镜片组件，与所述激光发射器连接，用于将所述激光分光为用于对工件进行倒角加工的第一束激光和用于对工件进行除丝加工的第二束激光；出射组件，对应于所述第三工位设置，与所述镜片组件连接，用于将所述第一束激光和第二束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

在一些实施例中，所述镜片组件包括依次设置的扩束镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜及分光镜；所述扩束镜用于聚焦所述激光发射器发射的激光；所述第一反射镜设于所述扩束镜的光路上，且与所述第二反射镜和所述第三反射镜配合以将所述激光反射至分光镜；所述分光镜用于将反射至的所述激光分光为所述第一束激光和所述第二束激光。

在一些实施例中，所述出射组件包括对应于所述第一束激光依次设置的第四反射镜、柱面镜及第五反射镜；所述第四反射镜用于将所述第一束激光反射至所述柱面镜；所述柱面镜用于聚焦所述第四反射镜反射的所述第一束激光；所述第五反射镜用于将聚焦的所述第一束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

在一些实施例中，所述出射组件包括对应于所述第二束激光依次设置的第六反射镜、第七反射镜、球面镜、第八反射镜；所述第六反射镜和第七反射镜平行设置，且相互配合以将所述第二束激光反射至所述球面镜；所述球面镜用于聚焦所述第七反射镜反射的所述第二束激光；所述第八反射镜用于将聚焦的所述第二束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例提出的激光加工装置的立体结构示意图。

图2是图1中的激光加工装置的移载机构的立体结构示意图。

图3是图1中的激光加工装置的视觉机构、标记机构、应力消除机构及升降机构的立体结构示意图。

图4是图1中的激光加工装置的激光加工机构的立体结构示意图。

图5是图4中的激光发射器的部分立体结构示意图。

图6是图4中的激光发射器发射的激光的光路示意图。

主要元件符号说明

激光加工装置 100

机台 10

移载机构 20

第一工位 21

第二工位 22

第三工位 23

定位组件 24

承载件 241

吸附孔 2411

抵推件 242

移载驱动组件 25

第一滑台 251

第二滑台 252

支承件 253

支撑架 30

视觉机构 40

标记机构 50

移动组件 51

标记组件 52

激光加工机构 60

激光发射器 61

镜片组件 62

扩束镜 621

第一反射镜 622

第二反射镜 623

第三反射镜 624

分光镜 625

出射组件 63

第四反射镜 631

柱面镜 632

第五反射镜 633

第六反射镜 634

第七反射镜 635

球面镜 636

第八反射镜 637

旋转驱动件 64

升降驱动件 65

升降机构 70

移动件 71

滑动驱动件 72

应力消除机构 80

工件 200

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例作进一步地说明。

请参见图1，本实用新型提出了一种激光加工装置100，用于加工工件200的倒角，在本实施方式中，工件200为玻璃，激光加工装置100可对工件200的四条边进行倒角加工。具体地，激光加工装置100包括机台10、移载机构20、支撑架30、视觉机构40、标记机构50、以及激光加工机构60。

移载机构20设于机台10上，移载机构20上设有第一工位21、第二工位22和第三工位23，移载机构20用于承载工件200及带动工件200移动至第一工位21、第二工位22或第三工位23。支撑架30为龙门架，支撑架30设于机台10上，视觉机构40设于支撑架30上，且对应于第一工位21设置，用于拍摄工件200以获取工件200的轮廓尺寸信息以形成工件200加工轨迹，在本实施方式中，加工轨迹为环形。标记机构50与移载机构20并排设置，标记机构50对应于第二工位22设置，且包括连接的标记组件52和移动组件51，移动组件51设于支撑架30上，用于带动标记组件52靠近或远离工件200，标记组件52用于对工件200加工预设标记，预设标记例如为划线。激光加工机构60设于支撑架30上，且间隔设于标记机构50背离视觉机构40的一侧，激光加工机构60对应于第三工位23设置，用于向第三工位23中的预设位置发射激光。其中移载机构20还用于移动工件200使预设标记处于预设位置，及带动工件200参照预设位置按工件200加工轨迹运动，以进行激光加工。

上述的激光加工装置100，先通过移载机构20带动工件200移动至第一工位21，使得视觉机构40拍摄工件200以获取工件200的轮廓尺寸信息以形成工件200的加工轨迹；然后移载机构20带动工件200移动至第二工位22，移动组件51带动标记组件52靠近工件200，以对工件200加工预设标记；接着移载机构20带动工件200移动至第三工位23，激光加工机构60向第三工位23中的预设位置发射激光，之后移载机构20移动工件200使预设标记处于预设位置及带动工件200参照预设位置按工件200加工轨迹运动以进行激光加工，由于采用激光加工工件200，工件200不易受损，且省时省力，另外工件的加工精度较高，质量较好。

请参见图2，在一些实施例中，移载机构20包括定位组件24和移载驱动组件25，定位组件24包括用于承载工件200的承载件241，承载件241大致为板状，承载件241上设有用于与抽气装置连接的吸附孔2411，以通过真空吸附的方式吸附固定工件200；移载驱动组件25与定位组件24连接，用于驱动定位组件24移动。如此，通过设置承载件241可吸附固定工件200，通过设置移载驱动组件25可驱动定位组件24移动至第一工位21、第二工位22和第三工位23。

在一些实施例中，定位组件24还包括两个抵推件242，两个抵推件242分别间隔设置于承载件241的相邻两侧，用于推动承载件241上的工件200以对工件200定位。在本实施方式中，抵推件242为推动气缸。如此，当工件200放置于承载件241上时，可先通过两个抵推件242推动承载件241上的工件200的两条边移动预设距离，以对工件200进行粗定位，然后承载件241通过吸附孔2411吸附固定工件200。

在一些实施例中，移载驱动组件25包括第一滑台251、第二滑台252、及支承件253，第二滑台252与第一滑台251连接，被第一滑台251驱动沿第一方向移动，在本实施方式中，第一方向为X轴方向；支承件253大致为板状，支承件253与第二滑台252连接，抵推件242和承载件241间隔设于支承件253上，第二滑台252驱动支承件253沿与第一方向垂直的第二方向移动，其中，第一滑台251和第二滑台252配合，以带动工件200移动至第一工位21、第二工位22或第三工位23，在本实施方式中，第二方向为Y轴方向。

其中，传统机床采用夹具进行上料，上料效率低且装夹精度低，而本案采用真空吸附和气缸定位上料可以让工件200平稳准确的吸附在承载件241上，定位效率高且定位准确。

请参见图3，在本实施方式中，视觉机构40为CCD视觉相机。其中，传统机床的倒角加工是通过人工校正或专用夹具定位来确定工件位置，工件200轮廓尺寸与机床加工轨迹匹配度不高，加工精度不高，而本案采用CCD视觉相机取像，在取像后能够分析每一个工件200轮廓尺寸幷匹配加工轨迹，从而提高工件200倒角的加工精度和效率；并且，在工件200倒角加工完成后，CCD视觉相机还能检测加工后的激光倒角轮廓与工件200轮廓的误差、倒角角度的误差、倒角面的平面度误差、表面粗糙度误差等，以此来判断加工后的工件200是否合格，不合格可以继续加工，直到完全合格，如此可以大大提高检测效率和工件200良率。

在本实施方式中，移动组件51为升降气缸。标记组件52为一斜块。

在一些实施例中，激光加工装置100还包括升降机构70，升降机构70包括移动件71和滑动驱动件72，移动件71为板状，视觉机构40和移动组件51并排设置于移动件71上，滑动驱动件72设于支撑架30上，且与移动件71连接，用于驱动移动件71靠近或远离移载驱动组件25移动。可以理解，移动件71靠近或远离移载驱动组件25的移动方向为Z轴方向。在本实施方式中，滑动驱动件72为线性模组。

在一些实施例中，激光加工装置100还包括应力消除机构80，应力消除机构80设于移动件71上，且与视觉机构40和移动组件51分别间隔设置，在本实施方式中，应力消除机构80间隔设于视觉机构40和移动组件51之间，用于朝工件200的加工位置喷射冷却介质，以消除工件200的加工位置上的应力。在本实施方式中，应力消除机构80为用于与水路连接的喷阀，能够朝工件200的加工位置喷射冷却水，以消除工件200的加工位置上的应力。

请参见图4，在一些实施例中，激光加工机构60包括激光发射器61、镜片组件62、以及出射组件63，激光发射器61设于支撑架30上，用于发射激光，在本实施方式中，激光发射器61为二氧化碳激光器。镜片组件62与激光发射器61连接，用于将激光分光为用于对工件200进行倒角加工的第一束激光和用于对工件200进行除丝加工的第二束激光。出射组件63与镜片组件62连接，用于将第一束激光和第二束激光向第三工位23中的预设位置发射，从而对工件200进行加工。

在本实施方式中，请参见图5，镜片组件62包括依次设置的扩束镜621、第一反射镜622、第二反射镜623、第三反射镜624及分光镜625。

扩束镜621用于聚焦激光发射器61沿第二方向的负方向发射的激光；第一反射镜622设于扩束镜621的光路上，且与第二反射镜623和第三反射镜624配合以将激光反射至分光镜625，具体地，第一反射镜622、第二反射镜623、第三反射镜624设于第一方向和第二方向所形成的平面上，第一反射镜622用于将激光沿第一方向的正方向反射至第二反射镜623，第二反射镜623用于将激光沿第二方向的正方向反射至第三反射镜624，第三反射镜624用于将激光沿第三方向的负方向反射至分光镜625；分光镜625用于将反射至的激光分光为第一束激光和第二束激光。

其中，出射组件63包括对应于第一束激光依次设置的第四反射镜631、柱面镜632及第五反射镜633；第四反射镜631与分光镜625平行设置，用于将从第二方向的正方向发射至的第一束激光沿第三方向的负方向反射至柱面镜632；柱面镜632用于聚焦第四反射镜631反射的第一束激光；第五反射镜633用于将聚焦的第一束激光沿与第三方向倾斜的方向反射至第三工位中的预设位置，从而对工件200进行倒角加工。

其中，出射组件63还包括对应于第二束激光依次设置的第六反射镜634、第七反射镜635、球面镜636、第八反射镜637。第六反射镜634和第七反射镜635平行设置，且相互配合以将第二束激光反射至球面镜636，其中第六反射镜634用于将从第三方向的负方向发射至的第二束激光沿第一方向的正方向反射至第七反射镜635，第七反射镜635用于将激光沿第三方向的负方向反射至球面镜636；球面镜636用于聚焦第七反射镜635反射的第二束激光；第八反射镜637用于将聚焦的第二束激光沿与第三方向倾斜的方向反射至第三工位中的预设位置，从而对工件200进行除丝加工。

请参见图6，图6是激光发射器61发射的激光的光路图，具体包括：激光发射器61发射激光，激光先通过扩束镜621进行聚焦，然后聚焦后的激光依次经过第一反射镜622、第二反射镜623、第三反射镜624后到达分光镜625，并经分光镜625分成倒角光路和熔丝光路两路激光，即第一束激光和第二束激光，其中倒角光路的激光依次经过第四反射镜631、柱面镜632及第五反射镜633后射出，从而对工件200进行倒角加工，熔丝光路的激光依次经过第六反射镜634、第七反射镜635、球面镜636、第八反射镜637后在振镜马达的作用下射出，从而消熔工件200倒角加工后产生的废丝。

可以理解，激光的大小可以通过激光发射器61调整，消除废丝的熔丝光路的激光可以通过更换不同型号的分光镜625调整。

请继续参见图4，在一些实施例中，激光加工机构60还包括旋转驱动件64，旋转驱动件64与镜片组件62连接，用于驱动镜片组件62带动出射组件63转动，以对工件200的拐角处进行激光加工。其中，镜片组件62的部分是可转动的且该部分可在旋转驱动件64的带动下转动。在本实施方式中，旋转驱动件64为旋转电机。

在一些实施例中，激光加工机构60还包括升降驱动件65，升降驱动件65设于支撑架30上，且与旋转驱动件64连接，用于驱动旋转驱动件64带动镜片组件62和出射组件63升降，以对工件200进行激光加工。在本实施方式中，升降驱动件65为线性模组。

上述的激光加工装置100的工作过程为：

先将工件200放置于承载件241上，通过两个抵推件242推动承载件241上的工件200的两条边移动以对工件200进行粗定位，之后承载件241通过吸附孔2411吸附固定工件200；

然后第一滑台251驱动第二滑台252沿第一方向移动，第二滑台252驱动支承件253和承载件241沿第二方向移动以带动工件200移动至第一工位21，视觉机构40拍摄工件200以获取工件200的轮廓尺寸信息以形成工件200的加工轨迹；

接着第一滑台251驱动第二滑台252沿第一方向移动，第二滑台252驱动支承件253和承载件241沿第二方向移动以带动工件200移动至第二工位22，移动组件51带动标记组件52靠近工件200，以对工件200加工预设标记；

接着第一滑台251驱动第二滑台252沿第一方向移动，第二滑台252驱动支承件253和承载件241沿第二方向移动以带动工件200移动至第三工位23，激光发射器61发射激光，激光先通过扩束镜621进行聚焦，然后聚焦后的激光依次经过第一反射镜622、第二反射镜623、第三反射镜624后到达分光镜625，并经分光镜625后分成倒角光路和熔丝光路两路激光，其中倒角光路的激光依次经过第四反射镜631、柱面镜632及第五反射镜633后射出至第三工位23中的预设位置，从而对工件200进行倒角加工，熔丝光路的激光依次经过第六反射镜634、第七反射镜635、球面镜636、第八反射镜637后在振镜马达的作用下射出至第三工位23中的预设位置，从而消熔工件200倒角加工后产生的废丝，然后移载机构20移动工件200使预设标记处于预设位置及带动工件200参照预设位置按工件200加工轨迹运动以对工件200的四条边进行激光加工，而对于工件200的四条边的拐角处，可通过旋转驱动件64驱动镜片组件62带动出射组件63转动以对工件200的拐角处进行激光加工；

之后移载机构20移动加工后的工件200至应力消除机构80的下方，应力消除机构80朝工件200的加工位置喷射冷却水，以消除工件200的加工位置上的应力；

最后移载机构20移动消除应力后的工件200至第一工位21，视觉机构40拍摄消除应力后的工件200的图像，根据图像检测加工后的激光倒角轮廓与工件200轮廓的误差、倒角角度的误差、倒角面的平面度误差、表面粗糙度误差等，以此来判断加工后的工件200是否合格，不合格继续加工，直到完全合格或不合格下料。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。

Claims (10)

1.一种激光加工装置，其特征在于，包括：

移载机构，设有第一工位、第二工位和第三工位，用于承载工件及带动工件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位；

视觉机构，对应于所述第一工位设置，用于拍摄工件以获取工件的轮廓尺寸信息以形成工件加工轨迹；

标记机构，对应于所述第二工位设置，包括连接的标记组件和移动组件，所述移动组件用于带动所述标记组件靠近或远离所述工件，所述标记组件用于对所述工件加工预设标记；

激光加工机构，对应于所述第三工位设置，用于向所述第三工位中的预设位置发射激光，其中，所述移载机构还用于移动工件使所述预设标记处于所述预设位置，及带动工件参照所述预设位置按所述工件加工轨迹运动，以进行激光加工。

2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述移载机构包括：

定位组件，包括用于承载工件的承载件，所述承载件上设有吸附孔，以吸附固定工件；

移载驱动组件，与所述定位组件连接，用于驱动所述定位组件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位。

3.如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，所述定位组件还包括：

两个抵推件，间隔设置于所述承载件的相邻两侧，用于推动所述承载件上的工件以对工件定位。

4.如权利要求3所述的激光加工装置，其特征在于，所述移载驱动组件包括：

第一滑台；

第二滑台，与所述第一滑台连接，被所述第一滑台驱动沿第一方向移动；

支承件，与所述第二滑台连接，所述抵推件和所述承载件均设于所述支承件上，所述第二滑台驱动所述支承件沿与所述第一方向垂直的第二方向移动；其中，

所述第一滑台和所述第二滑台配合，以带动工件移动至所述第一工位、所述第二工位或所述第三工位。

5.如权利要求2所述的激光加工装置，其特征在于，还包括：

升降机构，包括移动件和滑动驱动件，所述视觉机构和所述移动组件并排设置于所述移动件上，所述滑动驱动件与所述移动件连接，用于驱动所述移动件靠近或远离所述移载驱动组件移动。

6.如权利要求5所述的激光加工装置，其特征在于，还包括：

应力消除机构，设于所述移动件上，且与所述视觉机构和所述移动组件分别间隔设置，用于朝工件的加工位置喷射冷却介质，以消除工件的加工位置上的应力。

7.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在于，所述激光加工机构包括：

激光发射器，用于发射激光；

镜片组件，与所述激光发射器连接，用于将所述激光分光为用于对工件进行倒角加工的第一束激光和用于对工件进行除丝加工的第二束激光；

出射组件，对应于所述第三工位设置，与所述镜片组件连接，用于将所述第一束激光和第二束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

8.如权利要求7所述的激光加工装置，其特征在于，所述镜片组件包括依次设置的扩束镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜及分光镜；

所述扩束镜用于聚焦所述激光发射器发射的激光；

所述第一反射镜设于所述扩束镜的光路上，且与所述第二反射镜和所述第三反射镜配合以将所述激光反射至分光镜；

所述分光镜用于将反射至的所述激光分光为所述第一束激光和所述第二束激光。

9.如权利要求7所述的激光加工装置，其特征在于，所述出射组件包括对应于所述第一束激光依次设置的第四反射镜、柱面镜及第五反射镜；

所述第四反射镜用于将所述第一束激光反射至所述柱面镜；

所述柱面镜用于聚焦所述第四反射镜反射的所述第一束激光；

所述第五反射镜用于将聚焦的所述第一束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

10.如权利要求7或9所述的激光加工装置，其特征在于，所述出射组件还包括对应于所述第二束激光依次设置的第六反射镜、第七反射镜、球面镜、第八反射镜；

所述第六反射镜和第七反射镜平行设置，且相互配合以将所述第二束激光反射至所述球面镜；

所述球面镜用于聚焦所述第七反射镜反射的所述第二束激光；

所述第八反射镜用于将聚焦的所述第二束激光反射至所述第三工位中的预设位置。

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